Wir beginnen den Physikunterricht mit einer Einordnung des Faches in die Naturwissenschaften  und betrachten und beobachten Beispiele zu den Teilgebieten der Physik. Die Verantwortung des Wissenschaftlers für die Verwendung seiner Erkenntnisse und Erfindungen wird dabei besonders im Teilgebiet Kernphysik besprochen.  Da sich die Physik mit Erscheinungen befasst, die in der lebenden und nicht lebenden Natur gleichermaßen ablaufen, arbeiten wir vorrangig experimentell. Das können Lehrerdemonstrationen und Gedankenexperimente sein, überwiegend führen die Schüler mit ihrem Partner jedoch unter Anleitung eigenständig Schülerversuche durch.

Im Gebiet Denk- und Arbeitsweisen in der Physik üben wir das Beobachten mit allen fünf Sinnen, das Beschreiben von Vorgängen sowie das Vergleichen, Ordnen und das aus der Mathematik bereits teilweise beherrschte Messen verschiedener Größen als Voraussetzung für das Erklären physikalischer Abläufe.

Insbesondere befassen wir uns beim Experimentieren mit verschiedenen, zum Teil verblüffenden und spaßigen Versuchen mit Luft. Damit bereiten wir uns auf unseren Besuch des Vakuumlabors im DESY (Deutsches Elektronen- Synchrotron) in Zeuthen vor. Im ersten Schulhalbjahr führen die drei 6. Klassen dort mit anspruchsvollen Geräten und sehr gründlich vorbereiteten Protokollmaterialien unter der Anleitung von Physikstudenten acht spannende Experimente mit Luft und Vakuum durch. Diese Exkursion weckt bei den Schülern in jedem Jahr Begeisterung für physikalische Experimente und mir als der Physiklehrerin bereitet es sehr viel Freude, die Schüler auf diese ganz andere Weise beobachten zu dürfen.

Ein besonderer Schwerpunkt des Physikunterrichts ist der Bereich Optik – Die Lehre vom Licht. Es ist das Teilgebiet, das erst in der 10. Klasse fortgesetzt wird. Hier befassen wir uns mit Licht und verschiedenen Schattenarten. Wir erklären, wie es Tag und Nacht auf der Erde wird, wie es zu den Jahreszeiten kommt und lernen, wie die Mond- und Sonnenfinsternisse entstehen. Mit einer mehrwöchigen Beobachtung des Mondes in seinem Phasenwechsel bereiteten wir die wissenschaftliche Erklärung dafür vor, wie die Mondphasen entstehen und warum der Mond nicht nur nachts zu sehen ist. Es folgen Betrachtungen zur Reflexion und Brechung des Lichts bis hin zum Verlauf des Lichts in den verschiedenen Linsenarten. Ausgehend von den Fähigkeiten, Winkel zu messen und zu zeichnen, steigen wir bereits in die geometrische Optik ein. Weitere Themen bearbeiten die Schüler und stellen in Vorträgen u.a. optische Geräte vor, berichten über das Sehen und die mögliche Korrektur von Sehfehlern, über Tiere, die selbst Licht aussenden, über historische und neue Lichtquellen.

Das Gebiet Körper und Stoffe baut auf den Erfahrungen der Schüler aus ihrer Umwelt sowie aus dem Mathematik- und Sachunterricht auf und bereitet sie auf den Lehrstoff ab Klasse 7 vor. Die Aggregatzustände und ihre Übergänge werden, ausgehend vom bekannten Kreislauf des Wassers auf der Erde, im Experiment gezeigt und anhand des Teilchenmodells erklärt. Dabei wird eng an die Vorstellungswelt der Schüler angeknüpft. Hier werden bereits einige Kenntnisse aus den Teilgebieten Thermodynamik (Wärmelehre) und Kernphysik vermittelt. Experimentell werden neue Größen als Zusammenhänge zwischen den bekannten Größen für verschiedene Körper ermittelt, die Dichte aus Masse und Volumen, die Geschwindigkeit aus Weg und Zeit sowie der Druck aus Kraft und Fläche. Eine Exkursion in das Experimentiergebäude SPECTRUM des Deutschen Technikmuseums Berlin im zweiten Schulhalbjahr ermöglicht den Schülern die Gewinnung vielfältiger Erkenntnisse und experimenteller Erfahrungen in den Teilgebieten Optik, Elektrizitätslehre, Mechanik und Akustik. Davon ausgehend können im Unterricht weitere Informationen aus Schülerversuchen sowie im Unterrichtsgespräch erarbeitet werden.

K. Sydow, Physiklehrerin

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Physik begreifen – Physikexkursionen der 6. Klassen in das DESY Zeuthen

An drei Tagen im Januar 2010 war unsere Physiklehrerin Frau Sydow mit jeweils einer 6. Klasse im Schülerlabor des Deutschen Elektronen- Synchrotron (DESY) in Zeuthen.

Diese Forschungseinrichtung beteiligt sich seit 5 Jahrzehnten international an vielfältigen physikalischen Experimenten, um zu erkennen, was die Welt im Innersten zusammenhält. In unterirdischen Teilchenbeschleunigern von der Dimension größerer Städte werden die Wechselwirkungen von lichtschnellen Teilchen untersucht. Längst sind nicht mehr die Atome, Protonen und Elektronen die kleinsten Teilchen, wie wir es früher in der Schule gelernt haben. Die Entdeckungen noch kleinerer Teilchen, die mit Lichtgeschwindigkeit unterwegs sind, führten zur realen Möglichkeit, die aus Sciencefiction-Filmen bekannte Antimaterie zu erzeugen. Buch und Film „Illuminati“ von Dan Brown griffen diese Erkenntnis auf. Aber auch weit in die Geschichte der Erde und des Weltalls zurück schauen die Physiker. Die Erforschung des „Urknalls“ ist keine Utopie mehr, heute stellt man sich bereits die Frage: „Was war davor?“. Für die Suche nach den frühesten Bestandteilen unseres Planeten stellt die Zeuthener Forschungseinrichtung in großer Anzahl Geräte für die Eiskernbohrungen in der Antarktis her.

Für die Experimente in den Teilchenbeschleunigern ist die Herstellung eines möglichst perfekten Vakuums unbedingte Voraussetzung. Um bei den Schülern Neugier und Interesse für die faszinierende Welt der Physik zu entwickeln, lädt das DESY-Team um Frau Sommer Schulklassen in das Schülerlabor des DESY ein. Dort entwickeln die Kinder den Ehrgeiz, physikalischen Gesetzmäßigkeiten rund um Luftdruck und Vakuum auf den Grund zu gehen. Unsere „Forscher von morgen“ erfahren an einem Vormittag, wie spannend und interessant Physik sein kann. Mit den gut vorbereiteten Materialien und der Hilfe durch Physikstudenten werden Experimente selbstständig aufgebaut, durchgeführt und die gewonnenen Erkenntnisse in Versuchsprotokolle eingetragen.

Es ist beeindruckend und ergreifend, wie die Mädchen und Jungen strahlend vor Begeisterung, staunend vor Überraschung und stolz auf ihre eigenen Fähigkeiten konzentriert und fröhlich zugleich an den Experimenten arbeiten. Ich danke den Vätern von Janina Sacher (6a), Wendy Reimer (6b) und Annalena Walter (6c) für die umsichtige Begleitung der Klasse.

K. Sydow, im Januar 2010

Schülerstimmen über die Exkursion zum Schülerlabor des DESY Zeuthen

Am Donnerstag, dem 21. Januar 2010, besuchten Schüler aus der Klasse 6c das DESY in Zeuthen. Unsere Physiklehrerin Frau Sydow und ein Elternteil betreuten uns. Währenddessen konnten wir mit unserem Partner die interessanten Vakuumexperimente durchführen.

Dort sprengten wir Folien, kochten Wasser bei Zimmertemperatur, ließen einen Draht glühen und vieles mehr.

Eines der beliebtesten Experimente hieß Foliensprenger. Da braucht man ein großes offenes Glas (das hieß Rezipient), eine Baufolie, die man auf das offene Glas stülpte und einen Gummi zum Befestigen der Baufolie. An diesen Behälter war eine Pumpe angeschlossen. Ein Schüler drückte auf einen Knopf, damit die Pumpe anging und die Luft aus dem Behälter pumpte. Zwei Schüler hielten die Baufolie fest. Da kein Druck mehr im Behälter war, zersprang die Folie mit einem lauten Knall.

Viele fanden es auch erstaunlich, dass ein Glühdraht im Vakuum stärker glüht als in unserer Luft.

Wir experimentierten mit dem Vakuum, zum Beispiel bewiesen wir, dass man eine Klingel im Vakuum nicht hören kann, weil die Schallwellen von etwas geleitet werden müssen.

Wir ließen einen Luftballon im Vakuum platzen, indem wir die Luft aus dem Glasbehälter pumpten und dann warteten, dass der Luftballon größer wurde und platzte. Es gab einen großen Knall und dann mussten wir die Pumpe schnell ausmachen, damit keine Luftballonteilchen in die Pumpe kommen.

Aber am eindruckvollsten war der Schokokussversuch. Wir stellten einen Schokokuss in einen fast luftleeren Behälter aus Glas. Was dann passierte, war unglaublich. Da in dem Behälter nur Vakuum war, dehnte sich die Luft in dem Schokokuss aus. Jetzt war er mindestens so groß wie zwei Fäuste. Leider konnte man ihn so nicht essen. Als man die Luft wieder in die Glasglocke zurückließ, fiel er in sich zusammen und es war nur noch Brei. Schade!

Aber ein professioneller Unterricht mit Studenten war auch mal was anderes. Er war sehr wissenswert und lustig zugleich. (Tom) Die Wissenschaftler, die uns Tipps gaben und uns alles erklärten, waren sehr freundlich und hilfsbereit. Doch der Tag ging schnell zu Ende.

Es war schön, einmal außerhalb der Schule zu experimentieren. Deswegen war es für die meisten Schüler ein unvergessliches Erlebnis.