Stories – suchen und finden

Stories – suchen und finden

Es gibt viele Situationen, in denen wir uns fragen, warum, weshalb, wieso? Vieles können wir ganz gut erklären. Doch meistens spannender als kluge Antworten sind die Wege dazu, sie zu finden. Klar, und wenn wir dann die Antwort kennen, ist das wunderbar. Eine Sammlung von kleinen Geschichten und Beobachtungen mit Aufgaben dazu finden Sie hier. Für eigenes Üben und Forschen, Recherchieren, für das Lernen von Physik.

Hier entlang … 100 Stories gesammelt für Schlaunasen und Suchbegeisterte


Photo by Evgeni Tcherkasski on Unsplash

Wie viele Lampen?

Wie viele Lampen?

Schatten, Halbschatten, Kernschatten. Wie viele Lampen machen dieses Bild? Und können Sie es erklären? Am besten ist, Sie argumentieren mit Zeichnung oder mit einem Experiment, das die Situation nachstellt.

Warum wird die Unordnung im Weltall immer größer?

Warum wird die Unordnung im Weltall immer größer?

Worum geht es?

Unordnung wird physikalisch mit Entropie bezeichnet. Es ist ein Trend in der Natur, dass die Entropie in einem System immer größer wird. Das erleben wir auch daheim: alle Dinge in unserem Zimmer werden sich gleichmäßig “unordentlich” verteilen. Ein zweiter Trend der Natur ist ihr Wunsch nach geringster Energie: die Unordnung wird am Fußboden entstehen.

Achtung: Entropie als Unordnung zu bezeichnen, ist stark vereinfacht. Besser wäre vielleicht “maximale Verteilung”. Beim Studium von Chemie und Physik lernen Sie genauere Definitionen im Bereich der Thermodynamik kennen. Wir werden hier trotzdem mit der “Unordnung” arbeiten, und vielleicht besser mit Entropie als “Informationsverlust”.

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Grundlagen der Mathematik

Grundlagen der Mathematik

Machen Sie mit. Die Grundlagen der Mathematik. Smartphonetauglich. Sprachfördernd. Kompetenzerweiternd. Hier geht’s zur Übersicht aller Kapitel.

Gemeinsam lernen wir Mathematik.

M01 – Wörter der Grundrechenarten. Verwenden Sie die mathematischen Begriffe. Wenn Sie die richtigen Begriffe verwenden, kann Sie jeder verstehen.

M02 – Im Kopf rechnen. Lernen Sie das “Einmaleins” auswendig. Wer es kann, hält sich den Kopf frei. Dadurch ist Platz für wichtige Gedanken.

M03 – Die Grundrechenarten. Sie rechnen mit + – • : und beherrschen alle Vorrangregeln. So ist garantiert, dass Sie beim Rechnen sicher am Ziel ankommen.

M04 – Die ZahlenartenSie können unterschiedliche Zahlenarten in Gruppen ordnen. Wer die Zahlen unterscheiden kann, macht sie zu Freunden.

M05 – Primzahlen. Wer Primzahlen kennt, kann natürliche Zahlen in ihre “Bestandteile” zerlegen.

M06 – Zahlensysteme. Sie analysieren mit uns das “Dekadische Zahlensystem”. So erkennen Sie den inneren Aufbau unserer Zahlenwelt.

M07 – Was Prozent % bedeutet. Wer dieses Zeichen kennt, kann Zahlen vergleichen. Dadurch können Sie ihre Beziehungen zueinander erkennen.

M08 – Rechnen mit Prozenten %. Sie können mit %-Anteilen rechnen und knacken jede Nuss mit diesem Zeichen. Das ist eine der wichtigsten Grundlagen des Rechnens.

M09 – Diagramme mit Prozenten %. Sie lernen Sie können Diagramme mit %-Anteilen zeichnen. So sind Zahlen auch gut für die Augen darstellbar.

Zwei rechtwinkelige Dreiecke bilden die Tragflächen dieses Flugdrachens.

M10 – Bruchrechnen. Wenn Sie die Grundrechenarten auch mit Bruchzahlen können, haben Sie viel erreicht.

M11 – Schlussrechnen. Viele Rechnungen des Alltags lösen wir auf diese Art.

M12 – Algebra: Rechnen mit Buchstaben. Sie werden die Grundrechenarten auch mit Variablen durchführen.

M13 – Gleichungen lösen. Einige handwerkliche Methoden lernen Sie in dieser Einheit kennen. Damit lösen Sie lineare – einfache – Gleichungen.

M14 – Textgleichungen lösen. Sie können die Lösung einer Textgleichung angeben. Dazu lernen Sie drei Schritte kennen, damit das immer gelingt.

M15 – Geometrie Grundbegriffe. Sie unterscheiden richtig Punkte, Strecke, Strahl, Gerade.

M16 – Koordinatensystem. Sie lernen das kartesische Koordinatensystem kennen.

Wie lange braucht das Schiff über das Meer?

M17 – Dreiecke und Vierecke. Sie zeichnen Drei- und Vierecke und benennen ihre Elemente.

M18 – Umfang und Fläche. Sie ermitteln Umfänge und Flächen mit Hilfe der Formelsammlung.

M19 – Diagramme und Informationen. Aktiv und passiv. Sie schreiben Informationen in Diagramme hinein, und lesen sie heraus.

M20 – Fehler machen. Vom Scheitern und Probleme lösen: Sie können erklären, warum Fehler zur Mathematik gehören.


 
Dieser Kurs orientiert sich am Österreichischen Lehrplan für Mathematik im 1. Semester an Abendgymnasien. Er ist geeignet, den Stoff zu wiederholen, wie er zum Beispiel am Abendgymnasium Wien in Mathematik des 1. Semesters unterrichtet wird. Obwohl wir äußerst sorgfältig an der Erstellung arbeiten, können wir keine Verantwortung auf Vollständigkeit und Richtigkeit übernehmen. Wenn Sie Fehler entdecken, würden wir uns über eine Meldung an fehler@phyx.at freuen – und mit uns auch alle Teilnehmer/innen an diesem Online Kurs.

Problemelösen

Problemelösen

Michael Müller: Ideenfindung, Problemlösen, Innovation. Publicis Verlag Erlangen, 2011

… haben gleich einmal etwas mit dem Erkennen des Systems zu tun. Michael Müller hat im Publicis-Verlag ein hübsches Buch dazu geschrieben: “Ideenfindung, Problemlösen, Innvoation”. Einige Punkte daraus möchten wir hier vorstellen, weil sie sich ausgezeichnet dazu eignen, auch in der Schule verwendet zu werden.

Um für ein Problem eine Lösung zu finden, müssen wir zuenächst das System beschreiben und erkennen. Dazu sind unter anderem Freihandskizzen eine gute Idee, aber grundsätzlich gibt es vier Methoden, ein System zu erklären:

  1. Die historische Methode. Wie hat sich das alles im Laufe der Geschichte entwickelt.
  2. Die pragmatische Methode. Wie gehe ich selbst – privat – damit um.
  3. Der pädagogische Ansatz. Den Kern deutlich machen.
  4. Die funktionale Methode. Was ist die angestrebte Funktion, die sichtbaren Strukturen sind da Mittel zum Zweck. Diese Methode ignoriert die historische Entwicklung, meint Michael Müller.

Ohne Herz geht es dabei nicht, man muss erst seine Liebe zum Problem erkennen, um es zu lösen.

Woher kommt Licht, und wohin geht es?

Woher kommt Licht, und wohin geht es?

Spektrallinien einer LED Lampe. Wir sehen sehr gut die wenigen Energiedifferenzen, die sich als Linien (Farben) zeigen.

Licht entsteht in Lichtquellen. Genau genommen im Atom. Genaugenommen in der Hülle des Atoms. In der Elektronenhülle befindet sich ein Elektron im angeregten Zustand. Es fällt in den Grundzustand zurück. Die Energiedifferenz wird als “Lichtquant” ausgestrahlt, es gilt der Zusammenhang: E= hf, und das bedeutet: Energiedifferenz (E) = Plancksches Wirkungsquantum (h) • Frequenz des Lichtes (f)

Licht verschwindet zum Beispiel in einer schwarzen Katze. Ein Lichtstrahl trifft auf ihr Fell. Auf ein Atom ihres Fells, genau genommen: es trifft auf ein Elektron in der Hülle des Atoms. Dieses Elektron geht in einen angeregten Zustand. Das “Lichtquent” wurde absorbiert, Licht ist verschwunden, die Katze hat die Energie aufgenommen und ist wieder ein bisschen wärmer geworden. Wieder gilt der Zusammenhang: E= hf. Die aufgenommene Energie ist zur Frequenz des Lichtes proportional. je größer die Frequenz, desto größer die Energie.

Hat das auch für mein Leben Bedeutung?

Durchaus. Je höher die Frequenz des Lichtes ist, desto energiereicher ist es. Sonnenbrand durch UV-Licht (Ultraviolett). Die Frequenz des UV-Lichtes ist so hoch, dass die Energie ausreicht, um ein Elektron aus seiner Hülle herauszuschlagen. Das Atom wird dadurch ionisiert. Wenn sich dieses Atom im Erbgut eines Lebewesens befindet, kann es dadurch verändert werden. Hautkrebs kann ausgelöst werden.

Und was ist Licht eigentlich?

Licht ist eine elektromagnetische Welle, so wie Radiowellen, nur mit einer höheren Frequenz. Die Netzhaut in unseren Augen ist für diese Frequenzen empfindlich. In der Quantenphysik spricht man auch davon, dass Licht aus einem Strom von Teilchen besteht, den “Photonen”. Es sind sogenannte – unteilbare – Energiequanten, die die Energieportionen E=hf tragen. Man spricht insgesamt vom “Welle-Teilchen-Dualismus” von Licht. Manche Experiment kann man gut erklären, wenn man annimmt, dass Licht eine Welle ist (Interferenzen), manche kann man gut erklären, wenn man annimmt, dass Licht aus Teilchen besteht (Photoelektrischer Effekt).

Immer noch interessiert?

Eine Episode der Physikalische Soiree beschäftigt sich mit dem Licht, seinen Eigenschaften, und wie man das Licht kennenlernen kann. Link zum Gespräch.

Was sind gute Forscher/innen?

Was sind gute Forscher/innen?

Forscher sind Menschen mit bestimmten Eigenschaften. Man hört immer wieder, dass jemand ein guter Forscher ist. Was aber ist ein guter Forscher? Interessante Aspekte auch für die Betrachtung gleicher Voraussetzungen unterschiedlicher Geschlechter – fanden viele Studierende einer Schule, die sich mit dieser Frage auseinandergesetzt haben. Hier exemplarisch drei Antworten auf drei Fragen.

1) Was ist ein „guter Forscher“?

Ein guter Forscher muss großes Interesse für seine Arbeit aufbringen, er muss komplett in die Materie eintauchen. Ich denke, es ist auch wichtig, eine Sache von allen Seiten zu beleuchten und nicht nur schwarz-weiß zu denken, um diese vollkommen zu verstehen. Ein guter Forscher sollte auch den Mut haben, eine unpopuläre Meinung zu vertreten, um seine Erkenntnisse zu beweisen verteidigen.

2) Was ist eine „gute Forscherin“?

Auf die Arbeit bezogen muss eine gute Forscherin genau die gleichen Kriterien erfüllen, wie ein guter Forscher. Lange Zeit aber war der Forscherberuf allein Männern vorbehalten, die Stellung der Frau hat es nicht erlaubt, sich mit Wissenschaft zu beschäftigen. Auch heute noch ist unsere Gesellschaft so aufgebaut, dass es für eine Frau sicher schwerer ist, Anerkennung als Forscherin zu erlangen und sich in dem Beruf durchzusetzen, da sie sicher mit vielen Vorurteilen zu kämpfen hat.

3) Warum glauben Sie, stehen hier dazu zwei Fragen?

Zuerst konnte ich mir nicht erklären, warum hier zwei Fragen stehen. Männer und Frauen sind gleich, warum sollten sie also unterschiedliche Voraussetzungen mitbringen müssen, um gute Forscher zu sein? Wahrscheinlich stehen hier zwei Fragen, damit man sich überlegt oder dass einem klar wird, dass es gerade in der Wissenschaft für Frauen schwerer ist, dasselbe Ansehen und dieselben Chancen wie Männer zu haben.

(M.)