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Alltag

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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.

Naturgesetze in der Kaffeetasse. Physikalische Überraschungen im Alltag

spez_pmt_3_2014_ISchlichting, H. Joachim. Spektrum der Wissenschaft Spezial 3 (2014), 82 Seiten

Ob die Geschehnisse in einer Kaffeetasse, die Tropfen am beschlagenen Fenster oder die Mondphasen: Die vielfältigen Phänomene des Alltags erscheinen uns so vertraut, dass wir den darin wirkenden Gesetzen der Physik keine Beachtung schenken. Wer sie aber doch verstehen will, wie es der Physikdidaktiker H. Joachim Schlichting in diesem Sonderheft tut, gewinnt einen völlig neuen und überraschenden Blick auf die Realität.
(28. August 2014)  Weitere Informationen finden Sie hier. Weiterlesen

Der Cappuccino- Effekt

Clip_139Schlichting, H. Joachim. In: Spektrum der Wissenschaft 44/6 (2013), S. 54-55

Luftbläschen in einer schwingenden Flüssigkeitssäule verändern die Höhe der entstehenden Töne viel stärker, als man erwarten würde.

Du lebst in einem klingenden Weltall,
wo alles Rhythmus, Klang, Takt und Akkord ist:
… die großen natürlichen Geräusche, der künstliche Lärm …
umgeben dich wie ein zitterndes und verwickeltes Tongewebe,
das du unaufhörlich zu lesen und zu unterscheiden versuchst.
Georges Duhamel (1884 – 1966)

PDF: Der Cappucino-Effekt

Wenn der Pool ins Schwimmen gerät. Physikalische Alltagsphänomene

Schlichting, H. Joachim. Darmstadt: Primus Verlag 2012

„Hans Joachim Schlichting ist etwas selten Schönes gelungen. Alltagsgegebenheiten aus dem Dickicht des gewohnt alltäglichen Blicks herauszuholen, eindrucksvoll aufs Bild zu bannen und dann auch noch mit physikalischen Augen zu sehen oder gar erst zu erkennen ist schon schwierig genug. Solche Phänomene dann auch noch mit einfachen Worten zu beschreiben und zu erklären gelingt derart selten, dass dieses Buch sich deutlich aus der populärwissenschaftlichen Literatur über Phänomene in Physik und Natur heraushebt. Hier trafen das außergewöhnliche Talent eines passionierten Amateurfotografen mit dem in vielen Jahren angesammelten Wissen eines Fachmanns der Physikdidaktik zusammen. Weiterlesen

Spiel, Physik und Spaß – Physik zum Mitdenken und Nachmachen

Ucke, Christian; Schlichting, H. Joachim. In: Weinheim: Wiley-VCH 2011, ISBN-10: 3527409505
ISBN-13: 978-3527409501

Produktbeschreibung: Auf den ersten Blick überrascht die inhaltliche, methodische und phänomenologische Verschiedenheit der Themen in diesem anregenden Mitmach-Buch, denn die Auswahl reicht von Spielzeugen im klassischen Verständnis über Designobjekte bis zu interessanten Gegenständen und Phänomenen des Alltags. Aber auch die Zugänge zu den Themen sind unterschiedlich! Mal stehen exploratorische und experimentelle Aspekte im Vordergrund, mal theoretische Grundlagen. Immer geht es aber um die Freude am Spiel, denn „Spiel, Physik und Spaß“ will zum Nachdenken und Mitmachen anregen. Für jedes Alter findet sich etwas: Einiges spricht schon Kinder im Vorschulalter an, anderes ist für Schüler, Studenten oder Lehrer von Interesse, wieder anderes werden ältere Leser als Spielzeug aus ihrer Jugendzeit erkennen. Weiterlesen

Optische Täuschungen im Alltag

Schlichting, H. Joachim. In: Praxis der Naturwissenschaften -PhiS 61/6 (2012), S. 5 – 14Clip_131.

Optische Täuschungen treten im Alltag der natürlichen und wissenschaftlich-technischen Welt häufiger in Erscheinung als uns normalerweise bewusst ist. Das wird an verschiedenen Beispielen dargestellt und diskutiert. Dabei wird gezeigt, dass Täuschungen nicht nur Defizite unserer Wahrnehmung darstellen, sondern oft eine konstruktive Rolle spielen. Auf jeden Fall sind Täuschungen lustig, faszinierend und fordern die physikalische Intuition heraus. Sie können daher eine Bereicherung für den Physikunterricht sein.

PDF: kann beim Autor angefordert werden (Schlichting@uni-muenster.de)

Flugzeuge mit Farbrändern

Schlichting, H. Joachim. In: Physik in unserer Zeit 43/4 (2012), S. 202

Auf Bildern von Google Earth finden sich manchmal Flugzeuge mit einem Farbsaum. Selbst Wolken zeigen auf Satellitenaufnahmen mitunter dieses Phänomen. Ursache ist die Aufnahmetechnik.

PDF: Flugzeuge mit Farbrändern

Zur physikalischen Dimension des Alltäglichen

Tropfen_am_Fenster_IMG_6525Schlichting, H. Joachim. In: Schule NRW 07/12, S. 338-342

Im Rahmen des Bildungsauftrags allgemeinbildender Schulen soll Physik als Unterrichtsfach Hilfen bereitstellen, um die natürliche und wissenschaftlich-technische Welt zu verstehen. Die Umsetzung dieser Aufgabe verlangt, dass in einem solchen Unterricht Physik auf eben diese Welt bezogen wird und nicht in ihrem fachwissenschaftlichen Gehäuse gefangen bleibt. Die Ausbildungspraxis an
Hoch schule und Schule sieht in vielen Fällen anders aus und trägt vermutlich nicht unwesentlich dazu bei, dass Physik seit Jahrzehnten zu den unbeliebtesten Schulfächern gehört. Auch der Lehrplan in Nordrhein-Westfalen für die Sekundarstufe I fordert, den Alltag der Lernenden
zum Gegenstand des Physikunterrichts zu machen.

PDF: Zur_Physikalischen_Dimension_des_Alltäglichen

Von wegen 3D

Schlichting, H. Joachim. In: Spektrum der Wissenschaft 43/7 (2012), S. 54-55

Ein verdunkeltes Auge genügt, damit unser visuelles System zweidimensionale Bilder als räumlich wahrnimmt. Das macht sich bei bewegten Bildern als 3D-Effekt bemerkbar.

Unsere Sinne hintergehen
fortwährend den Verstand.
Michel de Montaigne (1533 – 1592)

http://www.spektrum.de/alias/schlichting/von-wegen-3-d/1152347

Eine schöne Visualisierung des 3D-Effekts (auch Pulfrich-Effekt genannt) gelingt zum Beispiel durch einen Film eines Kettenkarussells, das durch eine Brille mit einem abgedunkelten Glas betrachtet wird.

 

Hart wie ein Brett

Schlichting, H. Joachim. In: Spektrum der Wissenschaft 43/6 (2012), S. 48-49

Verpackt man körnige Lebensmittel unter Luftabschluss, leisten sie erbitterten Widerstand gegen jegliche Verformung.

Schließlich ist das Einzige, was wir uns dem
unbegrenzten Raum zum Trotz ausdenken können,
die Kunst der Konzentration, der Sammlung,
der Einnahme einer möglichst geringen Oberfläche.
Andrzej Stasiuk (*1960)

http://www.spektrum.de/alias/schlichting/hart-wie-ein-brett/1149969

Schau nicht so genau hin

Schlichting, H. Joachim. In: Spektrum der Wissenschaft 43/5 (2012), S. 50 -51

Grob verpixelte Gesichter sind kaum zu erkennen – es sei denn, man vernichtet noch mehr Information.

Manche Dinge lassen sich nur aus der Ferne gesehen ausfinden,
und auch das Verkleinerungsglas kann auf Entdeckungen leiten.
Das Detail versteckt die großen Züge des Ganzen.
Georg Christoph Lichtenberg (1742 – 1799)

http://www.spektrum.de/alias/schlichting/schau-nicht-so-genau-hin/1149238

Licht im Schatten

Schlichting, H.Joachim. In: Spektrum der Wissenschaft 43/4 (2012), S.44-45

Der Strahlenkranz eines Axicons scheint den Schatten der eigenen Hand ungehindert durchdringen zu können.

Aber vor allem ist er sichtbar,
indem er undurchsichtig ist.
Hans Blumenberg (1920 – 1996)

http://www.spektrum.de/alias/schlichting/licht-im-schatten/1145656

Lange Winter lange Zapfen

Lange WinterSchlichting, H. Joachim. In: Spektrum der Wissenschaft 43/3 (2012), S.52-53

Wie genau bilden sich Eiszapfen? Selbst Forscher können nicht alle Fragen dazu beantworten. Weiterlesen

Farbenfrohe Eisschollen

Eisscholle-im-polarisiertenSchlichting, H. Joachim. In: Physik in unserer Zeit 43/1 (2012), S. 45

In bunten Farben schillernde Eisschollen verdeutlichen, dass Eis doppelbrechend ist. Darüber hinaus zeugt es von der teilweisen Polarisation des Himmelslichts.

PDF: Farbenfrohe Eisschollen

Temperierende Atemluft

Schlichting, H. Joachim. In: Spektrum der Wissenschaft 43/1 (2012), S. 52 – 53

Durch Darüberblasen lassen sich Dinge sowohl erwärmen als auch abkühlen. Wie das?

Was? … du bläsest aus einem Munde warm und kalt?
Geh, mit dir mag ich nichts zu tun haben!
Aesop (um 600 v. Chr.)

http://www.spektrum.de/alias/dachzeile/temperierende-atemluft/1130110

Was das Feuer am Leben hält

Schlichting, H. Joachim. In: Spektrum der Wissenschaft 42/12 (2011), S. 44 – 45

Damit eine Kerzenflamme ruhig brennen kann, müssen zahlreiche komplexe Vorgänge perfekt aufeinander abgestimmt sein.

In der Flamme sind alle Naturkräfte tätig.
Novalis (1772 – 1801)

Die gute alte Kerze hat alle Neuerungen der Beleuchtungstechnik überstanden. Gerade auch in der Adventsund Weihnachtszeit, wenn die Tage kürzer werden, setzt sie Zeichen der Hoffnung, der Freude und des Lebens. Was aber denkt sich der Physiker bei ihrem Anblick? Ihn beeindruckt über all das hinaus der Kontrast zwischen der Einfachheit der ruhig vor sich hin brennenden Flamme und dem, was unsichtbar bleibt: dem komplexen Zusammenspiel physikalischer, chemischer und technologischer Vorgänge, die das Phänomen erst möglich machen.

Die Kerzenflamme, so beständig sie erscheint, ist Ergebnis eines äußerst bewegten Mikrogeschehens: In jedem Moment verlassen Teilchen verglühend den klar umgrenzten Bereich der Flamme und werden durch neu erglühende Teilchen ersetzt. Rein energetisch betrachtet ist die Flamme der sichtbare Teil einer „dissipativen Struktur“ (Ilya Prigogine), eines von Energie und Materie durchströmten Systems fernab vom thermodynamischen Gleichgewicht. Aufrechterhalten wird die Flamme durch die Dissipation von Energie: Sie nimmt hochwertige chemische Energie und Materie in Form von Kerzenwachs und Sauerstoff auf und gibt im Gegenzug Wärme und Gase an die Umgebung ab. Energie- und Materieströme bleiben dabei im zeitlichen Mittel konstant. Warum klappt das so gut? Oder etwas technischer gefragt: Wie kommt es zu dieser eindrucksvollen Selbstorganisation gut aufeinander abgestimmter Vorgänge?

http://www.spektrum.de/alias/schlichting/was-das-feuer-am-leben-haelt/1124690

Antibubbles – Experimentelle Zugänge

Suhr, Wilfried; Schlichting, H. Joachim. In: PhyDid B – Didaktik der Physik – Beiträge zur DPG-Frühjahrstagung 2011 (ISSN 2191-379 X)

So als hätte man bei einer gewöhnlichen Seifenblase die Materialien Luft und Wasser vertauscht, bestehen Antibubbles aus einer Wasserkugel, die durch eine dünne Luftschicht vom umgebenden Wasser getrennt ist. Diese fragilen, schillernden ”Perlen”, die jeder mit etwas Übung herstellen kann, werfen eine Reihe physikalischer Fragen auf, von denen sich einige mit schulischen Mitteln beantworten lassen. Weil die Totalreflexion den Einblick in das Innere der Antibubbles einschränkt, bleibt ihre genaue Beschaffenheit im Verborgenen. Dennoch verschaffen mechanische und optische Methoden gewissermaßen einen Blick durchs Schlüsselloch, der Aufschlüsse über ihren Aufbau und ihre Dynamik liefert.

PDF: Antibubbles

Spiegelwelt mit Fehlern

Schlichting, H. Joachim. In: Spektrum der Wissenschaft 42/9 (2011), S.40-41

Manche vermeintlichen Rätsel lassen sich erst lösen, wenn wir stillschweigend Vorausgesetztes auf den Prüfstand stellen.

»Eine komische Stadt, senkrecht zu ihrer Spiegelung. Es gibt Stunden, in denen das Wasser sich beruhigt und plötzlich der Schein sich bildet. Das harte, trockene Venedig steigt aus einer platten Spiegelung, eine auf einen Spiegel gestellte Stadt …
Die Architektur ist nicht wahnsinnig, sie hat alle Sinne beisammen, ihre Vernunft ist die Schwerkraft, ihre Einsicht die G erade, die man zieht, die G erade, der kürzeste Weg von einem Punkt zum andern. Ihre L eichtheit ist die besiegte Schwerkraft. Die Mauer steht, weil sie vernünftig ist. B eschränktes, beschränktes Denken, Reize geometrischer Denkweise.«
Jean-Paul Sartre (1905 – 1980)

http://www.spektrum.de/alias/schlichting/spiegelwelt-mit-fehlern/1116468

Spaziergang am Meer

Schlichting, H. Joachim. In: Spektrum der Wissenschaft 42/8 (2011), S. 54-55

Weil sich Wasser gern um Sandkörner legt, läuft man am Strand zuweilen wie auf einem befestigten Weg.

Ich meine nicht den Wüstensand,
Den Tummelplatz des wilden Hirschen;
Die Körner mein’ ich, die am Strand
Des Meeres unter mir erknirschen.
Ferdinand Freiligrath (1810 – 1876)

http://www.spektrum.de/alias/schlichting/spaziergang-am-meer/1114586

Der schwingende Weihrauchkessel

Schlichting, H. Joachim. In: Spektrum der Wissenschaft 42/7 (2011), S. 58-59

Wird ein pendelnder Körper periodisch angehoben und abgesenkt, gewinnt er Energie. Warum?

http://www.spektrum.de/alias/schlichting/der-schwingende-weihrauchkessel/1072103

Wenn Shampoo Sprünge macht

Schlichting, H. Joachim. In: Spektrum der Wissenschaft 42/6 (2011), S. 48-49

Sobald bestimmte zähe Substanzen Scherkräften unterliegen beginnen sie plötzlich, sich zu verflüssigen.

… etwas, das trotz aller Flüssigkeit
in der Substanz eine Solidität in
der Form erreicht.
Italo Calvino (1923 – 1985)

http://www.spektrum.de/alias/schlichting/wenn-shampoo-spruenge-macht/1069970

Verwirrende Beugung

Schlichting, H. Joachim. In: Spektrum der Wissenschaft 42/5 (2011), S. 54-55

Dank altbekannter Interferenzeffekte lassen sich mit einer simplen CD rätselhafte Lichtmuster erzeugen.

Den schönsten Farbenschmuck erzielt die Natur durch Interferenzfarben…;
man denke an die Flügel der Schmetterlinge, das Gefieder derKolibris, an Opal oder Perlmutter.
Welche Aussichten würden sich der Malerei eröffnen, wenn es gelänge, eine handliche InterferenzfarbenTechnik auszubilden!
Arnold Sommerfeld (1868 – 1951)

http://www.spektrum.de/alias/schlichting/verwirrende-beugung/1067487

Spurenlesen in der Regentonne

Regentonne-TropfenrvSchlichting, H. Joachim. In: Spektrum der Wissenschaft 42/4 (2011), S. 60-61

Der Aufprall von Wassertropfen auf eine Wasseroberfläche ist folgenreich. Doch das zeigt erst eine Fotografie.

»Eine Bewegung (in Einzelvorgänge) auflösen heißt nicht sie erklären, sondern ihren Sinn zerstören, indem man ihren Rhythmus fälscht. Es gibt eine Verlangsamung, in der der Sinn der Bewegung völlig verloren geht, besonders für den Ungeduldigen.«
Arthur Schnitzler (1862 – 1931)

http://www.spektrum.de/alias/schlichting/spurenlesen-in-der-regentonne/1064594

Virtuelle Welten unter dem Fußboden

Schlichting, H. Joachim. In: Spektrum der Wissenschaft 42/2 (2011), S.53-54

Das Phänomen der spiegelnden Reflexion ist uns weniger vertraut, als wir denken. Gelegentlich tritt es sogar mit Schattenbildern in Konkurrenz

http://www.spektrum.de/alias/schlichting/virtuelle-welten-unter-dem-fussboden/1057466

Schneemuster auf Pflastersteinen

Schlichting, H. Joachim. In: Physik in unserer Zeit 42/1 (2011), S. 47

Fällt Schnee auf ein Steinpflaster, so zeichnet er die Fugen und Steine nach. Doch während er in einem Fall auf den Steinen schmilzt, bleibt er im anderen Fall auf ihnen liegen. Welcher physikalische Mechanismus sorgt für dieses unterschiedliche Verhalten?

Tunken für Fortgeschrittene

Schlichting, H. Joachim. In: Spektrum der Wissenschaft 41/12 (2010), S.32-33

Sind beim Tunken von Keksen physikalische Vorgebildete gegenüber reinen Empirikern im Vorteil?

Abbé Montret tauchte zwei Kekse auf einmal in sein Glas und schnappte sie gierig auf, bevor sie sich in der Flüssigkeit auflösten und im Glas verschwinden konnten.
Pascal Quignard (*1948)

http://www.spektrum.de/alias/schlichting/tunken-fuer-fortgeschrittene/1050043

Hinter Gittern

Schlichting, H. Joachim. In: Spektrum der Wissenschaft 41/11 (2010), S. 42-43

Ein benetztes Sieb trübt kurz den Durchblick – wer sich beeilt, kann trotzdem allerhand entdecken.

Die alte biologische Verwandtschaft
zwischen dem Erkenntnistrieb und dem Spieltrieb …
Hans Blumenberg (1920 – 1996)
Doch jetzt höre, wie leicht und wie rasch sich die Bilder entwickeln
Und wie beständig ihr Strom von den Dingen her fließt und sich ablöst …
Durs Grünbein (* 1962)

http://www.spektrum.de/alias/schlichting/hinter-gittern/1044863

Freihandexperimente zwischen Schulexperimenten und Alltagsphänomenen.

Schlichting, H. Joachim. In: Köster, Hilde; Hellmich, Frank; Nordmeier, Volkhard (Hrsg.): Handbuch Experimentieren. Hohengehren: Schneider Verlag 2010; S, 131 – 153

Freihandversuche ermöglichen einen spielerischen und explorativen Zugang zu Gegenständen und Phänomenen. Auf der motorisch-affektiven Ebene können auf diese Weise die physischen Eigenheiten des Materiellen insbesondere seine Widerständigkeit erfahren werden, was als eine wesentliche Voraussetzung für die Entwicklung experimentellen Geschicks und eines Gefühls für das Machbare anzusehen ist.

Hoch hinaus

Schlichting, H. Joachim. In: Spektrum der Wissenschaft 41/10 (2010), S. 30-31

Vögeln, die auf Hochspannungsleitungen rasten, sollte eigentlich
nichts geschehen. Doch das ist nur die halbe Wahrheit.

http://www.spektrum.de/alias/schlichting/hoch-hinaus/1044193

Die Energie der platzenden Kirsche

Schlichting, H. Joachim. In: Spektrum der Wissenschaft 41/7 (2010), S.32 – 33

Was einer reifen Frucht den Kragen platzen lässt, könnte bald zu unserer Energieversorgung beitragen.

Kirschen haben es nicht leicht. Selbst wenn die Blüten des Kirschbaums nicht erfroren sind und bestäubt wurden, kann ihnen noch in der Endphase langanhaltender Regen zu schaffen machen. Wenn die Wassertropfen zu lange an der Haut der Kirschen anhaften, platzt ihnen schließlich „der Kragen“ (siehe oberes Foto). Die so entstehenden Einschnitte ins Fruchtfleisch sind ein Einfallstor für Schädlinge, insbesondere Pilze, die in den meisten Fällen dafür sorgen, dass die Kirsche ungenießbar wird. Weiterlesen

Nur kurz ist der Blick in die Ferne

Schlichting, H. Joachim. In: Spektrum der Wissenschaft 41/6 (2010), S.33

Der Horizont ist dort, wo sich die von einem Schiff hinterlassene Bläschenspur im Unendlichen verliert? Von wegen.

http://www.spektrum.de/alias/schlichting/nur-kurz-ist-der-blick-in-die-ferne/1030797

Sphärische Irrwege

Schlichting, H. Joachim. In: Spektrum der Wissenschaft 41/5 (2010), S.35

Zu Kreisen mutierende Linien, sich bewegende Muster und aufscheinende Farben ein Parfümflakon
stellt die Gesetze der geometrischen Optik zur Schau.

http://www.spektrum.de/alias/schlichting/sphaerische-irrwege/1026696

Optische Marginalien – Phänomene im Trinkglas

Schlichting, H. Joachim. In: Erb, Roger; Grebe-Ellis, Johannes (Hg.): Alles, was der Mensch ernstlich unternimmt, ist ein Unendliches. Physikalische Miniaturen. Berlin: Logos Verlag 2011, S. 157- 166

Auch wenn Georg Christoph Lichtenberg zu bedenken gibt, »wie oft ein Glas Wein ein System erzeugt« und damit auf die kreativen Möglichkeiten anspielt, die vom Genuss gewisser Getränke ausgehen können, interessierten uns hier die eher nüchternen Möglichkeiten eines physikalischen Blicks ins Glas. Es sollte deutlich werden, dass oft gerade die Randphänomene, die man meist als
»Dreckeffekte« übersieht oder beiseite lässt, zu interessanten physikalischen Untersuchungen und Einsichten führen und Physik und Alltag in eine kreative Verbindung bringen können.

Farbige Moirémuster als Naturphänomen

Schlichting, H. Joachim; Suhr, Wilfried. In: Physik in unserer Zeit 41/3 (2010) 41 – 43

Ringwellensysteme auf der Wasseroberfläche eines Swimmingpools können unter bestimmten Bedingungen farbige Ringe hervorrufen, die sich als ein Moiré-Muster erweisen. Es entsteht aus einer Überlagerung der Ringwellen mit deren Projektion auf dem Boden des Pools. Moiré-Effekte sind im technisch-wissenschaftlichen Alltag häufiger beobachtbar – in der Natur dagegen selten.

PDF: Farbige Moirémuster als Naturphänomen

Magnetische Taschenspielertricks

Schlichting, H. Joachim. In: Spektrum der Wissenschaft 10 (2009), S. 38

Warum Magnete abgebrannte Streichhölzer anziehen, hingegen von Kirschen als abstoßend empfunden werden.

Einst sah ich eine schwarz gekleidete Frau mit weißem Kopftuch;
dieses Tuch schien doppelt so breit wie ihre Schultern zu sein,
welche schwarz bekleidet waren
Leonardo da Vinci (1452 – 1519)