Unterrichtsmaterial: Filme Physik

Film: Addition und Zerlegung von Kräften

Die Kraft ist eine vektorielle Größe, wenn sie eine Kraft mit einer Richtung ist. Kräfte haben je nach Angriffspunkt unterschiedliche Wirkungen. Wenn gleich mehrere Kräfte auf nur einen Angriffpunkt wirken, spielen die Richtungen eine Rolle: Wirken zwei Kräfte in dieselbe Richtung, addieren sie sich. Bei einer gegenläufigen Wirkung subtrahieren sie sich. Kräfte gleicher Größe heben sich auf. Es wird erklärt, wie mit dem Parallelogramm der Kräfte die Resultierende aus zwei Einzelkomponenten errechnet wird. Es wird eine Resultierende berechnet und eine eventuelle weitere Kraft hinzugefügt, wenn mehrere Kräfte zusammenkommen. So erhält man die Gesamtresultierende. Aus einer Resultierenden, e...hier weiterlesen

Produktion: 2013

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Film: Elektromagnete und ihre Anwendung

Eine Spule mit einem Kern, der aus ferromagnetischem Stahl besteht, ist ein Elektromagnet. Der Kern wird Eisenkern genannt, auch wenn er nicht aus Eisen ist. Wenn Strom an den Elektromagneten angelegt wird, erzeugt er ein Magnetfeld. Es gibt viele verschiedene Bereiche, in denen Elektromagneten eingesetzt werden, etwa die Magnetresonanztherapie, Teilchenbeschleuniger oder auch Schrottplätze. Man kann Starkstromkreise mit einem Relais steuern, wenn man einen Elektromagneten hat, dessen Stromzufuhr unterbrochen werden kann. Ein Anker aus Metall, der mit dem Starkstromkreis verbunden ist, wird direkt neben dem Elektromagneten angebracht. Fließt Strom, wird der Anker durch das entstehende Mag...hier weiterlesen

Produktion: 2013

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Film: Drehmoment und Hebel

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

Produktion: 2013

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Film: Elektromagnete

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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Film: Elektromagnetische Induktion

Mechanische Energie kann durch die elektromagnetische Induktion in elektrische Energie umgewandelt werden. Anhand des Beispiels einer im elektrischen Feld aufgehängten Leiterschleife demonstriert der Film diesen Vorgang. Das entstehende Elektronenungleichgewicht ruft eine elektrische Spannung hervor. Plus- und Minuspol wechseln, wie man an der Sinuskurve bei der Messung der Spannung erkennen kann. Ein Kommutator oder Polumwandler macht eine pulsierende Gleichspannung aus dieser Wechselspannung. Generatoren erzeugen Energie aus mechanischer Drehbewegung – so funktionieren Windräder. Ein Energiesatz lautet, dass Generatoren nur so viel elektrische Energie erzeugen können, wie sie mechanisch...hier weiterlesen

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Film: Gekrümmte Spiegel

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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Film: Hebel und Hebelgesetz

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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Film: Kraft - Was ist das?

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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Film: Lorentzkraft

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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Film: Optische Geräte: Brille, Lupe und Mikroskop

Mikroskope, Brillen und Lupen sind optische Geräte. Sie nehmen Einfluss auf den Verlauf von Lichtstrahlen, die durch Linsen fallen. Unsere Augen haben Sammellinsen, bei denen die Brennweite, die Gegenstandsweite und die Bildweite in direktem Zusammenhang stehen. Die Größe des Auges ändert sich nicht, die Entfernung zum Gegenstand aber schon. Daher muss auch die Brennweite der Linse verändert werden, was durch Muskeln getan wird. Ein Verlust der Sehschärfe kann durch weitere Linsen wie Brillen oder Lupen ausgeglichen werden. Die Lupe, die eine Konvexlinse aufweist, kann ein Bild bis zu 15 Mal vergrößern. Gibt es wie im Mikroskop zwei Sammellinsen, ...hier weiterlesen

Produktion: 2013

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Film: Optische Linsen

Linsen bestehen aus Glas oder aus Kunststoff. Sie sind transparent und brechen das Licht. Mindestens eine ihrer Oberflächen ist gewölbt. Ist eine Linse in der Mitte dicker als am Rand, ist sie konvex, eine sogenannte Sammellinse. Ist sie am Rand dicker als in der Mitte, ist sie konkav, eine Zerstreuungslinse. Der Film erklärt die Strahlentypen der verschiedenen Linsen. Die Sammellinse, die auch Brennglas genannt wird, sammelt Wärme und Licht. Mit einem Modell aus Prismen wird der Brennpunkt erklärt. Die Entfernung zwischen der Linsenachse und dem Brennpunkt ist die Brennweite. Je kürzer sie ist, desto stärker ist die Brechkraft. Der Film erläutert, was achsenparallele Lichtstrahlen, Mitte...hier weiterlesen

Produktion: 2013

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Film: Reflexion am Spiegel

Trifft ein Lichtstrahl auf eine spiegelnde Oberfläche, wird er im selben Winkel davon reflektiert, zumindest, wenn die Oberfläche ganz glatt ist. Bei Glas und vielen Metallen ist eine regelmäßige Reflexion möglich. Auch glatte Kunststoffe werden neben diesen Materialien zur Spiegelproduktion verwendet. Die Begriffe Einfallslot, Einfallswinkel, Ausfallswinkel und Reflexionsebene werden erklärt. Der Film nennt das Reflexionsgesetz, nach dem der Einfallswinkel gleich dem Ausfallswinkel ist. Einfallslot, Einfallswinkel und reflektierender Strahl liegen bei der Reflexion am ebenen Spiegel in der Reflexionsebene. Unsere Wahrnehmung erzeugt das Spiegelbild, indem sie die Strahlen bis zu ihrem th...hier weiterlesen

Produktion: 2013

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Film: Rollen und Flaschenzüge

Schwere Lasten können mithilfe von Rollen und Flaschenzügen viel einfacher gehoben werden. Der Film zeigt einen Brunnen: Wer hier einen Eimer heraufzieht, muss viel Kraft aufwenden. Befestigt man das Seil an einem drehbaren oder festen Stock, stört die Reibungsenergie. Diese fällt weg, wenn das Seil über eine Rolle geführt wird. Bei einer hängenden Einzelrolle wird die Kraft eines an einem Ende befestigten Gegenstands auf zwei Seile verteilt: Am anderen Ende muss man nur noch die halbe Kraft aufwenden, um einen Gegenstand zu heben, auch wenn das Ziehen länger dauert. Um mehr Kraft zu sparen, können weitere Rollen hinzugefügt werden, was aber auch umständlich sein kann. Der Flaschenzug hat...hier weiterlesen

Produktion: 2013

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Film: Dichte - was ist das?

Ein Gegenstand mit einer hohen Dichte wird bei verhältnismäßig kleiner Masse als schwer empfunden. Hat man drei Würfel, die aus unterschiedlichen Materialien bestehen und dasselbe Gewicht haben, so sind sie von unterschiedlicher Größe. Das Verhältnis von Masse zu Volumen eines Gegenstands dient als Ableitung für die Definition der Dichte. Es wird gezeigt, wie sich die Dichte von Körpern auswirkt, wenn man sie verschiedenen Elementen aussetzt. Hat ein Körper etwa eine geringere Dichte als ein vergleichbares Volumen an Wasser, so schwimmt er an der Oberfläche. Bläst man einen Luftballon auf, fällt er zu Boden. Seine Dichte ist die Dichte der Luft zuzüglich der des Ballons, daher ist er insg...hier weiterlesen

Produktion: 2014

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Film: Energie - was ist das?

Man unterscheidet die Energie in drei Arten, und zwar die elektrische, die mechanische und die thermische. Die Bezeichnung 'Enregieverbrauch' ist irreführend, denn tatsächlich wird Energie nicht verbraucht, und erzeugt wird sie auch nicht. Mit dem Energieerhaltungssatz wird erklärt, dass man sie nur umwandeln kann und dass sie innerhalb eines geschlossenen Systems konstant bleibt. Sie ist also eine Erhaltungsgröße. Um eine Energie in eine andere umwandeln zu können, benötigt man Hilfsmittel. Um mechanische Energie in elektrische zu verwandeln, braucht man einen Generator. Für die Umwandlung von elektrischer in mechanische Energie ist ein Elektromotor nötig und für die Umwandlung von elekt...hier weiterlesen

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Film: Higgs-Teilchen

Das Standardmodell der Elementarteilchenphysik ist ein nützliches Hilfsmittel, allerdings fehlt hier den Teilchen die Masse. Der Film erklärt, dass masselose Teilchen sich mit Lichtgeschwindigkeit durch den Raum bewegen würden. Sie wären zu schnell, um sich zu verbinden und Atomkerne zu bilden. Stimmte das Modell also, gäbe es keine Körper, weder lebendig noch unbelebt. Um dieses Problem zu lösen, stellte der Physiker Higgs die These auf, dass der Raum nicht leer sei: Ihn fülle eine Art zähes Feld aus, das auf die umherfliegenden Teilchen eine verschieden stark bremsende Wirkung ausübt. Die entstehende Trägheit entspricht der Masse der Teilchen. Durch diese Verlangsamung haben die Kräfte ...hier weiterlesen

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Film: Lichtbrechung und Totalreflexion

Licht durchquert Stoffe unterschiedlicher Dichte in verschiedenen Geschwindigkeiten. Wie es reflektiert oder gebrochen wird, hängt also davon ab. Im Vakuum des Alls und in der Luft der Erdatmosphäre ist das Licht sehr schnell. Trifft es auf Wasser, wird es deutlich verlangsamt. Der Film verdeutlicht die Auswirkungen dieses plötzlichen Abbremsens auf die Lichtreflexion im Wasser: Beim Übergang von der Luft ins Wasser liegt der Brechungsindex des Lichts bei 4:3. Die Stärke der Brechung hängt vom Winkel ab, in dem der Lichtstrahl auf das Wasser trifft. Es gibt mehrere optisch besonders dichte Medien. Wenn der Lichtstrahl hier in einem ganz bestimmten Winkel auftrifft, kann er das Medium nich...hier weiterlesen

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Film: Elektrischer Stromkreis

Dass wir fließenden Strom zur Verfügung haben, ist für uns eine Selbstverständlichkeit. Dabei müssen bestimmten Voraussetzungen gegeben sein, damit Strom fließt. Man braucht einen Leiter, etwa Kohle oder Metall, und nicht leitende Stoffe als Isolationsmaterialien. Damit der Stromfluss unterbrochen werden kann, muss man in elektrische Leitungen Schalter einbauen, die dies ermöglichen. Positive und negative Ladungen ziehen sich gegenseitig an, während gleichpolige Ladungen einander abstoßen. Der Film demonstriert diese Eigenschaften durch Versuche mit einem Elektroskop und mit Konduktorkugeln. Sind negative und positive Ladungen gleich gro&szl...hier weiterlesen

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Film: Kondensator

Der Kondensator ist ein passives Bauelement, das Spannungen speichern kann. Man setzt ihn in vielen elektronischen Schaltungen ein. Der Aufbau eines Kondensators wird erklärt: Zwei Elektroden werden nahe nebeneinander angebracht und getrennt durch ein sogenanntes Dielektrikum. Angeschlossen an eine Gleichstromquelle lädt sich eine der Elektroden positiv und die andere negativ auf. Nach der Entfernung der Spannungsquelle bleiben die Ladungen erhalten. Je höher beim Aufladen die Ladung im Kondensator ist, desto schwächer fließt der Strom, weil der Widerstand wächst. Schließt man Wechselstrom an, entlädt sich der Kondensator und lädt sich neu mi...hier weiterlesen

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Film: Schaltungen und Schalter

Strom fließt in einem geschlossenen Schaltkreis. Man kann diesen Fluss mittels eines Schalters im Stromkreis unterbrechen. Die zahlreichen Formen dieser Schalter werden für verschiedene Aufgaben genutzt. Die wichtigsten Formen werden im Film vorgestellt. Anhand von Beispielen wird erklärt, wo sie überall im Alltagsleben angewendet werden. Bei einer Klingel etwa muss der Stromkreis nur kurz geschlossen werden, damit sie schellt. Lichtschalter hingegen haben mit 'ein' und 'aus' zwei stabile Zustände. Häufig handelt es sich um Kippschalter. Der Film erklärt Taster, Zeit- und Sensorschalter und gibt Beispiele dafür, wo man sie einsetzt. Die Und- und die Oder-Schaltung werden mit ihren Untersc...hier weiterlesen

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Film: Schaltungen mit Widerstand, Kondensator und Spule

Schaltet man einen Kondensator zwischen ein Radio und einen externen Lautsprecher, nimmt er Einfluss auf die Frequenz der Musik. Wie dieser Einfluss aussieht, hängt von der Kapazität des Kondensators ab. Die Frequenz des Wechselstroms beeinflusst das Widerstandsverhalten des Kondensators. Es wird erläutert, wie es sich auf die Musik auswirkt, wenn der Kondensator in der Parallel- und der Reihenschaltung eingesetzt wird. Auch der Widerstand der Spule hängt von der Frequenz des Wechselstroms ab. Wegen dieser Eigenschaft können sowohl Kondensator als auch Spule in Lautsprecherboxen als Tiefpass- und Hochpassfilter verwendet werden. Der Film erklärt, wie die Bezeichnung der entsprechenden Sch...hier weiterlesen

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Film: Spule und Induktivität

Um einen Leiter herum, durch den Strom fließt, entsteht ein Magnetfeld. Eine Spule ist ein parallel gewickelter Leiter. Führt man Gleichstrom durch eine Spule, entsteht ein starkes Magnetfeld. Im Film wird gezeigt, wie die Spannungsquelle entfernt und ein Magnet an der Spule entlang geführt wird. In der Leitung ist nun eine Spannung messbar. Hier spricht man von der elektromagnetischen Induktion: Die Lenzsche Regel besagt, dass der Induktionsstrom die Ursache seiner Entstehung zu hemmen versucht. Um dies praktisch zu erläutern, erklärt der Film zunächst den Begriff der Impedanz. Er zeigt außerdem, dass Spulen in vielen Bereichen Einsatz finden, etwa in...hier weiterlesen

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Film: Transformator

Ein Trafo, also ein Transformator, ist ein Umspanner. Er wird in der Elektrotechnik eingesetzt, wenn eine Spannung in eine andere umgewandelt werden muss. Um die Wirkungsweise eines Transformators zu erklären, muss zunächst der Begriff der elektromagnetischen Induktion erläutert werden. Sie ist das elektrische Feld, das entsteht, wenn man die magnetische Flussdichte ändert. Wie dies vonstattengeht, wird anhand mehrerer Aufnahmen verdeutlicht, die die elektrische Wirkung von Magnetfeldern und die Wirkung des elektrischen Stroms veranschaulichen. Im Film wird ein Versuch mit Wechselstrom und mit Gleichstrom gemacht und demonstriert, wie man eine schwache Primärspannung in eine starke Sekund...hier weiterlesen

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Film: Widerstand

Ein idealer Leiter würde in einer elektrischen Leitung ohne Verluste den Strom leiten. Allerdings gibt es immer Verluste. Der Film zeigt, dass man sie berechnen kann, wenn man die Stärke des fließenden Stroms und die Spannung misst. Der Widerstand in der Schaltung ist der Quotient. Gleichzeitig bezeichnet der Begriff auch ein Bauteil, das einen Widerstand in elektrischen Schaltungen hervorrufen kann. Sind mehrere Widerstände vorhanden, addieren sie sich. Man kann die Spannung aufteilen, wenn man mehrere Widerstände in Serie schaltet. Schaltet man sie parallel, kann man damit die Stromstärke in bestimmten Bereichen der Schaltung begrenzen. Es ist auch möglich, beide Schaltungen zu kombinie...hier weiterlesen

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Film: Umfrage / Meinungsbild: Energiewende

Zu den großen Langzeitprojekten Deutschlands zählt die Energiewende. Es werden Menschen beiderlei Geschlechts und unterschiedlichen Alters nach ihrer Meinung dazu gefragt. Glauben sie, dass man Atomkraftwerke weiterhin aufrechterhalten muss? Wer sollte die Kosten für die Energiewende tragen? Wie sind die Risiken bei der Entsorgung von Atommüll einzuschätzen? Fast alle Befragten sind sich einige, dass die Energiewende der richtige Weg sei. Manche glauben, dass man die Atomkraftwerke aufrechterhalten sollte, andere nicht. Es würde als fair empfunden, wenn die Industrie den Großteil der Kosten für die Energiewende tragen müsste. Es sei auß...hier weiterlesen

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Film: Dampfmaschine

Die Dampfmaschine revolutionierte die Industrie. Sie hat eine lange Entwicklung durchlaufen, die der Film nachzeichnet. Er beginnt bei der Erfindung der Maschine zu Anfang des 18. Jahrhunderts und endet bei den verschiedenen Varianten und den Dampfkraftwerken von heute. Die stetige Verbesserung der Maschine steht im Mittelpunkt des Films. James Watt stattete die atmosphärische Dampfmaschine mit einem Kondensator aus, da sie relativ schwach war. Die so entstehende Niederdruckdampfmaschine war bei der halben Brennkraft viermal so stark wie das Vorgängermodell. Für Fahrzeuge mit großen Lasten wurde die Hochdruckdampfmaschine entworfen. Für Industrie, Eisenbahnen und...hier weiterlesen

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Film: Eisenmetalle - Materialeigenschaften

Eisen mit seiner hohen Dichte zählt zu den Schwermetallen. Durch Verhüttung beziehungsweise Metallurgie wird es aus Eisenerz gewonnen. Das taube Gestein muss durch Aufbereitung entfernt werden. Die zerkleinerten und sortierten Erzbrocken werden in den Hochofen gegeben, wo das Eisenoxid durch den Entzug des Sauerstoffes reduziert wird. Der Kohlenstoff wird durch Raffination entfernt. Durch Mischung mit einem anderen Metall entsteht eine Legierung – Stähle und Gusswerkstoffe werden so hergestellt. Gusswerkstoffe haben einen niedrigen Schmelzpunkt, sind gute Wärmeleiter und korrosionsbeständig, während Baustahl anfällig für Korrosion ist. Edelsta...hier weiterlesen

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Film: Metalle - Materialeigenschaften

Man unterscheidet Eisen- und Nichteisenmetalle. Gusswerkstoffe und Stähle sind Eisenmetalle, während Schwermetalle und Leichtmetalle zu den Nichteisenmetallen gehören. Alle Metallsorten aber teilen einige Eigenschaften: Man kann sie verformen, und ab einer bestimmten Temperatur werden sie flüssig. Man gewinnt Metall aus Erzen. Der Film führt durch die dafür nötigen verschiedenen Schritte. Es werden Bilder von der Aufbereitung, der Reduktion, der Raffination und von der Legierung gezeigt. Der Film stellt verschiedene Sorten von Metall vor und erklärt ihre jeweiligen Materialeigenschaften. Besondere Aufmerksamkeit wird dem Kupfer, dem Messing, dem Ble...hier weiterlesen

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Film: Nichteisenmetalle - Materialeigenschaften

Sowohl Leichtmetalle wie auch Schwermetalle zählen zu den Nichteisenmetallen. Die Materialeigenschaften der Metalle können sich sehr stark voneinander unterscheiden. Gerade deshalb sind Metalle in der Industrie unersetzlich. Blei, Wolfram und Edelmetalle sind Schwermetalle. Der Film erklärt, wofür diese Metalle verwendet werden und wie man ihre Materialeigenschaften gezielt verändern kann, wenn man daraus eine Legierung herstellt. Er nennt Beispiele für häufig verwendete Legierungen. Die vielfältigen Verwendungsmöglichkeiten von Kupfer und Messing werden thematisiert, und der Film stellt mit Aluminium das wohl am vielfältigsten verwendbare...hier weiterlesen

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Film: Verbrennungsmotor

Im Jahr 1937 stellte Nicolaus Otto den ersten Gasmotor vor. Seitdem wird dieser Antrieb genutzt. Es werden Zweitakt-, Viertakt- und Dieselmotoren vorgestellt und ihre Unterschiede betrachtet. Der Film beschreibt mit dem Ansaug-Takt, dem Verdichtungstakt, dem Verbrennungstakt und dem Auslasstakt die Funktionsweise des Viertakt-Motors. Der Aufbau eines Gasmotors wird betrachtet: Der Kolben im Zylinder befindet sich während des Verbrennungsvorgangs zunächst am oberen Totpunkt. Er sorgt dafür, dass die Kurbelwelle rotiert, wenn er zum unteren Totpunkt gezogen wird. Dies dreht den Nocken und öffnet das Ventil des Einlasskanals, wodurch ein Gemisch aus Benzin und Luft in den...hier weiterlesen

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Film: Leitfähigkeit - thermisch und elektrisch

Die thermische und die elektrische Leitfähigkeit sind Stoffeigenschaften. Der Film demonstriert die thermische Leitfähigkeit anhand eines Beispiels und eines Versuchs. Es wird erklärt, dass die Wärme durch die Bewegungen der Teilchen im Stoff weitergegeben wird und dass das bei einigen Stoffen sehr schnell und bei anderen kaum funktioniert. Die Geschwindigkeit definiert die Güte des thermischen Leiters. Die elektrische Leitfähigkeit verschiedener Stoffe kommt unterschiedlich zustande. Liegen in Feststoffen frei bewegliche Elektronen vor, wandern sie bei angelegter Spannung in Richtung des Pluspols. In Lösungen dagegen sind es die Ionen, die zu jeweiligen...hier weiterlesen

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Film: Aggregatzustand von Stoffen

Stoffe können verschiedene Aggregatzustände annehmen, die der Film am Beispiel der Zustände des Wassers erklärt. In gefrorenem Zustand ist es fest: Die Teilchen darin bewegen sich kaum, da sie von starken gegenseitigen Anziehungskräften an ihrem Platz gehalten werden. Erwärmt man den Stoff, werden die Teilchen beweglicher, bis das Eis bei 0 °C schmilzt: Es hat die spezifische Schmelztemperatur von Wasser erreicht. Bei weiterer Erhitzung bewegen sich die Teilchen im Wasser immer schneller, bis bei 100 °C der Siedepunkt erreicht ist.Hier verlieren die Atome ihre Bindung untereinander und gehen in die Dampfphase über. Sinkt die Temperatur unter 100 ...hier weiterlesen

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Film: Elektrische Ladung und Stromstärke messen

Die im Alltag häufig gestellte Frage nach dem Stromverbrauch eines Geräts ist faktisch nicht richtig: Strom wird nicht verbraucht. Das wird im Film durch die Animation eines Stromkreises deutlich gemacht. Die Stärke des Stroms ergibt sich aus der Menge der elektrischen Ladung, die in einer Sekunde durch den Leiterquerschnitt fließt. Es wird gezeigt, welche Methoden es gibt, um diese Ladung zu messen. In einem Stromkreises ist die Ladung an jedem Ort identisch. Bei einem verzweigten Stromkreis teilt sich die Ladung auf. Die Ladungen nehmen grundsätzlich den Weg des geringsten Widerstandes. Der Film erläutert, wie ein Kurzschluss zustande kommt, wie gef&a...hier weiterlesen

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Film: Energietransport - Wärme

Je nach ihrer Art kann Wärme auf unterschiedliche Weise übertragen werden. Im Film wird das Beispiel einer Warmwasserheizung gewählt, die mittels Konvektion die Luft im Raum aufwärmt: Die schnell schwingenden Teilchen des heißen Wassers erwärmen die Teilchen des Heizungsmetalls, und diese wiederum geben die Energie an die trägen Teilchen der kalten Luft ab, beschleunigen und erwärmen sie. Der Film erklärt weiterhin die Konduktion, bei der Wärme durch einen Stoff geleitet wird, ohne die Materie zu bewegen. Die Wärmeleitzahl Lambda (Λ) wird vorgestellt und gute Leiter beziehungsweise gute Dämmstoffe mit ihren Einsatzmö...hier weiterlesen

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Film: Spannung und Stromstärke

In diesem Film wird gezeigt, wie Spannung und Stromstärke zusammenhängen. Anhand verschiedener Versuchsaufbauten wird demonstriert, wie die einzelnen Größen miteinander in Beziehung stehen. Die Einheit Volt wird erklärt. Es wird verdeutlicht, dass man Strom nicht verbraucht, sondern dass lediglich mechanische in elektrische Energie umgewandelt wird und umgekehrt. Elektrische Energie ist an der Steckdose zu haben. In Geräten wird sie wieder in mechanische Energie umgewandelt. Die Arbeit, die damit über einen bestimmten Zeitraum verrichtet wird, heißt Leistung, die dazugehörige Einheit Watt. Energie dagegen wird in Joule gemessen, die Stromst&a...hier weiterlesen

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Film: Thermische Ausdehnung

Am Thermometer ist zu erkennen, dass die darin enthaltene Flüssigkeit sich ausdehnt, wenn die Temperatur ansteigt. Dies ist darauf zurückzuführen, dass sich bei höheren Temperaturen die Teilchen in der Flüssigkeit schneller bewegen und mehr Raum beanspruchen: Das Volumen des Stoffes steigt an. Der Film stellt den Raumausdehnungskoeffizienten Gamma (γ) für Flüssigkeiten vor. Bei Feststoffen ist die thermische Ausdehnung nicht so stark. Sie wird mit dem Längenausdehnungskoeffizienten Alpha (α) bezeichnet. Der Film warnt davor, dass die unterschiedlich starke Ausdehnung verschiedener Baustoffe beachtet werden muss und zeigt die Verwendungsm...hier weiterlesen

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Film: Thermisches Verhalten von Gasen

Im Gegensatz zu Flüssigkeiten oder Feststoffen kommt es für die Ausdehnung von Gasen nicht auf den Stoff an, aus dem sie bestehen: Sie verhalten sich alle gleich. Der Film stellt das Gesetz von Gay-Lussac vor und erklärt, was es mit einem sogenannten idealen Gas auf sich hat, für das dieser das Gesetz formuliert hatte: Seine Teilchen haben kein Eigenvolumen, und es wechselt nicht in andere Aggregatzustände über. Es wird erklärt, was man unter dem absoluten Nullpunkt versteht, und es wird gezeigt, wie sich die Temperaturen der Kelvinskala in die der Celsiusskala umrechnen lassen. Die spektakulärste Einsatzmethode der Ausdehnung von Gas wird betrachte...hier weiterlesen

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Film: Elektromotor

Schon viele große Fortbewegungsmittel wie Loks, Kräne und Straßenbahnen, aber auch kleine Geräte wie DVD-Player oder Spielzeug werden mit Elektromotoren angetrieben. Sie gelten auch als Zukunft im Individualverkehr, also bei Autos und Rädern. Ein Elektromotor wandelt elektrische Energie in mechanische Energie um. Der Film erklärt die Funktionsweise und gibt zu bedenken, dass die mobile Stromversorgung noch ein Problem ist. Im Elektromotor muss dafür gesorgt werden, dass der sogenannte Anker, eine Spule, durch die Gleichstrom fließt, in einem Magnetfeld rotiert. Wie dies mittels eines Kommutators möglich ist, wird Schritt für Schritt gez...hier weiterlesen

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Film: Temperaturmesser

Da wir selbst je nach Situation Temperaturen unterschiedlich empfinden, brauchen wir für exakte Messungen eindeutige und wiederholbare Verfahren. Dafür kann man es sich zunutze machen, dass Stoffeigenschaften von der Temperatur abhängen. Der Film führt als Beispiel das Wasser an, zeigt aber zugleich auf, dass es dank seines Gefrierpunkts bei 0 °C und seines Siedepunkts bei 100 °C nicht gut als Temperaturmesser geeignet ist.Eine geeignete Flüssigkeit für ein Thermometer hingegen ist gefärbter Alkohol: Er dehnt sich bei Hitze aus und zieht sich bei Kälte zusammen, gefriert und siedet aber nicht so schnell. Der Film stellt außerdem das Bi...hier weiterlesen

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Film: Halbleiter - Physikalische Grundlagen

Bei der elektronischen Leitfähigkeit wird wie bei der Wärmeleitfähigkeit zwischen Leitern und Nichtleitern unterschieden. Der Film erklärt, wie elektrische Spannung in einem Stoff weitergegeben wird: Stoffe, deren Atome elektrisch geladene und relativ frei bewegliche Valenzelektronen aufweisen, sind gute Leiter. Stoffe, bei denen die Elektronen fest an die Atomkerne gebunden sind, leiten keine elektrische Energie. Sie sind Isolatoren.Es gibt aber auch sogenannte Halbleiter, die in verschiedenen Zuständen die Eigenschaften von Leitern und Nichtleitern aufweisen können. Der Film führt Silicium als Beispiel an, dessen Elektronen ab einer Temperatur von etwa...hier weiterlesen

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Film: Wirkungsgrad bei der Energieumwandlung

Es gibt mit der mechanischen, der thermischen, der chemischen und der elektrischen Energie verschiedene Energieformen. Der Mensch nutzt sie alle, doch die Schwierigkeit ist, dass die Energie oft nicht in der Form vorliegt, in der sie aktuell benötigt wird. Allerdings können die Energieformen ineinander umgewandelt werden. Nur bei der thermischen Energie ist das nicht zur Gänze möglich. Nur in einem geschlossenen und perfekt isolierten System bleibt die Gesamtenergie erhalten. Der Film erklärt den Begriff des Energieverlustes: Das Verhältnis von Nutzenergie und zugeführter Energie definiert den Wirkungsgrad eines Energiewandlers. Die nicht nutzbare E...hier weiterlesen

Produktion: 2014

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Film: Große Hoffnung, leere Batterien

Wo bleibt der Sound, wo das Abenteuer? Und dann die Batterie, immer die Batterie: zu schwer das Ding, zu teuer, zu schwach und zu kurzlebig. Es hatte alles so gut begonnen, und selbst Edison gab dem Elektroantrieb die bessere Chance als dem Verbrennungsmotor. Über 100 Jahre später stürzt sich die ganze Autoindustrie mit Inbrunst auf das Elektromobil. Warum erst jetzt? Oder geht es weiter, das grosse Warten auf die Wunderbatterie? NZZ Format auf den Spuren der elektrobetriebenen und leisen Strassenkutschen und Ärztewagen, der ersten Porsche-Konstruktionen, des Oma Duck Mobils, der wuchtigen und wendigen Nutzfahrzeuge und der englischen Milk Floats für die tägl...hier weiterlesen

Produktion: 2010

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Film: Dampfmaschinen

Mitte des 18. Jahrhunderts wurden in England Dampfmaschinen erfunden. In nur 150 Jahren veränderten sie unsere Welt fundamental. Mit ihnen kamen Licht und Lärm in das Leben der Menschen. Sie stellten uns grosse Energiemengen zur Verfügung und waren damit Voraussetzung für die Industrialisierung. Sie erlaubten den Bau zentralisierter Fabriken und mechanisierten die Landwirtschaft. Dampfmaschinen waren die Geburtshelfer des modernen Kapitalismus und der Globalisierung. Sie halfen die Weiten Nordamerikas zu erobern und ermöglichten erstmal den intensiven Güter- und Personenverkehr auf dem Land und zu Wasser.In 'NZZ Swiss made': Die Schiller, das eleganteste Damp...hier weiterlesen

Produktion: 2006

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Film: Optik - Die Filme - NZZ Format

'Scharf und hautnah - Die Brille'Vom Lesestein zum Hightechobjekt: eine Reise durch die Geschichte des scharfen Sehens. Das Horn des Wasserbüffels: neue Wege bei der Verarbeitung von Brillenfassungen. Das Geschäft mit der Brille: Besuch beim deutschen Marktführer Rodenstock. Keine Brille: Wer eignet sich für eine Laserbehandlung, welches ist die modernste und schonendste Operationsmethode?In 'NZZ Swiss made': die Sammlung Ramstein.'Fernsicht - Die Weite im Fokus'Die Sterne im Brennpunkt: von Refraktoren und Teleskopen. Meisterwerk Linse: vom Rohling bis zur Montage. Das Fotoobjektiv: alles für das detailgetreue Abbild. Die Restaurierung: der Refraktor der Urania-S...hier weiterlesen

Produktion: 2007

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Film: Licht - Die Filme

Was ist Licht? Auf den Spuren eines Phänomens. Die Glühbirne und ihre Nachfolger - warum es so schwer ist, das richtige Licht zu finden. Überraschende Ergebnisse mit LED-Lichtkonzepten im Münchner Lenbachhaus und in der Regensburger Altstadt. Leuchtende Flächen und Fenster - organische Leuchtdioden machen es möglich. Licht für das Leben: Krebstumore können mit molekularer Bildgebung und Phasenkontrastverfahren früher erkannt werden. Revolution der Produktionsprozesse: 3D Druck mit Licht. Die künstlerische Seite des Lichts: Medienkünstler Mischa Kuball, das Internationale Lichtkunstzentrum in Unna und Lightpaintings von Lichtfaktor aus...hier weiterlesen

Produktion: 2013

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Film: G8 - Bibliothek der Sachgeschichten: Globus 1, Globus 2, Mondglobus, Sonnenfinsternis 1, Sonnenfinsternis 2

Bibliothek der Sachgeschichten - Wie macht man eigentlich Cornflakes? Wie kommt die ganze Birne in Vaters Schnapsflasche? Wie funktioniert eine Feuerwehrwehrleiter? Und wie entsteht ein Korken für eine Flasche? Diese Fragen und viele, viele mehr, ist Armin Maiwald seit Beginn der 'Sendung mit der Maus' nachgegangen. In Kurzen, klar verständlichen Filmen ist er dabei so manchem interessanten Geheimnis des Alltags auf die Spur gekommen. Die 'Bibliothek der Sachgeschichten' versammelt noch einmal die besten dieser Geschichten alphabetisch sortiert. Globus 1: Es gibt Karten und es gibt Globen, beide mit dem Bild der Erde. Aber aus einem Globus kann man keine Karte machen und eine Ka...hier weiterlesen

Produktion: 2010

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Film: Atmosphärische Zirkulation

Einblicke in das Weltwetter NASA-Satellitenaufnahmen, Grafiken, lokales, globales und historisches Filmmaterial sowie Computersimulationen wurden eingesetzt, um das komplexe, hochanspruchsvolle Thema Weltwetter anschaulich darzustellen. Inhaltsschwerpunkte:Geografie:- Wetter- und Klimakunde- Energiehaushalt und Strahlungsbilanz der Erde- Coriolis-Effekt- Luftbewegung- ITC- Windgürtel (Passate, Monsune, Westwinde)- Jahreszeiten- Treibhauseffekt- Polarfront- Hoch- und Tiefdruckgebiete- WetterkartenPhysik:- Wärmeausbreitung- Strahlung- Druckausgleich- Wind- Corioliskraft Im Kaufpreis dieses Films ist pädagogisches Begleitmaterial enthalten. Nach dem Kauf erhalten Sie eine E...hier weiterlesen

Produktion: 2006

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49,00 € (inkl. MwSt.)

Film: Atome und ihre Elektronen

Elektronen, Neutrone und Protonen Diese DVD beinhaltet die menügesteuerten, sequenzierten Filme in deutscher und englischer Version sowie die PC-abrufbaren Textmaterialien (deutsche und englische Texte sowie Lehrerhilfen mit Vorschlägen für Schüleraktivitäten u.a.). Dieser hochinteressant gestaltete und sehr gefragte Animationsfilm beleuchtet die Anordnung der ersten 18 Atome, ihre Elektronen, Neutronen und Protonen sowie ihre Eigenschaften und Beziehungen zueinander. Als Animationen verleihen einzelne Segmente den verschiedenen chemischen Elementen den ihnen zustehenden Charakter. Wir folgen dem unter einem 'Elektronenmangel' leidenden Chlor in die 'Atom-Disko',...hier weiterlesen

Produktion: 2006

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Film: Das Licht der Sterne

Tiefe Einblicke in das Universum Das Licht der Sterne lässt mehr erkennen als wir uns vorstellen. Wird es genau untersucht und mit dem Wissen über die bekannte Materie verbunden, gewährt es uns tiefe Einblicke in die Natur der Sterne und des Universums. Im Kaufpreis dieses Films ist pädagogisches Begleitmaterial enthalten. Nach dem Kauf erhalten Sie eine E-Mail mit einem Link, über den Sie das Material herunterladen können. Im Kaufpreis dieses Films ist pädagogisches Begleitmaterial enthalten. Nach dem Kauf erhalten Sie eine E-Mail mit einem Link, über den Sie das Material herunterladen können.hier weiterlesen

Produktion: 2006

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49,00 € (inkl. MwSt.)

Film: Farben verstehen

Teil1: Grundlagen und Anwendung der Farbenlehre Der weitaus größte Teil der von uns aufgenommenen Informationen ist visueller Natur.Diese sichtbare Welt ist ein Universum voller Farben. Allein daraus ergibt sich die Bedeutung der Farbenlehre, die mit den enormen Möglichkeiten des Informationszeitalters ständig zunimmt. Diese didaktische DVD ermöglicht eine Einführung und das tiefere Verständnis der Farbenlehre in historischer, naturwissenschaftlicher, ästhetischer und vor allem praktisch-bildnerischer Dimension. Aktuelles Filmmaterial, optische Experimente, Demonstrationen und dreidimensionale Computeranimationen zeigen leicht verständlich un...hier weiterlesen

Produktion: 2009

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49,00 € (inkl. MwSt.)


Lehrfilme für den Heimunterricht:

In unserem Webshop können Sie Lehrfilme und Dokumentationen für den Einsatz im Unterricht herunterladen und streamen. Sie können zwischen der Einzellizenz oder der Klassenlizenz wählen. Die Einzellizenz ermöglicht Lehrkräften die öffentliche Vorführung des Films in jedem schulischen Kontext. Die Klassenlizenz ermöglicht außerdem das Teilen des Films mit den Schülern im Distanzunterricht. Die Einzellizenz ist zeitlich nicht begrenzt. Die Nutzung der Klassenlizenz ist auf zwölf Monate limitiert.

Die Filme können pro Nutzer auf drei beliebigen Endgeräten wiedergegeben werden (z.B. 1 x PC, 1 x Tablet, 1 x Smartphone). Das Abspielen ist nur mit dem Fluxplayer (App) möglich, der Ihnen im Bestellprozess kostenlos zur Verfügung gestellt wird. Ein Einbetten der Filme in Lernplattformen (z.B. Moodle) ist nicht möglich.

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