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Didaktik, Geschichte, Wissenschaftstheorie

Diese Kategorie enthält 77 Beiträge

Physik und Kunst im Alltag

physik_und_kunstDas Schönste, was wir erleben können,
ist das Geheimnisvolle.
Es ist das Grundgefühl, das an der Wiege
von wahrer Kunst und Wissenschaft steht

Albert Einstein (1879 – 1955) Weiterlesen

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Anschauungen und Begriffe (Lichtenberg 10)

anschauung_dscf5386_rvGeorg Christhoph Lichtenberg teilt die Auffassung Immanuel Kants, dass „Gedanken ohne Inhalt (…) leer, Anschauungen ohne Begriffe (…) blind (sind). Daher ist es notwendig, seine Begriffe sinnlich zu machen, (d.i. ihnen den Gegenstand in der Anschauung beizufügen), als seine Anschauungen sich verständlich zu machen (d.i. sie unter Begriffe zu bringen). Beide Vermögen, oder auch Fähigkeiten, können ihre Funktionen nicht vertauschen. Der Verstand vermag nichts anzuschauen, und die Sinne nichts zu denken. Nur daraus, dass sie sich vereinigen, kann Erkenntnis entspringen (Kant: Kritik der reinen Vernunft). Er lobt daher den Menschen „der viel gedacht und gelesen und erfahren hat, und der alles was er gedacht gelesen und erfahren hat bei jeder Sache die er unternimmt also auch bei jedem Buch das er schreibt vereint zum besten Zweck anzuwenden weiß, alles so anschaulich darzustellen, daß jeder sehen muß was er selbst gesehen hat“ (J 1559)*. Weiterlesen

Fallen durch Rollen – Fall 4

Wenn alle Körper gleich schnell fallen, dann genügt die Untersuchung eines einzigen Gegenstands um festzustellen, wie schnell etwas fällt. Schon die Erfahrung, daß ein aus größerer Höhe fallendes Objekt gefährlicher ist als eines, das aus niedrigerer Höhe fällt, zeigt, daß die Geschwindigkeit während des Falls zunehmen muß. Die Frage, in welchem Maße sie zunimmt, war zur Zeit Galileis eine große Herausforderung. Denn der freie Fall ist normalerweise mit Geschwindigkeiten verbunden, die jenseits des menschlichen Reaktionsvermögens liegen. Außerdem standen Galilei keine geeigneten Uhren zur Verfügung.
Ein weiterer großer Einfall, der ebenfalls zum Meilenstein für die neuzeitliche Physik und zum weiteren Problemfall für das Lehren und Lernen von Physik werden sollte, kam Galilei in dieser Situation zur Hilfe. Er fand wesentliche quantitative Aussagen zum Fallgesetz durch Kugeln, die er eine schiefe Ebene herunterrollen ließ (siehe Foto). Mit der schiefen Ebene gelingt es ihm den „Fall“ so zu verlangsamen, daß der eigene Pulsschlag oder das ausfließende Wasser einer Wasseruhr ausreicht, die Geschwindigkeitsänderungen pro Zeiteinheit zu messen. Er arbeitet also mit einer Art Zeitlupe, indem er von der physikalisch falschen, für eine qualitative Bestätigung der Erwartung aber brauchbaren Voraussetzung ausgeht, daß das Fallen durch Rollen ersetzt werden könne.
Durch Verkleinerung der Neigung der Ebene schuf Galilei eine Situation, die der virtuellen Verminderung der Stärke der Gravitationskraft gleichkommt. Die schiefe Ebene gehört damit zur großen Ahnenreihe paradigmatischer Geräte: „Die schiefe Fläche des Galilei, der Perpendikel des Huygens, die Quecksilberröhre des Torricelli, die Luftpumpe des Otto Guericke, und das gläserne Prisma des Newton haben uns den Schlüssel zu großen Naturgeheimnissen gegeben“ (Immanuel Kant. Versuch den Begriff der negativen Größen in die Weltweisheit einzuführen 1968).

Foto: Schiefe Ebene des Galileo  Galilei im Museo de storia della scienca in Florenz.

Bei Flut sinkt der Wasserspiegel im Brunnen

Schlichting, H. Joachim. Physik in unserer Zeit 48/6 (2017), S.307

Kürzlich wies der englische Wissenschafts-journalist Marcus Chown auf ein schon in der Antike diskutiertes geophysikalisches Rätsel hin [1]. Demnach hat der griechische Philosoph Poseidonius um etwa 100 v. Chr. an der Atlantikküste von Spanien in der Nähe des heutigen Cadiz bemerkt, dass der Wasserstand in einem Brunnen immer dann sinkt, wenn aufgrund der Gezeiten die Flut kommt und umgekehrt. Weiterlesen

Der freie Fall im Vakuum – Fall 3

Nicht daß man etwas Neues zuerst sieht, sondern daß man das Alte,
Altbekannte, von jedermann Gesehene und Übersehene wie neu sieht,
zeichnet die eigentlich originalen Köpfe aus.

Friedrich Nietzsche

Wie verfiel Galilei auf die Idee des freien Falles, wonach – anders als es die Beobachtung von Bewegungen auf der Erde nahelegt – alle sich selbst überlassenen Gegenstände gleich schnell (genauer: mit gleicher Beschleunigung) zur Erde fallen? Man kann mit Fug und Recht behaupten, daß die Idee vom Himmel gefallen ist und zwar im wörtlichen wie im sprichwörtlichen Sinne. Denn zum einen könnte Galilei aus der Beobachtung, daß die Himmelkörper auf einfachen gleichbleibenden Bahnen umlaufen, die Frage zugefallen sein: Wie würden sich Gegenstände auf der Erde verhalten, wenn sie sich wie die Himmelskörper ungehindert bewegen könnten? Zum anderen ist zumindest rein phänomenologisch kein Zusammenhang zwischen irdischen und im Unterschied zu ihnen geradezu als fallunfähig angesehenen Himmelskörpern zu erkennen. Weiterlesen

Von Thales Fall bis zum Fall Galilei – Fall 2

Thales von Milet ist nicht nur durch seine glänzenden Einfälle im Bereich der Mathematik und Physik bekannt geworden, sondern ebenso durch eine Art Unfall: Beim Betrachten der Sterne fällt er in eine Grube. Dieser Vorfall brachte ihm keinen Beifall, sondern abfällige Bemerkungen seiner thrakischen Magd ein. Ihrer lebensweltlichen Überzeugung entsprechend, war es abwegig, in die Ferne zu schweifen und das Naheliegende zu übersehen. Offenbar hat weder das Missgeschick des Meisters noch der Spott darüber seiner Größe etwas anhaben können. Was gilt schon eine ausfallend werdende Magd, die zudem aus dem kulturell als rückständig angesehenen Thrakien stammte? Dennoch ist diese Anekdote nicht zum Verstummen zu bringen, macht sie doch auf eindrucksvolle Weise auf Differenzen zwischen unterschiedlichen Sehweisen aufmerksam, denen verschiedene sozio- kulturelle, visuell- begriffliche u.a. Hintergründe entsprechen: Während die thrakische Magd das lebensweltliche Denken verkörpert, das zu einer unmittelbaren, vom Gefühl und subjektiven Empfinden her bestimmten Einschätzung des Weltgeschehens führt, steht der griechische Gelehrte für das auf abstandnehmender Beobachtung, Trennung von Subjekt und Objekt, auf Unparteilichkeit und Leidenschaftslosigkeit beruhende Handeln. Weiterlesen

Natur und Kunst

Wenn ich mir diesen Ausschnitt eines Blatts anschaue, das mir aus dem üblichen Chaos der abgefallenen Herbstblätter heraus ins Auge fällt, dann frage ich mich, welcher Gestaltungstrieb hinter dieser Strukturierung steht. Es ist ein Blatt unter vielen anderen, die sich mehr oder weniger ähneln. Weiterlesen

Alles was der Fall ist – Fall 1

„Die Welt ist alles, was der Fall ist“ (Ludwig Wittgenstein 1889 – 1951). In der Tat: Alles, was auf dieser Welt sich selbst überlassen ist und keine Unterstützung hat, fällt: Dachziegel vom Dach, Regen aus den Wolken, der Reiter vom Pferd…Im letzteren Fall spricht man eher von einem Unfall. Auch der meist als Sündenfall bezeichnete Vorfall, der die Vertreibung von Adam und Eva aus dem Paradies zur Folge hatte, wird oft als Unfall bezeichnet. Mit ihm beginnt jedoch die von vielen weiteren Fällen (Glücks- und Unglücksfällen) gekennzeichnete Menschheitsgeschichte. Weiterlesen

Die Welt als Hintergrund

ente_abstrakt_dscf5126aDie gewöhnliche Betrachtungsweise sieht die Gegenstände gleichsam aus ihrer Mitte, (man ist immer schon mittendrin, HJS), die Betrachtung sub specie aeternitatis  von außerhalb. So daß sie die ganze Welt als Hintergrund haben.
Nun scheint mir aber, gibt es außer der Arbeit des Künstlers noch eine andere, die  Welt sub specie aeterni einzufangen. Es ist- glaube ich- der Weg des Gedankens, der gleichsam über die Welt hinfliege und sie so läßt, wie sie ist – sie von oben vom Fluge betrachtend.
Der Mensch aber befindet sich in dieser Welt in der die Dinge zerbrechen, rutschen, alles mögliche Unheil anstiften. Und er ist natürlich eins von den Dingen.

Ludwig Wittgenstein (1889 – 1951).

Der Fall des Falls – Fall 0

Der Herbst mit seinen fallenden Blättern erinnert mich auch daran, dass der Fall, vor allem der freie Fall zu den grundlegenden Konzepten der neuzeitlichen Physik gehört. Er zieht sich wie ein roter Faden durch die Geschichte – nicht nur der Physik, man denke etwa an den Sündenfall – und ist zum Paradefall des typisch physikalischen und naturwissenschaftlichen Denkens geworden. Weiterlesen

Pfeffer und gezackte Linien (Lichtenberg 3)

lichtenberg_figuren_rvDer erste deutsche Experimentalphysiker Georg Christoph Lichtenberg (1742 – 1799) hat sich nach eigenem Bekunden in seiner experimentellen Forschung mit seltsamen Geschöpfen auf der Grenze zwischen Luft und Festkörper befasst. Als jemand der „Pfeffer und gezackte Linien“ (F 995) liebt, stößt er wohl als erster Physiker im Rahmen seiner Experimente zur Elektrostatik auf nichtlineare fraktale Muster, die fortan seinen Namen tragen sollten. Weiterlesen

Licht stirbt den Wärmetod

lichttod_lichtschatten101_2Die Löschung des Lichtes zu Hitze ist sein eigentlicher Tod.
Alles Licht, das durch Materie gelöscht wird, die sich dabei erwärmt,
ist gestorben und der Schatten ist die Spur, welche sein Tod hinterlässt.

Alfred Schmidt (1931 – 2002).

Eine sehr schöne anthropomorphe Umschreibung der Absorption von Licht durch einen Gegenstand. Im Allgemeinen wird nicht alles Licht, das auf einen Körper auftrifft in Wärme verwandelt. Dies ist nur bei einem absolut schwarzen Körper der Fall. Ein im Licht stehender Gegenstand nimmt normalerweise einen Teil des auftreffenden Lichts auf und gibt einen Teil des Lichts, meist in einer bestimmten Farbe wieder ab. Indem wir dieses Licht aufnehmen, sehen wir den Gegenstand. Hinter dem Gegenstand entsteht je nachdem ob der Körper lichtdurchlässig oder undurchlässig ist ein mehr oder weniger ausgeprägter Schatten.
Die Umschreibung der Umwandlung von Licht in Wärme (bei Umgebungstemperatur) durch den Tod bringt auf ausdruckstarke Weise die Irreversibilität dieses Vorgangs zum Audruck. Denn die entstehende Wärme wandelt sich nicht von selbst wieder in sichtbares Licht zurück, obwohl die Energie dazu vorhanden wäre.

Fata Morgana – real wie eine Luftspiegelung

Schlichting, H. Joachim. Naturwissenschaften im Unterricht Physik 159/160 (2017) S. 74 – 75

In der Hitze flimmerte die Luft über dem graublauen Asphalt, in genügend großer Entfernung wurde das Band zu einem Spiegel, die Materie verflüssigte sich zu einem See, in dem sich die Karosserien und Bäume spiegelten. Er schob dieses Feld, wo Urbild und Abbild auseinanderflossen, vor sich her, und ihm war, als sei die schimmernde Fläche mit der Mitte seines Körpers verbunden“ (Bornholm, Nicolaus. America oder Der Frühling der Dinge Frankfurt 1980). Weiterlesen

Wie Sand am Strand

Schlichting, H. Joachim. Naturwissenschaften im Unterricht Physik 159/160 (2017) S. 56 – 57

Trockener Sand rinnt wie eine Flüssigkeit durch die Finger. Vom Wind verweht, bildet es jedoch teilweise sehr komplexe wellenartige Muster aus, die sich als Sandrippel und Sanddünen fortbewegen. Am Strand sinkt man tief in den trockenen Sand ein. Es ist anstrengend darüber zu laufen. Lässt man den Sand in Gefäße fließen, so nimmt er nahezu wie eine Flüssigkeit die Gefäßform an. Weiterlesen

Sich ein Bild von der Natur machen – Fotografierte Natur- und Alltagsphänomene

Schlichting, H. Joachim. Naturwissenschaft im Unterricht Physik 159/160 (2017) S. 58 – 62

Einführung: Wenn man im Rahmen der Physik von Phänomenen im Allgemeinen und Natur- und Alltagsphänomenen im Besonderen spricht, so sind damit nicht einfach nur neutrale Beobachtungsinhalte gemeint. Vielmehr  stellen sie immer schon gewisse Zusammenhänge von Tatsachen dar. Sie entstehen überhaupt erst dadurch, dass man sich auf bestimmte, auffällige physikalische Merkmale von beobachteten Vorgängen im Alltag der natürlichen und wissenschaftlich-technischen Welt konzentriert. Sieht man einmal von jenen spektakulären Großereignissen wie Regenbogen, Mondfinsternis u.Ä. ab, so muss man also schon ein gewisses Vorverständnis mitbringen, um Naturphänomene überhaupt als solche wahrzunehmen. Weiterlesen

Schneeflocken – geheimnisvolle Schönheiten des Winters

Schlichting, H. Joachim. Naturwissenschaften im Unterricht Physik 159/160 (2017) S. 36 – 37

Wie man bereits aus einem alten Kinderlied weiß, kommen die Schneeflocken aus den Wolken und haben einen langen Weg hinter sich. Ihre Entstehungs- bzw. Lebensspanne ist im Wesentlichen auf diesen Fall aus den Wolken beschränkt. Wer sie mit der behandschuhten Hand auffängt, kann dabei die Entdeckung machen, dass keine Flocke der anderen gleicht. Aber in ihrer Vielfalt haben alle Flocken eines gemeinsam: eine sechseckige Grundstruktur. Sehr selten findet man 3- oder 12-zählige Kristalle; aber niemals 4- oder 8-zählige. Weiterlesen

Lichtschwerter – auf dem Wasser und anderswo

Schlichting, H. Joachim. Naturwissenschaften  im Unterricht 159/160 (2017) S. 14 – 15

„Der Reflex auf dem Meer entsteht, wenn die Sonne sich neigt: Vom Horizont her schiebt sich ein blendender Fleck zum Ufer, ein Streifen aus tanzenden Glitzerpunkten; dazwischen verdunkelt das Mattblau des Meeres sein Netz…, und der Sonnenreflex auf dem Meer wird ein schimmerndes Schwert, das sich vom Horizont heran bis zu ihm erstreckt…Während die Sonne tiefer sinkt, färbt der Reflex sich von schimmerndem Weiß zu kupfergoldenem Rot. Und wohin Herr Palomar sich auch wendet, stets ist er selber die Spitze des schlanken Dreiecks. Das Schwert folgt ihm und deutet auf ihn wie ein Uhrzeiger mit der Sonne als Zapfen“ (Calvino, Italo. Herr Palomar. München 1988, S. 18). Weiterlesen

Der Silberblick des Mondes und die Zentralperspektive

Panoramaaufnahme Mond – Sonne, bei der die Drehachse senkrecht auf der Ebene Mond-Sonne_Kamera stand (Foto: Udo Backhaus)

Backhaus, Udo; Schlichting, H. Joachim. In: MNU Journal 4 (2017) S. 221 – 226

Auch wenn aus optischen Gründen klar ist, dass die beleuchtete Mondseite direkt der Sonne zugewandt ist, gibt es Situationen, in denen es einem Beobachter so scheint, als „schiele“ der Mond an der Sonne vorbei.
Es werden die geometrischen und physikalischen Hintergründe dieses Phänomens beschrieben, das vor einiger Zeit wieder kontrovers diskutiert worden ist. Außerdem werden die Bedingungen genannt, unter denen es wahrzunehmen ist, und Verbindungen zu anderen optischen Phänomenen aus Lebenswelt und Astronomie aufgezeigt. Dabei ergeben sich Vorschläge für Beobachtungen und Foto- bzw. Filmaufnahmen.

Siehe auch: Schielt der Mond?

Metaphern der Grenzüberschreitung (Lichtenberg 8)

aufklaerung_dsc04340Die physikalische und die literaische Sehweise sind grundsätzlich unvereinbar. Die eine kann nicht ohne logischen Bruch in die andere überführt werden. Dasselbe gilt für die physikalische und die lebensweltliche Sehweise. In beiden Fällen ist eine Grenzüberschreitung nötig und die ist nur in Bildern möglich, die im Vollzug des Übergangs zu Metaphern werden und die nach Georg Christoph Lichtenberg „weit klüger (sind) als ihr Verfasser und so sind es viele Dinge. Alles seine Tiefen. Wer Augen hat der sieht alles in allem“(F 369). Weiterlesen

Lichtenberg zwischen Physik und Poesie

oeffnung_dsc04319Georg Christoph Lichtenberg (1742 – 1799) war Physiker und Schriftsteller. Er lebte in beiden „Welten“ und blickte von der einen in die andere ohne der von vornherein zum Scheitern verurteilten Versuchung zu erliegen, die Differenzen zwischen beiden Sehweisen einebnen zu wollen. So konnte er aus unvertrauter Perspektive auf Vertrautes blicken und die Dinge so sehen, wie sie noch nicht gesehen worden waren. Er folgte dabei der Regel „nicht bloß aus Beschreibungen anderer, sondern so viel wie möglich durch eigenes Anschauen (zu lernen). Man muß die Sachen oft in der Absicht ansehen, etwas daran zu finden, was andere noch nicht gesehen haben“ (G 206). Von Lichtenberg kann man lernen, die Welt mit neuen Augen zu sehen und auch im Alltäglichen Physikalisches zu entdecken. Weiterlesen

„Die Welt muss romantisiert werden“

sonnenstrahlen_img_0927Die graue Wolke steigt im Sonnenschein
So hellbesegelt wie ein Schiff im Blau,
Der trübe Dunst wird Licht im Sonnen Auge:
Der Sonne Malerblick weiß alles zu verschmelzen,
Aus Meer und Wolken zieht sie helle Strahlen,
In träger Nacht die Geisterwelt zu malen;
Ganz unbemerkt entfaltet sich das Schöne,
Unendlich ward ein Frühling allen Sinnen. Weiterlesen

Die Welt – ein Buch?

Angesichts der schieren Masse der Bücher und anderer Publikationen könnte der Eindruck entstehen, dass darin alles stehen müsste und dass man schon aufgrund seiner begrenzten Lebensspanne darauf verzichten könne, selbst noch einmal hinzuschauen und die Dinge aus eigener Anschauung wahrzunehmen. Dieser Eindruck ist aus mehreren Gründen falsch. Ich will nur zwei Aspekte nennen. Erstens: Es wird unterstellt, dass die Welt wie ein Buch lesbar sei. Das ist zwar eine elegante Metapher und vermag einige Aspekte der naturwissenschaftlichen Forschung sehr vereinfacht darzustellen. Diese Metapher ist seit Galilei insbesondere in den Naturwissenschaften sehr populär. Konsequent zu Ende gedacht würde damit aber behauptet, dass die Welt die naturwissenschaftlichen Aspekte gleichsam ablesbar an sich habe und dass jeder, der der Sprache (welcher Sprache?) mächtig sei, dasselbe lesen und sehen müsste, wenn er nur genau genug hinsähe. Zweitens gibt es neben dieser„intellektuellen“ auch noch andere Annäherungen an die Welt. Zum Beispiel eine emotionale, eine ästhetische, eine poetische…. Daher sollten wir uns nicht scheuen, Bücher auch mal als Sitzgelegenheit zu benutzen.

Dennoch: Tröstlich wie immer bleiben die Bücher als leichte, zuverlässige Schiffe für Fahrten in Zeit und Raum und darüber hinaus. Solange noch ein Buch zur Hand und Muße zum Lesen da ist, kann die Lage nicht verzweifelt, nicht gänzlich unfrei sein.

Hans Blumenberg.  Die Vollzähligkeit der Sterne. Frankfurt 1997.

Kleists Plädoyer für die Naturbeobachtung

regenbogen_mit_supernumeries-kopieMan erzählt von Newton, es sei ihm, als er einst unter einer Allee von Fruchtbäumen spazieren ging, ein Apfel von einem Zweige vor die Füße gefallen. Wir beide würden bei dieser gleichgültigen und unbedeutenden Erscheinung nicht viel Interessantes gedacht haben. Er aber knüpfte an die Vorstellung der Kraft, welche den Apfel zur Erde trieb, eine Menge von folgenden Vorstellungen, bis er durch eine Reihe von Schlüssen zu dem Gesetze kam, nach welchem die Weltkörper sich schwebend in dem unendlichen Raume erhalten. Weiterlesen

Eine erfrischend feuchte Lektüre im Buch der Natur

entdeckung_img_4500_rvIch war fasziniert von dem kleinen Jungen, der hier mit großer Hingabe und explorativem Engagement die Wirkung der hochschäumenden Wassersäule in einem kleinen Park untersuchte. Immer wieder tauchte er die fühlende oder tastende Hand in das Wasser, mal mehr von oben, mal von der Seite, mal mit flacher Hand, die er dann vom Wasserstrahl besonders deutlich hochgedrückt empfinden konnte. Derweil bewegte er den anderen Arm so, dass er bei seinen engagierten Aktionen das Gleichgewicht behielt. Das Interesse und die Freude an der Entdeckung des nassen Elements waren offenbar so groß, dass er sich von seinem Tun auch nicht durch die immer intensiver werdende Durchnässung abbringen ließ. Weiterlesen

Quantenspiegelungen

Quantenschwingungen – Quantenknoten – Periodensystem

Werden Sie Betatester  – ab sofort bis zum 2. April 2017! Zugangsinformationen finden Sie hier.

http://beta.quantenspiegelungen.de/ Weiterlesen

Der Satz des Pythagoras – revisited

pythagoras_dsc08473aDer Satz des Pythagoras ist wohl allen Menschen bekannt, die durch unser Schulsystem gegangen sind. Ich kann mich noch deutlich erinnern, dass mich daran besonders die Hypothenuse beeindruckte. Nicht etwa, weil mich ihr mathematischer Gehalt faszinierte, sondern eher ihr geheimnisvoll anmutender Klang: Hy-po-the-nu-se. Weiterlesen

Nebenfolgen des Sinnbedarfs

Sinnsuche_im_NebelDer Verdacht, die Welt könnte ohne Sinn oder ihres vormals besessenen Sinnes verlustig gegangen sein, lastet schwer auf denen, die aus Gründen unvorsichtiger Berufswahl (oder anderen) von Ungeduldigen um Auskunft und Abhilfe bedrängt werden.

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Zum 1. Advent – Die Flamme als Prozess

Flamme-als-ProzessAlles Anschauen geht aus von einem Einfluß des Angeschauten auf den Anschauenden…Wenn die Ausflüsse des Lichtes nicht – was ganz ohne eine Veranstaltung geschieht – euer Organ berührten, wenn die kleinsten Teile der Körper die Spitzen eurer Finger nicht mechanisch oder chemisch affizierten, wenn der Druck der Schwere euch nicht einen Widerstand und eine Grenze eurer Kraft offenbarte, so würdet ihr nichts anschauen und nicht wahrnehmen, und was ihr also anschaut und wahrnehmt, ist nicht die Natur der Dinge, sondern ihr Handeln auf euch.

1. Die Faszination muß von der Naturerscheinung selbst ausgehen. Zumindest muß sie so vorgestellt werden, daß sie die Aufmerksamkeit auf sich zieht.

2. Die Naturerscheinung muß die Organe möglichst vielseitig berühren und die Sinne affizieren. Die Hand über dem Vacuum spürt unmittelbar den Druck der Luft.

Allerdings sind die Sinne nur bedingt tauglich, das größere Feld der Naturerscheinungen auszumachen. Ein wichtiger Teil naturwissenschaftlicher Untersuchung und Lehrkunst besteht darin, immer neue Manipulationen zu erfinden, die die sinnliche Wahrnehmung erweitern und das von ihr Nicht- Erfaßte in Erscheinung treten zu lassen.

3. Die Naturerscheinung muß nicht als ein einfach Gegebenes hingenommen, sondern als Handlung vorgestellt werden. So die Flamme der Kerze als ein Prozeß„.

Aus: Friedrich Schleiermacher: Sämmtliche Werke, Berlin 1834–64

Vom Uhrwerk zum chaotischen System – zur Entdeckung von Neptun

Le-VerrierDer Vergleich unseres solaren Planetensystems mit einem Uhrwerk ist nicht ganz abwegig. Immerhin ist die Sonnenuhr eine der ersten Uhren, die den Menschen die „Uhrzeit“ brachte. Sie macht von der berechenbaren Regelmäßigkeit der Eigendrehung der Erde Gebrauch. Schon im Altertum konnten Sonnenfinsternisse auf der Grundlage von Berechnungen ziemlich genau vorhergesagt werden.
Der auf dieser Berechenbarkeit beruhende Determinismus ist eine der Grundlagen der neuzeitlichen Physik. Einen spektakulären Höhepunkt erlebte die „Berechenbarkeit der Welt“ mit der Entdeckung des Planeten Neptun durch Urbain Le Verrier (1811 – 1877) im Jahre 1846. Weiterlesen

Spuren am Strand

Spuren_am_StrandBei der Erschließung der Vergangenheit und der Welt schlechthin sind wir oft darauf angewiesen, uns mit Spuren auseinanderzusetzen, um sie zu deuten und daraus Erkenntnisse zu gewinnen, die auf andere Weise nicht zu erlangen wären. Diese Spurensuche kann insbesondere in den Naturwissenschaften zu Ergebnissen führen, die man so vielleicht nicht erwartet hätte: „Wir haben an den Gestaden des Unbekannten eine sonderbare Fußspur entdeckt. Wir haben tiefgründige Theorien, eine nach der anderen ersonnen, um ihren Ursprung aufzuklären. Weiterlesen

Spielend und spiegelnd zum Unendlichen

Winkelspiegel„Wir leimten mit Stoffresten zwei Spiegel an einer Seite aneinander, daß sie aussahen wie zwei Buchdeckel. Anna brachte die Pappe mit dem schwarzen Strich. Dort stand unser Spiegelbuch aufgeschlagen; die Pappe taten wir so vor das Buch, daß das Scharnier der beiden Spiegel die Spitze eines Dreiecks bildete, die beiden auseinanderklaffenden Seiten kreuzten die schwarze Linie auf der Pappe. Die gemalte Linie und die beiden in den Spiegeln reflektierten Linien bildeten ein gleichschenkliges Dreieck. Anna spähte hinein. Ich begann, das Spiegelbuch langsam zu schließen, der Winkel verkleinerte sich, die schwarzen Linien bildeten plötzlich ein Quadrat. Anna starrte. Weiterlesen

Können durch Tun – Freihandversuche zwischen Alltag und Physikunterricht

Weinglas-DoppelabbildungFreihandversuche sind nicht nur kostengünstiger Ersatz für klassische Schulversuche, sondern bieten die Möglichkeit eines eigenständigen, handlungsorientierten Zugangs zur physikalischen Beschaffenheit der Alltagswelt. Schwerpunktmäßig anhand von optischen Phänomenen soll mit Bezug auf Phänobjekte des phaeno gezeigt werden, dass man mit vertrauten Gegenständen zu unvertrauten Einsichten kommen kann, zu denen man durch bloßes Nachdenken wohl kaum gelangt wäre.
Der Schwerpunkt liegt auf optischen Phänomenen.

Vortrag gehalten im Science Center Phaeno in Wolfsburg am 9.10. und am 10.10.2015 um 15:30 Uhr

Für das Können gibt es einen Beweis,
das Tun

Marie von Ebner-Eschenbach

Rechtes Bild: Man blickt durch ein wassergefülltes Weinglas auf ein Wohnhaus und erhält eine aufrecht und eine auf dem Kopf stehende Abbildung.

Das Experiment mit der Luftpumpe – eine Bildbeschreibung

Das Experiment mit der LuftpumpeSchlichting, H. Joachim. In: Praxis der Naturwissenschaften -Physik in der Schule 64/6 (2015), S. 17 – 19

Was ein Mensch sieht, hängt sowohl davon ab, worauf er blickt,
wie davon, worauf zu sehen ihn seine visuell-begriffliche Erfahrung gelehrt hat.

Thomas S. Kuhn (1922 – 1996)

Am Beispiel der Visualisierung der für die neuzeitliche Physik bedeutungsvollen Vakuumtechnik einschließlich ihrer Rezeption durch den Menschen werden wesentliche Probleme der naturwissenschaftlichen Sehweise und einiger Konsequenzen für das Leben der Menschen im Rahmen einer Bildbeschreibung dargestellt und diskutiert. Damit sollen u.a. Anregungen für eine mögliche Einbeziehung von Bildbeschreibungen in den Physikunterricht gegeben werden.

Abbbildung: Joseph Wright of Derby (1734 -1794) malte im Jahre 1768 das Bild mit dem Originaltitel: An Experiment on a Bird in the Air Pump (National Gallery London). Aus: The York Project (2002): 10.000 Meisterwerke der Malerei. DVD-ROM.

Sonderdruck kann beim Autor angefordert werden (schlichting@uni-muenster.de)

 

Himmel abgeschafft – Zur Sehweise der neuzeitlichen Physik

Himmel abgeschafft 1Schlichting, H. Joachim. In: Praxis der Naturwissenschaften -Physik in der Schule 64/6 (2015), S. 9 – 12

dieser tote sperling“, flüstert einer,
„wird noch durch einen leeren himmel fliegen.“

Jan Wagner (*1971)

Der Beginn der neuzeitlichen Physik wird oft mit Galileo Galilei in Verbindung gebracht, weil er es wagt, die Welt zu beschreiben, wie wir sie nicht erfahren. Diese neue Sehweise brachte ihm Verständigungsschwierigkeiten mit seinen Kollegen insbesondere den Kirchenvertretern ein, die in mancher Hinsicht an die Lernschwierigkeiten unserer Schülerinnen und Schüler erinnern. An diesem historischen Beispiel können diese oft unterschätzten Probleme aus der Distanz betrachtet und möglicherweise mit Gewinn für das Physiklehren und -lernen diskutiert werden.

Abbildung aus: Brüche, Ernst (Hrsg.) (1964): Sonne stehe still. Mosbach: Physik Verlag

Sonderdruck kann beim Autor angefordert werden (schlichting@uni-muenster.de)

Physikalische Aspekte der Kettenfontäne

Plastikkugelkette2rvSuhr, Wilfried; Schlichting, Joachim. In: Der mathematische und naturwissenschaftliche Unterricht 68/4 (2015) 200 – 204

Wer glaubte, die Mechanik hielte keine Überraschungen mehr bereit, war über die erst kürzlich bekannt gewordene Kettenfontäne wohl besonders erstaunt. Um es zu erleichtern, das spektakuläre Phänomen auch im Unterricht zu behandeln, wird hier ein dafür aufbereiteter Erklärungsansatz vorgestellt. Anhand eines zusätzlichen Experiments wird nachgewiesen, dass maßgebliche Parameter des Modells im zulässigen Wertebereich liegen.

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