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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
Physik ... überall 8
Optik Licht und Sehen 11 Lichtquellen und Sehvorgang 11 Licht ist unsichtbar! 12 Streifzug: Geschichte der Lampen 12 Streifzug: Lichtquellen am Himmel 13 Lichtausbreitung 14 Wie breitet sich Licht aus? 14 Streifzug: Blick in die Vergangenheit 15 Versuche und Aufträge: Lichtausbreitung 15 Gegenstände - vom Licht getroffen, vom Auge gesehen 16 Versuche und Aufträge 17 Pinnwand: Sehen und Gesehen werden 18 Streifzug: Die Lochkamera 19 Licht und Schatten 20 Streifzug: Schattenfreie Beleuchtung 22 Versuche und Aufträge: Schatten 23 Streifzug: Schatten von Erde und Mond 24 Reflexion 26 Eigenschaften des Spiegelbildes 26 Spiegel täuschen uns 27 Versuche und Aufträge: Spiegelbild 27 Das Reflexionsgesetz 28 Streifzug: Unerwünschte Spiegelungen 29 Versuche und Aufträge: Reflexion 29 Wie entsteht das Spiegelbild? 30 Spiegel für große und kleine Leute 30 Streifzug: Vom Wasserspiegel zum Glasspiegel 31 Pinnwand: Spiegel 32 Der Knick in der Optik 34 Licht an der Grenzfläche Luft-Wasser 34 Licht an anderen Grenzflächen 35 Die planparallele Platte 36 Das Prisma 36 Totalreflexion 37 Streifzug: Licht in Luft 37 Streifzug: Licht in Stoffen 38 Versuche und Aufträge: Brechung und Totalreflexion 39 Sammellinsen 40 Licht wird gebündelt 40 Eine Linse aus vielen Prismen 41 Geometrie hilft der Optik 41 Wie Bilder entstehen 42 Die Lochkamera 42 Linsen machen bessere Bilder 43 Streifzug: Bildkonstruktion mithilfe der Geometrie 44 Streifzug: Mathematik und Optik - die Linsenformel 45 Pinnwand: Optische Zauberei 46 Streifzug: Linsenfehler 46 Versuche und Aufträge: Bilder und Bildentstehung 47 Zerstreuungslinsen 48 Streifzug: Bildkonstruktion bei Zerstreuungslinsen 48 Streifzug: Linsenkombinationen 49 Das Auge 50 Der Bau des Auges 50 Entfernungsanpassung 51 Helligkeitsanpassung 51 Sehfehler und ihre Korrektur 52 Streifzug: Probleme mit dem Kleingedruckten 53 Optische Geräte 54 Der Fotoapparat 54 Projektoren 55 Der Sehwinkel 56 Die Lupe 56 Das Mikroskop 57 Fernrohre 58 Streifzug: Optische Täuschungen 59 Versuche und Aufträge: Auge und Sehvorgang 59 Pinnwand: Übertragung, Wiedergabe und Speicherung von Bildern 60 Farben 62 Das Spektrum von weißem Licht 62 Energie der Photonen 63 Licht jenseits des sichtbaren Spektrums 63 Farbaddition 64 Farbsubtraktion 65 Versuche und Aufträge: Farben 65 Streifzug: Grenzen unseres Sehens 66 Streifzug: Wie entsteht ein Regenbogen? 67 Pinnwand: Farben und unsichtbares Licht 68 Prüfe dein Wissen: Optik 69 Akustik Schall 73 Von der Quelle zum Empfänger 73 Schallentstehung 74 Schwingungen 74 Versuche und Aufträge: Schwingungen 75 Töne sichtbar gemacht 76 Versuche und Aufträge: Schallquellen im Eigenbau 77 Streifzug: Die menschliche Stimme 77 Schall unterwegs 78 Schallträger 78 Versuche und Aufträge: Schallausbreitung 78 Schall wird umgelenkt 79 Schallausbreitung im Teilchenmodell 79 Schallgeschwindigkeit 80 Streifzug: Schallgeschwindigkeit 81 Schallempfänger 82 Hörbereich 82 Laut und leise 83 Streitzug: Eine Schnecke kommt ins Schwingen 83 Pinnwand: Jenseits unserer Hörgrenzen 84 Streifzug: Lärm 85 Pinnwand: Akustik 86 Prüfe dein Wissen: Akustik 87 Temperatur und Wärmeenergie Aufbau und Eigenschaften von Körpern 89 "Körper" physikalisch betrachtet 89 Die Zustandsformen fest, flüssig und gasförmig 90 Versuche und Aufträge 91 Streifzug: Aus alt mach neu 91 Das Teilchenmodell 92 Die Zustandsformen im Teilchenmodell 93 Versuche und Aufträge 93 Streifzug: Das Atomium 93 Brown'sche Teilchenbewegung 94 Diffusion 95 Streifzug: Diffusion in der Natur 95 Temperatur, Thermometer und thermische Ausdehnung 96 Wir messen Temperaturen 96 Thermische Ausdehnung bei Flüssigkeiten 97 Die Celsius-Skala 98 Streifzug: Geschichte des Thermometers 99 Streifzug: Ungewöhnliches Verhalten von Wasser 100 Pinnwand Temperaturen und Thermometer 101 Thermische Ausdehnung bei festen Körpern 102 Streitzug: Das Bimetall 104 Versuche und Aufträge: Thermische Ausdehnung 104 Streifzug: Der Regel kreis 105 Thermische Ausdehnung von Gasen 106 Versuche und Aufträge 106 Pinnwand: Thermische Ausdehnung fester Körper in Umwelt und Technik 107 Streifzug: Physik und Mathematik 108 Energie und Wärme 110 Energie - was verstehen wir darunter? 110 Energie wird gemessen 111 Zustandsänderungen 112 Schmelzen und Sieden 112 Kondensieren und Erstarren 113 Verdunsten und Sublimieren 114 Streifzug: Hagel, Schnee und Raureif 115 Versuche und Aufträge: Zustandsänderungen 116 Streifzug: Schwitzen ist gesund 116 Transport von Wärmeenergie 117 Wärmemitführung 117 Wärmeleitung 118 Wärmestrahlung 119 Versuche und Aufträge: Transport von Wärmeenergie 119 Pinnwand: Wärmetransport in Natur und Technik 120 Streifzug: Wärmedämmung und Energiesparen im Hans 122 Streifzug: Warmwasserheizung 123 Streifzug: Die Sonne als Motor des Wettergeschehens 124 Prüfe dein Wissen: Temperatur und Energie 126 Kräfte Geschwindigkeit 129 Bewegungen - schnelle und langsame 129 Die Geschwindigkeit bei der gleichförmigen Bewegung 130 Die Geschwindigkeit bei ungleichförmigen Bewegungen 131 Streifzug: Eisschnelllauf - Rechnen mit Formeln 131 Geschwindigkeit im Straßenverkehr 132 Warum "Tempo 30" 132 Der Anhalteweg eines Fahrzeugs 133 Pinnwand: Abstand ist der beste Schutz 133 Kraftwirkungen 135 Bewegungsänderungen 135 Formänderungen 136 Streitzug: Federn überall 136 Kraft braucht Partnerschaft 137 ... und wenn keine Kräfte wirken? 138 Streifzug: Verkehrssicherheit 139 Kraftmessung 140 Wie groß ist eine Kraft? 140 Kraft hat eine Richtung 141 Kraftdarstellung durch Pfeile 141 Streifzug: Ein physikalisches Gesetz von der Beobachtung zur Formel 142 Streifzug: Wie verformbar ist ein Mensch? 144 Versuche und Aufträge: Kraftwirkungen und Kraftmessung 144 Pinnwand: Kräfte bei Pflanzen 145 Die Gewichtskraft 146 Körper werden von der Erde angezogen 146 Die Richtung der Gewichtskraft 147 Streifzug: Schwerelosigkeit 147 Reibung 148 Die Größe der Reibungskraft 149 Versuche und Aufträge: Reibung 149 Pinnwand: Reibung in Natur und Technik 150 Zusammensetzen und Zerlegen von Kräften 152 Zwei Kräfte - eine Wirkung 152 Versuche und Aufträge 153 Eine Kraft - mehrere Komponenten 154 Streifzug: Segeln gegen den Wind 155 Verkehrsentwicklung - Verkehrsprobleme 156 Die Masse 158 Körper sind schwer 158 Körper sind träge 158 Wir bestimmen Massen 159 Streifzug: Das Urkilogramm 159 Masse und Gewichtskraft 160 Streifzug: Die Personenwaage 161 Streifzug: Wie genau nehmen wir es mit Zahlen? 161 Versuche und Aufträge: Masse und Gewichtskraft 162 Streifzug: Alle Körper ziehen einander an 162 Pinnwand: Wägen gestern und heute 163 Die Dichte 164 Wir betrachten Masse und Volumen 164 Dichte als Stoffeigenschaft 164 Streifzug: Dichten im Universum 165 Volumenbestimmung unregelmäßiger Körper 166 Prüfe dein Wissen: Kräfte 167 Druck Kolbendruck 169 Druck in Flüssigkeiten 169 Druck, Kraft und Fläche 170 Streifzug: Druck in der Medizin 171 Hydraulische Anlagen 172 Pinnwand: Hydraulische Anlagen 173 Druck in Gasen 174 Versuche und Aufträge: Kolbendruck 175 Siedetemperatur und Druck 176 Streifzug: Wasser unter Druck 177 Der Kühlschrank - eine Wärmepumpe 178 Schweredruck in Flüssigkeiten 180 Entstehung des Schweredrucks 180 Versuche und Aufträge 181 Druck und Gefäßform 182 Verbundene Gefäße 183 Streifzug: Staudämme 184 Versuche und Aufträge: Schweredruck 184 Streifzug: Trinkwasserversorgung 185 Schweredruck in Luft 186 Der Luftdruck und seine Messung 186 Versuche und Aufträge: Luftdruck 187 Streitzug: Atmen und Tauchen 188 Auftrieb in Flüssigkeiten und Gasen 189 Die Auftriebskraft in Flüssigkeiten 189 Streifzug: Methoden der Erkenntnisgewinnung 190 Auftrieb in Gasen 190 Schwimmen oder Sinken? 191 Pinnwand: Auftrieb in Natur und Technik 192 Prüfe dein Wissen: Druck 193 Magnetismus Eigenschaften von Magneten 195 Magnetkräfte 195 Magnetpole 195 Es gibt nur zwei Pole 196 Magnetisches Kraftgesetz 196 Versuche und Aufträge: Magnetisches Kraftgesetz 197 Pinnwand: Einsatzmöglichkeiten von Magneten 197 Magnetfeld und Feldlinien 198 Streifzug: Das Magnetfeld der Erde 199 Magnetisieren und Entmagnetisieren 200 Prüfe dein Wissen: Magnetismus 201 Der elektrische Stromkreis Stromkreise 203 Ströme und Kreisströme 204 Versuche und Aufträge: Elemente elektrischer Stromkreise 205 Der elektrische Stromkreis 206 Schalter und Schaltungen 208 Streifzug: Schalter machen Logik 209 Lampen im Stromkreis 210 Versuche und Aufträge: Reihen- und Parallelschaltung 210 Streifzug: Lampen: Wie es anfing und wie es heute ist 211 Versuche und Aufträge: Komplizierte Schaltungen 212 Streifzug: Schalter 212 Die Wege des elektrischen Stromes 213 Elektrische Leiter und Nichtleiter 213 Versuche und Aufträge: Leitfähigkeit verschiedener Stoffe 214 Streifzug: Kabel 214 "Halbe" Leitung - ganzer Stromkreis 215 Streifzug: Die Fahrradbeleuchtung 216 Pinnwand: Lampen und mehr 217 Stromwirkungen 218 Elektrischer Strom erzeugt Wärme 218 Sicherungen und Schalter 219 Elektrischer Strom erzeugt Licht 220 Energiewandler 220 Streifzug: Wärme- und Lichtwirkung 221 Der Elektromagnet 222 Versuche und Aufträge 223 Anwendungen von Elektromagneten 224 Auch Flüssigkeiten leiten - chemische Stromwirkung 226 Streifzug: Rostschutz und Silberlöffel 227 Vorsicht - Spannung 228 Nennspannung von Geräten und Quellen 228 Gefahren durch elektrischen Strom 229 Streifzug: Energie aus Batterien 229 Schutzmaßnahmen 231 Der Erdschluss 232 Schutzerdung 232 Die Versorgung mit elektrischer Energie 234 Vom Kraftwerk zum Elektrogerät 234 Wo kommt elektrische Energie her? 236 Fotovoltaik - Strom von der Sonne 237 Streifzug: Energiesparmaßnahmen 237 Prüfe dein Wissen: Der elektrische Stromkreis 238 Ladung - Stromstärke - Spannung Wiederholung 241 Elektrische Ladung 242 Elektrische Kräfte 242 Die elektrische Ladung 243 Ändern der Ladung eines Körpers 244 Streifzug: Der Bandgenerator 245 Versuche und Aufträge: Elektrische Ladung 245 Atombau und Ladung 246 Influenz - Eine Bewegung wie durch Geisterhand 247 Streifzug: Fotokopiergerät 248 Das elektrische Feld 249 Pinnwand: Elektrische Ladungen 250 Streifzug: Blitz und Blitzschutz 251 Die elektrische Stromstärke 252 Strömen wirklich Elektronen im Kreis? 252 Wie viele Elektronen strömen? 253 Messung der Stromstärke 254 Die Einheit der elektrischen Stromstärke 256 Das Drehspulmessgerät 256 Pinnwand 257 Stromstärke bei Reihen- und Parallelschaltung 258 Reihenschaltung 258 Parallelschaltung 258 Streifzug: Reihen- und Parallelschaltung im Haushalt 260 Versuche und Aufträge: Stromstärke und Schaltungen 261 Streifzug: Belastbarkeit von Stromkreisen 262 Streifzug: Batterien und Akkumulatoren 263 Die elektrische Spannung 264 Die Einheit der Spannung 264 Elektrische Quellen im Verbund 265 Energiewandler 266 Streifzug: Von der Voltasäule zur Brennstoffzelle 267 Streifzug: Elektrische Quellen in Natur und Medizin 268 Pinnwand: Kontaktspannung 269 Versuche und Aufträge: Batterie und Batterietester im Eigenbau 269 Spannung und Stromstärke 270 Kennlinien verschiedener Geräte 270 Das Ohm'sche Gesetz 272 Der elektrische Widerstand 273 Elektrischer Widerstand und Temperatur des Leiters 274 Streifzug: Supraleitung 275 Streifzug: Messung von Spannung und Widerstand mit dem Drehspulinstrument 276 Pinnwand: Der menschliche Körper - ein elektrischer Leiter 277 Streifzug: Wovon hängt der Widerstand von Drähten ab? 278 Pinnwand: Bauteil Widerstand 279 Kirchhoffsche Gesetze 280 Stromstärke, Spannung und Widerstand in verzweigten Stromkreisen 280 und in unverzeigten Stromkreisen 281 Streifzug: Spannungsteiler machen Spannungen einstellbar 282 Streifzug: GEORG SIMON OHM - ein dornenreiches Leben für die Wissenschaft 283 Prüfe dein Wissen; Ladung - Stromstärke - Spannung 287 Stichworte 286 Weitere Titel aus der Reihe Spektrum Physik |