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Spektrum Physik 10 Gymnasium  Hessen
Spektrum Physik 10
Gymnasium


Hessen

Thomas Appel, Jürgen Bissel, Frank Eiselt, Frank Küchenberg, Hansjoachim Lechner, Michael Müller, Rainer Serret, Reinhard Stumpf, Petra Ullrich, Thea Wolf

Schroedel
EAN: 9783507863095 (ISBN: 3-507-86309-X)
144 Seiten, hardcover, 19 x 26cm, 2002

EUR 15,25
alle Angaben ohne Gewähr

Verlagsinfo
Physik kann begeistern ...

Naturwissenschaftliche Phänomene faszinieren und begeistern. Warum schmelzen, verdampfen oder erstarren Körper? Wie gelangt die Wärme des Heizkessels im Keller ins Wohnzimmer? Warum frieren Eisbären nicht? Und wie funktioniert der Automotor? Fragen, die sich Jugendliche stellen und die sie nach Behandlung des Themas "Innere Energie - Wärmeenergie" beantworten können.

Um diese Phänomene jedoch wirklich zu begreifen oder zu verstehen, um dann auch Transferleistungen erbringen zu können, sind abstrahierende Modelle und Theorien notwendig. Deren Vermittlung, Erarbeitung und Erlernen ist aber nicht immer einfach und verbaut oftmals den Blick auf das eigentlich Interessante und Spannende.

... und der Physikunterricht kann es auch ...

Dies ist sicherlich ein Grund dafür, dass ein Fach wie Physik bei Schülern und vor allem bei Schülerinnen unbeliebter geworden ist. Um dieser Tendenz zu begegnen, müssen den Schülerinnen und Schülern die Beziehungen zwischen ihrer Lebenswelt und den physikalischen Grundlagen deutlich gemacht werden.

Ein Unterricht, der dies leisten will, muss den Jugendlichen zeigen, wo um sie herum "Physik" überall stattfindet, flexibel auf ihre Interessen eingehen, ihre Fragen beantworten und ihre Eigeninitiative fördern.

Auf diese Weise erfolgt ein anschaulicher, motivierender Zugang zum Unterrichtsstoff, über den ein anwendungsorientiertes physikalisches Grundwissen aufgebaut wird.

... mit Spektrum Physik

Spektrum Physik ist das neue Unterrichtswerk, das Sie dabei unterstützt. Dahinter steht das Konzept, die Lerninhalte in kleinen, überschaubaren, in sich geschlossenen Einheiten mit hohem Praxisbezug darzustellen. Handlungsorientierte Elemente machen die Inhalte nachvollziehbar und festigen das Erlernte. Ein inhaltlicher "Roter Faden", der sich als Sachtext durch das Buch zieht, verhindert die Bildung von zusammenhanglosem Einzelwissen.

Spektrum Physik zeigt den Weg zu einem abwechslungsreichen, eingängigen Physikunterricht und lenkt damit das Interesse der Schülerinnen und Schüler wieder verstärkt auf die Physik und die Naturwissenschaften.


Konzept und Aufbau

Motivationsseiten am Anfang der Kapitel
Durch aufmerksamkeitsstarke Einstiegsseiten setzt Spektrum Physik jedes Kapitel buchstäblich in Szene: Aussagekräftige Fotos und Illustrationen wecken das Interesse, kurze Texte führen in den Lernstoff ein und werfen Fragen auf, die zum Weiterlesen anregen und im Laufe des Kapitels beantwortet werden.

Wiederholungen
In den Folgebänden steht am Anfang der Kapitel eine Kurzwiederholung. Hier werden noch einmal die in früheren Schuljahren behandelten Inhalte kurz dargestellt und die wichtigsten Begriffe aufgelistet.

Einstiege in die Unterrichtseinheiten
Jede Unterrichtseinheit beginnt mit einer Text-Bild-Kombination. Hier werden für die Jugendlichen alltägliche und lebensnahe Probleme oder Phänomene angesprochen, deren physikalische Erklärung im Folgenden geleistet wird.

Sachtexte
Die Sachtexte sind der „Rote Faden“ für das ganze Buch. In ihnen werden die wesentlichen Inhalte (Begriffe, Modelle, Theorien etc.) jeder Lerneinheit eher ergebnisorientiert dargestellt als vordenkend entwickelt.

Zentrale Versuche
Jede Lerneinheit enthält einen, „Zentralen Versuch“, der so oder ähnlich auch im Unterricht durchgeführt wird. Dieser Versuch ist der Schlüssel zum Verständnis der Sachtexte bzw. Inhalte und vermittelt auf diese Weise den Zusammenhang zwischen Unterricht und Buch.

Merksätze / Zusammenfassungen
Abgeschlossen werden die Lerneinheiten durch Merksätze, in denen die wesentlichen Inhalte kurz zusammengefasst sind, und durch Definitionen, in denen die relevanten Größen des betreffenden Sachtextes und deren Einheiten gebündelt sind.

Aufgaben
Die Aufgaben am Ende jeder Lerneinheit bieten die Möglichkeit, die behandelten Inhalte zu hinterfragen, einzuüben und das eigene Verständnis zu überprüfen.

Quantitative Physik
Ein Physikunterricht kommt nicht ohne quantitative Überlegungen aus. Im Sachtext werden diese durchgeführt und daraus dann die nötigen Formeln hergeleitet. Rechenbeispiele mit dargestelltem Lösungsweg machen den Schülerinnen und Schülern den zugrundeliegenden Formalismus transparent.

Versuche und Aufträge
Hier werden Handlungsanweisungen angeboten, die Schülerinnen und Schüler selbstständig durchführen können, um die Lerninhalte praktisch und/oder experimentell zu erarbeiten oder zu überprüfen.

Streifzüge
Streifzüge sind Zusatzinformationen, die das vermittelte physikalische Grundwissen durch weiterführende Informationen vertiefen oder fächerübergreifende Zusammenhänge zwischen der Lebenswelt der Jugendlichen und ihrem erlernten physikalischen Wissen aufzeigen.

Pinnwände
Pinnwandseiten dienen zur inhaltlichen Ergänzung und Vertiefung der Sachtexte durch Zusatzinformationen in Form von mehr oder weniger umfangreichen Pinnzetteln.

Prüfe dein Wissen
Dieser Aufgabenblock am Ende eines jeden Kapitels erlaubt eine Überprüfung des Wissensstandes zu dem gesamten Themenkomplex. Dazu dient auch der Merkzettel, auf dem die wesentlichen Begriffe mit Seitenzahlen noch einmal aufgelistet sind.
Inhaltsverzeichnis
Energie

Wiederholung 7

Hebel 8
Was ist ein Hebel? 8
Kräfte am Hebel 9
Streifzug: Das Hebelgesetz experimentell 10
Pinnwand: Überall Hebel 11
Streifzug: Fahrradbremsen sind Hebel 12
Das Drehmoment 12
Streifzug: Sportliche Hebeleien 13

Getriebe 14
Wellräder 14
Getriebe ändern Drehzahlen und Drehmomente 15
Versuche und Aufträge 16
Streifzug: Wellrad und Getriebe am Fahrrad 16
Pinnwand: Historische Wellräder und Getriebe 18

Seilmaschinen 19
Seile und Rollen hellen Lasten heben 19
Der Flaschenzug 20
Die goldene Regel der Mechanik 21
Streifzug: Seilmaschinen früher und heute 21

Mechanische Energie 22
Bewegungsenergie 22
Lageenergie 22
Spannenergie 23
Energieumwandlung 23
Energie wird gemessen 24
Streifzug: Energie auf der Straße 25

Ewige Energie? 26
Das "Energiekonto" 26
Versuche und Aufträge: Energie und Energieumwandlung 26
Reibung 27
Verwandlungskünstlerin Energie 28
Streifzug: Und es bewegt sich ewig? 29

Mechanische Leistung 30
Streifzug: Was leistet ein Mensch? 31

Temperatur und innere Energie 32
Energieumwandlungen 32
Innere Energie 33
Veränderung der inneren Energie 34
Streifzug: Beim Rühren wird's warm 35
Versuche und Aufträge: Energieumwandlung und innere Energie 35
Innere Energie und Teilchenbild 36

Energiezufuhr und Temperaturänderung 40
Energiezufuhr und Temperaturänderung 40
Energiezufuhr und Masse 40
Energiezufuhr und Stoff 42
Die Energie-Temperatur-Gleichung 43
Pinnwand: Wasser transportiert Energie 44
Versuche und Aufträge 45
Streifzug: Ein rührender Versuch 45

Elektrische Energie und Leistung 46
Eine Formel für die elektrische Energie 47
Ladung, Spannung und Energie 48
Elektrische Leistung 49
Versuche und Aufträge 49
Streifzug: "Stromrechnung" 50
Streifzug: Energiesparen zuhause 51

Elektromagnetische Induktion 52
Erzeugung elektrischer Energie 52
Unter welchen Bedingungen entsteht eine Induktionsspannung? 53
Induktionsspannung und Magnetfeld 54
Streifzug: MICHAEL FARADAY - ein genialer Experimentator 55
Wechselspannung 56
Wechselstromgenerator 57
Versuche und Aufträge: Induktion 58
Streifzug: Windkraftanlagen 59
Eine Ursache - zwei Wirkungen 60
Streifzug: Ohne Induktion kein Hören von Musik! 61

Prüfe dein Wissen: Energie 62


Radioaktivität und Kernenergie

Wiederholung 65

Aufbau der Atomkerne 66

Radioaktivität 68
Nachweis von Radioaktivität 68
Zählrate und Nulleffekt 69
Woraus besteht ionisierende Strahlung? 70
Streitzug: Aus a wird Helium 72
Streifzug: Umgebungsstrahlung 73
Zerfallskurve und Halbwertszeit 74
Feste Körper und doch nicht stabil 75
Streifzug: Wie alt ist Ötzi? 76
Versuche und Aufträge: Radioaktivität 77
Streifzug: MARIE CURIE 77

Strahlenwirkungen und Strahlenschutz 78
Wirkungen von Strahlung 78
Schäden durch ionisierende Strahlung 79
Die Strahlenbelastung 80
Strahlenschutz 81
Pinnwand: Medizinische Anwendung von Strahlung 82
Pinnwand: Technische Anwendung von Strahlung 83
Streifzug: Röntgendiagnostik 84
Streifzug: Nahrungsketten und Belastungspfade 85

Wie funktionieren Kernkraftwerke? 86
Aufbau und Arbeitsweise eines Druckwasserreaktors 86
Die Kernspaltung 87
Im Reaktordruckgefäß 88
Der Brennstoffkreislauf 90
Historische Entwicklung der Atom- und Kernphysik 92
Streifzug: Kernfusion 94

Prüfe dein Wissen: Radioaktivität und Kernenergie 95


Energieversorgung

Wiederholung 97

Wärme-Kraft-Maschinen 98
Der Heißluftmotor 98
Energiebilanz und Wirkungsgrad 99
Verbrennungsmotoren 100
Pinnwand: Automotor 102
Streifzug: Dampfmaschinen prägen ein Jahrhundert 103
Das Wärmekraftwerk 104
Blockheizkraftwerk (BHKW) 106
Wärme-Kraft-Maschinen im Vergleich 107

Energieentwertung 108
Energieumwandlungen 108
Einbahnstraße Energieentwertung 109
Prozesswärme - Abwärme 110
Streifzug: Das Wärme-Kraftwerk - ein riesiger Energieentwerter 110

Wärmeenergie und gesellschaftlicher Wandel 112
Wärme-Kraft-Maschinen - Entwicklung und Folgen 112

Der Elektromotor 114
Der rotierende Elektromagnet 114
Der Gleichstrommotor 115
Pinnwand: Besondere Anker 115
Der Motor - ein Energiewandler 116
Versuche und Aufträge: Elektromotor 116
Streifzug: Der Schrittmotor - ein wichtiges
Bauelement moderner elektronischer Geräte 117

Transformatoren 118
Pinnwand: Besondere Trafos 119
Übertragung elektrischer Energie 120
Energiebedarf und seine Deckung 122

Prüfe dein Wissen: Energieversorgung 124


Energie und Umwelt

Wiederholung 127

Energiequellen und Energienutzung 128
Primärenergie - Sekundärenergie - Endenergie - Abwärme 128
Energienutzung beim End"verbraucher" 129
Energiebedarf einer Familie 130
Wärmeenergienutzung und die Folgen 131
Sekundärenergie "Strom" 132
Regenerative Energien 134

Kraftwerke im Vergleich 136
Alle Kraftwerkstypen im Vergleich 138

Energienutzung und Klima - weltweit 140
Streifzug; Die Erde -ein riesiges Treibhaus 141
Streifzug: Alle Energie kommt von der Sonne 142

Stichworte 144