6.2 Ausgewählter Aspekt moderner Physik – Unterrichtsmaterial
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NWM-Kurs Strahlung: Skript mit Fallstudien «Von der Beobachtung zur Erkenntnis»
Ein vollständig ausgearbeitetes Kursskript zum Thema Strahlung, das historische Erkenntniswege (Rømer, Huygens, Young), Demonstrationsexperimente (Wellenwanne, Doppelspalt, Fotoeffekt) und Radioaktivität mit statistischen Methoden verbindet. Den Abschluss bilden selbständige Fallstudien in Teams (Radon im Keller, C-14-Altersbestimmung, Handystrahlung, Rutherford-Versuch) mit Präsentation und detaillierten Bewertungsrastern; Lösungen liegen bei. Das Material verbindet anschauliche, historisch erzählte Einführung mit eigenständigem, realweltlich verankertem Forschen der Lernenden.
Interferenz im Mach-Zehnder-Interferometer (Simulation)
Interaktive Simulation und Begleittext zum Mach-Zehnder-Interferometer, die anhand von Einzelphotonen die Wellen- und Teilcheneigenschaften von Quantenobjekten veranschaulichen. Im Zentrum steht das Konzept der Ununterscheidbarkeit der Lichtwege, illustriert durch Polarisationsfilter und den Quantenradierer.
Teilchenbeschleuniger-Simulation: Bewegte Ladungen im Magnetfeld und Relativität
Ein instruktionsbasiertes Aufgabenmaterial zur erkundenden Nutzung einer interaktiven Teilchenspur-Simulation. Die Lernenden variieren Teilcheneigenschaften (Ladung, Masse, Geschwindigkeit) und Magnetfeldstärke, um die Kreisbewegung geladener Teilchen zu untersuchen und reale Detektorgrößen zu erklären. Das Material kombiniert explorative Simulation, eine Formelherleitung und eine quantitative relativistische Korrektur der Teilchenbahn.
Kosmische Hintergrundstrahlung – Abituraufgabe mit Lösung (LEIFIphysik)
Eine Abituraufgabe zur kosmischen Hintergrundstrahlung mit vollständigem Lösungsvorschlag: Bestimmung der Temperatur über das Wiensche Verschiebungsgesetz, Erklärung der Rotverschiebung durch die Raumexpansion, Dopplereffekt durch die Erdbewegung sowie gravitative Rotverschiebung einzelner Photonen. Die Lösungen sind formal sauber dargestellt und mit einer physikalischen Analogie (Ballwurf) versehen.
Proton-Proton-I-Kette – schwere Aufgabe zur Fusion in der Sonne
Aufgabensammlung mit vollständigen Lösungen zur Proton-Proton-I-Kette: Berechnung der freigesetzten Energie über Massendefekte, Coulomb-Wall und Plasmatemperatur sowie Erklärung des Beta-Plus-Zerfalls und der Paarvernichtung. Physikalisch sauber, aber rein aufgabenbasiert ohne intuitiven Einstieg oder spielerische Elemente.
Einstein, Das Gesetz von der Äquivalenz von Masse und Energie (E = mc²), 1946
Ein historischer, von Einstein selbst geschriebener populärwissenschaftlicher Aufsatz, der die Äquivalenz von Masse und Energie allgemein verständlich erklärt. Aufbauend auf den historischen Erhaltungssätzen der Energie und der Masse, mit anschaulichen Beispielen (Pendel, reicher Geizhals) und der radioaktiven Zerfallsreaktion als einziger Messmöglichkeit der Massenänderung.
Simulationsprogramm Doppelspalt (MILQ)
Ein interaktives Windows-Simulationsprogramm zum Doppelspaltversuch, begleitet von einem schülergerechten Lehrgang. Anhand von Farbspray-Teilchen, Photonen (Taylor) und Elektronen (Jönsson) wird der Übergang von klassischen Teilchen zu Quantenobjekten einschliesslich der Wegentscheidung und des Komplementaritätsprinzips von Bohr erarbeitet.
Zyklotron-/Synchrotron-Simulation
Interaktive Simulation eines Zyklotrons bzw. Synchro-Zyklotrons, in der geladene Teilchen (Proton, Deuteron, α) mit einstellbarer Spannung und Magnetfeld beschleunigt werden. Drei Modi (klassisch, relativistisch mit/ohne Frequenzanpassung) zeigen anschaulich den Übergang zur modernen Physik, inklusive Energie- und Geschwindigkeitsdiagrammen.
Lichtuhren-Simulation zur Zeitdilatation
Interaktive Simulation zweier Lichtuhren – eine ruhend, eine beweglich – zur anschaulichen Untersuchung der Zeitdilatation. Die Relativgeschwindigkeit kann verändert und der Lichtweg aus Sicht des ruhenden Beobachters angezeigt werden. Ein exploratives Werkzeug, das den Kern der speziellen Relativitätstheorie selbst erkunden lässt, ohne erklärenden Text oder Aufgaben.
Raster-Tunnel-Mikroskop (Leitprogramm)
Ein Leitprogramm, das über das Raster-Tunnel-Mikroskop in die Quantenmechanik einführt, mit der Schrödinger-Gleichung im Zentrum. Der Aufbau in Fundament- und Additum-Lektionen ermöglicht individuelles, selbständiges Arbeiten. Verbindet moderne Physik, Mathematik (Differentialgleichungen) und Nanotechnologie.
Atome sehen mit dem Raster-Tunnel-Mikroskop – ETH-Leitprogramm Additum 1
Sehr ausführliche Anleitung für ein reales Schülerexperiment: Mit dem Raster-Tunnel-Mikroskop easyScan werden Graphit- und Goldoberflächen mit atomarer Auflösung aufgenommen. Das Material erklärt Aufbau und Funktionsweise anschaulich (z.B. Schwingungsdämpfung, Reibungsmotor), führt Schritt für Schritt durch Präparation, Messung und Bildinterpretation und enthält Aufgaben mit vollständigen Lösungen.
Rutherfordsches Streuexperiment – interaktive Simulation
Eine interaktive Simulation, mit der Schüler:innen die Ablenkung von Alphateilchen an einem Atomkern (Rutherford-Streuung) erkunden können. Geschwindigkeit, Stoßparameter und Kernladungszahl sind variierbar, Streuwinkel und minimaler Abstand werden angezeigt, und die Bahn als Hyperbel mit Asymptoten wird dargestellt. Der begleitende Text erklärt anschaulich den historischen Versuch von 1911 und die Schlussfolgerung, dass Atome weitgehend 'leer' sind.
Simulation Bohrsches Atommodell des Wasserstoffatoms
Interaktive Simulation des Bohrschen Atommodells, die das Wasserstoffatom wahlweise im Teilchenbild oder als de-Broglie-Materiewelle zeigt. Durch Variieren der Hauptquantenzahl und manuelles Ziehen des Bahnradius wird anschaulich erfahrbar, warum nur diskrete stationäre Zustände existieren und wie daraus das Wasserstoffspektrum folgt. Der Text erklärt das Modell qualitativ und ordnet es als Zwischenschritt hin zur Quantenmechanik ein.
Skript G5: Schwingungen und Wellen und die Natur des Lichts
Umfangreiches Unterrichtsskript zu mechanischen Schwingungen, Wellen, Resonanz, Überlagerung und zur Natur des Lichts. Es führt anschaulich (Kreisprojektion, Experimente) und formal (Herleitung von y(t), Periodenformeln) durch das Thema und enthält zahlreiche Aufgaben inklusive Lösungen sowie Anleitungen zu Versuchen wie der Messung der Schallgeschwindigkeit und Resonanzversuchen.
Franck-Hertz-Versuch: diskrete Energieniveaus in Atomen entdecken
Ein interaktiv geführter Lernpfad zum Franck-Hertz-Versuch mit virtuellem Experiment (IBE) und einer Simulation der Vorgänge in der Röhre. Schüler:innen variieren die Beschleunigungsspannung, beobachten Auffängerstrom und Elektronenstösse und erklären schrittweise das periodische Auf und Ab des Stroms über die Anregungsenergie von 4,9 eV. Erklärung, Aufgaben und Ergebnis sind klar strukturiert aufgebaut.
Hängendes Blattfederpendel – Aufstellen und Lösen der Bewegungsgleichung
Ausführliche theoretische Herleitung der Differentialgleichung des hängenden Blattfederpendels: Aufstellen der Bewegungsgleichung über Newtons 2. Axiom, schrittweise Einsetzen von Kräften und Näherungen bis zur harmonischen Lösung x(t). Enthalten eine Animation, einen subtilen fachlichen Hinweis zur Zentripetalkraft und eine einblendbare Lösungs-Herleitung.
Linearbeschleuniger (Wideröe) – Funktionsprinzip, Berechnung und Simulation
Ausführliche, verständliche Erklärung des Hochfrequenz-Linearbeschleunigers mit anschaulicher Beschreibung des Funktionsprinzips, einer eingebetteten interaktiven Simulation und medizinischen Anwendungen. Die Herleitungen (nichtrelativistisch und relativistisch) sind sauber formuliert; Übungen mit Lösungen fehlen allerdings.
Skript SF6: Photonen, Atome, Kerne
Umfangreiches Schwerpunktfach-Skript zur modernen Physik: Photoeffekt, Feynmans Zeigerformalismus am Doppelspalt (inkl. Berechnungen mit Tabellenkalkulation), Wasserstoffatom, Materiewellen, Radioaktivität und Kernphysik. Es kombiniert anschauliche Experimente und historische Texte (Feynman, Einstein) mit formalen Herleitungen, zahlreichen Aufgaben und Lösungen sowie Zusammenfassung und Nuklidkarte.
Skript S6: Licht, Atome, Quanten (Photoeffekt, Photonenoptik, Wasserstoffatom)
Umfängliches Skript zum Übergang von der Wellenoptik zur Quantenphysik: Photoeffekt mit Vakuumfotozelle, Feynmans Zeigerformalismus zum Doppelspalt, Linienspektren und Wasserstoffatom. Enthält Experimentieraufträge, Rechnungen, eine Excel-basierte numerische Simulation der Beugung sowie einen Lösungensteil.
Skript G2 Anhang: Die alte Streitfrage – Atomisten vs. Aristoteliker
Der Anhang führt die historische Debatte um den Aufbau der Materie ein: Demokrits Atomismus gegen Aristoteles' Kontinuum und Vier-Elemente-Lehre. Die Schüler:innen bereiten Zitate beider Lager auf und führen ein Streitgespräch, in dem sie gegenseitig überzeugen müssen. Die Materialquelle verknüpft die historische Erkenntnisentwicklung mit dem Weltbild als Grundlage moderner Physik.
Bohrsches Atommodell des Wasserstoffatoms – interaktive Simulation
Diese interaktive App visualisiert das Bohrsche Atommodell des Wasserstoffatoms im Teilchen- und im Wellenbild (De-Broglie-Materiewelle). Schüler:innen variieren die Hauptquantenzahl n, manipulieren den Bahnradius und sehen, wann stationäre Zustände entstehen; daneben werden Energieniveaus, Bahnradius und Energie angezeigt. Der Begleittext erklärt anschaulich die Stationaritätsbedingung, den Widerspruch zur klassischen Elektrodynamik und die historische Rolle des Modells als Zwischenschritt zur Quantenmechanik.
Tritium – Abituraufgabe mit ausführlicher Lösung (Radioaktivität, Quark-Modell, Aktivität)
Mittelschwere bayerische Abituraufgabe (Ph12) zum Wasserstoffisotop Tritium mit vollständig ausgearbeiteter Musterlösung. Behandelt Kernumwandlungen, β⁻-Zerfall im Quark-Modell, Q-Wert-Berechnung, Zerfallsgesetz, Aktivität und eine Beurteilung des Strahlenrisikos einer Tritium-Armbanduhr mit Lebensweltbezug. Die Musterlösung erklärt die Herleitungen Schritt für Schritt und begründet jedes Teilergebnis.
Würfelmodell des radioaktiven Zerfalls
Lernende simulieren den radioaktiven Zerfall mit ca. 50 Würfeln, erstellen ein Diagramm und vergleichen es mit der exponentiellen Abnahme. Anschliessend wird die Halbwertszeit formal als Exponentialfunktion hergeleitet und im Modell quantifiziert. Das Material verbindet ein einfaches Hands-on-Experiment anschaulich mit mathematischer Beschreibung, enthält aber nur eine offene Aufgabe ohne Musterlösung.
Wasserstoff-Orbitale – 3D-Simulation von Paul Falstad
Ein interaktives 3D-Applet, das die tatsächlich berechneten Wellenfunktionen des hydrogenischen Atoms darstellt. Nutzende wählen Orbitale über Popup-Menüs aus, drehen die Ansicht, betrachten den Schnitt durch das Coulomb-Potential mit Energieniveaus und schalten zwischen reellen (chemischen) und komplexen (physikalischen) Orbitaldarstellungen um. Ein knappes Hinweisfeld erläutert den Bezug zwischen Ψ(r) und der Wahrscheinlichkeitsinterpretation.
Relativitätstheorie: Grundwissen, Formeln und Aufgaben (LEIFIphysik)
Kompakte Zusammenfassung der speziellen Relativitätstheorie mit den zentralen Formeln zu Gleichzeitigkeit, Zeitdilatation, Längenkontraktion, Geschwindigkeitsaddition und relativistischer Dynamik, ergänzt durch Quizze, Übungsaufgaben mit Musterlösungen und Versuche. Die Seite ist übersichtlich aufgebaut und richtet sich an Schüler:innen mit Formel- und Aufgabenbedarf. Viele Inhalte (Versuche, Downloads) werden jedoch nur angekündigt, nicht im Text selbst ausgearbeitet.
Röntgenstrahlung: Abituraufgabe mit Lösungsvorschlag (Bremsstrahlung, Planck-Konstante, Moseley-Gesetz)
Mehrgliedrige Aufgabe zur Röntgenröhre mit vollständigem Lösungsvorschlag: Aufbau der Röhre, Bestimmung des Planck-Wirkungsquantums aus Röntgenspektren, Erklärung charakteristischer Linien und Bestimmung des Anodenmaterials über das Moseley-Gesetz sowie eine Dosisabschätzung am historischen Beispiel des Pedoskops. Der geschichtliche Bezug (Schuhanpassung per Röntgenstrahlung, Verbot 1973) und die Bewertungsaufgabe geben dem Material einen überraschenden Realbezug.
Tetra-Neutronen: Relativistische Rechnung, Q-Wert und β-Zerfall (Aufgabe mit Lösung)
Lehrerfertig ausgearbeitete Kernphysik-Aufgabe (vermutlich bayerische Abitur-Stil) zur aktuellen Forschung an der TU München über mögliche Tetra-Neutronen. Die Schüler:innen berechnen relativistische kinetische Energien, Q-Werte, formulieren Reaktionsgleichungen, werten ein Messdiagramm aus und diskutieren die Absicherung experimenteller Ergebnisse. Alle Teilaufgaben sind vollständig und nachvollziehbar gelöst.
Franck-Hertz-Versuch und Potentialtopfmodell (Abituraufgabe mit Lösung)
Bayerische Abituraufgabe zum Franck-Hertz-Versuch (Aufbau, Deutung der Kennlinie, Variationsdiagramme) sowie zum Potentialtopfmodell am Beispiel der Leuchtstoffröhre, mit vollständigem Lösungsvorschlag inklusive Herleitungen und Berechnungen. Fachlich sauber und didaktisch rund, aber klassisch formell ohne spielerische Elemente.
COMPTON-Teleskop – Abituraufgabe mit Lösung (LEIFIphysik)
Mehrteilige Abituraufgabe zum COMPTON-Effekt und zur Bestimmung der Richtung von Gamma-Quellen mit einem COMPTON-Teleskop, mit vollständig ausgearbeitetem Lösungsweg. Enthält qualitative Begründung, formale Herleitung des Streuwinkels, relativistische Berechnungen und geometrisch-anschauliche Deutung der Quellenortung. Ansprechend durch den Bezug zu realer Gammastronomie, aber didaktisch klassisch-formal.
Wien-Filter und Elektronenmasse – Lösung mit Relativitätsbetrachtung
Ausführliche Musterlösung zu einer Abituraufgabe, in der die Elektronenmasse über das Wien-Filter und die Lorentz-Kraft experimentell bestimmt wird. Alle Teilaufgaben werden Schritt für Schritt mit Herleitungen, Zahlenwerten und Begründungen gelöst, inklusive relativistischer Korrektur und Diagrammzuordnung.
Rückbau von Kernreaktoren – Lösung (Abitur BY 2018 Ph12-1 A2)
Komplette Lösung einer bayerischen Abituraufgabe zur Radioaktivität: Zerfallsgesetz, β⁻-Zerfall von Kobalt-60 mit Energiespektren von Elektron und Antineutrino sowie Abschätzung der Äquivalentdosis beim Rückbau eines Reaktordruckbehälters. Der Kontext (Arbeiterschutz, Grenzwerte) ist realitätsnah und die Rechenschritte sind nachvollziehbar hergeleitet.
Pionentherapie: Protonen im Speicherring und Zeitdilatation bei Pionen (Aufgaben mit Lösungen)
Eine physikalische Aufgabe zum Thema Pionentherapie: geladene Teilchen auf Kreisbahnen im Magnetfeld, relativistische Energie und Zeitdilatation beim Pionenzerfall. Enthält vollständige Musterlösungen mit Herleitungen und Diagrammen, kommt vom bayerischen Abitur-Kontext (FWU/LEIFIphysik).
Photoeffekt: Simulation der Gegenfeldmethode
Downloadbare Windows-Simulation der Gegenfeldmethode beim Photoeffekt. Die Bewegung der ausgelösten Elektronen wird durch numerisches Lösen der Bewegungsgleichungen dargestellt; mit fünf Wellenlängen der Quecksilberdampflampe und vier Kathodenbeschichtungen lassen sich quantitative Auswertungen durchführen.
Franck-Hertz-Versuch (IBE mit Simulation, LEIFIphysik)
Didaktisch aufbereitetes interaktives Online-Experiment (IBE) zur Durchführung des Franck-Hertz-Versuchs, ergänzt durch eine vereinfachte Simulation der Vorgänge in der Röhre. Das Material führt anschaulich von der Beobachtung (U-I-Kurve) über die Deutung mit elastischen und unelastischen Stößen zum Nachweis diskreter Energieniveaus, mit gestuften Beobachtungs- und Erklärungsaufgaben.
Fallschirmsprung mit Luftreibung – Simulation mit der Tabellenkalkulation
Material zum Fallschirmsprung mit geschwindigkeitsabhängiger Luftreibung: Die Newton'sche Strömungswiderstandskraft wird formal hergeleitet, und Schüler:innen simulieren den Sprung mit einer Tabellenkalkulation nach der Methode der kleinen Schritte. Die Aufgaben führen zur Ermittlung der Endgeschwindigkeiten mit geschlossenem und geöffnetem Schirm sowie zum Vergleich mit dem reibungsfreien Fall.
Zeitdilatation – Simulation (Fendt/LEIFIphysik)
Interaktive HTML5-Simulation: Ein Raumschiff fliegt von der Erde zum Pluto, die Geschwindigkeit wird über Schaltknöpfe variiert, und man beobachtet direkt, wie die Raumschiffuhr gegenüber den Uhren des Erde-Pluto-Systems langsamer geht. Die zugrundeliegende Formel der Zeitdilatation wird genannt; Vereinfachungen (Inertialsystem, vernachlässigte Lorentz-Kontraktion) werden sauber erläutert.
Laser-Simulation: Absorption, Emission und Funktionsweise eines Lasers
Interaktives Simulationsmaterial (PhET-artig), in dem Lernende die Prozesse der Absorption sowie spontanen und stimulierten Emission am Einzelatom erkunden und dann Schritt für Schritt einen funktionierenden Dreiniveaulaser optimieren. Die begleitenden Aufgaben verlangen eine qualitative Beschreibung der Phänomene und ein systematisches Herantasten an die optimalen Parameter (Lampenintensität, Lebensdauern, Spiegelreflexivität).
Stoßanregung und Stoßionisation – vom Energieübertrag zum Franck-Hertz-Versuch
Interaktives Lernmaterial mit Animation, das das Prinzip der Stoßanregung und Stoßionisation anschaulich erklärt und systematisch nach kinetischer Energie des Projektils kategorisiert. Anschliessend wird der Franck-Hertz-Versuch als historische Bestätigung vorgestellt und die Kennlinie qualitativ interpretiert. Didaktisch klar strukturiert mit anschaulichen Beispielen, jedoch ohne Aufgaben oder Selbsttest.
Simulation: Rutherford-Streuung von Alphateilchen an einem Atomkern
Ein interaktives Werkzeug zur Streuung von Alphateilchen an einem Atomkern (Rutherford-Versuch 1911). Geschwindigkeit, Stoßparameter und Kernladungszahl sind variierbar; Streuwinkel, minimaler Abstand, Bahnkurve und Asymptoten der Hyperbel werden dargestellt. Die Begleittexte erklären den historischen Versuch und die Physik der Coulomb-Streuung anschaulich.
Skript SF6: Radioaktivität – Zerfälle, Zerfallsgesetz und Strahlungswirkung
Umfangreiches Schwerpunktfach-Skriptkapitel zur Radioaktivität: geschichtlicher Einstieg (Röntgen, Becquerel, Curies), α/β/γ-Zerfälle, Nuklidkarte, Zerfallsreihen, Herleitung des Zerfallsgesetzes, Halbwertszeit, Dosisgrössen und viele Rechen- und Erkundungsaufgaben mit Bezug zur C-14-Altersbestimmung und natürlicher Strahlung. Solide aufgebaut mit Beispielen, Aufgaben und praktischen Bezügen, jedoch ohne Lösungsteil im Text.
Vergiftung durch Polonium-210 – Radioaktiver Zerfall am realen Mordfall (Abituraufgabe mit Lösung)
Eine Abituraufgabe (Bayern 2008) zum α-Zerfall von Polonium-210, eingebettet in den spektakulären Fall Litvinenko. Die Lernenden ordnen das Isotop einer Zerfallsreihe zu, stellen die Zerfallsgleichung auf, berechnen den Q-Wert, Aktivität, tödliche Dosis und Wärmeleistung. Die vollständigen, nachvollziehbar aufgebauten Lösungen sind enthalten.
Netzebenenabstände von Graphitkristallen mittels Elektronenbeugung bestimmen
Ein virtuelles Experiment, in dem über die de-Broglie-Wellenlänge der Elektronen der Netzebenenabstand eines Graphitkristalls bestimmt wird. Es ermöglicht das selbständige Erkunden des Wellen-Teilchen-Dualismus an einem realen physikalischen Messszenario (Elektronenbeugung). Die Beschreibung ist knapp; Inhalt und Bedienung des eigentlichen Simulators sind im Text selbst nicht sichtbar.
Millikan-Versuch: Theorie und Auswertung der Steige-Sink-Methode
Ausführliches LEIFIphysik-Material zum Millikan-Versuch mit der Steige-Sink-Methode: versuchsaufbau, Kräftebilanz (Gewicht, Auftrieb, Stokes-Reibung, elektrische Kraft), schrittweise Herleitung der Ladungsformel und Cunningham-Korrektur. Mit eingebetteter Simulation, in der Lernende selbst Messwerte aufnehmen, und strukturierten Rechenaufgaben zur Theorie sowie einer Auswertungsaufgabe mit Diagramm. Ein anspruchsvolles Schwerpunktfach-Material, das historische Tiefe mit handlungsorientierter Simulation verbindet.
Zeitdilatation: Raumschiff Earth–Pluto Simulation
Ein interaktives Simulationswerkzeug, in dem ein Raumschiff mit einstellbarer Geschwindigkeit eine Strecke von 5 Lichtstunden (Erde–Pluto) zurücklegt und die langsamere Gangrate der Raumschiffuhr gegenüber den Erde-Pluto-Uhren gezeigt wird. Die Beschreibung ist knapp, nennt aber die vereinfachenden Annahmen (Inertialsystem, vernachlässigte Lorentz-Kontraktion) transparent. Als Erkundungswerkzeug zur Zeitdilatation tauglich, erklärt den hinterliegenden Formalismus jedoch nicht selbst.
Laser-Typen im Überblick: Festkörper-, Dioden-, Gas-, Farbstoff- und Freie-Elektronen-Laser
Ein Sachtext erklärt anschaulich die verschiedenen Laser-Typen (Festkörper-, Dioden-, Gas-, Farbstoff- und Freie-Elektronen-Laser), ihre Funktionsweise, Vor- und Nachteile sowie typische Anwendungen. Eine Zusammenfassung und eine detaillierte Tabelle mit technischen Daten (Wellenlänge, Wirkungsgrad, Ausgangsleistung) runden das Material ab. Der Text ist lebendig geschrieben und mit Alltagsbezügen versehen, enthält aber keine Aufgaben.
Das Streuexperiment von Geiger und Marsden – Rutherfords Entdeckung des Atomkerns
Historisch fundierter, gut strukturierter Text zum Goldfolien-Experiment von Geiger und Marsden: Ausgangslage, Versuchsaufbau, Beobachtungen, Rutherfords Erklärung und die damit verbundene Ablösung des Thomsonschen Atommodells. Enthalten sind Formeln, Diagramme und zwei Simulationen zur Veranschaulichung, allerdings keine Aufgaben mit Lösungen.
Zerfallsreihen – interaktive Nuklidtafel-Animation
Ein interaktives HTML5-Werkzeug (von Walter Fendt, auf LEIFIphysik), das einen Ausschnitt der Nuklidtafel zeigt und die schrittweise Durchführung natürlicher Zerfallsreihen per Mausklick visualisiert. Alpha- und Betastrahler sind farblich gekennzeichnet; über ein Auswahlfeld wählt man eine Zerfallsreihe und schreitet mit dem Knopf «Nächster Zerfall» von Kern zu Kern.
Radioaktive Leuchtfarben – Abituraufgabe (BY 2016 Ph12-2 A3)
Abituraufgabe zur Alpha-Zerfallskette und zur Abschirmung radioaktiver Strahlung am realistischen und historisch packenden Beispiel der Radium-Uhrenmalerinnen («Radium Girls»). Enthält vollständige Musterlösung mit Q-Wert-Berechnung, Zerfallszahl und Äquivalentdosis samt plausibilisierendem Vergleich mit heutigen Grenzwerten.
Lebensdauer von Myonen – Zeitdilatation und Längenkontraktion
Aufgabenblatt zur Speziellen Relativitätstheorie am klassischen Beispiel der kosmischen Myonen. Zuerst wird klassisch gerechnet (Widerspruch), dann werden Zeitdilatation und Längenkontraktion anschaulich eingeführt und rechnerisch angewendet. Vollständige Musterlösung inklusive.