Schulfilme Online: Alle Lehrfilme

Die Wirkung von Magnetfeldern auf bewegliche Elektronen wird als die Lorentzkraft bezeichnet. Der Film erklärt sie anhand einer Leiterschaukel, die in einem Hufeisenmagnet aufgehängt ist. Legt man Strom an die Leiterschaukel an, versetzt er die Elektronen im Inneren in Bewegung. Ihr Magnetfeld ist kreisförmig. Die Leiterschaukel befindet sich aber im Magnetfeld des Hufeisenmagnets, und so verschmelzen die beiden Magnetfelder, wobei die Feldlinien gekrümmt und zusammengedrückt werden. Ihre Tendenz zur Begradigung wirkt sich als Kraft auf die Elektronen und den Leiter aus; sie ist die Lorentzkraft. Sie wirkt senkrecht auf die Bewegungsrichtung der Elektronen und die Feldlinien des Hufeisens...hier weiterlesen

Produktion: 2013

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Wirkt eine Kraft auf einen Gegenstand, kann dieser dadurch bewegt, verformt oder zerstört werden. Die Kräfte werden unterschieden in die Berührung, die Erdanziehungskraft und die Gravitation. Die Stärke der Reaktion richtet sich nach der Stärke der einwirkenden Kraft. Der Film stellt die Spiralfeder mit Skala als einen in der Physik eingesetzten Kraftmesser vor und nennt die Maßeinheit, in der Kraft gemessen wird: Ein Newton ist die Kraft, die man braucht, um einen Gegenstand, der ein Kilogramm schwer ist, auf eine Geschwindigkeit von einem Meter pro Sekunde zu beschleunigen. Diese Kraft hat eine Richtung und ist daher eine vektorielle Größe. Um d...hier weiterlesen

Produktion: 2013

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Ein Hebel ist ein starrer Stab, der sich um einen festen Punkt drehen kann und als mechanischer Kraftwandler fungiert. Der Teil zwischen dem Drehpunkt und dem Krafteinwirkungspunkt heißt Kraftarm. Wirken auf beide Kraftarme dieselben Kräfte, ist der Hebel ausgeglichen. Greifen unterschiedliche Kräfte an, müssen die Kraftarme für einen Ausgleich verschieden lang sein.Der Film zeigt, wie Hebel als einfache Maschinen funktionieren. Er erklärt das Hebelgesetz und verdeutlicht, dass bei einem doppelt so langen Kraftarm nur die Hälfte der Energie gebraucht wird. Es werden Beispiele für Hebel im Alltag gegeben: Einarmige Hebel etwa sind Schubkarren, einar...hier weiterlesen

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Die konvexe Wölbung eines Teelöffels verzerrt das Spiegelbild. Ist die Wölbung konkav, ist das Bild nicht nur verzerrt, sondern steht auch noch auf dem Kopf. Im Krümmungsmittelpunkt ist zwar auch bei Hohlspiegeln der Einfallswinkel der Strahlen auch gleich der Ausfallswinkel, gleichzeitig werden sie aber durch den Brennpunkt konzentriert und reflektiert. Die Strahlen laufen also parallel zur optischen Achse. Brennpunkt und Krümmungsmittelpunkt beim Wölbspiegel liegen hinter dem Spiegel. Der Brennpunkt scheint hier der Ausgangspunkt der achsenparallelen Strahlen. Der Film erläutert die Reflexionsgesetze und erklärt, wieso Verzerrungen auftreten. Der Brennpunkt wird definiert, die Berechnun...hier weiterlesen

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Es besteht ein Zusammenhang zwischen Magnetismus und Elektrizität. Fließt Strom durch einen Draht, erzeugt er ein Magnetfeld, in dem ein Wirbelfeld entsteht: Die Feldlinien bilden ohne Pole geschlossene Kreise. Bei einem gebogenen Draht ist das Magnetfeld stärker als bei einem geraden, und um ein Vielfaches stärker ist es bei einem zur Spule aufgedrehten Draht. Das Magnetfeld ist anders als beim Stabmagneten auch im Inneren der Spule vorhanden. Hier verschmelzen die einzelnen Magnetfelder miteinander und bilden Pole. Legt man einen Eisenkern in die Spule und schaltet den Strom ein, kann die magnetische Kraft der Spule um das Zehntausendfache verstärkt werden. Der Eisenkern kann trotz sein...hier weiterlesen

Produktion: 2012

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Das Hebelgesetz stammt von Archimedes. Ist an beiden Armen eines Hebels das Produkt aus Kraft mal Kraftarm gleich, herrscht ein Gleichgewicht, solange die Kräfte im rechten Winkel wirken. Multipliziert man die Länge des Kraftarms mit der auf ihn einwirkenden Kraft, ergibt sich daraus das Drehmoment, dessen internationale Einheit Newtonmeter sind. Bei einem ausgeglichenen rechts- und linksdrehenden Drehmoment befindet sich ein frei beweglich aufgehängter Körper im Gleichgewicht. Mit nur einem Zehntel der Kraft kann ein Körper bewegt werden, wenn der Hebel daran zehn Mal so lang ist wie der Körper selbst. Bei Schiffsrudern und auch bei Fahrrädern werden diese Gesetze praktisch angewendet: H...hier weiterlesen

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In elementarer Form kommt Zink in der Natur kaum vor, dafür ist es in Erzen wie Zinkspat und Zinkblende gebunden. Es handelt sich um ein unedles Metall, da es Protonen abgibt. Eine der vielen Einsatzmöglichkeiten ist der Korrosionsschutz: Oxidiert Zink, bildet es eine luftundurchlässige Schicht. Erst im 17. Jahrhundert wurde es als eigenständiges Metall verwendet. Vorher war es schon lange ein Bestandteil von Kupfer. Der Film nennt typische Eigenschaften des Metalls und zeigt, in wie vielen Bereichen des Alltags es Verwendung findet, vor allem in der Elektrochemie und in Batterien. Als Spurenelement ist Zink für den menschlichen Körper, vor allem für den Stoffwechsel und die Enzymbildung,...hier weiterlesen

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Die zwei Wasserstoffatome und das Sauerstoffatom im Wasserstoffmolekül sind in einem Winkel angeordnet, der die elektrische Ladung ungleich verteilt. Das Molekül ist also mit einem Minus- und einem Pluspol dipolar. Daher können sich Wasserstoffmoleküle gut untereinander verketten, was zum Beispiel für die Oberflächenspannung sorgt. Allerdings ist Wasser auch ein guter Reaktionspartner für andere Stoffe. Polare Stoffe lassen sich in Wasser gut lösen, bei unpolaren ist das nicht der Fall. Werden Salze in Wasser aufgelöst, werden ihre Ionen aus dem Kristallgitter herausgebrochen. Damit dies passieren kann, muss die sogenannte Gitterenergie aufgebracht werden. Die Wassermoleküle umgeben die I...hier weiterlesen

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Mit dem natürlichen und dem anthropogenen gibt es zwei Arten des Treibhauseffekts. Das Sonnenlicht fällt in Kurzwellen auf die Erde und wird als Langwellenlicht reflektiert, das die Atmosphäre nicht durchdringen kann. Dieser Vorgang wärmt die Atmosphäre und ermöglicht das Leben auf der Erde. Das ist der natürliche Treibhauseffekt. Er wird verstärkt durch den anthropogenen Effekt, der seit dem Beginn der Industrialisierung für einen Temperaturanstieg von 0,74 Grad Celsius gesorgt hat. Wird die Entwicklung nicht gestoppt, wird das Packeis am Nordpol schmelzen. In diesem Fall werden die pazifischen Inseln untergehen und die Meeresströme sich verändern, was sich direkt auf die Fischwanderunge...hier weiterlesen

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Jeder Stoff hat mehrere charakteristische Eigenschaften, die ihn als einer bestimmten Gruppe zugehörig erkenntlich machen. Es wird betrachtet, welchen Aggregatzustand ein Stoff bei 20 Grad Celsius hat, wo seine Schmelztemperatur und wo seine Siede- und Kondensationstemperatur liegt. Die Löslichkeit des Stoffes bei 20 Grad Celsius in 100 Millilitern Wasser ist ebenfalls ein wichtiger Aspekt. Weitere Charakteristika eines Stoffes sind seine Härte und sein metallischer Glanz. Weiterhin können die Stoffgruppen nach der Leitfähigkeit für Strom und Wärme eingeteilt werden. Anhand verschiedener Beispiele nimmt der Film Einordnungen vor: Er zeigt die verschiedenen charakteristischen Merkmale von ...hier weiterlesen

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Stickstoff ist ein Baustein der Proteine, aus denen unsere DNS besteht, und damit ein essenzielles Element für alles Leben. Die Erdatmosphäre birgt den Großteil dieses Gases. Wir nehmen es über die Atmung nicht auf. Reagiert der Stickstoff durch die Elektrizität bei Gewittern und wird vom Regen in den Boden gebracht, reduzieren Bakterien seine Verbindungen zu Ammoniumionen und Ammoniak. Erstere werden von Pflanzen aufgenommen oder mittels Nitrifikation in Nitrit- und Nitrationen weiterverwandelt. Nehmen Menschen und Tiere pflanzliche Nahrung zu sich, nehmen sie die Stoffe in ihren Organismus auf. Sie gelangen dann durch tierische Exkremente und verrottende Pflanzen wieder in den Boden. H...hier weiterlesen

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Mittels Säure-Base-Indikatoren kann man feststellen, ob eine Lösung basisch oder sauer ist. Die Skala, auf der die pH-Werte gemessen werden, reicht von Null bis 14. Wasser hat einen neutralen pH-Wert von 7. Die Werte von Säuren liegen darunter, die von Basen darüber. Lackmus-Papier wird in Laboren oft für erste Tests genommen, sonst verwendet man Universalindikatoren. Der Film demonstriert, wie man den ausgekochten Saft eines Rotkohls als Indikator nutzen kann: Einige Tropfen werden in Salzsäure, Essig, Wasser, Natriumhydrogenkarbonat, Natronlauge und Ammoniak gegeben. Je nachdem, welchen pH-Wert die Flüssigkeit hat, ändert sich ihre Farbe verschieden stark. In einem weiteren Versuch wird...hier weiterlesen

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Die Reduktion und die Oxidation können gleichzeitig ablaufen. Das wird als Redoxreaktion bezeichnet. Möchte man beispielsweise den Sauerstoff und Eisen trennen, muss eine Reduktion vorgenommen werden, also eine endotherme Reaktion. Kohlenstoff hilft, die Verbindung zu trennen. Wird der Sauerstoff freigesetzt, reagiert er mit dem Kohlenstoff zu Kohlendioxid. Dabei handelt es sich um eine exotherme Reaktion. Der Film beschreibt die Redoxreihe von Metallen, da nicht alle von ihnen Sauerstoff gut annehmen. Unedle Metalle oxidieren, wenn sie mit einem Element zusammengebracht werden, das Sauerstoff abgibt, also einem Oxidationsmittel. Elemente, die Sauerstoff aufnehmen, heißen Reduktionsmittel...hier weiterlesen

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Sollen Kunststoffe hergestellt werden, müssen Polyreaktionen ablaufen. Bei der Erwärmung ändert das Harz Styrax seine molekulare Struktur und wird zu einer gallertartigen Masse namens Styrol. Dabei handelt es sich um eine organische Verbindung, die ungesättigt ist. Der Vinylrest und der Benzolring der Masse sind instabil, lösen sich leicht auf und verknüpfen sich auch leicht wieder aufs Neue. Es wird gezeigt, wie sich aus den Styrol-Bausteinen Riesenmoleküle bilden, die sogenannten Polymere. Man spricht hier von der Polymerisation. Ist sie abgeschlossen, erhält man das Polysterol. Dieser Kunststoff hält hohe Temperaturen ebenso aus wie Laugen und zahlreiche Säuren. Es wird gezeigt, wie Ny...hier weiterlesen

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Die chemische Reaktion von Sauerstoff mit einem chemischen Element wird Oxidation genannt. Diese chemische Verbindung kommt am häufigsten vor: Man braucht Sauerstoff zum Beispiel für Verbrennungen. Aus Sauerstoff und Metallen werden Metalloxide, aus Sauerstoff und Nichtmetallen Nichtmetalloxide. Zu Letzteren zählt Kohlenstoff, der mit Sauerstoff zu Kohlendioxid wird. Ist viel Sauerstoff vorhanden und liegt das andere Element in einer sehr feinen Form vor, können die exothermen Reaktionen sehr stark ablaufen. Völlig ohne Flammen oder Funken hingegen gehen langsame Oxidationen vonstatten, etwa die von Wasser, Eisen und Sauerstoff: Auch Rosten ist eine Oxidation. Auch der menschliche Körper ...hier weiterlesen

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Das Periodensystem hilft bei der eindeutigen Namensfindung für chemische Verbindungen: Da Zahlworte mit Buchstaben und einer Nachsilbe verbunden werden, ist die Bezeichnung für jede Verbindung einzigartig. Die Buchstaben, die Elementen mit Kationen zugeordnet sind, werden laut Nomenklatur vor diejenigen der Elemente mit Anionen gesetzt. Der Wasserstoff bricht diese Regel: Er wird immer zuletzt genannt, außer bei Hydrogenchlorid und Hydrogenfluorid. Die Bezeichnungen sind international nutzbar, da sie auf Latein und Griechisch gehalten sind. Griechische Zahlworte zeigen an, dass Atome mehrfach in der Verbindung enthalten sind. Ein weiteres Unterscheidungsmerkmal ist die Endsilbe. Elementig...hier weiterlesen

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Überall in der Natur kommen Kristalle vor. Druck, Feuchtigkeit und Temperatur haben Einfluss auf die Form, die die Kristalle annehmen. Sie zeigen wiederkehrende Formen, wie der Film anhand eines Kristalls verdeutlicht, der aus Rhomboedern zusammengesetzt ist. Zerkleinert man die einzelnen Teile, haben auch die kleineren Stücke die Form von Rhomboedern. Es wird erklärt, was das Gesetz der Winkelkonstanz besagt, und das Atommodell eines Kristalls gezeigt. Der Film zeigt, wie Kristalle im Labor und in der Natur entstehen: Kühlt man eine gesättigte Lösung herunter, entsteht eine übersättigte Lösung, aus der die nicht mehr lösbaren Salze herauskristallisieren. Wenn Kristalle selten und kostbar...hier weiterlesen

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Der biologische und der geologische Kohlenstoffkreislauf ergeben zusammen den globalen Kohlenstoffkreislauf. Im biologischen Kohlenstoffkreislauf spielen Pflanzen eine wichtige Rolle. Sie nehmen Kohlenstoffdioxid aus der Luft auf und wandeln es im Zuge der Fotosynthese um in Sauerstoff, Zucker und Wasser. Mennschen und Tiere atmen den Sauerstoff und Kohlendioxid aus. Verrottende Pflanzen geben ebenfalls Kohlenstoff frei. Einiger Kohlenstoff aus der Atmosphäre gelangt durch Regen in die Flüsse und Seen, wo er zu Kalziumhydrogenkarbonat reagiert. Dieser Stoff wird von Krustentieren zur Herstellung ihrer Schalen und Krusten verwendet. Kohlenstoffdioxid gelangt dabei ins Meer und wieder in di...hier weiterlesen

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Die molekulare Grundlage aller Lebewesen sind Kohlenstoffverbindungen. Kohlenstoff zählt zur vierten Hauptgruppe der Elemente und hat zwei Elektronen in der K-Schale und vier in der Außenschale. Er kann sehr viele chemische Verbindungen eingehen, wie der Film an mehreren Beispielen aufzeigt. Aus Kohlenstoff und Sauerstoff wird Kohlenmonoxid und Kohlendioxid, aus Kohlenstoff und Wasser Kohlensäure. Kohlenstoff bildet mit anderen Stoffen oder sich selbst Ringe und Ketten und kann viele verschieden starke Verbindungen eingehen. Fulleren, Diamant und Grafit sind mineralische Kohlenstoffverbindungen. Grafit ist ziemlich weich, da dir Verbindungen zwischen den Stoffen hier locker angeordnet sin...hier weiterlesen

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Sogenanntes hartes Wasser erkennt man an weißen Ablagerungen an Wasserhähnen. Mit der Wasserhärte wird die Konzentration von Magnesium- und Kalziumionen im Wasser gemessen. Wenn das Wasser durch den Boden und Gestein fließt, löst es Mineralien. Es enthält Kohlenstoffdioxid, das mit Kalzium zu Kalziumhydrogenkarbonat reagiert. Die Umkehrreaktion erfolgt, wenn das Wasser erhitzt wird, etwa in einem Wasserkocher, in dem dann Kalkrückstände bleiben. Der Boden, durch den das Wasser fließt, bestimmt seine Härte. Der Film demonstriert, wie die Wasserhärte gemessen wird, und erläutert die Tabelle: Als weich gilt der Bereich bis zu 7,3 Grad deutscher Härte, bis 14 Grad erstreckt sich der mittlere ...hier weiterlesen

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Iod ist ein Halogen, das nicht in elementarer Form, sondern nur gebunden in der Natur vorkommt. Schon bei leichtem Erwärmen wird es zu lilafarbenem Dampf, sublimiert also von einem Feststoff zu einem Gas. Im festen Zustand glänzt es metallisch. Es bildet Moleküle aus zwei Atomen und hat sieben Elektronen in der Außenhülle. Iod reagiert mit Metallen und bildet Metalliodide. Die für Menschen giftigen Halogengase können je nach Dosis sogar lebensgefährlich sein. Gleichzeitig braucht der menschliche Körper aber Iod, damit die Schilddrüse Steuerungshormone herstellen kann. Wir nehmen es über die Nahrung zu uns, zum Beispiel durch Salz, Krustentiere und Fisch. Es gibt mehrere verschiedene Mögli...hier weiterlesen

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Die meisten Elemente, die uns aus dem Periodensystem bekannt sind, kommen in der Natur nicht in Reinform vor. Sie sind enthalten in Gemischen in fester, flüssiger oder gasförmiger Form. Das Gemisch ist homogen, wenn die einzelnen Bestandteile nicht mehr erkennbar sind. In heterogenen Gemischen sind sie unterscheidbar. Als Beispiel für ein homogenes Gasgemisch wird die Erdatmosphäre genannt, als Beispiel für ein festes homogenes Gemisch eines Metalllegierung. Flüssige homogene Mischungen heißen Lösungen. Heterogene Mischungen aus Feststoffen sind Gemenge, aus Feststoffen und Flüssigkeiten Suspensionen und solche aus nicht lösbaren Flüssigkeiten Emulsionen. Enthält Gas kleine Feststoffe, ha...hier weiterlesen

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Je nach Schmelzpunkt werden Lipide unterschiedlich bezeichnet. Solche, die bei Zimmertemperatur fest sind, werden Fette genannt. Bei Zimmertemperatur flüssige Lipide hingegen heißen fette Öle. Fette lösen sich nicht im Wasser auf, sind also hydrophob. Gibt man sie ins Wasser, schwimmen sie an der Oberfläche, da sie eine geringere Dichte haben. Löslich sind sie in N-Heptan und Benzin. Lipide haben höchst unterschiedliche Auswirkungen auf den Körper, je nachdem, ob es sich um gesättigte oder ungesättigte Fettsäuren handelt. Ungesättigte Fettsäuren sind gute Energielieferanten. Der Körper benötigt sie für den St...hier weiterlesen

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Keine Elementargruppe außer den Alkalimetallen ist reaktionsfreudiger als die Erdalkalimetalle. Zu ihnen gehören Beryllium, Magnesium, Kalzium, Strontium, Barium und Radium. Beryllium kommt in der Natur als Element vor, alle anderen treten nur gebunden auf, vornehmlich in der Erdkruste. In der äußeren Hülle haben Erdalkalimetalle zwei Elektronen. Sie reagieren mit Luft und Wasser sehr schnell. Der Film zeigt, auf wie vielfältige Art die besonderen Eigenschaften von Erdalkalimetallen nutzbar sind: Oxidiert Magnesium mit Luft, bildet es eine luftundurchlässige Schicht. Es bietet sich als Legierung im Flugzeugbau an. Brennendes Magnesium kann man nicht mit Wasser löschen, weshalb Taucher es ...hier weiterlesen

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Es gibt edle und unedle Metalle. Zu den edlen zählen beispielsweise Platin, Gold und Silber: Sie rosten nicht. Eisen hingegen ist unedel und rostet. Der Film zeigt anhand von zwei Beispielen, wie unterschiedlich Metalle reagieren. Wird ein Eisenstab in eine Kupfersulfatlösung getaucht, wird er schnell von einer dünnen Kupferschicht überzogen. Ein Kupferstab hingegen, der in eine Eisensulfatlösung getaucht wird, verändert sich nicht. Eisenatome geben schnell Elektronen ab, daher nennt man sie Elektronendonatoren. Die Kupfersulfatlösung hat zu wenige Elektronen und nimmt sie leicht an, daher ist sie ein Elektronenakzeptor. Elektronendonatoren sind unedel, ...hier weiterlesen

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