In dieser Unterrichtseinheit werden die Wahrscheinlichkeitswellen von Quantenobjekten hinter einem Doppelspalt per Handzeichnung visualisiert und mit dem gewohnten Interferenzbild klassischer Wellen verglichen. Mehrere Bilder für aufeinander folgende Zustände der sich ausbreitenden Welle lassen sich mithilfe von Präsentationsprogrammen, wie zum Beispiel PowerPoint, zu einer kleinen Animation kombinieren, in der man die Bewegung der Welle und besonders der Wellenzeiger verfolgen kann. Material steht zum Download zur Verfügung.
Aus Seismogrammen und den Koordinaten der Messstationen wird die Position eines Erdbebenzentrums - unter anderem mithilfe dynamischer Mathematik - ermittelt. Die Aufgabe, gleichförmige Bewegungen in verschiedene Richtungen zu erfassen, ist für Schülerinnen und Schüler ungewohnt. Die Lösung der Aufgabe erfordert Kreativität bei der Anwendung relativ einfacher physikalischer Zusammenhänge. Dabei werden überwiegend grafische Verfahren benutzt. Material steht zum Download zur Verfügung.
Im Rahmen der Erarbeitung des Einflusses von Reibung auf Bewegungen untersuchen die Schülerinnen und Schüler einen Höhensprung-Rekordversuch und erstellen entsprechende Simulationen mit Excel oder Powersim. Das ungewöhnliche `Fallbeispiel` sorgt dabei für eine hohe Motivation. Zum Abschluss der Unterrichtseinheit wird der Sprung mit geeigneten Werkzeugen wie Excel oder der kostenfreien Software Powersim simuliert. Material steht zum Download zur Verfügung.
Eine genaue Beschreibung des scheinbar so einfachen Sachverhaltes der Wurfbewegungen erweist sich als gar nicht so einfach. Interaktive Applets können durch die dynamische Darstellung der geometrischen Zusammenhänge das Verständnis jedoch erheblich erleichtern. Die Flugbahn eines Balles oder eines Steines gehören zu den alltäglichen Erfahrungen aller Schülerinnen und Schüler. Die zugrunde liegenden Wurfbewegungen und Bahnformen stellen dabei einen zentralen Aspekt der klassischen Mechanik dar. Material steht zum Download zur Verfügung.
Durch den spielerischen Umgang mit einem kleinen Simulationsprogramm werden Bewegungen im Uhrengerüst, die Relativität der Gleichzeitigkeit, die Zeitdilatation und die Längenkontraktion qualitativ veranschaulicht. Einstein widmete sich der Frage, wie man anhand seines Gedankenmodells vom Uhrengerüst zu einer Objektivierung und Strukturierung des komplexen Beobachtungsvorganges gelangt. Material steht zum Download zur Verfügung.
Laut Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie sind sie so gut wie unausweichlich, wenn Massen beschleunigt werden: Gravitationswellen, winzige Verzerrungen der Raumgeometrie, die sich mit Lichtgeschwindigkeit durch das All ausbreiten. Die Animationen und Hintergrundinformationen können zur Vor- oder Nachbereitung eines Besuches auf MS Einstein genutzt werden oder Schülerinnen und Schüler dazu anregen, das Ausstellungsschiff in Eigeninitiative zu besuchen, wenn dies mit der Klasse oder dem Kurs nicht geplant ist. Die Jugendlichen werden mit dem Phänomen Gravitationswellen bekannt gemacht und dazu angeregt, sich mit spannenden Fragen der Astrophysik, Schwarzen Löchern und Neutronensternen zu beschäftigen. Material steht zum Download zur Verfügung.
Ausgehend von der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit veranschaulichen interaktive Java-Applets zur Lichtuhr und zu einem fiktiven Flug von der Erde zum Pluto den Einfluss der Geschwindigkeit auf die Zeit. Die Spezielle Relativitätstheorie - Einfluss der Geschwindigkeit auf Raum und Zeit - ist (in Teilen) mathematisch einfacher aufgebaut als die `gravitationsbeherrschte` Allgemeine Relativitätstheorie. Bereits im Unterricht einer 10. Klasse kann daher zum Beispiel die Zeitdilatation unter der Vorgabe einer konstanten Lichtgeschwindigkeit rechnerisch hergeleitet und durch Java-Applets in motivierender Weise veranschaulicht werden. Material steht zum Download zur Verfügung.
Dieser Artikel beschreibt, wie der rechnerische und zeichnerische Aufwand für die Erstellung und Interpretation von Minkowski-Diagrammen im Physikunterricht mithilfe des `Rechen- und Zeichenknechtes Computer` reduziert, somit der inhaltlichen Diskussion mehr Zeit gewidmet und der Umgang mit einem CAS geübt werden kann. Material steht zum Download zur Verfügung.
Der Computer ermöglicht neue attraktive Zugänge zur Speziellen Relativitätstheorie sowie faszinierende Kontexte zur Lorentztransformation. Computergrafiken ersetzen fehlende Vorerfahrungen durch die Visualisierung relativistischer Effekte und ermöglichen Aufgaben, die eigenständiges Erarbeiten initiieren. Schülernahe Erklärungen sind möglich. Der modulare Aufbau der Unterrichtseinheit, die in drei verschiedenen Level durchgeführt werden kann, bietet interessante methodische Differenzierungsmöglichkeiten. Material steht zum Download zur Verfügung.
Die Schülerinnen und Schüler erstellen ein einfaches Verlaufsgitter, eine holografische Linse und ein `echtes` Hologramm. Entsprechende Aufgaben regen sie dazu an, die Experimente zu verstehen und ihre Ergebnisse vorherzusagen. Auch ein Simulationsprogramm zur Überlagerung von Elementarwellen kommt zum Einsatz, das den Übergang vom gewohnten Strichgitter zum Hologramm demonstriert. Material steht zum Download zur Verfügung.