1.2.2 Mit analogen und digitalen Hilfsmitteln Messungen durchführen und auswerten
Unterrichtsmaterial zum Lernziel: Die Maturandinnen und Maturanden können mit analogen und digitalen Hilfsmitteln Messungen durchführen und auswerten.
Das Federpendel erforschen
Dieses Material fasst experimentelle Untersuchungsergebnisse und Messdaten zum Federpendel aus verschiedenen Versuchsreihen zusammen. Es enthält Messwerte zu Federkonstanten, Federlängen und Schwingungseigenschaften inklusive Messunsicherheiten.
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.
Low-Cost-Licht-Spektroskopie mit dem Smartphone
Die Lernenden bauen ein einfaches Handspektrometer mit dem Smartphone und einer zerschnittenen DVD. Damit erstellen und optimieren sie persönliche Spektraltafeln verschiedener Lichtquellen inklusive Wellenlängenskala.
Geradlinige beschleunigte Bewegungen anhand von Videoaufnahmen
Dieses Unterrichtsmaterial befasst sich mit der Analyse geradliniger beschleunigter Bewegungen anhand von Videoaufnahmen eines Spielzeugautos. Die Schülerinnen und Schüler lernen, s-t-Diagramme zu erstellen, Messdaten auszuwerten sowie Geschwindigkeiten und Beschleunigungen zu bestimmen.
Energiesatz in der Mechanik
Dieses Unterrichtsmaterial verbindet potenzielle und kinetische Energie anhand einer realen Fallbewegung. Mittels einer Videoanalyse wird der Zusammenhang zwischen der Lageenergie, der Bewegungsenergie und der Geschwindigkeit experimentell untersucht.
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.
Bestimmung des Volumenausdehnungskoeffizienten von Luft
Das Unterrichtsmaterial basiert auf einem Film und dazugehörigen Standbildern eines Experiments zur Bestimmung des Volumenausdehnungskoeffizienten von Luft. Lernende werten Messwerte und Geometriedaten aus, um den Koeffizienten zu berechnen und die dabei auftretenden Messunsicherheiten zu bestimmen.
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.
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.
Hochwasserschutz und Hochwasser modellieren
Dieses Unterrichtsmaterial befasst sich mit der systemdynamischen Modellierung und Simulation von Fliessprozessen und Hochwasserschutzmassnahmen anhand von Beispielen wie der Gürbe. Schülerinnen und Schüler nutzen das Programm Vensim sowie reale hydrologische Daten, um Abflussmengen, Rückhaltebecken und Retentionsmassnahmen zu untersuchen. Zudem sind experimentelle Vorübungen und Filmaufnahmen zur Fliessgeschwindigkeitsbestimmung integriert.
6 Schülerexperimente mit Vernier LabPro
Eine Sammlung von sechs Schülerexperimenten für die Sekundarstufe II, die Themen wie Koordinatensysteme, Beschleunigungsmessungen, Kräfte und den Energieerhaltungssatz behandeln. Die Versuche nutzen digitale Hilfsmittel und Messwerterfassung, um physikalische Zusammenhänge experimentell zu erforschen.
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.
Physikalische Simulationen mit Tabellenkalkulation
Diese Anleitung zeigt, wie physikalische Bewegungen wie der freie Fall mit und ohne Luftwiderstand mithilfe einer Tabellenkalkulation ohne Programmierkenntnisse simuliert werden können. Es werden das Einrichten von Tabellenblättern, die Erstellung von Formeln für Zeitschritte, Diagramme und das Bocksprung-Verfahren behandelt.
Beobachtung und Analyse von Doppelsternen und Exoplaneten
Dieses Unterrichtsmaterial beschreibt ein Projekt zur Beobachtung von Doppelsternen und Exoplaneten mit Hilfe von Astronomie-Software und Bildauswertung. Die Lernenden analysieren Helligkeitsschwankungen und erstellen Lichtkurven.
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.
Formen und Farben planetarischer Nebel
Das Material beschreibt eine Untersuchung von planetarischen Nebeln und Emissionsnebeln anhand von astronomischen Fotografien. Mit Software wie Stellarium und Astroimage werden Bilder bearbeitet, überlagert und ausgewertet, um Rückschlüsse auf Formen, Farben und Stoffzusammensetzungen zu ziehen.
Fallende Papiertrichter und Reibung
Dieses kurze Unterrichtsmaterial beschreibt die Untersuchung von Fallbewegungen anhand von Papiertrichtern mittels Videoanalyse und LoggerPro. Es zeigt, wie Bewegungsdaten aus Filmaufnahmen erfasst und im Unterricht ausgewertet werden können.
Mathematische Auswertung von Messdaten einer Spiralspule
Das Dokument zeigt Postscript-Quellcode zur grafischen Darstellung von Messdaten mit mathematischen Formeln und Potenzwerten im Kontext physikalischer Experimente. Es dient als technische Illustration für die Messwerterfassung.