Physik Sexl 6 RG, Schulbuch

Kompetenzbereiche: Elektrititätslehre/Elektrische Energie/Felder Elektrizität ist aus dem Alltag nicht wegzudenken. Bricht einmal durch Sturm- schäden oder Schnee und Eis die Elektrizitätsversorgung zusammen, so kommt das normale Leben zum Stillstand. Klar – ein Elektroherd bleibt dann kalt. Aber wenn dabei auch die Gas- oder Hackschnitzel-Heizung versagt, bemerken wir, dass wir zu ihrer Steuerung und für die Umwälzpumpe elektrischen Strom brau- chen. Elektrizität ist auch die physikalische Grundlage der Telekommunikation . Die rasante Entwicklung des Mobiltelefons (Handy) ist ein interessantes Beispiel, wie auf der Grundlage von Physik und Informatik ein neuer Wirtschaftszweig entsteht. Neben dem wünschenswerten leichten Zugang zu vielfältigen Informa- tionen stellen sich grundlegende gesellschaftliche Fragen, wie z. B.: In welchem Umfang werden Daten über jeden von uns gesammelt? Elektrizität erhält für uns eine viel stärkere persönliche Bedeutung, wenn wir verstehen, dass unsere Nervenbahnen natürliche elektrische Netzwerke sind. Sie transportieren die Informationen – wie in der modernen Kommunikati- onstechnik – in gepulster, digitaler Form. Entsprechend vielfältig sind For- schungsfragen wie auch Anwendungen. So wird z. B. mit dem Elektrokardio- gramm (EKG) die Tätigkeit des Herzens überwacht. Das Nervennetz im Gehirn speichert unser Gedächtnis. Besonders wichtig ist Elektrizität für die Bindung der Elektronen an die Atom- kerne. Dies erklärt die Existenz von neutralen Atomen und geladenen Ionen und wie durch die Wechselwirkungen der Atomhüllen Moleküle entstehen. Und schließlich halten elektrische Kräfte Atome, Ionen und Moleküle zusammen, so dass sie Flüssigkeiten oder feste Körper bilden. Licht als elektromagnetische Wellen wird uns in Physik 7 beschäftigen. Die fundamentale Energiequelle aller Lebewesen auf der Erde ist die Sonne: Sie sen- det seit 4,5Mrd. Jahren Licht – elektromagnetische Energie – zur Erde. Ob wir nun fossile Brennstoffe oder regenerative Energieträger nutzen, wir nutzen Energie, die uns als elektromagnetische Energie erreicht hat. Licht von anderen Sternen sagt uns auch, wie das Universum entstanden ist und wie es sich ent- wickelt (siehe Physik 8). Diese Beispiele zeigen: Elektrizität hat viele physikalisch-technische Aspekte, aber auch wichtige biologische, gesundheitliche und gesellschaftliche Aspekte. In den folgenden Kapiteln geht es darum, das vorhandene Grundverständnis über Elektrizität zu vertiefen. Wie werden elektrische Phänomene hervorgeru- fen? Was versteht man unter elektrischer Spannung? Was lässt elektrischen Strom fließen und was bewirkt er? Wie schützt du dich vor Stromunfällen? Elektrische Ladungen und Ströme werden nur durch ihre Wirkung sichtbar, als Elektronen und Ionen bleiben sie unsichtbar. Daher müssen wir in der Elektrizi- tätslehre stärker als in der Mechanik Modellvorstellungen benutzen: Das grund- legende Modell ist das Teilchenmodell mit Elektronen, neutralen und ionisierten Atomen, bzw. Molekülen. Links: Der Blitz brachte den frühen Menschen das Feuer. Mitte: Elektrizität ist heute Voraussetzung für Telekommunikation und Informationsübertragung. Rechts: Auch im Menschen gibt es elektri- sche Spannungen und Ströme. g9ue5v 69 | Elektrische Ströme Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv