Realisierung von einem Experiment, Instruktionen, Ratschläge und Empfehlungen

1. Einleitung

Lernziele:

Nach dieser Lektion sollten Sie Folgendes beherrschen:

● Vokabeln zum Thema

● verschiedene Energieformen

● Textverstehen

● Arbeit mit dem Video

In dieser Lektion lernen Sie wichtige Wörter zum Thema Experiment. Sie beschäftigen sich auch mit Induktion und verschiedenen Energieformen. Dann lesen Sie wichtige Ratschläge.

2. Aufgaben

Diese Lektion besteht aus sieben Teilen.

Im ersten Teil lesen Sie einen Text über Experimente und versuchen, einige deutsche Ausdrücke richtig ins Tschechische zu übersetzen.

Dann ergänzen Sie einige Termini in den Text Die Induktion.

Desweiteren machen Sie eine Übung zu verschiedenen Energieformen.

Danach kommt die richtige Ergänzung einiger Begriffe rund um Energie an die Reihe.

Sie lesen auch einige Ratschläge und betiteln die jeweiligen Absätze.

Dann hören Sie sich die Tonaufnahme an und wählen Ihren Tipp.

Zum Schluss sehen Sie sich ein Video an.

2.1. Was ist ein Experiment?

Lesen Sie den Text und versuchen Sie die tschechischen Verbindungen genau ins Deutsche zu übersetzen (genau nach dem Text). Testen Sie sich in der Übersetzung-L9.

Ein Experiment (von lateinisch experimentum „Versuch, Beweis, Prüfung, Probe“) im Sinne der Wissenschaft ist eine methodisch angelegte Untersuchung zur empirischen Gewinnung von Information oder Daten. Experimente werden in vielen Wissenschaften benötigt und durchgeführt, beispielsweise in Naturwissenschaften, Ingenieurwissenschaften, Medizin, Psychologie und Soziologie. Meist sind Zählungen oder Messungen ein wichtiger Teil des Experiments.

Das Experiment stellt eine „Frage an die Natur“ dar. Dieser Frage kann eine bestimmte Hypothese zugrunde liegen, die man prüfen will. Das Experiment kann aber auch einfach darin bestehen, ohne bestimmte Hypothese eine bis dahin nicht beobachtete Situation herbeizuführen und sich vom Ergebnis „überraschen zu lassen“. Derartige Experimente werden beispielsweise dann durchgeführt, wenn sich die Untersuchungsmöglichkeiten erweitert haben, etwa durch Einführung einer genaueren Messmethode oder Inbetriebnahme eines Teilchenbeschleunigers mit höherer Energie. Die Ergebnisse können dann Entdeckungen sein.

Aus experimentellen Resultaten werden durch Schlussfolgerung Erkenntnisse gewonnen. Diese sind dann, oft im Zusammenspiel mit einem Modell oder auch als Grundlage eines neuen Modells, Grundlage einer Theorie.

Manche Experimente sind aus ethischer Sicht oder wegen nicht genügend berücksichtigter Gefahren unzulässig oder zumindest umstritten. Dies gilt vor allem in der Medizin (siehe Menschenversuch, Tierversuch), aber beispielsweise auch für Kernwaffentests und Gentechnik.

získání informace –

základ nového modelu –

metodicky zaměřený výzkum –

být základem čeho –

pokus na zvířatech -

nepřípustné nebo minimálně sporné –

výpočty a měření –

z etického ohledu –

testy jaderných zbraní -

takové experimenty –

uvedení urychlovače částič do provozu –

úsudkem –

2.2. Die Induktion

Lesen Sie den Text über die Induktion und ergänzen Sie die richtigen Wörter aus dem Angebot. Machen Sie den Test Die Induktion-L9.

abhängig • Elektronenmangel • Elektronenüberschuss • erzeugt • Flussdichte • Geschwindigkeit • Spannung • Wicklungszahl

Wird ein Leiter durch ein Magnetfeld bewegt, so bildet sich auf der einen Seite des Leiters ein ____________, auf der anderen Seite ein ____________. Zwischen den Leiterenden entsteht eine ____________.

Wenn man den Leiter festhält und den Magneten bewegt, wird ebenfalls eine Spannung ____________. Die Größe der Spannung hängt von der ____________ des Magneten bzw. des Leiters ab.

Der bewegte Leiter ist meist eine Spule. Je größer die ____________ der bewegten Spule ist, um so größer wird die Spannung. Die induzierte Spannung wächst mit der Anzahl der Leiter. Die induzierte Spannung nimmt auch mit steigender magnetischer ____________ zu.

Ist der Stromkreis geschlossen, so ruft die Induktionsspannung einen Strom hervor. Die Richtung des Stromes ist von der Bewegungsrichtung des Leiters und von der Richtung des Magnetfeldes ____________.

2.3. Verschiedene Energieformen

Es gibt verschiedene Energiearten. Ordnen Sie die angeführten Energieformen den Beschreibungen richtig zu. Testen Sie sich in der Übung Energieformen-L9.

Atomenergie / Kernenergie • Bewegungsenergie / kinetische Energie • Elektrische Energie • Chemische Energie • Ruheenergie / potentielle Energie • Solarenergie / Strahlungsenergie • Wärme

- wird in Kraftwerken durch Energieumwandlungen erzeugt.

- wird z.B. beim Verbrennen und bei Reibungsvorgängen frei.

- ist z.B. in Nahrungsmitteln und Brennstoffen gespeichert.

- geht z.B. von der Sonne aus, aber auch von sichtbarem Licht, von UV-Licht, von Röntgenstrahlen. oder von der Wärme.

- ist Bindungsenergie der Kernbausteine.

- findet man bei fahrenden Autos, rollenden Kugeln.

- ist für folgende Fälle typisch: z.B. angehobene Last, Wasser im Stausee, gespannte Feder.

2.4. Definitionen rund um Energie

Was ist mit folgenden Definitionen gemeint? Setzen Sie ein. Machen Sie den Test Definitionen-L9.

Eine Maschine, mit der Strömungsenergie in Rotationsenergie umgewandelt wird, heißt __  __ __ b __ __ __.

Elektrischer Strom, dessen Richtung und Stärke sich in schneller Folge ändern, ist W __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __.

Ein Gerät, mit dem man eine Wechselspannung in eine andere Wechselspannung umformen kann, heißt __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ r.

Ein Gerät, mit dem man den Gleichstrom in Wechselstrom umwandelt, ist __ __ __ __ __ __ __ r __ __ __ __ __ __.

Eine Anlage, die zur Umwandlung der potentiellen Energie des Wassers in elektrische Energie dient, heißt __ a __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __.

Eine Anlage, die zur Umwandlung der thermischen Energie des Wassers in elektrische Energie dient, heißt __ ä __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __.

2.5. Ratschläge

Lesen Sie „Acht Ratschläge, um Spaß an der Physik zu haben“. Versuchen Sie die jeweiligen Absätze richtig zu betiteln. Die unbekannten Wörter schauen Sie im Wörterbuch nach. Führen Sie den Test Ratschläge-L9 durch.

Applets: Mit dem Internet arbeiten

Bücherwürmer

Einblick in die theoretische Physik

Experimentieren von zuhause aus

Nur das Experiment zählt

Physik vertiefen

Selber experimentieren

Studieren geht über Probieren

Physik ist nicht leicht, das sagen viele, die sich damit beschäftigt haben oder beschäftigen mussten. Der Rat für das Studium ist, die Angebote einer Universität oder Hochschule ausschöpfend wahrzunehmen. Gehen Sie in die Vorlesungen, Übungen und Tutorien, wenn es welche gibt. Setzen Sie sich mit Kommilitonen zusammen, die das Gleiche wie Sie lernen. Sprechen Sie mit ihnen, dann tauchen Unklarheiten schneller und ehrlicher auf.

Erinnern Sie sich immer daran, dass die Physik eine Experimentalwissenschaft ist. Ihre Grundlagen, Ergebnisse und Vorhersagen müssen sich an der Wirklichkeit orientieren. Das ist der Grund für immer wieder neu aufgelegte Theorien, so wie zum Beispiel die Quantenmechanik.

Wenn Sie sich mehr für die Experimente interessieren, sollten Sie sich Zugang zu Laboren mit Experimenten verschaffen. Es macht wirklich Spaß, der Natur so auf die Schliche zu kommen. Natürlich können Sie Physik studieren, vielleicht wollen Sie aber in einem kleineren Rahmen einmal ein Praktikum an einer Universität oder außeruniversitären Forschungseinrichtung machen.

Dicht am Experiment, aber von zuhause aus zugänglich sind animierte Simulationen, die in großer Zahl im Internet zu finden sind. Geben Sie »Applet Physik« in eine Suchmaschine ein, und Sie werden viele Themen finden, die Sie besser verstehen, wenn Sie eine Weile ausprobieren, die Parameter zu verändern und staunen, was alles passiert. Wenn Sie speziellere Suchanfragen eingeben, etwa »Applet Pendel«, bekommen Sie genauere Links.

Eine andere Möglichkeit ist, sich echte Experimente über das Internet anzusehen. Meine Arbeitsgruppe hat eine solche »Remote Farm« von Lehrexperimenten aufgebaut. Sie finden sie unter http://remote.physik.tu-berlin.de/. Über Ihren PC können Sie mit einer Software, die Ihnen zur Verfügung gestellt wird, von zuhause aus zahlreiche Experimente durchführen, selber messen, sich die Daten nach Hause herunterladen und dort auswerten.

Wenn Sie sich mehr für die Theorie interessieren, müssen Sie wahrscheinlich viel Mathematik hinzulernen. Eine solide mathematische Kenntnis ist wichtig für das Verständnis der Physik. Einen guten Einblick erhalten Sie zum Beispiel aus den Lehrbüchern von R.P. Feynman zu vielen Themen der theoretischen Physik oder auch aus denen von W. Nolting, Grundkurs theoretische Physik I–V (Springer, Berlin, 2009–11).

Es gibt zahlreiche Bücher über die theoretische Physik. Zwar können Sie sich im Prinzip selber durch diese Bücher durcharbeiten, aber auch hier empfehle ich Ihnen, dies unter Anleitung zu tun. Erfahrene Physiker können Ihnen sagen, worauf es ankommt, welche Näherungen gemacht werden und wo weiterhin ungelöste Fragestellungen existieren. Dozenten sind eine große Hilfe beim Erlernen der theoretischen Physik.

Sie können sich solches Gebiet in der Physik aussuchen, das Sie viel interessiert. Dadurch lernen Sie viel mehr. Zum Beispiel Astrophysik fasziniert durch ihre Verbindung mit dem unendlich groß erscheinenden Universum viele. Hier tauchen viele Phänomene auf, darunter die Gravitation, elektromagnetische Wellen, Neutronen und Protonen und auch die Relativitätstheorie. Interessiert Sie das, tauchen Sie in das Thema ein! Fast immer finden Sie auch Verbindungen zu anderen Teilgebieten und verstehen die darin enthaltene Physik immer schneller und besser.

Quelle: https://www.wiley-vch.de/books/sample/3527709924_bonus.pdf

2.6. Hörverstehen

In dem folgenden Experiment geht es darum, eine Glasflasche mit einem möglichst sauberen Schnitt zu teilen. Dazu haben wir drei Möglichkeiten vorbereitet. Nur eine davon ist richtig. Wie kann man also eine Flasche mit einem möglichst sauberen Schnitt teilen? Was denken Sie? Hören Sie sich die Tonaufnahme Experiment – eine Flasche zerteilen an. Hatten Sie recht? Kontrollieren Sie im Hörverstehen-L9.

A)    Mit Watte und Zitronensäure

B)    Mit Schnur und Feuerzeugbenzin

C)    Mit Grillanzünder und Lappen

2.7. Video

Schauen Sie sich folgendes Video an: Typisch Ingenieur! Ergänzen Sie oder beantworten Sie die folgenden Sätze. Danach machen die Kontrolle im Test Video-L9.

1. Was macht Hans Gerd Eckel, wenn er nicht arbeitet?

2. Was er in die Hände nimmt, soll ...

3. Was ist sein Beruf? 

4. Er kennt sich gut aus mit ...

6. Was ist das für ein Test, wo das Auto so rüttelt? Worum geht es da?

7. Was ist das Problem mit immer kleiner werdenden Motoren?

8. Was ist seine Erfindung? 

9. Was dauert ca. zwei Jahre?

10. Worin besteht der Konflikt zwischen den beiden Herren?

11. Die beste Maschine ist die, ...

12. Was ist wichtig für einen guten Entwurf?