Facharbeit Physik

1. Materialien

ISB
Staatsinstitut für Schulpäda-gogik und Bildungsforschung München
Referat Physik Gymnasium, Facharbeitsthemen, Jan 1989
(andere Bedingungen in Bay : Lk, ganzjährig, Jahresarbeit)

www.isb.bayern.de/gym/physik/toplinks.htm
Stark-Verlag
München
Unterrichtsmaterialien Physik:
ausgearbeitete Themen mit Literaturliste

- Analogie-Experimente zur Rutherfordstreuung
– Analogie-Experimente zur Lenardabsorption
–Bewegungen unter Berücksichtigung des Luftwiderstandes-Computersimulationen
– Der nicht zentrale Stoß und qualitative Erklärungen zur Geschwindigkeitsvertei
lung in der kinetischen Gastheorie
– DARDA-Bahn und Computersimulation
–Das Verhältnis von potentieller und kinetischer Energie als Charakteristikum für
ein physikalisches System
– Bahnkurve ohne Rollreibung
- Auge und Ohr - Vergleiche
– Standfestigkeit eines Bierglases
– Prozentuale Verteilung der Antriebsenergie auf Fahrzeug und abgestoßenes Me
dium (Wasser, Luft, Planet Erde)
MNU Schriftenreihe Heft 60 Besondere Lernleistung und Facharbeit im Rahmen der Abiturqualifikation
Übersicht über die Situation in den verschiedenen Bundesländern mit Beispielen (1999)
LSW Soest Fallbeispiele für den fachübergreifenden/ fächerübergreifenden Unterricht
Schwerpunkt math.-nat.-techn. Aufgabenfeld :

-Energieumwandlung in biologischen und technischen Systemen
-Bildung und Zerlegung von Wasser, Vom Solar-Wasserstoff zur Brennstoffzelle
-Sonne als Energiequelle
-Solar-Wasserstoff oder Photovoltaik
-Ausstieg aus der Kernenergie?
-Parabolspiegel
-Fortbewegung im Straßenverkehr
-Schwingungen – Wellen – Töne – Klänge- : Elektronische Musikinstrumente
PdN-Ph 7/48.Jg. 1999 (S.99 ff) Pientka, Facharbeit Physik
Klett-Verlag W. Martin-Beyer, B. Mergenthaler-Walter
Facharbeit und besondere Lernleistung im naturwissenschaftlichen Unterricht,
Klett 3-12-984030-3, 1999
Klett-Verlag Facharbeit und besondere Lernleistung, Lernprogramm zur Erstellung wissenschaftlicher Arbeiten in Schule und Studium, CD 39,80 DM
Klett 3-12-984031-1, 1999
Internet
Internet
SpezialSuchmaschine: http:// www.kosh.de
www.hasnerpl.asn-graz.ac.at/physik/physik/e-index.html
www. Fundus.org www.facharbeiten.de www.student-online.de/
www.isb.bayern.de www.homeworx.net/ www.cheatweb.de/
www.zum.de/ www.hausarbeiten.de/ www.schuelerweb.de/
www.spickzettel.de/ www.terminal.de/ www.facharbeit.de/
http://195.189.81.224/facharbeit/index1.htm http://listen.to/homework www.abi.net.de/ www.schulhilfen.com/

 

 

2. Einzelthemen aus der Moderatorengruppe

Becker-Adam


Schwerpunkt:
Technik
-Gravitationsgesetz durch angenäherte Simulation der Planetenumläufe, Mondum
läufe, Satellitenumläufe
–Dualismus Newton-Huygens
–Informationsdichte einer Cd
–Fernsehen - Funktionsweise einer Bildröhre
–Nichtlineare Schwingungen
–Fliegen mit dem Flugzeug
–Welches Auto ist besser? Bewertungskriterien
Neuroth


Schwerpunkt:
Experimente
- Registrierung von Bewegungen mittels Fahrradtacho, Computerinterface
–Übertragung eines Schwarz-Weiß-Fernsehsignals ( Experimente zum Thema
Elektronen in E- und B- Feldern)
–Übertragungsverfahren eines Rundfunksignals
–Funktionsweise empfindlicher Magnetfeldsensoren ( Experimente zur Supraleitung
und zu "SQUIDS")
–Experimente mit polarisiertem Licht
–Spektroskopie in der Astronomie
–Funktionsweise von Bildverstärkern bei Röntgenaufnahmen
–Foucaultpendel als Nachweisgerät für die Erdrotation
–Solarkollektoren – Typen, Wirkungsgrade, Meßmodule, Anzeigetafeln, technische
Probleme bei Aufstellung und Betrieb
–Funktionsweise und Anwendung verschiedener Typen von Elektronenmikroskopen
–Experimente zur Interferenz an dünnen Schichten
–Holographische Aufnahmen
- Experimente zu chaotischen Systemen
Ihlefeldt


Schwerpunkt:
Experimente, Selbstbau
- Messung der Lichtgeschwindigkeit im historischen Kontext,
sowie praktische Messungen mit vorhandenem Experimentiermaterial
(Heron von Alexandria, ...,Ole Römer, Hippolyte Fizeau, Leon Foucault)
–Entfernungsbestimmung mit Ultraschall- Bau Erläuterung des Geräts, praktische
Durchführung von Messungen
–Messungen an Halbleiterbauteilen - Kleinsignaltheorie
–Die Lautsprecherfrequenzweiche- Erläuterung und Messung des Hoch- und Tief
paßverhaltens
–Unsere Schulsolaranlage – Aufbau und Wirkungsweise einer netzgekoppelten
Anlage
–Auswertung der Daten der Schulsolaranlage und
Präsentation auf der Homepage der Schule
Warland


Schwerpunkt: Modellbildung,
Astronomie
Themenentfaltungen:
–Bewegungen von unterschiedlichen Fadenpendeln mit Reibung
–Untersuchung von Feder-Faden-Pendelbewegungen mit Hilfe eines gaphikoren
tierten Modellbildungswerkzeuges
–Bewegungen von geladenen Teilchen in überlagerten elektrischen und magneti-
schen Feldern - untersucht mit einem Modellbildungswerkzeug
–Die Sonne: der Stern, von dem wir leben. Einfache Experimente und Auswertun
gen zur Physik der Sonne
–Signale aus Licht : Auswertung von Sternspektren, Doppler-Effekt, chemische
Zusammensetzung des Sonne (aufbereitete Spektren vorhanden, Bau eines Spek
tralapparates möglich )
Heinrich -Die Kirchenorgel – physikalisch betrachtet: Obertöne und Interferenzphänomene

 


3. LFB-Veranstaltungen

Remscheid 1. Kraftstoß und Sport am Bsp. Wurf/Sprung
2. Regenerative Energien
3. Die technische Anwendung des Halleffektes am Beispiel der
Zündsteuerung im Kraftfahrzeug
4. Fliegen mit dem Flugzeug

I. Beratung
-Schwierigkeit der Aspektierung( historische Entwicklung, Antriebstechnik,
Flugzeugtypen, physikalische Grundlagen)
-1.Gespräch: Was stellt der S sich unter den Thema vor ->
1. Einschränkung:"physikalische Grundlagen bis zum .."
-2. Gespräch: Präzisierung durch den S
-Vorgabe/Absprache: Darstellung in solcher Form, dass Mitschüler die Arbeit
verstehen.
II. Wesentliche Bearbeitungspunkte
-Grundlagen
1. Bernoullische Strömungsgleichung(Herleitung aus dem Energieerhal
tungsatz)
2. Auftrieb (Darstellung durch entsprechende Skizzen)
3. Cw-Wert
- Darstellung des Experimentiergerätes
- Durchführung von Meßreihen
(Verschiedene Geschwindigkeiten, verschiedene Körperformen, verschie-
dene Querschnittsflächen)
III. Qualitätsmerkmale
- Klare Gliederung
- Erläuterung des Schwerpunktes
- Darstellung, Aufbereitung der Versuchsergebnisse
5. Orgel
1. Literaturrecherche
- Grundlagen der Akustik (Zwölftonskala, Frequenzen, Wellen, Resonanzen
in der schwingenden Luftsäule)
- Frequenzmessungen
- Funktionsprinzip der Orgel
2. Experimenteller Teil
- Untersuchung einer oder mehrerer Orgelpfeifen( evtl. selbst gebaut)
- Frequenzmessungen
3. Anbindung an die Theorie
-s.o.
–Klangfarben, Obertöne
4. Schwierigkeiten
- Einschätzung des zeitlichen und materiellen Aufwandes
- Anspruch der Arbeit

 

Krefeld










Krefeld
1. Flug zum Mars
–Informationen zum Mars (Daten)
–Ort und Zeitpunkt des Starts (Fluchtgeschwindigkeit)
–Probleme auf der Reise (Kurskorrekturen)
Schwierigkeiten
Eingrenzung des Themas, gute Beratung = gute Note?, Zeitaufwand

2. Sonnensystem
- Planeten und Sterne
- Weltbilder
- Kepler Gesetze
- Fernrohre
- Entstehung des Sonnensystems
- 1. Mondlandung/ Apollo 13
- Physik und Star-Treck

3. Experimentelle Arbeit: Kondensator
- Der Kondensator- Bestimmung der Dielektrizitätskonstanten
Entwicklung eines Meßverfahrens
Auswertung
historische Entwicklung
- Magnetfeldmesssung - Halleffekt

4. Transrapid
Schweben Vortrieb

Bewegungsverhalten
Bremsen
Stehen
Beschleunigen Streckenführung
Reibung
Energieaspekte Linearmotor (Modellversuch)

thermisch aerodynamisch
Analogieexperiment

5. Windrad (Themen jeweils bezogen auf konkrete Windkraftwerke)

fachübergreifende Aspekte Mechanik Elektronik

Standortfragen Rotorblätter konstante Frequenz bei

Umweltschutz _Stömungsmechanik unterschiedl. Windenergie
_biolog.Fragen _Materialkunde Induktionsspannung
_Schattenwurf _effektive Formen Phasengleichheit
_Windgeräusche < Wirtschaftlichkeit > Fragen der Einspeisung
_Optik Zuleitungen

Politik Möglichkeiten der Energie-
einspeisung

6. Marie Curie – Radioaktiver Zerfall

mit vorgegebener Meßreihe zur quantitativen Auswertung
Literaturarbeit, Übertragung auf andere Medien

7. Ebbe und Flut

Bearbeitungsmerkmale
- Phänomene
- historische Aspekte
- Gravitationsgesetz
- geologische Aspekte
- lunare/solare Gezeiten
- weitere Auswirkungen(Lufthülle, Mondform, Tageslänge..)
- Technische Nutzung (Gezeitenkraftwerke)
- Berechnung eines Tidenkalenders

Schwierigkeiten bei der Beratung
- Themenauswahl zu eng/ zu weit
- Einarbeitung in neue Gebiete( Physik/Geographie/Astronomie..)
-Beschaffung von Arbeitsmaterial

Vorrangige Qualitätsmerkmale
-fachliche Richtigkeit..
–roter Faden/ Verbindung der Einzelthemen
-Berücksichtigung fachübergreifender Aspekte
-Grad der Selbständigkeit beim Auffinden eigener Aspekte
-Anschaulichkeit

 


Mettmann
  1. Auto der Zukunft

    Prozess: Überlegungen: Alternative Antriebe
    Einschränkung: H2 –Brennstoffzelle, Funktion und Wirkungsgrad

    Umsetzung:
    1. Kurze Einleitung
    konventionelle – alternative Antriebe (Begründung des Themas)
    2. Hauptteil
    a. Funktionsweise (Theorie)
    b. Experiment
    Untersuchung des Wirkungsgrades
    c. Auswertung
    Vergleich zum klassischen Antrieb (Bsp)
    3. Zusammenfassung

    Voraussetzungen:
    BZ aus Sammlung, Shell-Koffer oder ..
    Unterricht: Wirkungsgrad (fachspezifisch)
    Experimentieren (methodisch)
    Informatinsbeschaffung
    Qualitätsmerkmale
    präzise Erfassung und Eingrenzung (Einleitung)
    Informationsverarbeitung
    Darstellung

    2. Fernsehen
    einen experimentellen Aspekt durchführen lassen
    etwa Experiment mit Helmholtzspulenpaar
    Empfang
    Signalverarbeitung
    Farben
    Strahlung


    Beispiel: Bilderzeugung in einer Bildröhre (Einschränken auf Vakuumröhre)
    1. Zusammenfassung aus dem Unterricht
    2. Warum nur B-Felder? Inhomogene Felder?
    3. Optische Bilderzeugung
    Gegenüberstellung: einfache Theorie in der Schule - komplexe Realität


    3. Die Flugbahn eines Badmintonballs im Realexperiment und Ansätze
    einer möglichen physikalischen Erklärung


    Ausgangspunkt:Schülerwunsch - etwas über Badminton, Schläge, Flugbahnen
    Schwierigkeit: viele Aspekte
    etwa: Luftwiderstand, Experten, Hersteller, Technik, historische Ge
    sichtspunkte
    Experiment:
    Videoaufnahmen, Fernsehaufnahmen, Übungsfilme
    Versuche: Flugweite,....
    Auswertungsverfahren: Bahnkurven, Diagramme
    Theorie: Wurfparabeln
    Luftwiderstand
    Modellierung mit einem Modellbildungswerkzeug
    Simulation (Parametervielfalt,..)
    Vergleich mit Realexperiment

Ergänzungen und Kommentare bitte an
wwarland@hotmail.com Stand: 25.5.2000


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