Das Schuljahr 2025/2026

Sowohl in der Mechanik als auch der Elektrizitätslehre ist der Begriff der Energie von entscheidender Bedeutung. Deshalb untersuchst du einfache Maschinen wie zum Beispiel den Flaschenzug und vergleichst die Leistung von Maschinen mit denen des Menschen. Du lernst, wie Generatoren Strom erzeugen und wie mit Hilfe von Transformatoren elektrische Energie über weite Strecken transportiert werden kann. In der Kernphysik beschäftigst du dich mit dem Aufbau von Atomen, dem Entstehen von radioaktiver Strahlung und der Anwendung in Medizin und Technik sowie zur Energieversorgung. LeifiPhysik

Zum Unterricht:

• Pro Halbjahr wird eine Klassenarbeit geschrieben.
• Die Note der Klassenarbeit macht 1/3 und die mündliche Note 2/3 der Halbjahresnote aus.
• Du benötigst das Physikbuch "Impulse Mittelstufe".
• Du benötigst einen Schnellhefter.
• Du benötigst ein kariertes A4-Heft mit Rand oder karierte A4-Blätter mit Rand für deinen Schnellhefter.

Tafelskript

Das PDF mit der Tafelmitschrift kann heruntergeladen werden. Der Link wurde per Schulportal in der ersten Lektion mitgeteilt.

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Energieübertragung

Am Ende des Kapitels könnt ihr:

• Goldene Regel der Mechanik an Flaschenzügen, Rampen etc. erklären und anwenden
• Energie als quantifizierter Größe in Beispielen aus der Umwelt erkennen und beschreiben
• Energieformen und ihre Umwandlung beschreiben und systematisieren
• Prinzip der Energieerhaltung an Beispielen erklären
• zwischen den Begriffen Arbeit und Leistung unterscheiden und beide in Beziehung zueinander setzen
• Leistung von Menschen und Maschinen vergleichen und benennen
• die Konzepte Mechanische Energie und Wärmeenergie vergleichen
• Wärmeaustausch als Energieübertragung deuten und die Wärmemenge berechnen
• das Prinzip der Erhaltung der Energie rechnerisch an Beispielen anwenden
• Aufgaben zur elektrischen Arbeit und Leistung lösen.
• den Wirkungsgrad erklären und an Beispielen berechnen
• Wirkungsgrade von Tauchsieder und Lampen messen und/oder berechnen
• das Prinzip der Energieentwertung erklären.

1. Energieerhaltung 17.1

Für diese Einheit braucht ihr:

1. das Physikbuch auf Seite 334
2. Demo Experiment Fadenpendel

A. Betrachte das Demo-Experiment

Untersuchung des Verhaltens einen langes Fadenpendel mit einem großen Gewicht.

B. Recherchiere im Buch S. 334 und diskutiere in Partnerarbeit

1. Erkläre was mit dem Satz "Energie geht nicht verloren" am Beispiel des Fadenpendels gemeint ist.
2. Welche physikalische Größen spielen eine Rolle?
3. Welche Energieformen wurden im Text genannt?

C. Zeit für Notizen

1. Überlege und formuliere, was im Heft notiert werden müsste.
2. Mache deine Notizen.

D. Beobachte die Experimente und diskutiere in Partnerarbeit.

1. Beobachte die Experimente V1, V2, V3 S335.
2. Beschreibe deine Beobachtung.
3. Erkläre deine Beobachtung mithilfe der Energieumwandlung. Benenne auftretende Energieformen.

2. Höhenenergie 17.2

Für diese Einheit braucht ihr:

1. das Physikbuch auf Seite 336
2. Demo-Experiment zur elektrischen Energie.
3. Schüler-Experimente mit den Flaschenzügen

Voraussetzung: Die Kenntnis der elektrischen Energie \(E_{el}=U \cdot I \cdot t \)

A. Recherchiere im Buch S. 336 und diskutiere in Partnerarbeit

1. Benenne die physikalischen Größen, die eine Rolle bei der Berechnung der Höhenenergie spielen. Wie lautet die Formel?
2. Erkläre am dargestellten Beispiel die Plausibilität der vorgestellten Formel.
3. Wie wird die Energieeinheit definiert?
4. Erkläre welche Rolle das Nullniveau spielt.

B. Zeit für Notizen

1. Überlege und formuliere, was im Heft notiert werden müsste.
2. Mache deine Notizen.

C. Beobachte die Experimente und diskutiere in Partnerarbeit.

1. Beobachte das Experiment V1 S337.
2. Beschreibe deine Beobachtung.
3. Erkläre deine Beobachtung mithilfe der Energieumwandlung. Benenne auftretende Energieformen.

D. Führe das Experiment V2 S337 durch

1. Erstelle ein kurzes Protokoll (Aufbau, Beobachtung, Auswertung)

HA

Als HA eignen sich die Aufgaben A1 bis A4 S.337

3. Seil - Rolle - Flaschenzug 12.5

Für diese Einheit braucht ihr:

1. das Physikbuch auf Seite 248
2. Schüler-Experimente Flaschenzug

A. Recherchiere im Buch S. 248 und diskutiere in Partnerarbeit

1. Diskutiere die Aufgabe eines Seiles.
2. Beantworte wie sich die Kräfte bei einer festen und einer losen Rolle verändern.
3. Formuliere die goldenen Regel der Mechanik und erkläre sie am Beispiel einer losen Rolle.
4. Benenne die Formel, die die Zugkraft bei einem Flaschenzug mit n tragenden Seilstücken beschreibt.

B. Experimentiere mit dem Flaschenzug.

1. Experimentiere mit einer festen Rolle
2. Experimentiere mit einer losen Rolle
3. Experimentiere mit einem Flaschenzug

4. Bewegungsenergie 17.3

Für diese Einheit braucht ihr:

1. das Physikbuch auf Seite 338
2. Video zur kinetischen Energie

A. Recherchiere im Buch S. 338 und S339 und diskutiere in Partnerarbeit

Benenne die Formel für die kinetische Energie und erkläre, wie man auf diese Formel kommt.

Im Buch ist der Zusammenhang sehr kompliziert oder umständlich erklärt. Dieses Video zeigt, dass eine doppelte Wurfgeschwindigkeit eine vierfache Wurfhöhe in einem Münzexperiment nach sich zieht. Überlege und erkläre warum man das schlussfolgern kann. Welche mathematische Beziehung ergibt sich damit zwischen der kinetischen Energie und der Geschwindigkeit?

B. Lies das Beispiel auf Seite 339

Kannst du die vorgestellte Lösung nachvollziehen? Erkläre.

C. Aufgaben Seite 339

1. A1 Brachistochrone
2. A2 Geschwindigkeiten berechnen
3. A3 Fallhöhe berechnen

5. Aufgabenworkshop Energieerhaltungsprinzip

Für diese Einheit braucht ihr:

1. Lernzirkel "Aufgaben mit dem Energieerhaltungsprinzip lösen"

6. Thermische Energie 17.4

Für diese Einheit braucht ihr:

1. das Physikbuch auf Seite 340
2. iPads mit Zugang zum Internet

A. Recherchiere im Buch und diskutiere in Partnerarbeit

1. Beschreibe in welchem Zusammenhang man den Begriff "thermische Energie" verwendet.
2. Erkläre, was mit Temperatur passiert, wenn zwei Körper Energie austauschen können.
3. Erkläre, was man als die spezifische Wärmekapazität bezeichnet.

B. Experimentiere im virtuellen Labor

Stelle die Versuche V1, V2 und V3 Seite 341 nach. Bereite eine Präsentation vor.

C. Lies die Methode auf Seite 342

Erkläre, wie man durch ein Experiment die Formel für die übertragene thermische Energie \( \Delta E_{therm} \) aufstellen kann.

D. Aufgaben Seite 341

1. A1 Wasser als Wärmespeicher
2. A2 Temperaturaustausch
3. A3 Wassererwärmung und -abkühlung

E. Aufgaben Seite 343

1. A1 Wasser und Sand
2. A2 Erkläre die Funktionsweise der Zentralheizung.

7. Arbeit und Wärme 17.5

Für diese Einheit braucht ihr:

1. das Physikbuch auf Seite 344

A. Recherchiere im Buch und diskutiere in Partnerarbeit

1. Erkläre was mit der mechanischen Energie E passiert, wenn Arbeit W verrichtet wird.
2. Wie ändert sich die Kraft und der Weg, wenn man zum Heben einen Flaschenzug oder eine schiefe Ebene (eine Rampe) benutzt?
3. Wie hängt Arbeit W von der Kraft F und vom Weg \Delta s, entlang dessen die Kraft gewirkt hat? Schreibe die Formel auf.
4. Nenne die Einheit der Arbeit.
5. Wie berechnet man die Arbeit aus Kraft, die schräg zur Wegrichtung wirkt?
6. Wie kann ich feststellen, dass die thermische Energie eines Körpers zugenommen hat?
7. Welche Wege gibt es, um die thermische Energie eines Körpers zu ändern?

B. Präsentiere deine Antworten im Plenum.

C. Formuliere die Antworten schriftlich im Heft.

D. Bereite eine Präsentation eines Versuchs vor.

Wähle ein Versuch auf Seite 345 und bereite in Partner- oder Gruppenarbeit eine kurze Präsentation vor.

• V1 (schiefe Ebene),
• V2 (Flaschenzug)
• V3 (Solarkollektor)
• V4 (Wärmeübertragung)
• V5 (Wärmeübertragung)

Die Präsentation sollte folgende Elemente beinhalten.

1. Aufbau. Am besten mit Hilfe der Buchabbildung.
2. Hypothese zum Ablauf und zu den Messwerten.
3. Erklärung der Hypothese. (Auf welchen physikalischen Gesetzen ist deine Hypothese gestützt?)

HA

A1 Geschwindigkeit eines Handballs Seite 345

8. Leistung und Wirkungsgrad

Für diese Einheit braucht ihr:

1. Das Physikbuch auf Seite 346

A. Recherchiere im Buch und diskutiere in Partnerarbeit

Recherchiere auf Seite 346 und Seite 347 und beantworte folgende Fragen.

1. Wie kann man aus einem Fs-Diagramm die verrichtete Arbeit ablesen?
2. Wie verhält sich die verrichtete Arbeit bei einer veränderlichen Kraft?
3. Wie ist die Leistung definiert und wie kann die Energie einem Pt-Diagramm entnommen werden?
4. Wie kann dieselbe Leistung zur unterschiedlichen Geschwindigkeiten führen?
5. Wie ist der Wirkungsgrad definiert?
6. Wie kann man erkennen, wie gut (effizient) ein Gerät arbeitet? Diskutiere die verschiedenen Wirkungsgrade in der Tabelle B2 S347.

HA

A 1 Gesamtwirkungsgrad Seite 347

9. Energieentwertung

Für diese Einheit braucht ihr:

1. Das Physikbuch auf Seite 351

A. Recherchiere im Buch und erläutere im Plenum

Recherchiere im Buch auf Seite 351 und erläutere im Plenum folgende Fragen:

1. Warum spricht man vom Energieverbrauch, wenn der Energieerhaltungssatz gilt?
2. Was bezeichnet man als das Prinzip der Energieentwertung?

HA.

Recherchiere zum Thema: Perpetuum mobile erster und zweiter Art.

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1. KA 9 Physik

Thema: "Energieübertragung"

Der Inhalt 2025:

Die 1. Klassenarbeit behandelt die Themen aus dem Kapitel 17 "Energieübertragung" und die Lektion "12.5 Seil - Rolle - Flaschenzug". Die Lektion "17.6 Agregatzustandsänderung" ist nicht Bestandteil dieser Klassenarbeit.

Es geht also um die Themen: Energie, Arbeit und Leistung.

Einheiten und Formeln

• Lerne die zugehörigen Einheiten und wie man die vorsilbenbehafteten Einheiten in Basiseinheiten umwandelt. Was bedeutet zum Beispiel: kJ, MW, ms? Eine Übung zum Rechnen mit vorsilbenbehafteten Einheiten und dem Taschenrechner findest du auf dieser Website in der Klasse 8: hier.
• Überlege noch mal, wie man Quadratzentimeter in Quadratmeter oder Kubikzentimeter in Kubikmeter umwandelt.
• Weißt du noch, wie viele Kubikzentimeter oder Kubikmeter ein Liter ist.
• Erstelle eine Formelsammlung.

Für die Wiederholung:

• Kontrolliere auf dieser Website in jeder Lektion, ob du die Themen und die Arbeitsaufträge verstanden hast. Vergleiche es mit deinen Notizen und den Arbeitsblättern (Download über Schulportal möglich). Erstelle dir eine Übersicht der Themen.
• Bearbeite die Aufgaben, die wir in der Lektion Aufgabenworkshop Energieerhaltungsprinzip gerechnet haben. Die Aufgaben kannst du noch im Schulportal zum Download finden.
• Jede Lektion beinhaltet eine Beispielaufgabe, die sich als Übung eignet. Bearbeite sie und kontrolliere die Ergebnisse mit der Musterlösung.
• Teste dich selbst auf S.353 mit Lösungen am Ende des Buches
• Bearbeite Aufgaben im Training S.354 (ohne folgende Aufgaben: A4, A6, A7, A8, A9, A11) und vergleiche deine Ergebnisse mit den Lösungen im Schulportal.

Mein Tipp: Beginne jetzt mit der Vorbereitung!

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Energieversorgung

Am Ende des Kapitels könnt ihr:

• das Prinzip der Erhaltung der Energie rechnerisch an Beispielen anwenden
• zur weiteren Energieformen (Chemische Energie, elektrische Energie, Kernenergie) recherchieren und darüber referieren
• Energieumwandlung und Energieentwertung an Beispielen wie Kraftwerke, Energietransport, Maschinen etc. erklären
• Aufgaben zur elektrischen Arbeit und Leistung lösen.
• das Verfahren bei der Messung der elektrischen Energie erklären.
• das Phänomen Elektromagnetismus erklären und auf das Arbeitsprinzip des Transformators anwenden.
• Probleme beim Transport von elektrischer Energie aufzeigen und Transportverfahren erklären.
• Das Prinzip der elektrischen Energie als „bequemste“ Energieform erklären
• am Beispiel der Brennstoffzelle alternative Antriebsarten erklären.
• Die Funktion, die Vorteile und Nachteile der Verbrennungsmotoren vorstellen und ihre Wirkungsgrade vergleichen.

10. Motor und Generator als Energiewandler 18.1

Für diese Einheit braucht ihr:

1. Das Physikbuch auf Seite 356
2. Stationen: Energieumwandlung durch Motoren und Generatoren

A. Recherchiere und fasse zusammen

1. Recherchiere auf S. 356 und erläutere im Plenum die Geräte Elektromotor und Generator.
2. Notiere im Heft was ein Elektromotor und was ein Generator sind.

B. Bearbeite die Stationen zum Buch S358

Experimentiere und protokolliere.

C. Experimentiere: Miss die elektrische Energie eines Stromkreises, der aus einer Flachbatterie und einer Glühbirne besteht.

Notiere in deinem Heft:

• Experimentprotokoll Energiemessung

1. Aufbau
2. Messung/ Beobachtung
3. Auswertung/ Interpretation

Mögliche Hausaufgabe

Bestimme die Energiekosten, wenn die im Experiment umgewandelte elektrische Energie vom ortlichen Stromanbieter gelefert worden wäre.

Lies in deinem Physikbuch die Lektion "Elektrische Arbeit und Leistung" S. 184 und notiere in deinem Heft:

• Wodurch wird im Stromnetz eines Haushaltes, das bei konstanter Spannung von V=230V betrieben wird, eine höhere elektrische Leistung erbracht?
• Berechne die benötigte Leistung und die benötigte Stromstärke für den Betrieb einer Herdplatte mit der Angabe 230V/2000VA.
• Berechne die ungefähren Energiekosten für den Jahresbetrieb dieser Herdplatte. 0,25 Euro/kWh (Mainova 2014).

11. Magnetfelder elektrischer Ströme 18.2

Für diese Einheit braucht ihr:

1. Das Physikbuch auf Seite 360
2. Experiment: Das Magnetfeld eines Stromdurchflossener Leiter

12. Die elektromagnetische Induktion 18.3

Für diese Einheit braucht ihr:

1. Das Physikbuch auf Seite 362 Demo: Induktion durch Änderung des Magnetfeldes oder der Spulenfläche

13. Der Elektromotor 18.4

Für diese Einheit braucht ihr:

1. Das Physikbuch auf Seite 364
2. Experiment Elektromotor

HA.

Für die nächste Stunde benötigst du einen Apfel, eine Kartoffel oder eine Zitrone.

A. Experiment: Generator

14. Der Generator 18.5

Für diese Einheit braucht ihr:

1. Das Physikbuch auf Seite 366
2. Experiment Generator
3. Experiment Kartoffelbatterie

A. Experiment: Generator

B. Experiment: Kartoffelbatterie (Information S.369)

Miss die elektrische Spannung U zwischen den Elektroden aus Kupfer und Zink, die in einer Zitrone oder Kartoffel stecken. Notiere in deinem Heft:

1. Fertige eine Zeichnung des Experimentes
2. Notiere die gemessene Spannung
3. Wieso kannst du zwischen den Elektroden eine Spannung messen?
4. Was beschreibt die elektrochemische Spannungsreihe?

Zusatzinformationsmaterial A zur Kartoffelbatterie auf LeifiPhysik

15. Der Transformator 18.6

Für diese Einheit braucht ihr:

1. Das Physikbuch auf Seite 370
2. Demo: Die Elektrische Zahnbürste
3. Demo: Transformator mit einem Eisennagel

A. Zeichne und Notiere

Zeichne in deinem Heft des Aufbau eines Transformators. Notiere die Formel für die Spannung bei einem unbelasteten Transformator und die Stromstärke bei einem belasteten Transformator.

16. Bereitstellung und Transport der elektrischen Energie

Für diese Einheit braucht ihr:

1. Das Physikbuch auf Seite 372
2. Demo/ Film: Der Transport der elektrischen Energie

A. Protokolliere deine Beobachtung beim Demonstrationsexperiment.

B. Schaue den Youtube-Film Übertragung von elektrischer Energie an.

17. Verteilung elektrischer Energie

Für diese Einheit braucht ihr:

1. Das Physikbuch auf Seite 373

18. Zukunftsperspektiven - Konventionelle Kraftwerke

Für diese Einheit braucht ihr:

1. Das Physikbuch auf Seite 374

19. Zukunftsperspektiven - Regenerative Energieträger

Für diese Einheit braucht ihr:

1. Das Physikbuch auf Seite 375

20. Elektrische Energie aus chemischer Energie - Die Brennstoffzelle

Für diese Einheit braucht ihr:

1. Das Physikbuch auf Seite 376

21. Der Energiemix in Deutschland

Für diese Einheit braucht ihr:

1. Das Physikbuch auf Seite 377

22. Energiesparen

Für diese Einheit braucht ihr:

1. Das Physikbuch auf Seite 378

23. Wärmekraftmaschinen

A. Bildet für die folgende Phase drei Gruppen

Gruppe A: Experiment "Stirlingmotor"

1. Bring den Stirlingmotor zum Laufen
2. Überlege und recherchiere: Wie funktioniert der Stirlingmotor?
3. Präsentiere und erkläre die Funktionsweise des Motors am Modell.

• Informationsmaterial auf Wikipedia

Gruppe B: Experiment "Dampfmaschine"

1. Bring die Dampfmaschine zum Laufen
2. Überlege und recherchiere: Wie funktioniert die Dampfmaschine?
3. Präsentiere und erkläre die Funktionsweise der Maschine am Modell.

• Informationsmaterial auf LeifiPhysik

Gruppe C: Overheadmodelle des 2-Takt und 4-Takt Motors

1. Mach dir die Funktionsweise des 2-Takt und des 4-Takt Motors klar.
2. Präsentiere und erkläre die Funktionsweise der Motoren am Modell.

• Informationsmaterial A auf LeifiPhysik
• Informationsmaterial B auf LeifiPhysik

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2. KA 9 Physik

Thema: "Energieversorgung"

Der voraussichtliche Inhalt 2023:

Die 2. Klassenarbeit behandelt die Themen "Energieversorgung"

Mein Tipp: Beginne jetzt mit der Vorbereitung!

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Radioaktivität

Am Ende dieses Kapitels könnt ihr:

• Aufbau der Atome und die Größenverhältnisse ihrer Bestandteile beschreiben.
• über die Entdeckung der Radioaktivität recherchieren und referieren.
• mit Hilfe der Nuklidkarte radioaktive Zerfallsprozesse darstellen.
• auf die Auswirkungen verschiedener Strahlungsarten deuten und ihre Ursachen erklären.
• das Prinzip des Nachweises und der Messung von Strahlung erklären.
• die Einheiten benennen, die biologische Strahlenwirkung systematisieren und die Strahlungsbelastung beurteilen.
• Altersbestimmung mit C-14 erklären.
• Konsequenzen der Nutzung physikalischer Forschungsergebnisse an Beispielen (z.B. Atombombe, Kernkraftwerk, Positronen- Emissions-Tomographie, Radiologie) diskutieren und beurteilen.
• Den Aufbau und die Funktionsweise der Kernkraftwerke erklären.

24. Das Atom

Für diese Einheit braucht ihr:

1. Vorbereitungssript: "Schülerlabor Radioaktivität"
2. Nuklidkarten

A. Recherchiere im Vorbereitungsskript und beantworte die oben stehenden Fragen

1. Woraus besteht ein Atom und wie ist es aufgebaut?
2. Was bezeichnet man als Nukleonen?
3. Was bezeichten die Kernladungszahl Z und die Massenzahl A?
4. Wie wird das Symbol eines Atoms in der Kernphysik mit der Kernladungszahl und der Massenzahl notiert?
5. Was sind Isotope?
6. Was beschreibt die Halbwertszeit?
7. Im welchen mathematischen Verhältnis steht der Durchmesser des Atoms zum Durchmesser seines Kerns?

Die Antwort muss nicht mit vollständigen Sätzen beantwortet werden. Du kannst Bilder zeichnen, Tabellen erstellen, Stichwörter gruppieren oder natürlich Texte schreiben.

B. Präsentiere deine Ergebnisse.

25. Radium-226 und die Strahlungsarten

Für diese Einheit braucht ihr:

1. Vorbereitungssript: "Schülerlabor Radioaktivität"
2. Nuklidkarten

A. Recherchiere im Vorbereitungsskript und beantworte die folgenden Fragen in Einzelarbeit

1. Wo befindet sich die Ra-226 Quelle im Strahlerstift? Zeichne!
2. Welche Strahlungsarten kennst du?
3. Wie ist die Aktivität eines radioaktiven Präparates definiert? Nenne ihre Einheit.
4. Was bedeutet die Aktivität von A=7,2 kBq?
5. Welche Halbwärtszeit besitzt Radium 226 und was bedeutet dies?

Die Antwort muss nicht mit vollständigen Sätzen beantwortet werden. Du kannst Bilder zeichnen, Tabellen erstellen, Stichwörter gruppieren oder Texte schreiben.

B. Präsentiere deine Ergebnisse

C. Bildet 3 Gruppen und beantwortet die folgenden Fragen

Fragen für die GRUPPE A: Die Alpha-Strahlung

1. Was ist ein Alpha-Teilchen? Woraus besteht es? Zeichne!
2. Was passiert bei einem Alpha-Zerfall? Nenne ein Beispiel.
3. Zeichne, wie das Ereignis in der Nuklidkarte ausschaut.

Fragen für die GRUPPE B: Die Beta-Strahlung

1. Was ist ein Beta-Teilchen? Wo kommen diese Teilchen her?
2. Was passiert bei einem Beta-Zerfall? Nenne ein Beispiel.
3. Zeichne, wie das Ereignis in der Nuklidkarte ausschaut.

Fragen für die GRUPPE C: Die Gammastrahlung

1. Was wird als Gammastrahlung bezeichnet?
2. Wann entsteht diese Strahlung?
3. Zur welcher Änderung der Neutronen- und Protonenzahl führt die Gammastrahlung?

Die Antwort muss nicht mit vollständigen Sätzen beantwortet werden. Du kannst Bilder zeichnen, Tabellen erstellen, Stichwörter gruppieren oder Texte schreiben.

D. Präsentiert eure Ergebnisse

26. Nachweis von Radioaktivität

Für diese Einheit braucht ihr:

1. Vorbereitungssript: "Schülerlabor Radioaktivität"
2. Nuklidkarten

A. Recherchiere im Vorbereitungsskript und beantworte die folgenden Fragen in Einzelarbeit

1. Wass passiert, wenn Alpha- oder Beta-Teilchen durch die Luft fliegen?
2. Nenne den Unterschied in der Ionisationswirkung von Alpha- und Beta-Teilchen.
3. Was passiert, wenn ein Gamma-Quant durch die Luft liegt?

Die Antwort muss nicht mit vollständigen Sätzen beantwortet werden. Du kannst Bilder zeichnen, Tabellen erstellen, Stichwörter gruppieren oder Texte schreiben.

B. Präsentiere deine Ergebnisse.

C. Lies den Textabschnitt über die Nebelkammer und beantworte mündlich

1. Wer war der Entdecker der Nebelkammer?
2. Wie kann die Nebelkammer radioaktive Strahlung nachweisen?

D. Recherchiere im Vorbereitungsskript und beantworte die folgenden Fragen in Partnerarbeit:

1. Wie ist das Geiger-Müller-Zählrohr aufgebaut? Zeichne!
2. Wie funktioniert der Nachweis der radioaktiven Strahlung?
3. Was wir als Totzeit des Zählrohrs bezeichnet und wie lange dauer sie?
4. Wann registriert man wegen der Totzeit nur einen Bruchteil der Aktivität eines Präparates?
5. Wie groß sind die Totzeitverluste bei unseren Versuchen?

E. Präsentiere deine Ergebnisse.

F. Notiere im Heft die 5 "A"-Regeln des Strahlenschutzes

Überlege zu jeder Regel, wie du dich im Labor verhalten solltest.

27. Kontrollfragen

1. Was unterscheidet radioaktive Stoffe von nicht radioaktiven?

2. Nach einer Halbwertszeit ist nur noch die Hälfte eines Stoffes vorhanden, die andere Hälfte hat sich umgewandelt. Wie sieht es nach zwei Halbwertszeiten aus?

3. Nach wie vielen Halbwertszeiten ist nur noch ca. 1/1000 des Stoffes vorhanden?

4. Die Kernladungszahl eines Elements gibt an, wie viele Protonen sich im Kern befinden. Wie ändert sich diese Kernladungszahl beim α-Zerfall, β-Zerfall und bei der Aussendung eines γ-Quants?

5. Welche Eigenschaft der Strahlung, die beim radioaktiven Zerfall entsteht, wird beim Nachweis durch ein Geiger-Müller-Zählrohr genutzt?

6. Aus welchen Teilchen besteht der Atomkern?

7. Wie wird das Kohlenstoffisotop mit der Kernladungszahl 6 und der Massenzahl 12 notiert?

8. Wie groß ist der Durchmesser des Atomkerns und wie groß der Durchmesser des Atom mit Hülle?

9. Die Kernforschung begann mit der Entdeckung der radioaktiven Strahlen. Wann wurden diese Strahlen entdeckt und wie hieß der Entdecker?

10. Nenne die wichtigsten Zerfallsarten.

11. Beschreibe kurz die Teilchen, die bei diesen Zerfällen emittiert werden.

12. Wie ist die Aktivität A eines radioaktiven Präparats definiert?

13. Was wird mit einem Geiger-Müller-Zählrohr ohne radioaktives Präparat gemessen?

14. Die Umgebungsstrahlung ergibt den sogenannten "Nulleffekt". Was sind die Ursachen der Umgebungsstrahlung?

15. Wie verhält sich die Anzahl der Impulse N bei unterschiedlichen Messzeiten?

16. Welche Sicherheitsregel lässt sich daraus ableiten, um möglichst wenig radioaktiver Strahlung ausgesetzt zu sein?

17. Wie verhält sich die Anzahl der Impulse N bei unterschiedlichen Abständen von dem radioaktiven Material?

18. Welche Sicherheitsregel lässt sich daraus ableiten?

19. Wie verhält sich die Anzahl der Impulse N mit und ohne Abschirmung?

20. Welche Sicherheitsregel lässt sich daraus ableiten

28. Besuch des Schülerlabors Radioaktivität

Benötigtes Material:

1. Protokollblätter: "Protokollblätter Schülerlabor"

Ablauf des Tages

9:15 Uhr

• Begrüßung (Pforte Max-von-Laue-Str.1)
• Besichtigung des 7,5-MV-Beschleunigers
• Einführung im Seminarraum

10:00 Uhr

• Experimentierphase 1

11:30 Uhr

• Pause im Café Physik
• Besichtigung der Experimentierhalle
• Weiterführende Informationen im Seminarraum

13:00 Uhr

• Experimentierphase 2

14:30 Uhr

• Ende des BASIC-Labortages
• Beginn der "Expertenrunde" im EXPERT-Labor

15:00 Uhr Ende des EXPERT-Labortages

Vergesst bitte nicht, für den Laborbesuch einen Taschenrechner, einen Bleistift und ein Lineal einzupacken.

Experimente:

• Nulleffekt
• Erste Messung mit dem Ra-226-Strahlerstift
• Trennung von Alpha- und Beta-Strahlung
• Reichweite von Alphastrahlen in Luft
• Ablenkung im Magnetfeld

Falls das Schülerlabor nicht stattfinden kann, werden folgende Themen im Unterricht besprochen:

S. 216 Lorenzkraft, Ablenkung im Magnetfeld, Trennung von Alpha- und Beta-Strahlung

29. Die Strahlenbelastung des Menschen

Für diese Einheit braucht ihr:

1. Physikbuch S. 214

A. Recherchiere im Buch

Notiere im Heft das Ergebnis deiner Recherche.

• Welcher Strahlenbelastung ist der Mensch in Deutschland pro Jahr ausgesetzt?
• Notiere den Anteil an Strahlenbelastung der jeweiligen Quelle in einer tabellarischen Form.
• Woher stammt der größte Anteil an natürlicher Strahlenbelastung?

30. Einheiten der radioaktiven Strahlung

Für diese Einheit braucht ihr:

1. Physikbuch S 222

A. Recherchiere auf Seite 222. Notiere im Heft

1. Welche drei Einheiten zur Beschreibung der radioaktiven Strahlung gibt es und was geben diese an?
2. Von welchen drei Faktoren hängen die Strahlenschäden ab?

B. Teilt euch in 5 Gruppen auf. Recherchiert auf Seite 223 und bereitet eine kurze Präsentation vor

Gruppe	Thema, Fragen
A	Zwei Arten der Strahlenschäden, Folgen kurzzeitiger Strahlenbelastung laut Tabelle B2
B	Künstlich Strahlung, Tabelle B1
C	Kosmische Strahlung oder Höhenstrahlung, Graph, Tabelle B1
D	Terrestrisch Strahlung, Tabelle B1
F	Eigenstrahlung

31. Die Lorentzkraft

Für diese Einheit braucht ihr:

1. DEMO stromdurchflossener Leiter im Magnetfeld

1. Beobachte das Demonstrationsexperiment

Skizziere, wie die Lorentzkraft wirkt.

32. Kernumwandlungen und die C14-Methode

Für diese Einheit braucht ihr:

1. das Physikbuch auf Seite 218-219

A. Recherchiere auf Seite 219 und beantworte folgende Fragen im Heft:

1. Welche Isotope des Kohlenstoffs gibt es? Welche sind radioaktiv? Schreibe das Symbol mit der Nukleonenzahl und der Massenzahl auf.
2. Wie funktioniert die Altersbestimmung mit der C-14 Methode?
3. Wie lässt sich das Alter des Gesteins bestimmen?

33. Nutzung der Kernenergie

Für diese Einheit braucht ihr:

1. das Physikbuch Impulse 2
2. iPads für die Recherche

A. Recherchiere auf Seite 220 und beantworte im Heft.

1. Was verstet man unter einer künstlichen Kernspaltung?
2. Was wird als Kernenergie bezeichnet?
3. Was versteht man unter einer Kettenreaktion?
4. Was versteht man unter der kritischen Masse?
5. Was wird als Kernfusion bezeichnet?

B. Gruppenarbeit

Bereite in deiner Gruppe einen Kurzen Vortrag vor. Geh im Besonderen auf die Funktionsweise sowie die Vor- und Nachteile der eingesetzten Technologie ein.

Gruppe	Thema	Mittel/ Ressourcen
A	Kernkraftwerke	Seite 220, 221 + Internet
B	Kernwaffen	Internet
C	Kernfusion	Internet
D	Medizinische Verwendung	Internet

34. Aufgabenworkshop

Für diese Einheit braucht ihr:

1. Physikbuch S 224 ff
2. Nuklidkarten

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Energienutzung und Entwertung

Am Ende des Kapitels könnt ihr:

• über die regenerative Energieerzeugung aus Wind- und Sonnenenergie diskutieren sowie die Vorteile und Nachteile der Geothermie darlegen
• über die Zukunft der Energieversorgung diskutieren
• zur Nutzung von Energie in Haushalt und Technik recherchieren und referieren
• sich über die Energieversorgung und erneuerbare Energien informieren und darüber diskutieren
• Zu den Strompreisen recherchieren und darüber referieren

35. Projektwochen "Energiewirtschaft" Teil 1

Für die folgende Unterrichtseinheit braucht ihr:

1. Physikbuch Kapitel "Energienutzung und Energieentwertung" S. 193-206"
2. Internetzugang
3. Etherpad: Physik 9c
4. Tafelmitschrift zur Selbstkontrolle
5. Tafel Miro https://miro.com/app/board/o9J_kt6Ap9o=/ wenn Ihr an der Videokonferenz teilnehmt

Im Weiteren Verlauf der Lerneinheit werdet Ihr in Gruppen eine Präsentation zu einem der unten genannten Themen vorbereiten. Du bist einer Gruppe zugeordnet, die Zuordnung erfährst du in meiner Tafelmitschrift. Wir beginnen mit zwei Begriffen.

A. Recherchiere im Internet zum Thema "Primär- und Sekundärenergie" und notiere im Heft:

• Erkläre die Begriffe "Primär- und Sekundärenergie".
• Gib den jählichen Energiebedarf Deutschlands und die von der Energiewirtschaft bereitgestellten Primärenergieformen an (prozentualle Angaben).
• Gib an den jählichen Bedarf Deutschlands an elektrischer Energie und die von der Energiewirtschaft bereitgestellten Energieformen zur ihrer Gewinnung (prozentualle Angaben).

B. Wähle ein Thema aus und bereite ein Inhaltsverzeichnis der Präsentation im Heft vor.

Bitte verständige dich mit den Mitgliedern deine Gruppe, wähle ein Thema und überlegt euch ein Inhaltsverzeichnis für Eure Präsentation. Notiere den Gruppenbuchstaben neben dem Thema im Etherpad Physik 9c und sende mir eine Nachricht, in der Du mir das von Euch gewählte Thema mitteilst. Mehr müsst ihr zuerst nicht tun!

Rahmen

• Vorereitungszeit: mehrere Wochen
• Präsentationsdauer: 10 Minuten
• Als Präsentation kann ein Plakat, eine Powerpoint-Datei, Folien für den OHP oder handschriftliche oder ausgedrukte Blätter für die Dokumentenkamera dienen.

Phasen

Arbeitsphase	Erklärung
.	Projektwochen "Energiewirtschaft" Teil 1
Inhaltsverzeichnis erarbeiten	Die Gruppen lesen sich in das Thema ein, recherchieren nach Material und erstellen ein Inhaltsverzeichnis der Präsentation. Dieses kann auch noch später verändert werden.
Abgabe 1	Alle Gruppen senden dem Lehrer ein Inhaltsverzeichnis zu.
.	Projektwochen "Energiewirtschaft" Teil 2
Entwurf der Präsentation	Die Gruppen lesen sich in das Thema ein, recherchieren nach Material und erstellen einen ersten Entwurf der Präsentation.
Abgabe 2	Alle Gruppen senden dem Lehrer ihre vorläufigen Präsentationen zu. Bereiche, die noch nicht fertig sind, müssen mit einem Titel benannt werden, können aber noch leer sein.
.	Projektwochen "Energiewirtschaft" Teil 3
Präsentation wird fertig	Die Präsentation wird vervollständigt und abgeschlossen.
Abgabe 3	Alle Gruppen senden dem Lehrer ihre fertigen Präsentationen zu.
.	Projektwochen "Energiewirtschaft" Teil 4
Präsentation	Jede Gruppe hält ihre Präsentation unter Beachtung der vorgegebenen Präsentationsdauer. Nach der Präsentation dürfen Fragen gestellt werden. Diese Arbeitsschritt kann unter Umständen in Form einer Videokonferenz oder einer Videoaufnahme erfolgen.

Es ist sicherlich sinnvoll, sich die folgenden Fragen zu stellen:

1. Wie wird die Energie erzeugt?
2. Gibt es Beispiele existierender (lokaler) Kraftwerke (Leistung?, Kosten pro kWh?, Wirkungsgrad?) oder Beispiele existierender Lösungen?
3. Wie groß ist der Anteil dieser Energieform im vergleich zu anderen Formen?
4. Wie groß ist die Nachhaltigkeit?

Themen

Gruppe	Thema der Präsentation
?	1. Geothermie (industrieller und privater Maßstab)
?	2. Energietransport, Effizienz und Sicherheit, Smart Grids/ intelligentes Netz
?	3. Windkraftwerke, Kosten-Nutzen
?	4. Solarkraft, Effizienz in Deutschland
?	5. Wasserkraftwerke, Pumpspeicher
?	6. Energieerzeugung vor Ort/ Energiewende/ intelligente Bauweise und Wärmedämmung, Passivhäuser
?	7. Gezeiten, Wellenkraftwerke
?	8. (Erd)gaskraftwerk, Biogaskraftwerk
?	9. Kohlekraftwerke

Die Präsentation wird nach folgenden Kriterien bewertet.

36. Projektwochen "Energiewirtschaft" Teil 2

Für die folgende Unterrichtseinheit braucht ihr:

1. Physikbuch Kapitel "Energienutzung und Energieentwertung" S. 193-206"
2. Internetzugang

A. Gruppentreffen

B. Besprechung der Inhaltsverzeichnisse

C. Erarbeitung des Entwurfes

Alle Gruppen haben Ihr Thema gewählt oder haben ein Thema zugewiesen bekommen. In den folgenden zwei Wochen beschäftigt ihr euch mit:

Arbeitsphase	Projektwochen "Energiewirtschaft" Teil 2
Entwurf der Präsentation	Die Gruppen lesen sich in das Thema ein, recherchieren nach Material und erstellen einen ersten Entwurf der Präsentation.
Abgabe 2	Alle Gruppen senden dem Lehrer ihre vorläufigen Präsentationen zu. Bereiche, die noch nicht fertig sind, müssen mit einem Titel benannt werden, können aber noch leer sein.

Die Präsentation wird nach folgenden Kriterien bewertet.

37. Projektwochen "Energiewirtschaft" Teil 3

Für die folgende Unterrichtseinheit braucht ihr:

1. Physikbuch Kapitel "Energienutzung und Energieentwertung" S. 193-206"

A. Besprechung der Präsentationen

B. Zweite Besprechung der Präsentationen

C. Letzte Arbeiten an der Präsentation.

In der letzten Woche wird eure Präsentation fertig.

Arbeitsphase	Erklärung
Präsentation wird fertig	Die Präsentation wird vervollständigt und abgeschlossen.
Abgabe 3	Alle Gruppen senden dem Lehrer ihre fertigen Präsentationen zu.

38. Vorträge "Energiewirtschaft"

Für die folgende Unterrichtseinheit braucht ihr:

1. Eure Präsentation

Die Präsentation wird nach folgenden Kriterien bewertet.

39. Energiespeicherung

Für die folgende Unterrichtseinheit braucht ihr:

1. Leifi Physik

A. Beantworten Sie folgende Fragen

• Nenne Gründe für das speichern von Energie?
• Welche Möglichkeiten haben wir, Energie elektrisch zu speichern?
• Welche Möglichkeiten haben wir, Energie mechanisch zu speichern?
• Welche Möglichkeiten haben wir, Energie thermisch zu speichern?
• Welche Möglichkeiten haben wir, Energie chemisch zu speichern?

B. Bereite einen kurzen Vortrag vor (5 Min.)

Die Vorträge finden gleichzeitig in Zweiergruppen statt.

Warum und wie speichern wir Energie?

C. Bearbeite folgende Aufgabe im Heft

• Powerbank und Handyakku

40. Planspiel Energiewende

Für die folgende Unterrichtseinheit braucht ihr:

1. Spielanleitung
2. Spielplan
3. Einen oder mehrere Würfel
4. Einen Drucker, Kleber, Scheren

Das Spiel stammt von der Website https://www.energie-macht-schule.de und dauert eine Doppelstunde.

A. Die Vorbereitung

• Schneidet alles aus und klebt die Würfel zusammen.
• Bildet 4 Gruppen: Verbraucher, Wärmekraftwerk, erneuerbare Energien, Stromnetz
• Der Lehrer erklärt die Spielregeln
• Jede Gruppe beschreibt ihre Perspektive (je eine Karte mit spezieller Perspektive) damit alle die Ausganglage verstehen.

B. Das Spiel

• Phase 1: Spiel mit verdeckten Karten (Würfeln,ziehen,Aufgabeerfüllen)
• Zwischenbilanz: Ist die Erzeugung und Verbrauch auf gleichem Niveau?
• Phase 2: Spiel mit offenen Karten (Würfeln,ziehen,Aufgabeerfüllen)

C. Die Auswertung und Reflexion

Intuitive Spielanalyse

1. Was ist passiert?
2. Was haben die Spieler empfunden?

Spielreflexion und Distanzierung

1. Wie lässt sich der Spielverlauf erklären?
2. Wie bewerten die Gruppen das Spielergebnis?
3. Was hat das Ergebnis beeinflusst?

Transfer

1. Welche Aspekte des Spielverlaufs waren realistisch?
2. Welche nicht?
3. Welche Relevanz hat das Ergebnis des Planspiels für unseren
4. Blick auf die Realität?

Spielkritik

1. Was haben wir gelernt?
2. Was nicht?
3. Was nehme ich persönlich mit?
4. Wie könnte man das Spiel verbessern?

41. Daten des Agorameters

Für die folgende Unterrichtseinheit braucht ihr:

1. Website Agora-Energiewende

A. Die elektrische Energie der letzten Woche

1. Haben die erneuerbaren Energieenformen in den letzten 7 Tagen den gesamten Strombedarf Deutschlands gedeckt?
2. Wie viel hat gefehlt?
3. Welche Energieerzeugung macht den größten Anteil aus?
4. Wurde die elektrische Energie importiert oder exportiert?
5. Was fällt dir noch auf?

B. Die elektrische Energie des letzten Monats

1. Wie sieht das Bild aus, wenn wir die letzten 31 Tage oder das letzte Jahr betrachten?
2. Gibt es Zeiten, in denen man besonders viel konventioneller Energieerzeugung benötigt?
3. Wie sieht der Anteil der Solarkraft und der Windkraft aus?
4. Wurde die elektrische Energie importiert oder exportiert?
5. Was fällt dir noch auf?

C. Die elektrische Energie in der Zukunft,

1. Reichen die erneuerbaren Energieenformen in Zukunft aus, um den gesamten heutigen und zukünftigen Strombedarf Deutschlands zu decken?
2. Wird der Strombedarf steigen oder fallen und warum?
3. Vergleiche die Prognose 2030 und 2040 und schätze die durchschnittlichen Werte in GW für die Anteile der verscheidenen Energieformen.
4. Können die erneuerbaren Energieenformen im Jahr 2040 den gesamten Strombedarf in Deutschland decken?
5. Was fällt dir noch auf?

Experimente

Versuchsprotokoll Anleitung

Experiment: Flaschenzug

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THEMEN DER KLASSE 9: Radioaktivität | Arbeit und Energie | Wärme | Arbeit, Energie und Leistung