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Schwingungen und Wellen

Schwingungen und ihre Ausbreitung in Form von Wellen treten in Natur und Technik auf vielfältige Weise in Erscheinung und begegnen uns in vielen Bereichen des täglichen Lebens. Auf Grund dieses hohen Alltagsbezugs wurden sie zum Inhalt gewählt und Schülerinnen und Schülern die Möglichkeit gegeben, innerhalb eines Zeitraums von fünf Vormittagen Aspekte dieses Gebiets genauer kennen zu lernen und dadurch Interesse am Fach Physik zu gewinnen.

Das Projekt bietet den Schülerinnen und Schülern die Gelegenheit, sich anhand verschiedener Experimente klar zu machen, worum es sich bei Schwingungen und Wellen grundsätzlich handelt, welche ihre charakteristischen Merkmale sind und wo sie uns im Alltag begegnen.

Angefangen von Großmutters Pendeluhr bis hin zu den elektromagnetischen Wellen der Handys werden innerhalb der Projektwoche an 70 Experimenten aus der Vorlesungssammlung Experimentalphysik mechanische, elektromagnetische und akustische Schwingungen sicht- oder hörbar gemacht, einfache Wege zu ihrer Beschreibung erarbeitet und Begriffe diskutiert. An vielen Experimenten können sich die Schülerinnen und Schüler aktiv beteiligen, indem sie sie selbst durchführen oder auswerten. So erleben sie Physik und gewinnen Einblicke in das Experimentieren.

Zum Abschluss der Projektwoche sollen die Schülerinnen und Schüler gemeinsam ein Poster erstellen.


Typisches Programm:

  • Mechanische Schwingungen (Schwingungen im Alltag, Harmonische Schwingungen, Aufzeichnung von Schwingungen, Nichtharmonische Schwingungen, Dämpfung, Erzwungene Schwingungen, Resonanz
  • Elektromagnetische Schwingungen (Elektrischer Widerstand, Spule, Kondensator,  Gedämpfte und ungedämpfte elektromagnetische Schwingungen, Resonanz, Vergleich mit mechanischen Schwingungen)
  • Wellen (Längs- und Querwellen, Wellen im Alltag, Huygenssches Prinzip, Reflexion, Brechung, Beugung, Interferenz, Dopplereffekt, Machscher Kegel)
  • Elektromagnetische Wellen (Erzeugung elektromagnetischer Wellen, Elektromagnetische Wellen im Raum, Mikrowellen)
  • Stehende Wellen (Reflexion einer Welle, Entstehung und Beschreibung stehender Wellen)
  • Akustik (Wie Töne entstehen, Übertragung von Schall, Visuelle Darstellung von Schall, Schallgeschwindigkeit, Offene und gedackte Pfeifen, Musikinstrumente, Überlagerung von Schallwellen, Schwebung, Fourieranalyse)