PhyDid - Physik und Didaktik in Schule und Hochschule (E-Journal, FU Berlin)
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Einsatzmöglichkeiten moderner GPS-Geräte im Mechanikunterricht
Get PDFNavigationsgeräte finden im Alltag schnell eine immer weitere Verbreitung. In neuen Autos gehören sie inzwischen zur Grundausstattung und selbst Mobiltelefone bieten immer häufiger die Möglichkeit der GPS-Navigation. Aufgrund der sinkenden Kosten und der weiten Verbreitung liegt es nahe, die Entwicklungen auf dem Markt zu verfolgen und die Fähigkeiten moderner Geräte – auch außerhalb des Physikraums – physikalisch nutzbar zu machen. Dabei findet man Geräte mit einer Messfrequenz von deutlich mehr als 1 Hz (Datenlogger). In naher Zukunft werden wahrscheinlich noch größere Messgenauigkeit erreicht werden, indem auf weitere Informationsquellen wie Bewegungssensoren und Gyroskope zurückgegriffen wird, die z. T. bereits eingebaut sind (z. B. bei Smartphones). In diesem Aufsatz werden verschiedene Geräte vorgestellt und einige Anwendungsmöglichkeiten exemplarisch zur Diskussion gestellt
Die fünfdimensionale Raumzeit-Algebra am Beispiel der Kosmologischen Relativität
Get PDFMit der Kosmologischen Relativität hat Moshe Carmeli ein speziell-relativistisches Modell unserer Welt entworfen, das neben einer Zeit- und drei Raumdimensionen die Geschwindigkeit als fünfte Dimension setzt. Auch wenn sein Konstrukt die physikalische Welt, in der wir leben, nicht unbedingt korrekt zu beschreiben vermag, so ist dieses Modell doch ein interessantes Gedankengebäude, das als didaktisches Instrument auf dem Weg von vier- zu höherdimensionalen Räumen genutzt werden kann. Ohne Kompaktifizierung gestattet dieser Ansatz in eingänglicher Weise eine Diskussion darüber, welche Effekte und physikalischen Phänomene bei der Einbeziehung einer zusätzlichen Dimension zu erwarten sind. In diesem Beitrag wird die fünfdimensionale Kosmologische Relativität vorgestellt, mit der auf Graßmann und Hestenes zurückgehenden Geometrischen Algebra verknüpft und in Relation zur fünfdimensionalen Ausgestaltungen der Geometrischen Algebra durch Keller diskutiert
eLectures an der Goethe-Universität Frankfurt: Eine erste Bestandsaufnahme
Get PDFIm Wintersemester 2010/11 wurden insgesamt 30 Veranstaltungen der Goethe Universität von studiumdigitale, der zentralen e-Learning-Einrichtung der Universität, als eLecture aufgezeichnet und binnen kurzer Frist im Internet veröffentlicht. Diese ersten Erfahrungen mit dem Aufzeichnungssystem werden hier geschildert. Die Reaktionen der Studierenden und Lehrenden auf dieses neue Angebot sollen beleuchtet werden. Erste Ergebnisse der Evaluation von Lehrveranstaltungen mit und ohne Videoaufzeichnungen werden vorgestellt
Bewegungen des eigenen Körpers – Möglichkeiten der Messwerterfassung im Vergleich
Get PDFUm dem sinkenden Interesse vieler Schüler am Fach Physik entgegen zu wirken, wurde immer wieder gefordert, im Unterricht stärker an Alltagserfahrungen von Schülern anzuknüpfen und einen Bezug zum menschlichen Körper herzustellen. Durch das Behandeln von alltäglichen Bewegungen, wie z.B. Gehen, Laufen, Treppensteigen oder einfachen Sprüngen, kann diesen Forderungen Rechnung getragen werden. Die Erfassung der physikalisch relevanten Größen entsprechender Bewegungen der Schüler kann heute durch verschieden computerbasierte Messwerterfassungsmöglichkeiten erfolgen, wie Kraftmessplatte, Funk-3D-Beschleunigungssensoren oder Videoanalyse. Es werden Vor- und Nachteile der verschiedenen Messwerterfassungsmöglichkeiten bei diesem Thema herausgearbeitet sowie Beispiele solcher Messungen vorgestellt
Unterrichtliche Nachbereitung des Unfallpräventionsprogrammes „Crash Kurs NRW“ - eine physikbezogene Aufgabe mit fächerverbindendem Anspruch.
Get PDFDie Polizei und das Ministerium für Inneres und Kommunales von Nordrhein-Westfalen rücken im Jahr 2011 landesweit das Programm „Crash Kurs NRW“ in das Zentrum ihrer Verkehrssicherheitsarbeit. Für die Nachbereitung wurde in der Universität zu Köln unter Beteiligung von Lehrerinnen und Lehrern kooperierender Schulen ein fächerverbindendes Unterrichtskonzept entwickelt, das zur Zeit landesweit evaluiert wird.
Interferenz jenseits der Kohärenzlänge durch Verschränkung einzelner Photonen
Get PDFExperimente mit einzelnen Photonen eignen sich, um faszinierende Eigenschaften der Quantenphysik zu demonstrieren. Die wohl interessanteste ist die Verschränkung. Bisher wurden Demonstrationsexperimentezu dieser Thematik mit polarisationsverschränkten Photonen erstellt. Nach einem Vorschlag von Franson haben wir einen Aufbau entwickelt, der es ermöglicht, die Verschränkung zweier Photonen hinsichtlichderen Frequenz darzustellen. Dabei werden Photonenpaare durch parametrische Fluoreszenz erzeugt und gelangen in räumlich getrennte Michelson-Interferometer. Innerhalb der Kohärenzlänge zeigt sich die klassisch erwartete Interferenz. Bei Armlängenunterschieden jenseits der Kohärenzlänge ist Zwei-Photonen-Interferenzmit einer Sichtbarkeit von 49% möglich, sofern die Armlängendifferenzen beider Interferometer identisch sind. Dieser nichtlokale Effekt kann im Demonstrationsexperiment vor Ort sowie online als interaktivesBildschirmexperiment nachvollzogen werden. Mit unserem Aufbau kann Zwei-Photonen-Interferenz und klassisch erwartete Interferenz ohne Umbauten gezeigt werden. Damit wird das Verschränkungsphänomen ohne den Wissensbereich Polarisation für die Schul- und Universitätsausbildung greifbar. Da zudem darauf geachtet wurde nur Standardmaterialien moderner Quantenoptiklabore zu verwenden, ist es vielerorts leicht möglich den Aufbau zu übernehmen. Das Experiment ist mit kurzer Erklärung auf http://www.QuantumLab.de verfügbar
Auf der Suche nach den Farben einer grauen Welt
Get PDFEdwin Land projizierte 1959 zwei mit unterschiedlichen Farbfiltern aufgenommene Schwarzweißdias einer Szene aufeinander. Sobald er vor die Projektionen eines der beiden Dias einen Rotfilter positionierte, zeigten sich nicht nur Grau- und Rottöne, sondern auch grün und weitere Farben. Westphal zeigt, dass sich dieser sogenannte Landeffekt aus Goethes farbigen Schatten entwickeln lässt. Wir untersuchen systematisch welche Graukombination die größte Farbenvielfalt für den hier behandelten Effekt liefert. Mittels der Digitalphotographie und Bildbearbeitung sowie der Verwendung Dielektrischer Bandpassfilter lässt sich ein Bild entwickeln, dass per Beamerprojektion vorab auf Farberscheinungen überprüft werden kann. Es zeigt sich, dass die Projektion eines Diafilmen, der aus digitalen Dateien belichtet wurde, eine subjektiv größere Farbpalette liefert. Das faszinierende Phänomen ist bestens für den Schulgebrauch geeignet
Lehr-Lern-Labor „Videoanalyse zweidimensionaler Bewegungen“. Konzeption und Durchführung
Get PDFDer außerschulische Lernort gewinnt immer mehr an Bedeutung. Vor diesem Hintergrund sollen Schülerinnen und Schüler der siebten und achten Jahrgangsstufe der Realschule und des Gymnasiums in einem Lehr-Lern-Labor die wichtigsten Grundbegriffe der Mechanik anhand zweidimensionaler Bewegungen selbst erkunden. In spielerischen Experimenten an verschiedenen Stationen, unter anderem mit Carrera- und Darda-Bahn, werden Bewegungsabläufe betrachtet und gefilmt. Mit Hilfe des Videoanalyseprogramms „measure dynamics“ ist es möglich, die aufgezeichneten Filmsequenzen zu analysieren und die Geschwindigkeit sowie die Beschleunigung visuell durch Vektorpfeile sichtbar zu machen. In diesem Artikel wird auf die Konzeption, didaktische Überlegungen und die Durchführung des Labors eingegangen
Praxis durch Praxis – Das Braunschweiger Experimentierseminar für Lehramtsstudierende
Get PDFIn diesem Beitrag wird das an der TU Braunschweig erfolgreich erprobte und evaluierte Konzept eines Experimentierseminars für Lehramtsstudierende vorgestellt. Das Experimentierseminar ist ein bedeutender Teil des Studiums. Hier lernen die Studierenden das Experimentieren, indem sie Versuche selbst konzipieren, aufbauen, vorführen und beschreiben
Deterministisches Chaos - studiert mit Kugelbahn und Magnetpendel
No full textGrundgedanken der nichtlinearen Dynamik eignen sich, auf den im Physikunterricht gewonnen Kenntnissen aufbauend, einen Einblick in ein modernes Gebiet naturwissenschaftlicher Forschung zu gewinnen. Im Rahmen einer Besonderen Lernleistung im Fach Physik wurde die Sensitivität von Kugelbahn und Magnetpendel in Experiment und Simulation studiert.