Physik I. [antikvár]

Liebe Schülerinnen und Schüler! Wenn Ihr in dem Buch blättert, werdet Ihr viele Dinge aus Eurer natürlichen und technischen Umwelt entdecken: Sonne, Mond, Regenbogen, Fotoapparat, Fernrohr, Glühlampe, Telefon, Auto, Flugzeug, Kernkraftwerk, um nur einige Beispiele zu nennen. Darüber habt Ihr sicher auch schon in anderen Büchern, Zeitschriften oder im Fernsehen Interessantes gelesen und gehört. Manches davon konntet Ihr noch nicht ganz verstehen, weil Euch die dazu notwendigen physikalischen Grundkenntnisse fehlten. Das vorliegende Buch will Euch in enger Verbindung mit dem Physikunterricht helfen, diese Kenntnisse zu erwerben. Welche Ziele verfolgt das Buch? Grundlegende Begriffe, Gesetze und Modelle der Physik werden nicht einfach mitgeteilt, sondern Schritt für Schritt entwickelt und an vielen Beispielen herausgestellt und geübt. Zahlreiche Erscheinungen könnt Ihr dann selbst erklären und verstehen. Der Weg, wie man grundlegende physikalische Zusammenhänge entdeckt - die Physiker nennen diese Arbeitsweise die physikalische Methode -wird an zahlreichen Fällen immer wieder aufgezeigt. Hierbei lernt Ihr, diese Methode zum Lösen physikalischer und technischer Probleme selbständig anzuwenden. An geeigneten Stellen werdet Ihr auch erfahren, wie die Einstellungen der Forscher zur Natur und ihre daraus folgenden Fragestellungen im Verlauf der Geschichte sich gewandelt haben. Das Buch will Euch an einem spannenden Abenteuer teilnehmen lassen, bei dem Ihr miterlebt, wie Forscher vieler Völker zu verschiedenen Zeiten um Naturerkenntnis gerungen und große technische Leistungen vollbracht haben. Physik und Technik haben im Laufe der Geschichte Leben und Kultur der Menschen in ganz besonderer Weise verändert. In den Industriestaaten wurden die Menschen durch vielfältige technische Geräte und Maschinen von der Last schwerer körperlicher Arbeit immer mehr befreit. Ihre Arbeitszeit konnte drastisch verkürzt und ihre Lebenserwartung in den letzten 100 Jahren verdoppelt werden. Auch die negativen Seiten dieser Entwicklung sind offenkundig: Zerstörung unserer Umwelt und die Möglichkeit der Selbstvernich-tung. Aber die Probleme der Zukunft - nicht zuletzt die der Entwicklungsländer - können nicht gegen Naturwissenschaft und Technik, sondern nur mit ihrer Hilfe gelöst werden. Deshalb ist es auch eine der Zielsetzungen des Buches, die besondere Bedeutung von Physik und Technik für den Menschen aufzuzeigen. Welche Hilfen bietet Euch das Buch? Zunächst einmal enthält das Buch sehr viele Bilder. Diese Bilder helfen Euch bei der häuslichen Arbeit. Versuche könnt Ihr so leichter nachvollziehen oder sogar mit einfachen Hilfsmitteln zu Hause durchführen. Versuche aus der Elektrizitätslehre mit gefährlichen Spannungen sind mit einem Blitz gekennzeichnet. Sehr wichtig ist eine Kontrolle darüber, ob Ihr die im Buch entwickelten Zusammenhänge auch verstanden habt. Man muß das Gelernte nicht nur richtig wiedergeben, sondern auch selbständig anwenden können. Deshalb enthält das Buch viele Aufgaben. Sie dienen zum Einüben der erlernten Begriffe und Verfahren und als Übung zum Problemlösen. Als Anregung und Hilfe sind die zahlreichen, farbig unterlegten Aufgabenbeispiele mit Lösungen gedacht. Sie werden sehr ausführlich behandelt, damit Ihr lernt, wie man beim Lösen von Aufgaben vorgehen kann. Hierbei helfen häufig die folgenden Regeln: 1. Versucht zunächst, die Aufgabe zu verstehen! Was ist gegeben? Was ist gesucht? Wie lauten die Bedingungen? Fertigt eine Skizze an! Führt passende Bezeichnungen ein! 2. Denkt Euch einen Plan zur Lösung der Aufgabe aus! Habt Ihr schon einmal eine ähnliche Aufgabe bearbeitet? Kennt Ihr ein Gesetz, eine Gleichung, die hier verwendet werden könnte? Könnt Ihr zunächst einen Teil lösen? 3. Prüft die Lösung der Aufgabe! Ist das Resultat sinnvoll? Kann man es kontrollieren? Vergessen ist etwas ganz Natürliches. Dem kann man nur entgegenwirken, wenn man sich die wesentlichen Ergebnisse immer wieder einprägt. Im Buch sind daher diese Ergebnisse jeweils in einem rot umrandeten Merksatz zusammengefaßt. Die besonders wichtigen Aussagen sind außerdem durch halbfetten Druck hervorgehoben, andere (auch Zwischenergebnisse) sind kursiv gesetzt. Außerdem findet Ihr alle wichtigen Ergebnisse eines Abschnitts auf einer besonderen Seite übersichtlich zusammengestellt. Dies ist das Basiswissen ( = Grundwissen), auf das Ihr immer wieder zurückgreifen könnt. Wollt Ihr noch einmal genau erfahren, wie man zu einem bestimmten Ergebnis gekommen ist, dann müßt Ihr den entsprechenden Abschnitt im Buch durcharbeiten. Die Seitenangaben hierzu findet Ihr ebenfalls auf den Basisseiten. Zusammenfassende Bemerkungen zur IMethode der Physik gibt es außer in dem Kapitel „Einführung" auch in vielen anderen Kapiteln. Diese Bemerkungen haben eine schwarze Umrandung. Wir wünschen Euch viel Erfolg und Freude bei der Arbeit mit dem Buch! Die Verfasser I