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Siemens Stiftung

Schnecke - Übersicht

Grafik, beschriftet: Die Hörschnecke mit Lage von Vorhof, ovalem Fenster und rundem Fenster. Zur Zuordnung der Ein- und Austrittsöffnungen für den Schall.Die Cochlea besteht aus einem gewundenen Gang, der im Querschnitt dreiteilig erscheint. Der aufwärts führende Teil heißt Vorhoftreppe und beginnt am ovalen Fenster. Zwischen den beiden Treppen befindet sich ein häutiger Schlauch, der mit Flüssigkeit gefüllt ist. In diesem befindet sich das eigentliche Hörorgan, das cortische Organ.Hinweise und Ideen:Einsetzbar in einem Arbeitsblatt, zur gemeinsamen Erarbeitung über den Beamer oder als Overhead-Folie.Weitere inhaltliche Informationen zu dieser Grafik gibt es als Sachinformation auf dem Medienportal der Siemens Stiftung.Unterrichtsbezug:Bau und Leistung eines SinnesorgansReizaufnahme und InformationsübermittlungSinnesleistungen.

Medientypen

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Lernalter

11-18

Schlüsselwörter

Anatomie (Mensch) Diagramm Ohr

Sprachen

Deutsch

Anderer Ressourcentyp

Siemens Stiftung

Sprache als hochkomplexes Schallsignal

Diagramm: Oszilloskop-Kurve des gesprochenen Satzes "It's raining cats and dogs".Die Oszilloskop-Kurve zeigt: In der Sprache überlagern sich praktisch alle Schallarten.Hinweise und Ideen:Zur Ergänzung von Arbeitsblättern und Folien.Weitere inhaltliche Informationen zu dieser Grafik gibt es als Sachinformation auf dem Medienportal der Siemens Stiftung.Unterrichtsbezug:Schall/Akustik: KenngrößenSchwingungen und WellenKommunikation und Verständigung

Arbeitsblatt

Siemens Stiftung

Verkehrsmittel im Energievergleich (Arbeitsblatt)

Arbeitsblatt:Die Verkehrsmittel PKW, Bus, Zug und Flugzeug sollen nach Kohlendioxid-Emission und Energieverbrauch verglichen werden.Ausgehend von den vorgegebenen Werten für einen Schnellzug sind die Schülerinnen und Schüler aufgefordert, Schätzwerte für andere Verkehrsmittel in eine Tabelle einzutragen. Nach einer Recherche werden die tatsächlichen Werte eingetragen und mit den Schätzwerten verglichen. Wie gut konnte der Energiebedarf geschätzt werden? Wie sieht die Umweltbilanz der einzelnen Verkehrsmittel aus und welche Faktoren müssen berücksichtigt werden? Ist es sinnvoll, wenn jeder Pendler alleine mit dem Auto zur Arbeit fährt?Hinweise und Ideen:Die Schätzwerte sollte sich jede Schülerin und jeder Schüler selbst überlegen. Für die Recherche kommt dann Partnerarbeit (in der Schule) oder auch Einzelarbeit (zu Hause) in Frage. Die Tabelle kann für die Recherche auch um andere Verkehrsmittel, z. B. Fahrrad oder Motorroller/Motorrad erweitert werden.

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Siemens Stiftung

Energiequellen für elektrischen Strom

Schemagrafik:Übersicht über die Umwandlungspfade von verschiedenen Energiequellen hin zu elektrischem Strom.Um die in nuklearen, regenerativen und fossilen Energieträgern enthaltenen Energieformen für den Menschen nutzbar zu machen, müssen sie in eine andere Energieform umgewandelt werden, z. B. in elektrische Energie (“Strom”). Von den hier gezeigten Energieträgern ist bei Kernenergie, nachwachsenden und fossilen Brennstoffen sowie Geo- und Solarthermie eine direkte Umwandlung in elektrische Energie nicht möglich. Daher müssen mehrere Umwandlungsschritte hintereinandergeschaltet werden. Die beiden letzten Schritte sind die Umwandlung von thermischer in mechanische Energie in der Turbine und die Umwandlung von mechanischer in elektrische Energie im Generator.Wasser- und Windkraft können direkt einen Generator antreiben und Photovoltaik erzeugt direkt elektrische Energie. Hinweise und Ideen:Sehr gut geeignet, um das Gesetz von der Erhaltung der Energie zu erläutern. Dass Energie nicht erzeugt, sondern nur umgewandelt werden kann, ist den Schülern nicht selbstverständlich.

Anderer Ressourcentyp

Siemens Stiftung

Was ist wie laut in Natur und Technik?

Diagramm: Eine Übersicht zeigt entlang einer Lautstärkeskala natürliche und menschengemachte Schall- und Lärmquellen im Vergleich.Die bebilderte Grafik zeigt plakativ eine Auflistung von Geräuschen, die von den Menschen verursacht werden, und dazu im Vergleich die Geräusche aus der natürlichen Umwelt. Die Zahlenwerte sind Dezibel-Angaben entsprechend der offiziellen Lautstärkeskala.Hinweise und Ideen:Grafik kann als Einstieg ins Thema Lärmmessung besprochen werden. Ebenso kann mit ihrer Hilfe das Thema Lärmarten erarbeitet werden.Des Weiteren kann anhand der Grafik erörtert werden, welcher Lärm vermeidbar und dämmbar ist bzw. wie man sich davor schützen kann.Unterrichtsbezug:Lärm: Ursachen, Wirkung, Schutz

Bildungsbereiche

Elementarbildung

Fach- und Sachgebiete

Sachkunde

Medientypen

Anderer Ressourcentyp

Lernalter

6-10

Schlüsselwörter

Diagramm Druck (Physik) Lampe Schall

Sprachen

Deutsch

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Siemens Stiftung

Reflexion

Schemagrafik:Das Phänomen der Reflexion wird mit dem Strahlencharakter des Lichts erklärt.Der Strahlencharakter des Lichts wird am Phänomen der Reflexion deutlich: Licht wird an spiegelnden Flächen gemäß dem Reflexionsgesetz reflektiert.1. Der einfallende Strahl und der reflektierte Strahl liegen in einer Ebene.2. Der Einfallswinkel ist genauso groß wie der Ausfallswinkel.Hinweise und Ideen:Gerade im Bereich Reflexion (inklusive zum Thema Spiegel) bieten sich Experimente an, die die Schüler mit einfachen Mitteln selbst durchführen können.

Medientypen

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Lernalter

13-18

Schlüsselwörter

Diagramm Licht Optik

Sprachen

Deutsch

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Siemens Stiftung

Anregungsenergie eines Wassermoleküls

Diagramm:Wasser kann in Form der Schwingungen bzw. der Bewegung seiner Moleküle Wärmeenergie aufnehmen. Dieser Energieinhalt hängt vom Aggregatzustand ab: Wasserdampf enthält z. B. mehr Energie als flüssiges Wasser.Die uns umgebende Materie nimmt je nach Druck und Temperatur (in Kelvin) verschiedene Aggregatzustände an: fest, flüssig oder gasförmig. Das gilt auch für Wasser: Beim Übergang von fest nach flüssig bzw. flüssig nach gasförmig nimmt die Energie der Wassermoleküle zu, ohne dass dabei die Temperatur ansteigt. Dies entspricht den beiden Plateaus im Diagramm. Die “Breiten” der Plateaus liegen bei ca. 6 kJ/mol (Schmelzwärme) und ca. 40,7 kJ/mol (Verdampfungswärme).Hinweise und Ideen:Eignet sich gut zur Erläuterung des Themas Phasengleichgewicht.


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Anderer Ressourcentyp

Siemens Stiftung

Erneuerbare Energieträger (GS)

Fotocollage:Die erneuerbaren Energieträger Sonne, Wind und Wasser.Hinweise und Ideen:Als Impulsbild, um die Vorerfahrungen der Schülerinnen und Schüler zum Thema "Erneuerbare Energien" zu aktivieren.


Anderer Ressourcentyp

Siemens Stiftung

Energieverbrauch - Ländervergleich

Zuordnungsaufgabe:Die Welt sowie die Länder China, USA, Russland, Norwegen, Deutschland, Kenia werden verglichen nach Energieproduktion, Energieverbrauch gesamt und Energieverbrauch pro Kopf. Warum ist der Verbrauch so unterschiedlich? Aus dem Diagramm geht beispielsweise hervor, dass China insgesamt einen höheren Energieverbrauch hat als die USA, der Pro-Kopf-Verbrauch ist aber erheblich geringer. Die Norweger haben einen viel höheren Pro-Kopf-Verbrauch als die Deutschen, woran liegt das? Mögliche Antworten: In Norwegen ist der Strompreis viel niedriger und die Haushalte verwenden oft eine Nachtspeicherheizung. Die Schülerinnen und Schüler sollen die Faktoren zuordnen, die hauptsächlich zum Energieverbrauch in den genannten Ländern beitragen.Hinweise und Ideen: Als Grundlage für das Säulendiagramm dienen Vergleichswerte aus dem Jahr 2011, wobei die Einheit für Produktion und Verbrauch Mio. RÖE ist, für den Pro-Kopf-Verbrauch kg RÖE. Aus dem Diagramm herauszulesen ist: Welche Länder produzieren mehr Energie als sie selbst verbrauchen? Welches Land hat den höchsten Pro-Kopf-Verbrauch? Die Übung ist als “offene Übung” konzipiert, es ist keine Lösung vorgegeben. Die individuelle Zuordnung soll zur Diskussion anregen. Es können auch Rechercheaufträge für die jeweiligen Länder an die Schülerinnen und Schüler gegeben werden. Nachdem sie ihre Ergebnisse präsentiert haben, kann die erste Zuordnung dahingehend überprüft werden.

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Siemens Stiftung

Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ)

%chemagrafik:Schematische Darstellung der Stromumwandlungsstufen bei der Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) vom Produktionsort zum Mittelspannungsnetz des lokalen Netzes.Um Strom als Hochspannungs-Gleichstrom übertragen zu können, muss er sowohl transformiert als auch gleichgerichtet werden. Nach der Übertragung wird er mit Stromrichter wieder zu Wechselstrom gewandelt. Als Gleich- und Wechselrichter verwendet man Thyristoren. Die Fotos zeigen in der Starkstromtechnik verwendete Transformatoren und Thyristoren.Mit der Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) lassen sich Strecken über Land (Freileitungen) ab ca. 1.000 km Länge und unter Wasser (Seekabel) ab ca. 60 km wirtschaftlicher überbrücken als mit Wechselstrom. Gleichstrom hat gegenüber dem Wechselstrom den Vorteil, dass er keine Wirbelströme verursacht und somit den vollen Leitungsquerschnitt nutzt. Aufgrund des niedrigeren Widerstands bei gleichem Querschnitt sind die Wärmeverluste geringer.Übrigens: Leistungsverluste sind bei Wechselspannung unter Wasser deshalb höher als in der Luft oder in der Erde, weil bei Tiefseekabeln keine Ausgleichselemente (Spulen, Kondensatoren) gegen induktive und kapazitive Verluste eingesetzt werden können.Hinweise und Ideen:Was verwendete man früher als Gleichrichter?Unter Verwendung der Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Hochspannungs-Gleichstrom-%C3%9Cbertragun%