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Elektrotechnische Geräte
Entdecke die Gesetze der Natur
Aufgabe / Experiment 15: Bereits in den letzten Jahre
haben wir für unsere Experimente immer wieder auch
kleine Elektromotoren verwendet. Wir wollen uns jetzt
ansehen, wie sie im Inneren aufgebaut sind. Versuche,
die im Bild markierten Teile zu erkennen und zu benennen. Vielleicht hast du die Möglichkeit, einen solchen
Motor auch selbst zu zerlegen.
Ist das ein Gleich- oder ein Allstrommotor? Woran
erkennt man das?
Teil Wissen S. 17
Aufgabe / Experiment 16: Das zweite Bild zeigt den Motor
aus einem Staubsauger. Versuche auch hier wieder, die
markierten Teile zu erkennen und zu benennen.
Ist das ein Gleich- oder ein Allstrommotor? Woran
erkennt man das?
Teil Wissen S. 17
Aufgabe / Experiment 17: In den Kraftwerken sind große
Generatoren, die den Strom erzeugen, den wir täglich
verwenden. Einen kleinen Generator hast du möglicherweise auf deinem Fahrrad, nämlich den Dynamo.
Versuche, die im Bild markierten Teile zu erkennen und
zu benennen. Vielleicht hast du die Möglichkeit, einen
solchen Generator auch selbst zu zerlegen.
Worin unterscheiden sich diese beiden Fahrraddynamos voneinander?
Teil Wissen S. 19
Aufgabe / Experiment 18: Das Bild rechts zeigt eine
ungewöhnliche Taschenlampe. Man muss sie kräftig
schütteln, dann leuchtet sie für einige Zeit. Versuche, die
im Bild markierten Teile zu erkennen und zu benennen.
Beschreibe, wie die Taschenlampe funktioniert.
Teil Wissen S. 19
Elektromotor und Generator sind sehr ähnlich aufgebaut. Der feststehende Stator und der
bewegliche Rotor sind die zentralen Bauteile. Sie sind entweder Elektro- oder Permanentmagnet.
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Entdecke die Gesetze der Natur
Optische Bauteile (Spiegel)
Experiment 20: Gib eine Blende mit drei Spaltöffnungen
vor eine Experimentierleuchte. Zeichne eine lange Linie
auf ein Blatt Papier. Sie dient als optische Achse. Stelle
einen Hohlspiegel in der dargestellten Weise auf das
Blatt und lass die Lichtstrahlen parallel zur optischen
Achse auf den Spiegel fallen. Zeichne die reflektierten
Lichtstrahlen ein und miss die Brennweite des Spiegels.
Experiment 21: Wiederhole dann das Experiment mit
einem Wölbspiegel. Allerdings schneiden sich hier die
reflektierten Lichtstrahlen nicht. Um den Brennpunkt zu
finden, musst du die reflektierten Lichtstrahlen nach
rückwärts (hinter den Spiegel) verlängern.
Teil Wissen S. 43
Skizziere hier die Ergebnisse der Experimente und gib
die gemessene Brennweite an.
Lichtquelle
Blende
Wölbspiegel
optische
Achse
Hohlspiegel
Teil Wissen S. 43
Ein Hohlspiegel konzentriert parallel zur optischen Achse einfallende Lichtstrahlen im Brennpunkt.
Ein Wölbspiegel zerstreut sie so, als ob sie vom Brennpunkt ausgehen würden.
Experiment 22: Nimm ein neues Blatt Papier. Trage den
Brennpunkt und den Krümmungsmittelpunkt ein. Zeige
das Verhalten der drei Hauptstrahlen beim Hohlspiegel.
Trage sie in die Skizze (unten) ein.
Experiment 23: Wiederhole das Experiment 22 mit einem
Wölbspiegel. Brenn- und Krümmungsmittelpunkt liegen
hier hinter dem Spiegel.
Brennpunktstrahl
beim Hohlspiegel
Teil Wissen S. 43
Mittelpunktstrahl
beim Wölbspiegel
Teil Wissen S. 43
Parallelstrahl, Mittelpunktstrahl und Brennpunktstrahl sind die „Hauptstrahlen”. Mit ihnen kann man
die Abbildungseigenschaften eines Spiegels konstruieren.
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Da gibt´s noch mehr . . .
Teil Wissen S. 43
Die Christbaumkugel wirkt wie ein gekrümmter Spiegel. Welcher Spiegelart
entspricht sie?
Teil Wissen S. 43
Welche Spiegelart kommt als Straßenspiegel infrage? Warum gerade diese?
Teil Wissen S. 39
Warum erscheint die Orange
schwarz, wenn man sie durch einen
blauen Heftumschlag betrachtet?
Beobachtungsprofi
Teil Wissen S. 43
Auf dem Christbaum sind viele Kerzen
und verspiegelte Kugeln. Sie müssten
doch die Kerzen auf der Wand abbilden.
Warum passiert das nicht?
Teil Wissen S. 41
Im Wasserstrahl aus dem Gartenschlauch
ist ein Regenbogen zu sehen. Wie muss
man da relativ zur Sonne stehen?
Handbuch
S. 37
31
Teil
Wissen S.
Dort, wo der Sand nass ist, erscheint er
viel dunkler als dort, wo er trocken ist.
Warum ist das so?
Suche nach Antworten auf die Fragen, nach Ursachen für die Ereignisse . . .
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Da gibt´s noch mehr . . .
Das Planetensystem
Unser Sonnensystem hat acht Planeten. Die inneren vier
Planeten Merkur, Venus, Erde und Mars sind erdähnlich.
Sie haben eine feste Gesteinsoberfläche. Die Atmosphären und damit die Bedingungen an der Oberfläche
sind aber sehr verschieden.
Venus
Der Merkur ist nur etwa 1,5-mal so groß wie unser Mond.
Er konnte keine Atmosphäre an sich binden und hat
deshalb extreme Temperaturschwankungen: Tagseite
+400 °C, Nachtseite -170 °C.
Die Venus ist nur wenig kleiner als die Erde. Sie hat eine
sehr dichte Atmosphäre, die zu 96 % aus Kohlenstoffdioxid besteht. Der daraus folgende starke Treibhauseffekt bewirkt eine Bodentemperatur von +500 °C. Die
Venus ist von einer dichten Wolkendecke überzogen, die
80 % des Sonnenlichts reflektiert. Deshalb ist die Venus
besonders hell am Nachthimmel zu sehen.
Merkur
Mars
Der Mars ist nur etwa halb so groß wie die Erde. Seine
rötliche Farbe kommt von Eisenoxid im Marsgestein. Er
hat eine sehr dünne Atmosphäre, die ebenfalls
hauptsächlich aus Kohlenstoffdioxid besteht. Die
Temperaturen schwanken am Äquator zwischen +30 °C
am Tag und -80 °C in der Nacht. Die Polkappen bestehen
aus Kohlenstoffdioxideis und Wassereis. Ein umfangreiches Netz an Tälern zeigt, dass es früher auf dem Mars
wärmer gewesen sein muss und flüssiges Wasser muss
vorhanden gewesen sein.
Die äußeren Planeten Jupiter, Saturn, Uranus und
Neptun sind sogenannte Gasriesen. Um einen kleinen
Gesteinskern gibt es einen dicken Mantel aus
Wasserstoff und Helium. Besonders auffällig ist beim
Jupiter der große rote Fleck, ein riesiger Wirbelsturm,
und beim Saturn das ausgedehnte Ringsystem.
Jupiter
Saturn
Zwischen Mars und Jupiter ist der Asteroidengürtel, in
dem sich mehrere tausend Kleinplaneten bewegen.
Einige von ihnen kreuzen auch die Erdbahn.
Kometen stammen vom Rand des Sonnensystems. Sie
bestehen hauptsächlich aus Eis. Kommen sie ins innere
Sonnensystem, so verdampft ein Teil von ihnen. Die
Gase werden von der Sonne zum Leuchten angeregt.
Meteore und Meteorite sind Körper, die in die
Erdatmosphäre eindringen. Kleinere werden dabei so
stark erhitzt, dass sie verdampfen. Größere können die
Erdoberfläche erreichen und Krater hinterlassen.
Unser Mond ist vermutlich in der Frühphase des Sonnensystems entstanden. Die noch glutflüssige Erde wurde
von einem großen Himmelskörper getroffen. Material von
der Erdoberfläche wurde dabei in eine Umlaufbahn
geschleudert und hat später den Mond geformt. Von den
inneren Planeten hat nur die Erde einen großen Mond.
Die beiden Monde des Mars sind nur einige 10 km groß
und eingefangene Asteroiden. Die äußeren Planeten
haben jeweils mehrere kleinere und größere Monde.
Komet
Asteroid
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