Physik Sexl 6 RG, Schulbuch

ELEKTRISCHES FELD 1 Welche Ähnlichkeiten und welche Unterschiede bestehen zwischen Gravitationsfeldern und elektro- statischen Feldern? 2 Welche Maßnahmen zum Blitzschutz von Personen und Gebäuden werden empfohlen, wie wirken sie? Welche elektrostatisch bedingten Gefahren treten bei Maschi- nen und im technischen Alltag (z. B. beim Betanken von Flugzeugen) auf? 3 Wie funktionieren Elektrofilter zur Staubabscheidung bei Kohlekraftwerken? 4 Wie funktionieren Kopiergeräte und Laserdrucker, wie werden dabei die Gesetze der Elektrostatik genutzt? 5 Protonen und Elektronen haben exakt entgegengesetzt gleiche Ladungen. Was würde es für die Stabilität der Materie bedeuten, wenn die Ladungen nicht exakt gleich wären? 6 Wie nutzen manche Fische elektrische Felder zur Ortung von Beute, wie setzen Zitteraal und Zitterro- chen sie auch als Waffe ein? 7 Die Erregungsleitung im Nervensystem erfolgt durch Spannungsänderungen zwischen Innen- und Außen- raum der Axonen. Informiere dich über die physikali- schen Vorgänge. Was zeichnet die saltatorische Erregungsleitung aus? 8 Wie bestimmte A. M ILLIKAN die Größe der Elementar- ladung? In einem ähnlichen Experiment erhielt Felix Ehrenhaft in Wien Ergebnisse im Widerspruch zu Millikan, was eine heftige Kontroverse auslöste. Recherchiere dazu. 9 Recheriere über das Leben und die wissenschaftlichen und politischen Leistungen von Benjamin Franklin! Fasse deine Erkenntnisse in einem Referat zusammen. ELEKTRISCHER STROM UND MAGNETFELD 1 Neben GPS-Geräten ist der Magnetkompass weiterhin eine wichtige Navigationshilfe. Wie stellt sich die horizontal drehbare Magnetnadel ein? Informiere dich über den nördlichen Magnetpol der Erde. Ist in seiner Nähe eine Orientierung mittels Magnetkompass möglich? 2 Zur Diskussion über Elektrosmog: In den Kabeln einer Hochspannungsleitung fließen Ströme von 1000A. Ist in einem 50m entfernten Wohnhaus der empfohlene Grenzwert für das B -Feld von 0,2mT überschritten? Wie wirkt sich aus, dass die Leitung eine aus drei Kabeln bestehende Drehstromleitung ist? Grenzwerte werden von der International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection (ICNIRP) empfohlen. Welche Empfehlungen gibt diese Kommission? Wie vergleichen sich technische Felder mit der Stärke des Erdmagnet- felds (ca. 50µT in Mitteleuropa)? 3 Welche Aufgaben haben Massenspektrometer? Nach welchen Prinzipien sind sie aufgebaut? Beschleuniger- Massenspektrometer (z. B. Vienna Environmental Research Accelerator VERA) können kleinste Mengen seltener Isotope nachweisen. Recherchiere dazu eine Fallstudie. 4 Im Van Allen-Gürtel pendeln Protonen und Elektronen auf Schraubenbahnen zwischen den Polregionen. Das Erdmagnetfeld wirkt als „magnetische Flasche“. Wie kommt es zu dieser Pendelbewegung? 5 Das Prinzip, Teilchen magnetisch einzusperren, wird auch in Kernfusionsanlagen (z. B. ITER) zur Speicherung eines 100 Mio. Grad heißen Plasmas aus Deuterium und Tritium angewandt. Warum? 6 Bei einigen Lebewesen (Bakterien, Pflanzen, …) ist erwiesen, dass ihr Verhalten durch Magnetfelder beeinflusst wird, und dass sie daher Magnetfelder wahrnehmen (Magnetorezeption). Suche Beispiele für Magnetorezeption und recherchiere, wie in einem dich besonders interessierenden Fall die Magnetfeldwahr- nehmung (vermutlich) funktioniert. Viele wissenschaft- lichen Aussagen auf diesem noch kaum erforschten Gebiet beruhen auf wenigen Beobachtungen einzelner Forscher. Versuche, die Güte der Aussagen einzuschät- zen. 7 Induktion spielt im technischen Alltag eine wichtige Rolle. Recherchiere, wie z. B. Induktionsschleifen zur Steuerung von Parkhausschranken funktionieren. 8 Wie hilft „induktives Hören“ Menschen mit Gehörbehin- derung? 9 Informiere dich, wie elektronische Zündanlagen für Benzinmotoren funktionieren. 10 Wie zählen Fahrradcomputer (Tachometer) die Radum- drehungen? 11 Hallsensoren messen Magnetfelder. Informiere dich, wo solche Sensoren in Autos genutzt werden. 12 Elektrische Ströme kann man berührungslos mit „Stromzangen“ (Zangenmultimeter) messen. Wie funktionieren solche Messgeräte, wenn sie für Gleich- und Wechselstrom geeignet sind? GRUNDLAGEN DER ELEKTROTECHNIK 1 Die Bedeutung einer sicheren Versorgung mit elektri- scher Energie zeigt sich bei Stromausfall. Dokumentie- re, welche Geräte im Haushalt betroffen wären und welche Folgen ihr Ausfall hätte. 2 Dokumentiere, welche öffentlichen Dienste durch einen längeren Stromausfall stark betroffen wären und welche Folgen ihr Ausfall hätte. Weiterführende Fragestellungen 113 | FELDER Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv