Vorwort
Allgemeines zum Werk "Umwelt: Physik" 5

Licht und Sehen 8-24
Sehen und gesehen werden 8
Licht und Schatten 9
Mondphasen und Finsternisse 10
Reflektoren 10
Spiegel und Spiegelbilder 11
Reflexion am ebenen Spiegel 11
Wölb- und Hohlspiegel 12
Brechung und Totalreflexion 13
Lichtleiter 14
Optische Tricks und Täuschungen 14
Das Spektrum des Lichts 15
Infrarot- und Ultraviolettstrahlung 17
Farbaddition und Farbsubtraktion 18
Abbildung durch Linsen 20
Besondere Lichtstrahlen bei der Abbildung 20
Das Mikroskop 21
Unser Auge 21
Optische Geräte 22
Ferngläser und Teleskope 23
Aus dem Leben von Carl Zeiss, Ernst Abbe und Otto Schott 23
Fragen und Aufgaben 24

Projekt: Sonnenenergie 25 - 32
Mit der Sonne heizen 25
Liebe, liebe Sonne? 26
Elektrische Energie aus Sonnenlicht 26
Solarboot und Sonnenuhr 27
Lohnt sich eine Solaranlage? 28

Wärme und Temperatur 33 - 48
Temperaturmessung 33
Wir zeichnen Temperaturkurven 33
Fest - flüssig - gasförmig 34
Ausdehnung flüssiger Körper 35
Anomalie des Wassers 36
Fische unterm Eis, Pflanzen im Fels 38
Ausdehnung fester Körper 38
Das Bimetall 39
Thermostat und Thermometer 40
Ausdehnung gasförmiger Körper 40
Der Heißluftballon 41
Wärmeleitung, Wärmestrahlung 41
Konvektion 42
Wärmedämmung am Haus 42
Energieversorgung eines Wohnhauses 45
Fragen und Aufgaben 47

Thermodynamik 49 - 67
Gibt es einen "Wärmestoff"? 49
Temperatur und Teilchenbewegung 50
Innere Energie und Wärme 52
Wir berechnen die Wärme 54
Schmelzen und Erstarren 54
Verdampfen und Kondensieren 56
Schmelzen und Sieden unter Druck 57
Der 1. Hauptsatz der Thermodynamik 58
Der 2. Hauptsatz der Thermodynamik 60
Perpetuum mobile 60
Aus dem Leben des Julius Robert Mayer 62
Dampfmaschine und Dampfturbine 62
Wirkungsgrad von Wärme-Energiemaschinen 64
Verbrennungsmotoren 65
Fragen und Aufgaben 66

Der elektrische Strom 68 - 103
Vorsicht mit Strom im Haushalt 68
Elektrizität im Tierreich 69
Der elektrische Stromkreis 70
Merkwürdige Stromkreise 72
Schalter 73
Wird Strom verbraucht? 74
Schaltzeichen und Schaltpläne 74
Leiter - Nichtleiter 74
Wir prüfen Leitfähigkeiten 75
Elektrische Erscheinungen 75
Ruhende Elektrizität 76
Ausgleich und Trennung von Ladungen, 78
Gewitter und Blitzschutz 79
Fließende elektrische Ladungen 81
Kondensator und elektrisches Feld 81
Die braunsche Röhre 83
Vorstellungen vom elektrischen Strom 84
Wirkungen des elektrischen Stroms 86
Messen der elektrischen Ladung 88
Die elektrische Stromstärke 89
Die elektrische Spannung 90
Wir messen Spannungen 92
Das ohmsche Gesetz 92
Der elektrische Widerstand 93
Aus dem Leben des Georg Simon Ohm 95
Mehrere Geräte im Stromkreis 97
Technische Widerstände 97
Anwendungen für Widerstände 98
Wechselspannung und Wechselstrom 98
Elektrischer Strom und menschlicher Körper 99
Fragen und Aufgaben 100

Elektrizität im Alltag 104 - 125
Dauermagnetismus 104
Magnetisches Feld 105
Elektromagnetismus 107
Elektromagnete im Alltag 108
Leiter im Magnetfeld 108
Der Elektromotor 109
Überall Kraftwerke 110
Elektrische Spannung durch Induktion 111
Generatoren 114
Kraftwerke selbst gebaut 116
Aus dem Leben des Michael Faraday 116
Transformatoren 116
Elektrizitätswerke 118
Transport elektrischer Energie 117
Hausinstallation 117
Schutzeinrichtungen 120
Elektrische Leistung und Arbeit 120
Energieumwandlung in elektrischen Geräten 121
Elektrische Energie kostet Geld 122
Wir messen elektrische Arbeit und Leistung 123
Energiesparer 123
Aus dem Leben des Thomas Alva Edison 124
Fragen und Aufgaben 124

Kräfte, Arbeit und Energie 126 - 148
Kräfte in der Natur 126
Kräfte und ihre Wirkungen 126
Kraftmessung 127
Wir bauen einen Kraftmesser 127
Kräfte beschreiben und zeichnen 127
Rückstoß 128
Die Gewichtskraft 128
Trägheit und Masse 129
Kräfte beim Autofahren 131
Dichte 131
Reibung 133
Wie geschmiert 133
Hebelwerkzeuge 133
Schiefe Ebene 135
Seil, Rolle, Flaschenzug 135
Hebel in der Natur 136
Arbeit 136
Verschiedene Formen der Arbeit 138
Wir messen und berechnen Arbeit 138
Nichts geht ohne Energie 139
Verschiedene Energieformen 140
Energie wird umgesetzt 141
Wirkungsgrad 142
Wir messen Wirkungsgrade 142
Energieerhaltung 143
Arbeitstempo 144
Wir messen Leistungen 144
Aus dem Leben des James Watt 145
Fragen und Aufgaben 146

Projekt: Fahrrad 149 - 152
Das Fahrrad ist über 200 Jahre alt 149
Das Fahrrad als wirtschaftliches Fortbewegungsmittel 150
Ein Rad genügt 150
Getriebe - Übersetzung - Antriebskraft 150
Bremsen 151
Selbst ist die Frau 151
Weitere Technik am Fahrrad 152

Kraft und Bewegung 153 - 162
Gleichförmige Bewegung 153
Wir messen Geschwindigkeiten und stellen sie grafisch dar 154
Die gleichmäßig beschleunigte Bewegung 154
Fallen alle Körper gleich? 155
Bewegungsänderungen durch Kräfte 156
Das newtonsche Kraftgesetz 156
Warum fallen alle Körper nach unten? 157
Kreisbewegungen 157
Bremsen und Anhalten 158
Wir berechnen Vorgänge im Straßenverkehr 159
Sicherheit im Straßenverkehr 159
Energie und Bewegung 160
Fragen und Aufgaben 161

Mechanik der Flüssigkeiten und Gase 163 - 174
Kräfte wirken auf Flüssigkeiten 163
"Kraftverstärker" in der Technik 164
Ständig unter Druck? 165
Gase unter Druck 166
Schweredruck in Flüssigkeiten 167
Tief unter Wasser 167
Der Auftrieb 169
Sinken, Steigen, Schweben, Schwimmen 169
Wir untersuchen den Auftrieb 170
Der Schweredruck der Luft 170
Aus dem Leben des Otto von Guericke 172
Von Wind und Wetter 172
Strömende Flüssigkeiten und Gase 172
Fragen und Aufgaben 173

Projekt: Schwimmen und Tauchen 17S - 181
Kein Leben ohne Wasser 175
Wir Erdenwesen sind Dauertaucher 176
Das gibt uns Auftrieb 178
Tauchen als Sport 179
Unterwasserschiffe 179

Halbleiter und Elektronik 182 - 192
Halbleiter als Milliardengeschäft 183
Was ist ein Halbleiter? 183
Die Halbleiterdiode 184
Strom aus der Steckdose für den Walkman ? 185
Die Leuchtdiode 185
Solarzellen wandeln Licht in elektrische Energie 186
Solarzellen richtig nutzen 188
Der Transistor 188
Steuern und Regeln 190
Fragen und Aufgaben 190

Projekt: Kommunikation 193 - 201
Nicht nur Menschen kommunizieren 193
Sprache - auch ohne Worte? 194
Wie verständigen sich Fremde? 195
Schrift und Schreiben 195
Das Telefon 196
Signale gehen auf die Reise 197
Moderne Datenübertragung 198

Radioaktivität und Kernenergie 202 - 224
Atombau 203
Radioaktive Strahlung 206
Aus dem Leben der Marie Curie 209
Wir weisen radioaktive Strahlung nach 210
Nebelkammer und Zählrohr 210
Halbwertszeit 211
Umweltradioaktivität 213
Anwendung radioaktiver Stoffe und Strahlung 215
Strahlenschutz 216
Entdeckung der Kernspaltung 216
Energie aus Atomkernen 219
Kernkraftwerke 220
Wiederaufbereitung und Entsorgung 221
Das Reaktorunglück von Tschernobyl 222
Fragen und Aufgaben 223

Projekt: Lärm 225 - 226
Lärm verursacht Ärger 225
Wie wir hören 225
Lärm stört und macht krank 225
Wir schützen uns vor Lärm 226

Schwingungen und Wellen 227 - 249
Mechanische Schwingungen 228
Darstellung von Schwingungen 229
Hoch und tief, laut und leise 231
Töne erzeugen und wahrnehmen 234
Lärmschutz ist Umweltschutz 236
Erzwungene Schwingungen und Resonanz 238
Musikinstrumente 241
Energieumwandlungen bei mechanischen Schwingungen 242
Mechanische Wellen 243
Beschreibung einer Wasserwelle 245
Ausbreitung und Reflexion von Wellen 246
Brechung, Beugung und Überlagerung von
Wellen 247
Wenn die Erde bebt 248
Fragen und Aufgaben 248