1.2.1 Hypothesen aufstellen und Experimente durchführen
Unterrichtsmaterial zum Lernziel: Die Maturandinnen und Maturanden können Hypothesen aufstellen und Experimente durchführen.
Wir erforschen das Schnurpendel
Ein offener Forschungsauftrag für den Physikunterricht, bei dem Schülerinnen und Schüler in Zweierteams selbstständig ein Schnurpendel untersuchen. Sie führen Messungen durch, stellen Beobachtungen an und erarbeiten Gesetzmässigkeiten wie die Abhängigkeit der Periodendauer von der Pendellänge.
Licht und Schatten: Schattenrätsel, Lochkamera und Sonnentaler
Dieses Unterrichtsmaterial behandelt Phänomene rund um Licht und Schatten wie Schattenbilder, Lochkameras und Sonnentaler. Anhand von konkreten Beispielen und Schüleraufgaben werden optische Phänomene beobachtet, erklärt und teilweise mathematisch berechnet.
Messung der Lichtgeschwindigkeit
Die Schülerinnen und Schüler führen in vier Teams ein physikalisches Experiment zur Bestimmung der Lichtgeschwindigkeit durch. Dabei werden Geometriedaten erfasst, Drehfrequenzen gemessen, Berechnungen mit Formeln durchgeführt und Messunsicherheiten sowie Ergebnisse dokumentiert.
Rotationsenergie und Trägheitsmoment am Maxwellrad
Das Material behandelt die Rotationsenergie und das Trägheitsmoment anhand des Beispiels eines Maxwellrades. Es wird diskutiert, wie Näherungen für das Trägheitsmoment durch Zeitmessungen beim Abrollen überprüft und angepasst werden können.
Experiment zu Wärmepads und Latentwärmespeichern
Dieses Unterrichtsmaterial leitet zu einem experimentellen Praktikum an, bei dem die abgegebene Energie und spezifische Erstarrungswärme von Natriumacetat-Wärmepads gemessen wird. Die Schülerinnen und Schüler führen Messungen durch, werten die Ergebnisse inklusive Messunsicherheiten aus und diskutieren Abweichungen zum Literaturwert.
Kurzexperimente zur Strahlung der Sonne
Das Material enthält vier praktische Kurzexperimente zur Strahlung der Sonne, bei denen Schülerinnen und Schüler eigenständig Messungen durchführen, Temperaturen und Zeiten erfassen sowie die Strahlungsleistung und Globalstrahlung bestimmen.
Radioaktivität und Kernphysik
Das Unterrichtsmaterial bietet eine umfassende Sammlung an Ressourcen zum Thema Radioaktivität, darunter Skriptergänzungen, Präsentationen, Isotopentabellen, Nuklidkarten sowie Anleitungen zu Experimenten und historischen Biografien von Forschern.
Die Auftriebskraft und Schweredruck
Dieses Unterrichtsmaterial bietet Aufgaben und Anleitungen für Experimente rund um die Auftriebskraft, Dichte und den Schweredruck in Flüssigkeiten. Es beinhaltet Messungen mit Kraftmessern, Videoanalysen sowie praktische Versuche wie das Heureka-Praktikum und den Bau eines Cartesianischen Tauchers.
Gesetze des idealen Gases und allgemeine Gasgleichung
Dieses Unterrichtsmaterial behandelt die Gesetze des idealen Gases, darunter das Gesetz von Boyle und Mariotte sowie die Berechnung des Luftdrucks. Es verbindet experimentelle Ansätze mit Computersimulationen, Tabellenkalkulationen und Gruppenarbeit.
Beobachtung und Analyse des Jupiters
Dieses Unterrichtsmaterial beschreibt ein Projekt zur Bestimmung der Umlaufzeit des Jupiters anhand des grossen roten Flecks. Schülerinnen und Schüler werten Teleskopaufnahmen und Bildmaterial aus, führen Berechnungen durch und diskutieren Messunsicherheiten.
Spektralanalyse von Planetenatmosphären
Dieses Unterrichtsmaterial beschreibt ein Projekt zur Spektralanalyse von Planetenatmosphären mittels realer und simulierter Beobachtungsdaten. Es thematisiert die Herausforderungen bei der Messung und Auswertung von Absorptions- und Emissionslinien am Beispiel der Venus.
Einführung in die Statik
Dieses Leitprogramm führt Schülerinnen und Schüler anhand von Alltagsbeispielen, einem eigenen Experiment und Berechnungen in die Grundlagen der Statik und das Hebelgesetz ein. Es behandelt den Kraftbegriff sowie lineare Gleichungen im Kontext von Kraftgleichgewichten.
Linsengleichung und Akkomodation
Diese Unterrichtseinheit ermöglicht es den Schülerinnen und Schülern, die Linsengleichung durch eigenständiges Experimentieren zu verifizieren. Anschliessend wird das gelernte Wissen auf die Akkommodation des menschlichen und tierischen Auges sowie auf Fehlsichtigkeiten angewendet.
Regenbogen - Entdeckendes Lernen
In diesem Material erforschen die Lernenden in Kleingruppen anhand von historischen Dokumenten, Fotos und Experimentiermaterial den Strahlengang und die Form des Regenbogens. Anschliessend tauschen sie ihre Erkenntnisse aus und sichern diese in Form einer Skizze oder eines Mindmaps.
Linienspektren: Low-Cost-Licht-Spektroskopie mit dem Smartphone
Das Material beschreibt den Bau eines einfachen Handy-Gadgets, mit dem Lichtspektren fotografiert werden können. Es bietet einen praxisnahen Zugang zu Absorption und Emission von Photonen durch selbst durchgeführte Experimente mit Smartphones.
Modellierung des Ausflussverhaltens von Flaschen
Dieses Praktikumsmaterial befasst sich mit der experimentellen Untersuchung und Modellierung der Entleerung von Flaschen. Die Lernenden erfassen Messwerte von Hand, werten diese aus und erstellen Diagramme, um Funktionen für die Ausflussgeschwindigkeit zu bestimmen.
Die Mondtäuschung
Dieses Unterrichtsmaterial widmet sich dem Phänomen der Mondtäuschung, bei dem der Mond am Horizont grösser erscheint als am Zenit. Anhand von Arbeitsblättern und Hinweisen für Lehrpersonen machen die Lernenden quantitative Vorhersagen und setzen sich mit Skizzen, kritischem Hinterfragen und mathematischen Auswertungen auseinander.
Experimente mit Wasser und PET-Flaschen
Ein Erfahrungsbericht und eine Materialsammlung zu physikalischen Experimenten mit Wasser und PET-Flaschen, die anlässlich des Wassertags 2003 präsentiert wurden. Es werden Phänomene zu Wasser- und Luftdruck beschrieben, die teilweise auf historische Versuche von Heron von Alexandrien zurückgehen.