Physik - Grundwissen kurz, knapp und klar

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Physik ... kurz, knapp & klar! – Bestell-Nr. P12 533

Inhaltsverzeichnis

Vorwort 4

Teilgebiete der Physik ...5

Maßeinheiten ...7

Messgeräte ...8

Bewegungen ...9

Geschwindigkeit ...10

Die Masse ...11

Arbeit und Leistung ...12

Hebel ...13

Kräfte ...15

Schwerkraft ...17

Eigenschaften der Luft ...18

Der Druck ...19

Über- und Unterdruck ...20

Vom Tauchen ...21

Der Auftrieb ...23

Rund ums Fliegen ...24

Elektrische Leiter ...25

Die Leitfähigkeit des elektrischen Stromes ...26

Schaltung mehrerer Lämpchen ...27

Erneuerbare Energie ...28

Der elektrische Widerstand ...29

Elektronik ...30

Gewitter ...31

Optik ...33

Optische Geräte ...35

Spiegel ...36

Lichtbrechung ...38

Das Auge ...40

Temperatur ...41

Thermometer ...42

Brandschutz ...43

Wetter ...54

Der Wasserkreislauf ...46

Magnetismus ...47

Elektromagnetismus ...49

Motoren ...50

Aggregatzustände ...52

Löslichkeit ...53

Kohäsion und Adhäsion ...54

Das Atom ...55

Das Periodensystem ...56

Radioaktivität ...58

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42

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Inhaltsverzeichnis

Vorwort

Liebe Kolleginnen, liebe Kollegen,

im vorliegenden Band „Physik – kurz, knapp und klar“ sind wichtige Themengebiete der Sekundarstufe knackig und kompakt dargeboten. Die Seiten sind als Ergänzung zu den herkömmlichen Lehrbüchern gedacht und bieten sich oft auch als Zusammen - fassung oder als Arbeitsmaterial für kurze Zwischeneinheiten an.

Es sind kompakte Infotexte mit Fragestellungen in dieser Sammlung zu finden, Rätsel, Spiele und einfache Aufgaben. Mit diesen Arbeitsblättern kann Wissen vermittelt, ge- festigt oder wiederholt werden. Je nach Vorkenntnissen und Leistungsniveau können die Materialien gemeinsam oder als Einzelarbeit verwendet werden. Sie eignen sich auch für den Einsatz bei Vertretungsstunden und beim Distance Learning.

In jedem Fall sollen die Arbeitsblätter als motivierendes Zusatzmaterial verstanden werden, das einen handlungsorientierten, experimentellen Physikunterricht ergänzt.

Lösungen sind im Anhang zu finden.

Viel Freude und Erfolg beim Verwenden der Kopiervorlagen wünschen der Kohl-Verlag und

Petra Pichlhöfer

Vorwort 4

Kreuz und quer durchs Weltall ...61

Astronomie ...62

Die Planeten ...64

Der Mond ...65

Der Schall ...66 Lösungen ...67-91

44 45 46 47 48

!

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1 Teilgebiete der Physik

Erklärung Beispiele Bild

Ma

___________

O

_{________}

Ak

___________

Me

___________

W

__________ - ____________

T

___________ - ____________

E

___________

As

___________

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1 Teilgebiete der Physik

Aufgabe 1: Schreibe in der Tabelle diese Teilgebiete in der linken Spalte an die richtige Stelle:

Akustik, Mechanik, Wärmelehre, Teilchenphysik, Optik, Magnetismus, Elektrizität, Astronomie

Aufgabe 2: Ergänze die Erklärung passend:

• Lehre von magnetischen Erscheinungen

• Lehre vom elektrischen Strom

• Lehre vom Schall

• Lehre von verschiedenen Temperaturen

• Lehre vom Sehen und Sichtbarmachen

• Lehre vom Aufbau der Materie • Lehre von Kräften und Bewegungen

• Lehre vom Weltall

Aufgabe 3: Schneide die Felder aus und klebe die Beispiele richtig ein.

Thermometer Eiszapfen Kälte Feuer

Magnete Kompass Eisen Anziehung

Ohr Echo Musik Lärm

Licht Farben Regenbogen Brille

Atome Moleküle Radioaktivität Strahlung

Bewegungen Kräfte

Hebel Arbeit

Weltraum Planeten Raumfahrt Mond

Strom

Elektrische Leiter Blitz

Batterie

Aufgabe 4: Zeichne zu jedem Teilgebiet ein passendes Bild; hier sind Beispiele:

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2 Maßeinheiten

Aufgabe: Suche im Suchgitter 18 verschiedene Maßeinheiten aus der Physik.

Sie sind waagerecht und senkrecht versteckt.

Trage sie unten in die Tabelle ein zur richtigen physikalischen Größe.

K I L O M E T E R P R O S T U N D E A M P E L I S T E N A F V O L T E I N M A I A M E T E R N A W H A A N N T E S N N E K I L O G R A M M R E E E R C E N R U T E S L A T A P N W R N J A N D E N A S T A D T H E R T Z E O L G R A D C E L S I U S R O O K K U B I K M E T E R A T E N E L N I E L S T E R N B E C Q U E R E L L E L E Q U A D R A T M E T E R S E I L

Maßeinheit

Physikalische Größe Länge

Fläche Volumen Zeit

Geschwindigkeit Temperatur Masse Kraft Magnetfeld

Maßeinheit

Physikalische Größe Druck

Spannung Stromstärke Widerstand Kapazität Leistung Energie Frequenz Radioaktivität

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Lichtbrechung

27 Aufgabe 1: Lege in eine Tasse eine Münze. Verändere durch Anheben der Tasse deinen Blickwinkel so, dass du die Münze gerade nicht mehr siehst.

Bewege jetzt Kopf und Tasse nicht mehr. Ein anderer Schüler gießt nun Wasser in die Tasse. Was beobachtest du?

_________________________________________________________

Aufgabe 2: Stelle einen Bleistift- oder Pinselstiel umgekehrt in ein Glas Wasser und schaue von oben darauf. Was beobachtest du?

_________________________________________________________

Aufgabe 3: Ergänze die Texte mit den richtigen Wörtern aus dem Kasten.

vom – zum – kleiner – größer

a) Vom optisch dünneren Medium ins dichtere Medium Im oberen Bild dringt ein Lichtstrahl von oben, also dem optisch dünneren Medium Luft nach unten in das

optisch dichtere Medium Wasser ein. Hier gibt es eine

Brechung _____________ Lot:

Der Brechungswinkel ist ___________________ als der Einfallswinkel.

b) Vom optisch dichteren Medium ins dünnere Medium Im unteren Bild dringt ein Lichtstrahl von unten, also dem optisch dichteren Medium Wasser nach oben in das optisch dünnere Medium Luft heraus.

Hier gibt es eine

Brechung _____________ Lot:

Der Brechungswinkel ist ___________________ als der Einfallswinkel.

Lot

Einfallswinkel des einfallenden Strahls

Brechungswinkel des gebrochenen Strahls

Lot

Einfallswinkel des einfallenden Strahls Brechungswinkel des gebrochenen Strahls

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Aufgabe 4: Ergänze den Text mit den richtigen Wörtern aus dem Kasten.

27 Lichtbrechung

gebrochen – Luft – Glas – Winkel – Materialien – Lichtes – Wasser

Trifft Licht in einem zum Lot gemessenen spitzen _ auf eine Grenzfläche zweier optisch unterschiedlicher (Medien), wird es abgelenkt, man sagt dazu _ . Die Ursache davon sind verschiedene Ausbreitungsgeschwindigkeiten des _ in den verschiedenen Stoffen.

Hier sind einige optische Medien von links nach rechts dichter werdend angeordnet:

(am dünnsten) _ , , Plexiglas, ___ , Diamant (am dichtesten).

Aufgabe 5: Zeichne bei den beiden durchsichtigen Körpern aus Glas jeweils einen möglichen Verlauf des Lichtstrahls in den Körper hinein und wieder hinaus. Zeichne auch jeweils das Lot oder die Lote ein.

Bei Aufgabe 2 sieht es so aus, als würde der Stiel an der Stelle, wo er ins Wasser taucht, etwas nach oben geknickt.

Wenn die Lichtstrahlen vom Ende des Stiels (Punkt X) durch das Wasser und dann durch die Luft zum Auge gelangen, werden sie beim Übergang vom dichteren Medium Wasser zum dünneren Medium Luft so gebrochen, dass der Winkel nach rechts hinterher größer wird. Genau wie in Aufgabe 3 b). Die Lichtstrahlen verlaufen in der Luft dann so, als wären sie ohne die Brechung vom Punkt Y aus zum Auge ge - kommen. Das erwartet unser Gehirn und denkt, das Ende des Stiels wäre bei Y, in Wirklichkeit ist es aber bei X.

a) b)



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Das Auge

28 Aufgabe 1: Suche im Suchgitter die Wörter, mit denen du das Bild beschriften musst.

Drei Begriffe sind schon vorgegeben.

F D R I N G M U S K E L R O H H U F E

U E P R Ä S G M D Z L U V K Y E E I I

T R F I S O H E N E T K E H E R D E N

L O S S T P R I S S E S V O R D E R E

S E H Z E L L E N C R B O R D E N N R

S A H E L E D E R H A U T N R Z D I E

H I N H A R P F E R D K E H E I I S N

S A U E R N E H L I E D R A H L L G S

A U G E N K A M M E R W P U P I L L E

A G E N T O N E T Z H A U T A A I A A

S E H H I N T E R E A Z T E S R N S N

T N E I D Ü F R O I U I E I T K S K E

U L N U D Q Z I L L T C N L E Ö E Ö R

W I M P E R N E L E N G A L L R A R V

I D B L I N D E R F L E C K L P H P I

N A D E L T R Ä N E N D R Ü S E N E E

D S A U G E N B R A U E J E N R E R R

Aufgabe 2: Welche anderen Teile am Auge sind noch im Rätsel versteckt?

B____________ F___________ , S___________________ , R________________ ,

L A

Schlemmkanal Irisfortsätze

H I

P v h

A

Z L

G N

S

Zonulafasern

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Temperatur

29 Aufgabe 1: a) Kreuze an, ob die Aussagen

richtig oder falsch sind. richtig falsch

1. Alle Körper aus einem Material bestehen aus kleinsten Teilchen, die sich in steter ungeordneter Bewegung befinden.

2. Die Temperatur eines Körpers ist umso größer, je langsamer sich die Teilchen bewegen.

3. Bei etwa -273 °C gibt es keine Teilchenbewegung mehr. Damit ist die tiefst mögliche Temperatur erreicht. Sie heißt anomaler Minuspunkt.

4. Der absolute Nullpunkt ist Ausgangspunkt für die Temperaturskala nach Kelvin (0 K = -273 °C)

5. Im täglichen Leben benutzt man als Einheit für die Temperatur Zentimeter.

6. Messgeräte zur Temperaturmessung heißen Tachometer.

7. Der schwedische Physiker Celsius orientierte sich beim Eichen seines Temperaturmessgerätes an dem Gefrierpunkt von Wasser (= 0 °C) und dem Siedepunkt von Wasser (= 100 °C).

8. Die meisten Festkörper, Flüssigkeiten und Gase dehnen sich beim Erwärmen aus.

9. Wärme wird übertragen durch Wärmestrecken, Wärmestrahlen und Wärmegeraden.

b) Verbessere nun die falschen Aussagen in ganzen Sätzen.

__________________________________________________________________

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Das Periodensystem

41 Hier ist das Periodensystem der chemischen Elemente (= PS) abgebildet. Du brauchst es und musst die Seite quer hinlegen, um die Aufgaben auf der nächsten Seite zu beantworten.

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Radioaktivität

42 Radioaktivität ist eine Stoffeigenschaft. Es ist die selbsttätige Aussendung von Strah- lung aus dem Atomkern. Große Atomkerne mit Massenzahlen über 209 sind nicht mehr stabil, sie zerfallen sehr leicht. Die Radioaktivität wurde 1896 vom französischen Physiker H. Becquerel entdeckt, als er Urangestein untersuchte. Viele Forscher beschäftigten sich daraufhin mit dieser geheimnisvollen Strahlung. So auch das Ehe- paar Curie, das die beiden radioaktiven Elemente Polonium und Radium entdeckte.

Man unterscheidet 3 Arten von Strahlung: Alphastrahlen sind positiv geladene Teilchen- strahlen des Edelgases Helium, die nur ein paar Zentimeter weit in der Luft reichen und schon mit einem Blatt Papier abgeschirmt werden können. Betastrahlen sind negativ geladene Teilchenstrahlen aus Elektronen. Sie reichen einige Meter weit in der Luft und können durch ein paar Millimeter Plexiglas oder Aluminium abgeschirmt werden.

Gammastrahlen sind elektromagnetische Wellen, die sehr energiereich und weit- reichend sind. Sie können nur durch sehr dicke Bleiwände abgeschirmt werden.

Bei der Aussendung von radioaktiver Strahlung wandeln sich Elemente in andere Elemente um. Die Zerfallsgeschwindigkeit ist für jedes Element verschieden und wird durch die Halbwertszeit ausgedrückt. Die Halbwertszeit ist jene Zeitspanne, in der die Hälfte aller gerade vorhandenen radioaktiven Teilchen zerfallen ist. Sie kann von Bruchteilen einer Sekunde bis Millionen von Jahren reichen.

Radioaktive Isotope können in der Medizin verwendet werden zur Krebsbehandlung und zur Erforschung von Vorgängen im Körper, z.B. von Stoffwechselvorgängen … In der Technik wird Radioaktivität zur Auffindung von Materialfehlern, Untersuchung von Abnutzungsvorgängen und zur Mengenmessung von Flüssigkeiten genutzt. Lebens- mittel können durch Bestrahlung mit Gammastrahlen konserviert werden. Und mittels Radioaktivität kann das Alter von archäologischen Funden bestimmt werden.

Radioaktive Strahlung ist gefährlich. Beim Umgang mit radioaktiven Präparaten ist höchste Vorsicht geboten! Man misst Radioaktivität mit einem Geigerzähler. Die Stärke von Radioaktivität wird durch ihre Aktivität festgelegt. Die Einheit ist Becquerel (Bq) und bedeutet: 1 Zerfall pro Sekunde. Die Strahlenbelastung auf Lebewesen wird durch die Einheit Sievert (Sv) angegeben.

Beim Schutz vor Strahlung ist zu beachten: Die Dauer der Strahlungseinwirkung mög- lichst kurz halten, möglichst großen Abstand zur Strahlungsquelle halten und geeignete Abschirmungen aufbauen. Besonders strahlungsempfindlich im Körper sind Schild- drüse, Lunge, Magen, Darm, Knochenmark und Keimdrüsen. Radioaktive Strahlung kann Körperzellen schädigen. Eine mögliche Spätfolge nach Strahlenbelastung ist Krebs.

Es gibt natürliche Strahlung (terrestrische Strahlung aus dem Boden und kosmische Strahlung aus dem Weltall) und künstliche Strahlung. Natürliche Strahlung kommt zum Beispiel von Uran, Polonium, Radium oder Thorium.

Stromgewinnung durch Kernkraftwerke ist sehr umstritten. Bekannte Orte, an denen Atomunfälle passierten, sind Tschernobyl (1986) und Fukushima (2011).

Bei Reaktorunfällen kann die Strahlenbelastung der Bevölkerung auf 4 Arten erfolgen:

Strahlung aus vorbeiziehenden Wolken, Strahlung von am Boden abgelagerten radio- aktiven Teilchen, Einatmen von in der Luft schwebenden Partikeln, Verzehr kontami- nierter Lebensmittel.