Unterrichtsmaterial: Filme Physik

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

Produktion: 2014

Download
für Heimunterricht: ab 19,00 € (inkl. MwSt.)

Trailer anschauen

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

Produktion: 2014

Download
für Heimunterricht: ab 19,00 € (inkl. MwSt.)

Trailer anschauen

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

Produktion: 2014

Download
für Heimunterricht: ab 19,00 € (inkl. MwSt.)

Trailer anschauen

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

Produktion: 2014

Download
für Heimunterricht: ab 19,00 € (inkl. MwSt.)

Trailer anschauen

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

Produktion: 2014

Download
für Heimunterricht: ab 19,00 € (inkl. MwSt.)

Trailer anschauen

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

Produktion: 2014

Download
für Heimunterricht: ab 19,00 € (inkl. MwSt.)

Trailer anschauen

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

Produktion: 2014

Download
für Heimunterricht: ab 19,00 € (inkl. MwSt.)

Trailer anschauen

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

Produktion: 2014

Download
für Heimunterricht: ab 19,00 € (inkl. MwSt.)

Trailer anschauen

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

Produktion: 2014

Download
für Heimunterricht: ab 19,00 € (inkl. MwSt.)

Trailer anschauen

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

Produktion: 2014

Download
für Heimunterricht: ab 19,00 € (inkl. MwSt.)

Trailer anschauen

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

Produktion: 2014

Download
für Heimunterricht: ab 19,00 € (inkl. MwSt.)

Trailer anschauen

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

Produktion: 2014

Download
für Heimunterricht: ab 19,00 € (inkl. MwSt.)

Trailer anschauen

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

Produktion: 2014

Download
für Heimunterricht: ab 19,00 € (inkl. MwSt.)

Trailer anschauen

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

Produktion: 2014

Download
für Heimunterricht: ab 19,00 € (inkl. MwSt.)

Trailer anschauen

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

Produktion: 2014

Download
für Heimunterricht: ab 19,00 € (inkl. MwSt.)

Trailer anschauen

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

Produktion: 2014

Download
für Heimunterricht: ab 19,00 € (inkl. MwSt.)

Trailer anschauen

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

Produktion: 2014

Download
für Heimunterricht: ab 19,00 € (inkl. MwSt.)

Trailer anschauen

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

Produktion: 2014

Download
für Heimunterricht: ab 19,00 € (inkl. MwSt.)

Trailer anschauen

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

Produktion: 2014

Download
für Heimunterricht: ab 19,00 € (inkl. MwSt.)

Trailer anschauen

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

Produktion: 2014

Download
für Heimunterricht: ab 19,00 € (inkl. MwSt.)

Trailer anschauen

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

Produktion: 2014

Download
für Heimunterricht: ab 19,00 € (inkl. MwSt.)

Trailer anschauen

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

Download
für Heimunterricht: ab 19,00 € (inkl. MwSt.)

Trailer anschauen

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

Download
für Heimunterricht: ab 19,00 € (inkl. MwSt.)

Trailer anschauen

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

Download
für Heimunterricht: ab 19,00 € (inkl. MwSt.)

Trailer anschauen

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

Download
für Heimunterricht: ab 19,00 € (inkl. MwSt.)

Trailer anschauen