BLICK INS BUCH Liebe Schülerin, lieber Schüler! Physik zu lernen, ist spannend und abwechslungsreich. Du begibst dich in die Welt der kleinsten Bausteine der Materie bis hinaus in den Kosmos. Dabei wirst du auch lernen, wie Wissenschaften funktionieren. Auf einer „normalen Buchseite“ findest du viele verschiedene Elemente: 8 Grundlagen Bonusmaterial Ó 4vz7tz Wichtig für naturwissenschaftlichen Untersuchungen sind Experimente. Sie lassen genaue Beobachtungen und auch Messungen zu. Damit erhält man vergleichbare und überprüfbare Daten. Warum muss man beim Experimentieren und Messen viel Geduld haben? Im größten Teilchenbeschleuniger der Welt untersucht man den Aufbau des Universums. Warum führt man Experimente durch? Warum forschen wir? Naturwissenschafterinnen und Naturwissenschafter beobachten die Natur und stellen genaue Untersuchungen an. Ihr Ziel ist es herauszufinden, nach welchen Regeln und Gesetzen die Natur und damit das ganze Universum funktioniert. Dabei stoßen sie auf Fragen, die sie versuchen zu beantworten. Du hast dir sicher auch schon Fragen wie diese gestellt: Warum ist der Himmel blau? Woher kommt die heftige Wirkung eines Blitzes? Wie alt ist unser Sonnensystem? Wie schaut ein Atom aus? Hast du eine Vorstellung von einem Atom? Zeichne hier ein Bild davon: E. P. Hubble vor seinem Teleskop Forschung benötigt viel Zeit Edwin PowEll HubblE (1889–1953) beobachtete über Jahre hinweg nächtelang in der kalten Kuppel des Mount Wilson Observatoriums in Kalifornien (USA) Sterne und Galaxien. Durch seine Forschungen können wir begründet annehmen, dass es einen Urknall gab. Was denkst du, warum Forschung viel Zeit benötigt und nicht mit einem schnellen Posting in den Sozialen Medien erledigt ist? Start einer Ariane-5-Trägerrakete – eine technische Großleistung Gelten Naturgesetze, auch wenn keine Menschen auf der Erde existieren würden? Gäbe es technische Entwicklungen ohne den Menschen? Technische Anwendung Regenbogen Eigenschaften einer Naturwissenschaft wiedergeben und zwischen verschiedenen Naturwissenschaften unterschieden. physikalische (Mess-)Größen nennen. selbstständig ein Experiment durchführen und dieses protokollieren. mit Quellen aus dem Internet und Büchern/Zeitschriften verantwortungsbewusst umgehen. Lernziele Seit vielen Jahrhunderten versuchen die Menschen die Natur zu verstehen. Sie betrachten den Sternenhimmel und machen sich Gedanken über den Aufbau des Universums und wollen mehr über unser Sonnensystem wissen. Ganz besonders interessiert sie der „Big Bang“ – der Urknall bei dem das heute bekannte Universum entstanden ist. Besonders spannend ist auch die Frage, ob es im Universum noch weitere belebte Planeten gibt? Man nennt solche Planeten Exoplaneten (Abb. 1.1). Physikerinnen und Physiker wollen aber auch verstehen, woraus das Universum besteht. Was sind die kleinsten Teilchen – die sogenannten Elementarteilchen – aus denen die gesamte Materie besteht (Abb. 1.2)? Die Atome sind aus diesen Elementarteilchen zusammengesetzt. In der Natur kommen 92 unterschiedliche Atomarten vor. Diese nennt man die Elemente. Unter Materie versteht man in der Physik alle Materialien, die wir in der Natur vorfinden. Du kannst dir vorstellen, dass diese Forschungen sehr umfangreich und aufwendig sind. Daher haben sich im Laufe der Zeit mehrere Naturwissenschaftszweige entwickelt. Die Chemie beschäftigt sich mit den Elementen und den daraus durch chemische Reaktionen entstandenen Stoffen. Die Biologie erforscht die Lebewesen auf unserer Erde und wie Leben entsteht. Sie beschreibt auch die kleinste Einheit des Lebens: die Zelle (Abb. 1.3). Und dann gibt es die Physik. Physik stammt vom griechischen Wort „physis“ ab, das so viel wie „Natur“ bedeutet. Dementsprechend ist die Physik die Lehre über die grundlegenden Vorgänge in der Natur und befasst sich mit den Naturgesetzen. Eng mit der Physik verbunden sind die Astronomie (die Lehre vom Weltall), die Geophysik (die Lehre von unserer Erde) und die Meteorologie (die Wetterkunde). Die Kenntnis der Naturgesetze ermöglicht es, Naturvorgänge zu verstehen und ihre Abläufe vorherzusagen. Ein Beispiel dafür ist die Vorhersage des Wetters oder von Sonnen- und Mondfinsternissen. Die Technik1 hat die Aufgabe, die Erkenntnisse der Naturwissenschaften durch den Menschen und für den Menschen nutzbar zu machen. Zeige, was zu kannst! 1.1 Recherchiere im Internet, wie die Naturwissenschaften auf unterschiedlichen Internetseiten definiert werden und vergleiche diese Definitionen mit der Beschreibung aus dem Text. Beachte dazu die Hinweise zur Recherche von S. 3. Beschreibe anschließend einer Person deiner Wahl eine der vorgestellten Naturwissenschaften mit eigenen Worten. 1.2 Vor wie vielen Jahren fand der Urknall statt? Recherchiere im Internet (z.B. Homepage der NASA) über den Satelliten COBE (Abb. 1.4). Orientiere dabei an den Recherche-Hinweisen auf S. 3. 1.3 Beurteile durch eine Internetrecherche, ob diese Aussage stimmen kann: „Physik ist das beliebteste Schulfach Österreichs“. Was tun Physikerinnen und Physiker eigentlich? 1.1 Künstlerische Darstellung eines Exoplanets 1.2 Spuren der Elementarteilchen, aufgenommen in CERN 1.3 Biologie – Die Zelle stellt die kleinste Einheit des Lebens dar. 1.4 Der Cosmic Background Explorer (COBE) ist ein Satellit. Mit seinen Bildern können Spuren des Urknalls heute noch festgestellt werden. 1 Das Wort Technik leitet sich vom griechischen Wort techne (für Kunst) ab. …Die Physik beschreibt Vorgänge in der Natur durch die sogenannten Naturgesetze. Fixpunkte 9 1 Die Physik ist eine Naturwissenschaft Ó Online-Codes am Beginn eines Themenbereiches führen dich zu zusätzlichem Bonus- material. Gib den Code im Suchfenster auf www.oebv.at ein und du wirst zu passendem Material weitergeleitet. Unsere Kapitel starten mit einer Einstiegsseite, wo du Fragen beantwortest und Vermutungen aufstellst, bevor du mehr über diese Themen lernst. Nachdem du mehr über die Inhalte gelernt hast kannst du dir ja noch einmal anschauen, was du dir vor der Bearbeitung gedacht hast. Hier kannt du deine Gedanken notieren Eine Einstiegsfrage aus dem Alltag soll dein Interesse am Thema wecken Am Ende eines Kapitels ist das Wichtigste kurz zusammengefasst. Fixpunkte Zeige, was zu kannst! Bei den „Zeige was du kannst“ – Aufgaben am Ende von jedem Kapitel kannst du deine Kompetenzen vertiefen. Weitere im Buch verwendete Symbole und Markierungen: Sicherheitshinweis Experimentieren kann auch gefährlich sein! Physikalische Versuche sollen dein Interesse wecken, dein Wissen erweitern und dir Freude bereiten. Sie sollen aber nicht deine Gesundheit gefährden. Führe daher deine Versuche sorgfältig durch und lass dir, wenn nötig, dabei helfen! Demonstrationsversuche dürfen nur von deinen Ph-Lehrerinnen und Lehrern durchgeführt werden. ! „Fix-Nachhaltig“-Boxen sollen einen Bezug zu Themen herstellen, die für unsere Umwelt relevant sind und die dir helfen sollen bewusster zu leben. „Wusstest du schon“-Boxen zeigen dir interessante Themen, die manchmal über den Lehrstoff hinausgehen, aber sehr interessant sein können. Die unter „Zeige was du kannst“ gestellten Aufgaben sollen dir eine Kontrolle über dein kompetenzorientiertes Wissen ermöglichen und dich zu weiteren Beobachtungen und Experimenten anregen. Wusstest du schon…? Die Einheit für den Druck ergibt sich aus den Einheiten für die Kraft und die Fläche. Nimmst du dafür Newton (N) und Quadratmeter (m2), erhältst du die Druckeinheit von 1 N/m2 = 1 Pascal (Pa). Fix nachhaltig Die Einheit für den Druck ergibt sich aus den Einheiten für die Kraft und die Fläche. Nimmst du dafür Newton (N) und Quadratmeter (m2), erhältst du die Druckeinheit von 1 N/m2 = 1 Pascal (Pa). 4.1 Finde weitere Experimente in Experimentierbüchern oder im Zeige, was du kannst! 6 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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