Geheimnis Zeit - Ein Videoprojekt

Das Videoprojekt "Geheimnis Zeit" ist eine Auseinandersetzung mit dem Thema reversible und irreversible Vorgänge. Es führt auf Mittelstufenniveau hin zum physikalisch-statistischen Konzept der Entropie.
 

Die Ergebnisse des Projektes wurden im Internet veröffentlicht und beim Jugendsoftwarepreis 2008 mit dem Sonderpreis ausgezeichnet. Die ganze Klasse arbeitete an dem Projekt begeistert in Gruppen mit, und zwar außerhalb des laufenden Unterrichts: vor der Handylinse, hinter der Kamera, am Computer. Die Lehrkraft gab nur den Anstoß, erarbeitete im Unterricht mit der Klasse die physikalischen Hintergründe und sammelte die Ergebnisse. Dieser Artikel skizziert die Inhalte und die Entstehung des Projektes und soll auch als Anregung zum Nachmachen dienen. Der Autor freut sich über Rückmeldungen!

 

Reversibel oder irreversibel?

Vorgänge mit eindeutiger Richtung: Abkühlung einer Kaffeetasse
Das Phänomen ist jedem bekannt: Es gibt Vorgänge, bei denen man sofort erkennt, wenn ein Film, der diesen Vorgang zeigt, rückwärts läuft. In der realen Welt springt die liegende Knetgummikugel nicht von alleine in die Hand. Auch die zerbrochene Kaffeetasse setzt sich nicht von alleine wieder zusammen und schlüpft vom Boden auf die Tischplatte. Der Frühstückskaffee wird erfahrungsgemäß mit der Zeit kühler, bis er die gleiche Temperatur hat wie die Umgebung. Nie wird man beobachten, dass sich die Umgebung abkühlt und dabei den Kaffee zum Dampfen bringt.

Schon schwieriger: Ein Billardstoß
Bei anderen Vorgängen ist dies nicht so offensichtlich: Der Stoß zweier Kugeln beim Billard erscheint "rückwärts" gesehen ebenso plausibel wie "vorwärts". Einem Pendel muss man schon eine Weile zusehen, um zu erkennen, ob die Richtung einer Filmvorführung stimmt. Das verwundert zunächst nicht. Aber bei genauerer Betrachtung erkennt man, dass auch der Aufprall der Knetgummikugel, das Abkühlen des Kaffees, das Zerbrechen der Tasse mikroskopisch betrachtet aus lauter kleinen "Billardstößen" zusammengesetzt sind, die genauso andersherum passieren könnten! Energie- und Impulserhaltungssatz bleiben natürlich auch bei umgekehrter Zeitrichtung erfüllt.

Woher der Unterschied zwischen reversibel und irreversibel?
Auf der Suche nach einem Schlüssel zu diesem Rätsel entwickelten im Schuljahr 2007/2008 die Schülerinnen und Schüler der Klasse 8c des Luitpold-Gymnasiums München völlig eigenständig eine Vielzahl von sehr unterschiedlichen Filmideen und setzten sie in die Tat um.

Einsatz im Unterricht

"Energie ohne Entropie versteht man nie!" In diesem Sinne können die Ergebnisse des Projekts eine Unterrichtseinheit zum Thema "Energieentwertung", "Zeitrichtung", "Reversibilität und Irreversibilität" illustrieren. Im Lehrplan des bayerischen G8 ist dieses Thema zum Beispiel in Jahrgangsstufe 8 vorgesehen. Die Kapitel zum physikalischen Hintergrund können auch für eine Fach- oder Seminararbeit hilfreich sein.

Kurzinformation zum Unterrichtsmaterial

TitelGeheimnis Zeit
AutorenKlasse 8c (2007/2008) des Luitpold-Gymnasiums München mit ihrem Physiklehrer Joachim Hoffmüller
ZielgruppeGymnasium, alle Jahrgangsstufen
Preiskostenfrei im Internet abrufbar
Technische VoraussetzungenComputer mit Internetzugang, Browser mit Flashunterstützung

Internetadresse

Zusatzinformation

Informationen zum Autor

Joachim Hoffmüller unterrichtet am Luitpold-Gymnasium München Mathematik und Physik und betreute das hier vorgestellte Videoprojekt.

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