An drei Beispielen möchten wir zeigen, was in drei Jahren Physikunterricht möglich ist und damit etwas Appetit auf unser Fach machen.

Stufe 11:     Wie kann ein Raumschiff ohne Treibstoffverbrauch seine Geschwindigkeit erhöhen? (Swing-by-Effekt)

So hat z.B. die Saturnsonde Cassini nach dem Start 1997 durch vier Swing-by-Manöver an Venus-Venus-Erde-Jupiter genügend Schwung geholt, dass sie 2004 den Saturn erreichen konnte. Nachdem wir die Newtonsche Bewegungsgleichung, Energie- und Impulserhaltung sowie das Gravitationsgesetz kennengelernt haben, können wir selber (z.B. auf unserem grafikfähigen Taschenrechner) Planeten um die Sonne laufen lassen und auch die Swing-by-Technik verstehen.

Stufe 12:  Wo kommen die farbigen Streifen auf einer CD her?

Jeder hat sicher schon einmal beobachtet, dass eine CD je nach Beleuchtung farbige Streifen zeigt.

Im Unterricht lernen wir, dass sichtbares Licht ein Teil des elektromagnetischen Spektrums ist und damit Welleneigenschaften hat, die sich in Beugung („Licht kann um die Ecke gehen“) und Interferenz („hell plus hell kann dunkel ergeben“) zeigen. Mit unseren CD-Experimenten können wir z.B. den „Rillenabstand“ der CD bestimmen.     

Stufe 13:     Sind Zeitreisen möglich?

Einstein sagt: Ja! Wenn z.B. einer von zwei Zwillingen eine längere Reise mit einem Raumschiff unternimmt, stellt er bei der Rückkehr fest, dass sein zurückgebliebener Bruder schneller gealtert ist. Wir lernen in der Relativitätstheorie, dass eine Sekunde nicht immer eine Sekunde ist und ein Meter nicht immer ein Meter bleibt, sondern vom Bewegungszustand des Beobachters abhängt. So können wir z.B. den Altersunterschied der beiden Zwillinge berechnen.

Reinhard Kloke