Basics, Gültigkeit physikalischer Theorien |
Induktion und Deduktion sind Methoden, Allgemeines und Besonderes in Verbindung zu bringen. Wir verwenden beide Methoden, um Wissen zu gewinnen.
Durch Induktion kann man Wissen verallgemeinern. Man schließt dabei von einer kleinen Sache: “Oh, ein weißes Schaf”, auf das ganz Große: “Alle Schafe sind weiß”. Deduktion ist der umgekehrte Weg: “Menschen sind schlau. Oh, hier ist ein Mensch. Er muss schlau sein.” In der Mathematik ist das “Prinzip der vollständigen Induktion” ein guter Weg, eine mathematischen Aussage zu beweisen. Man beweist die Richtigkeit für eins, und in der Annahme, dass das Gesetz auch für n gilt, kann man beweisen, dass es auch für n+1 gilt.
Links:
- Induktion: https://de.wikipedia.org/wiki/Induktion_(Philosophie)
- Deduktion:
- Mathematik / vollständige Induktion: https://de.wikipedia.org/wiki/Vollständige_Induktion
Diese Texte sind Starthilfen zum Lernen. Sie geben Ihnen einen Einblick, worum es bei dem Thema geht. Die Idee. Achtung: Es ist möglicherweise nicht unbedingt genau das, was Ihr:e Prüfer:in darüber hören möchte. Es ist auch nicht der ganze Stoff. Machen Sie sich nach dem Lesen des Textes ein eigenes Bild mit Ihren Büchern und den anderen Quellen. Ein freies Online-Schulbuch aus Österreich: https://physikbuch.schule, aus Deutschland: https://www.leifiphysik.de/. Weitere empfehlenswerte Schulbuchreihen der Oberstufe aus Österreich: Big Bang, Sexl, Physik kompakt.
Basics, Gültigkeit physikalischer Theorien |
Kann ich ein Naturgesetz beweisen? Nein, sagt Sir Karl Popper. Ich kann nur “zeigen”, dass es stimmt.
Wo ist der Unterschied? Beweisen meint “zu 100%”, und ich kann nicht jedes Schaf im Universum herbeizaubern, um zu beweisen, dass alle Schafe weiß sind. Aber: ich kann die Aussage zu “100% widerlegen”, wenn ich ein einziges schwarzes Schaf herbeibringe, habe ich bewiesen, dass die Aussage “alle Schafe sind weiß”, falsch sind. Wir sprechen von Falsifizierbarkeit (Widerlegen) und Verifizierbarkeit (Beweisen). Die besten Freunde, die Physiker:innen haben können, sind also jene Menschen, die versuchen, ihre Theorien und Aussagen zu widerlegen, wenn ihnen das nicht gelingt, sind die Theorien und Aussagen stark, und werden immer stärker, auch wenn man sie letztendlich nicht beweisen kann.
Links: https://de.wikipedia.org/wiki/Verifizierung und https://de.wikipedia.org/wiki/Falsifikation
Diese Texte sind Starthilfen zum Lernen. Sie geben Ihnen einen Einblick, worum es bei dem Thema geht. Die Idee. Achtung: Es ist möglicherweise nicht unbedingt genau das, was Ihr:e Prüfer:in darüber hören möchte. Es ist auch nicht der ganze Stoff. Machen Sie sich nach dem Lesen des Textes ein eigenes Bild mit Ihren Büchern und den anderen Quellen. Ein freies Online-Schulbuch aus Österreich: https://physikbuch.schule, aus Deutschland: https://www.leifiphysik.de/. Weitere empfehlenswerte Schulbuchreihen der Oberstufe aus Österreich: Big Bang, Sexl, Physik kompakt.
Basics, Gültigkeit physikalischer Theorien |
Physik ist eine Naturwissenschaft. Und Wissenschaft ist eine besondere Art, die Welt zu sehen, zu beschreiben, und damit auch zu erklären und und vorherzusagen. Achtung, Spoiler: Nichts davon ist beweisbar, aber darum geht es auch gar nicht. Alle physikalischen Erkenntnisse stehen immer zur Diskussion. Wer eine bessere hat, kann die “alte” Erklärung ausschalten. Daher stimmt das, was wir in der Physik einander erzählen schon ziemlich gut, weil das Beste übrig geblieben ist.
1: Physik beschäftigt sich mit den messbaren Dingen und Vorgängen. Einerseits durch Zahlen messbar, andererseits in ihrer Qualität (groß/klein/scharf/schwer). Hinweis: Es mag durchaus etwas gegben, was nicht messbar ist, aber dann ist es nichts, womit wir uns in der Physik beschäftigen.
2: Physik beschäftigt sich mit den wiederholbaren Dingen und Vorgängen. Du kannst das selbe herausfinden, wie ich. In Amerika oder in Russland. Unter den selben Bedingungen kommt immer das Selbe heraus. Es mag durchaus etwas geben, was nicht wiederholbar ist, aber dann ist es nichts, womit wir uns in der Physik beschäftigen.
3: Physik beschäftigt sich mit den vorhersagbaren Dingen und Vorgängen. Wir wissen also (nicht glauben), was rauskommt, bevor wir noch damit beginnen. Es mag durchaus etwas geben, was nicht vorhersagbar ist, aber dann versuchen wir es, vorhersagbar zu machen oder akzeptieren es (Chaosphysik, Quantenphysik).
4: Physik versucht alles soweit zu beschreiben, dass es keine Widersprüche mehr gibt. Dass also nicht mehr zwei Beschreibungen oder Erklärungen für das Selbe unterschiedlich sind. Widersprüche haben immer zu großen neuen Erkenntnissen geführt.
Insgesamt kann man noch sagen, dass wir in der Physik als Wissenschaft Aussagen mit Wahrheitsanspruch machen. Sie sind so formuliert, dass du sie widerlegen kannst.
Link: https://de.wikipedia.org/wiki/Physik und https://de.wikipedia.org/wiki/Modell
Diese Texte sind Starthilfen zum Lernen. Sie geben Ihnen einen Einblick, worum es bei dem Thema geht. Die Idee. Achtung: Es ist möglicherweise nicht unbedingt genau das, was Ihr:e Prüfer:in darüber hören möchte. Es ist auch nicht der ganze Stoff. Machen Sie sich nach dem Lesen des Textes ein eigenes Bild mit Ihren Büchern und den anderen Quellen. Ein freies Online-Schulbuch aus Österreich: https://physikbuch.schule, aus Deutschland: https://www.leifiphysik.de/. Weitere empfehlenswerte Schulbuchreihen der Oberstufe aus Österreich: Big Bang, Sexl, Physik kompakt.
Basics, Physikalische Forschung im Spiegel der Zeit |
Es gibt ein Set an Grundeinheiten, die verwendet werden, um physikalische Größen zu beschreiben. Wir sprechen von den SI-Einheiten. Dazu gehören der Meter, die Sekunde, das Kilogramm. Alle SI-Einheiten müssen weltweit gleich sein. Die Wissenschaft vom Herstellen dieser Grundeinheiten heißt “Metrologie”.
Links:
- SI-Einheiten: https://de.wikipedia.org/wiki/Internationales_Einheitensystem#SI-Einheiten
- Metrologie: https://de.wikipedia.org/wiki/Metrologie
Diese Texte sind Starthilfen zum Lernen. Sie geben Ihnen einen Einblick, worum es bei dem Thema geht. Die Idee. Achtung: Es ist möglicherweise nicht unbedingt genau das, was Ihr:e Prüfer:in darüber hören möchte. Es ist auch nicht der ganze Stoff. Machen Sie sich nach dem Lesen des Textes ein eigenes Bild mit Ihren Büchern und den anderen Quellen. Ein freies Online-Schulbuch aus Österreich: https://physikbuch.schule, aus Deutschland: https://www.leifiphysik.de/. Weitere empfehlenswerte Schulbuchreihen der Oberstufe aus Österreich: Big Bang, Sexl, Physik kompakt.
Basics, Physikalische Forschung im Spiegel der Zeit |
In der Antike ging man von Sehstrahlen aus, die vom Auge ausgehen. Erst später stellte man fest, dass Lichtstrahlen von Lichtquellen austreten und auf die Objekte fallen, dort reflektiert werden in alle möglichen Richtungen, und in einer Richtung ist halt dann auch unser Auge. Das Verständnis von Licht hat sich stark verändert. Man weiß heute, dass es eine elektromagnetische Welle ist – und auch aus masselosen Teilchen besteht ergänzt die Quantenphysik, sie meint die Photonen. Was nun. Welle oder Teilchen? Beides, sagt die Quantenphysik und spricht vom Welle-Teilchen-Dualismus.
Links: https://de.wikipedia.org/wiki/Visuelle_Wahrnehmung und https://de.wikipedia.org/wiki/Welle-Teilchen-Dualismus
Diese Texte sind Starthilfen zum Lernen. Sie geben Ihnen einen Einblick, worum es bei dem Thema geht. Die Idee. Achtung: Es ist möglicherweise nicht unbedingt genau das, was Ihr:e Prüfer:in darüber hören möchte. Es ist auch nicht der ganze Stoff. Machen Sie sich nach dem Lesen des Textes ein eigenes Bild mit Ihren Büchern und den anderen Quellen. Ein freies Online-Schulbuch aus Österreich: https://physikbuch.schule, aus Deutschland: https://www.leifiphysik.de/. Weitere empfehlenswerte Schulbuchreihen der Oberstufe aus Österreich: Big Bang, Sexl, Physik kompakt.
Basics, Physikalische Forschung im Spiegel der Zeit |
Jeder von uns kennt die Sterne als Lichtpunkte am Nachthimmel. Am Firmament. Am Himmelszelt. Über die gesamte Lebensdauer der Menschheit haben sich die Menschen Gedanken gemacht, was sie sind, und wo sie sind. In der Gegenwart werden Weltraumteleskope in den Himmel geschickt, um ganz weit in das Universum hinauszuschauen, und man schaut dabei auch immer in die Geschichte zurück, weil das Licht lange braucht, bis es bei uns ist. Wohl jede Kultur hat auch ihren Schöpfungsmythos – wie das alles entstanden ist.
Link: https://de.wikipedia.org/wiki/Universum
Diese Texte sind Starthilfen zum Lernen. Sie geben Ihnen einen Einblick, worum es bei dem Thema geht. Die Idee. Achtung: Es ist möglicherweise nicht unbedingt genau das, was Ihr:e Prüfer:in darüber hören möchte. Es ist auch nicht der ganze Stoff. Machen Sie sich nach dem Lesen des Textes ein eigenes Bild mit Ihren Büchern und den anderen Quellen. Ein freies Online-Schulbuch aus Österreich: https://physikbuch.schule, aus Deutschland: https://www.leifiphysik.de/. Weitere empfehlenswerte Schulbuchreihen der Oberstufe aus Österreich: Big Bang, Sexl, Physik kompakt.
Basics, Physikalische Forschung im Spiegel der Zeit |
Es hat relativ lange gedauert, bis man die Elektrizität “gefunden”, genauer gesagt, durch Experimente erforscht hat. Der Grund liegt darin, dass sie die elektrischen Ladungen im Alltag ausgleichen, und damit unauffällig sind. Wenn aber jemand mal einen Stromschlag von einem elektrischen Fisch bekommt – solche Fische gibt es – dann war das spektakulär, und man machte sich auf die Suche, was das genau ist. Magnetische Phänomene ebenso, es liegen halt nicht überall Magneten herum. Wenn man aber mal weiß, dass es das Phänomen gibt, beginnt die Forschung.
Links:
- Elektrizität: https://de.wikipedia.org/wiki/Elektrizität
- Magnetismus: https://de.wikipedia.org/wiki/Magnetismus
Diese Texte sind Starthilfen zum Lernen. Sie geben Ihnen einen Einblick, worum es bei dem Thema geht. Die Idee. Achtung: Es ist möglicherweise nicht unbedingt genau das, was Ihr:e Prüfer:in darüber hören möchte. Es ist auch nicht der ganze Stoff. Machen Sie sich nach dem Lesen des Textes ein eigenes Bild mit Ihren Büchern und den anderen Quellen. Ein freies Online-Schulbuch aus Österreich: https://physikbuch.schule, aus Deutschland: https://www.leifiphysik.de/. Weitere empfehlenswerte Schulbuchreihen der Oberstufe aus Österreich: Big Bang, Sexl, Physik kompakt.
Basics, Physikalische Forschung im Spiegel der Zeit |
Ist die Erde rund? Was ist der Erdradius? Wie groß ist der Erdumfang? Wie weit ist die Sonne entfernt? Und wie kann man das feststellen? Für beide Fragen gibt es Beispiele, von Menschen, die mit Experimenten die Antworten herausgefunden haben.
Links:
- Erathostenes: https://de.wikipedia.org/wiki/Eratosthenes
- Bestimmung der Entfernung Erde-Sonne: https://www.leifiphysik.de/astronomie/planetensystem/versuche/bestimmung-der-astronomischen-einheit
Diese Texte sind Starthilfen zum Lernen. Sie geben Ihnen einen Einblick, worum es bei dem Thema geht. Die Idee. Achtung: Es ist möglicherweise nicht unbedingt genau das, was Ihr:e Prüfer:in darüber hören möchte. Es ist auch nicht der ganze Stoff. Machen Sie sich nach dem Lesen des Textes ein eigenes Bild mit Ihren Büchern und den anderen Quellen. Ein freies Online-Schulbuch aus Österreich: https://physikbuch.schule, aus Deutschland: https://www.leifiphysik.de/. Weitere empfehlenswerte Schulbuchreihen der Oberstufe aus Österreich: Big Bang, Sexl, Physik kompakt.
Basics, Physikalische Forschung im Spiegel der Zeit |
Basics, Physikalische Forschung im Spiegel der Zeit |
Inertialsysteme sind Koordinatensysteme, die in Ruhe sind, oder die sich gleichförmig bewegen. Man kann die Geschwindigkeiten auf Intertialsysteme beziehen, und die Naturgesetze nehmen in diesen Systemen die einfachste Form an. Beispiel Eisenbahn: sie fährt im Vergleich zum Bahnsteig ziemlich schnell. Inertialsystem ist hier der Bahnsteig. Wenn du aber in der Eisenbahn mitfährst, ist das Inertialsystem der Waggon. Er bewegt sich gleichförmig, und du kannst deine Geschwindigkeit auf den Waggon beziehen, gehst also gemütlich mal herum. Fährt ein Inertialsystem plötzlich in die Kurve, sind Scheinkräfte, bemerken die einen nach außen drängen – und die Naturgesetze werden etwas komplizierter, weil man diese Scheinkräfte einbauen muss.
Als Einstein die Relativitätstheorie entwickelte, machte man sich zuvor auf die Suche nach dem großen, kosmischen Inertialsystem – den Äther. Man hat ihn nicht nachweisen können.
Link: https://de.wikipedia.org/wiki/Inertialsystem
Diese Texte sind Starthilfen zum Lernen. Sie geben Ihnen einen Einblick, worum es bei dem Thema geht. Die Idee. Achtung: Es ist möglicherweise nicht unbedingt genau das, was Ihr:e Prüfer:in darüber hören möchte. Es ist auch nicht der ganze Stoff. Machen Sie sich nach dem Lesen des Textes ein eigenes Bild mit Ihren Büchern und den anderen Quellen. Ein freies Online-Schulbuch aus Österreich: https://physikbuch.schule, aus Deutschland: https://www.leifiphysik.de/. Weitere empfehlenswerte Schulbuchreihen der Oberstufe aus Österreich: Big Bang, Sexl, Physik kompakt.
Basics, Physikalische Forschung im Spiegel der Zeit |
Die neuzeitliche Naturwissenschaft begann mit Isaac Newton und Galileo Galilei. Die beiden haben sich mit der Schwerkraft beschäftig und natürlich auch noch viele weitere Dinge in Experimenten herausgefunden. Sie haben Fernrohre gebaut. Entfernte Gegenständen vergrößert. Sie haben das Sonnenlicht in seine Farben zerlegt. Aber sie haben vor allem systematisch geforscht, und sich – wie bei Galileo Galilei – auch die Luft “weggedacht”, um ein Naturgesetz zu formulieren, das überall gilt, nicht nur auf der Erde.
Links:
- Isaac Newton: https://de.wikipedia.org/wiki/Isaac_Newton
- Galileo Galilei: https://de.wikipedia.org/wiki/Galileo_Galilei
Diese Texte sind Starthilfen zum Lernen. Sie geben Ihnen einen Einblick, worum es bei dem Thema geht. Die Idee. Achtung: Es ist möglicherweise nicht unbedingt genau das, was Ihr:e Prüfer:in darüber hören möchte. Es ist auch nicht der ganze Stoff. Machen Sie sich nach dem Lesen des Textes ein eigenes Bild mit Ihren Büchern und den anderen Quellen. Ein freies Online-Schulbuch aus Österreich: https://physikbuch.schule, aus Deutschland: https://www.leifiphysik.de/. Weitere empfehlenswerte Schulbuchreihen der Oberstufe aus Österreich: Big Bang, Sexl, Physik kompakt.
Basics, Physikalische Forschung im Spiegel der Zeit |
Im Geozentrischen Weltbild steht die Erde im Mittelpunkt, die Sonne kreist um sie herum. Im Heliozentrischen Weltbild steht die Sonne im in der Mitte, die Erde (und alle anderen Planeten) kreisen um sie herum. Weil sich scheinbar den Tag über die Sonne bewegt, war es für die Menschen nicht leicht, sich vom geozentrischen Weltbild hin zum richtigen heliozentrischen Weltbild hinzuwenden. Es war ein sogenannter Paradigmenwechsel.
Im Kinderreim finden wir übrigens noch das Geozentrische Weltbild:
Im Osten geht die Sonne auf, im Süden hält sie Mittagslauf. Im Westen wird sie untergehen, im Norden ist sie nie zu sehen.
- Geozentrisches Weltbild: https://de.wikipedia.org/wiki/Geozentrisches_Weltbild
- Heliozentrisches Weltbild: https://de.wikipedia.org/wiki/Heliozentrisches_Weltbild
- Paradigmenwechsel: https://de.wikipedia.org/wiki/Paradigmenwechsel
- Sonnensystem / NASA: https://solarsystem.nasa.gov/solar-system/our-solar-system/overview/
Photo: NASA Website
Diese Texte sind Starthilfen zum Lernen. Sie geben Ihnen einen Einblick, worum es bei dem Thema geht. Die Idee. Achtung: Es ist möglicherweise nicht unbedingt genau das, was Ihr:e Prüfer:in darüber hören möchte. Es ist auch nicht der ganze Stoff. Machen Sie sich nach dem Lesen des Textes ein eigenes Bild mit Ihren Büchern und den anderen Quellen. Ein freies Online-Schulbuch aus Österreich: https://physikbuch.schule, aus Deutschland: https://www.leifiphysik.de/. Weitere empfehlenswerte Schulbuchreihen der Oberstufe aus Österreich: Big Bang, Sexl, Physik kompakt.
Basics, Physikalische Forschung im Spiegel der Zeit |
Besteht die Materie aus kleinsten Teilchen? Oder ist sie wie ein Pudding? Demokrit sagte ja in der Antike: sie besteht aus kleinsten unteilbaren Teilchen – Atomos – wir wissen: die Atome. Mittlerweile können wir aber in die Atome “hineinschauen”, wissen, dass sie aus Kern und Hülle bestehen, im Kern die Protonen und Neutronen, in der Hülle die (unzerteilbaren) Elektronen. Und die Kernteilchen Protonen und Neutronen bestehen wiederum aus Quarks – die man aber nicht einzeln herauskriegen kann.
Links:
- Materie: https://de.wikipedia.org/wiki/Materie_(Philosophie)
- Atomismus: https://de.wikipedia.org/wiki/Atomismus
Basics, Kern und Elementarteilchenphysik |
Das Standardmodell versucht alle bekannten Elementarteilchen und die Grundkräfte des Universums – außer die Gravitation – zu ordnen, in ein System zu bringen. Kräfte werden auch Wechselwirkungen genannt, und sie werden im Standardmodell durch sogenannte “Austauschteilchen” übertragen. Das Photon etwa ist das Austauschteilchen für die elektromagnetische Wechselwirkung.
Link: https://de.wikipedia.org/wiki/Standardmodell_der_Teilchenphysik
Diese Texte sind Starthilfen zum Lernen. Sie geben Ihnen einen Einblick, worum es bei dem Thema geht. Die Idee. Achtung: Es ist möglicherweise nicht unbedingt genau das, was Ihr:e Prüfer:in darüber hören möchte. Es ist auch nicht der ganze Stoff. Machen Sie sich nach dem Lesen des Textes ein eigenes Bild mit Ihren Büchern und den anderen Quellen. Ein freies Online-Schulbuch aus Österreich: https://physikbuch.schule, aus Deutschland: https://www.leifiphysik.de/. Weitere empfehlenswerte Schulbuchreihen der Oberstufe aus Österreich: Big Bang, Sexl, Physik kompakt.
Basics, Kern und Elementarteilchenphysik |
Neutrinos sind Elementarteilchen, die schwach wechselwirken. Sie sind nicht elektrisch, sie sind nicht magnetisch, sie haben eine sehr geringe Masse und entstehen in Kernreaktionen. Ihr Verständnis ist für das Standardmodell der Physik wichtig, das Elementarteilchen und Wechselwirkungen, sowie Symmetrien versucht zu beschreiben und zu verstehen.
Link: https://de.wikipedia.org/wiki/Neutrino
Diese Texte sind Starthilfen zum Lernen. Sie geben Ihnen einen Einblick, worum es bei dem Thema geht. Die Idee. Achtung: Es ist möglicherweise nicht unbedingt genau das, was Ihr:e Prüfer:in darüber hören möchte. Es ist auch nicht der ganze Stoff. Machen Sie sich nach dem Lesen des Textes ein eigenes Bild mit Ihren Büchern und den anderen Quellen. Ein freies Online-Schulbuch aus Österreich: https://physikbuch.schule, aus Deutschland: https://www.leifiphysik.de/. Weitere empfehlenswerte Schulbuchreihen der Oberstufe aus Österreich: Big Bang, Sexl, Physik kompakt.
