Claus Wolfseher
30.08.2006

Grundbegriffe der Wellenlehre mit GeoGebra

Der hier vorgestellte Online-Kurs mit interaktiven GeoGebra-Applets bietet variabel einsetzbare Materialien zum Lehren und Erlernen der Grundbegriffe der Wellenlehre.
 

Schwingungen und Wellen gehören zu den grundlegenden Phänomenen, die in vielen Gebieten der Physik auftreten: der Ton einer schwingenden Saite in der Akustik, die Wellennatur des Lichts in der Optik, der Schwingkreis in der Elektrizitätslehre bis hin zu den Wellenbetrachtungen in der Atom-, Kern- und Quantenphysik. In nahezu jedem Lehrbuch werden die Entstehung und das Fortschreiten von Wellen mit einer Reihe von Momentaufnahmen dargestellt, um der dynamischen Natur der Sache gerecht zu werden. Die kostenfreie dynamische Geometriesoftware GeoGebra bietet hier weitaus bessere Visualisierungsmöglichkeiten, die auf dem Papier und an der Tafel nicht realisierbar sind und die das Verständnis erleichtern. Der Lehrende oder die Lernenden können mithilfe dynamischer Java-Applets, die mit GeoGebra erstellt wurden, gleichsam die Zeit schnell, langsam, vorwärts oder rückwärts laufen lassen und auch anhalten. Parameter wie Amplitude, Frequenz und Phasengeschwindigkeit können kontinuierlich verändert und so deren Einfluss auf die Erscheinung einer Welle beobachtet werden. Dies ermöglicht einen aktiv-entdeckenden Zugang zu den physikalischen Sachverhalten. Kurze Kontrollfragen mit einblendbaren Lösungen dienen der eigenständigen Lernzielkontrolle.

 

Kompetenzen

Die Schülerinnen und Schüler sollen

  • die Zeigerdarstellung der harmonischen Schwingung verstehen.
  • die Entstehung und das Fortschreiten einer Seilwelle (mechanische, harmonische, lineare Transversalwelle) verstehen.
  • die Begriffe Phase, Phasenwinkel, Periodendauer, Frequenz, Wellenlänge und Phasengeschwindigkeit einer Welle kennen und erklären können.
  • wissen, dass bei der Transversalwelle keine Materie, sondern Energie in Ausbreitungsrichtung transportiert wird.
  • die zeitliche und räumliche Periodizität als Kennzeichen einer Welle erkennen.
  • die Herleitung der Wellengleichung verstehen.
  • die Wellengleichung anwenden können.

Kurzinformation zum Unterrichtsmaterial

ThemaGrundbegriffe der Wellenlehre mit GeoGebra
AutorClaus Wolfseher
FachPhysik
ZielgruppeJahrgangsstufe 11
Zeitraummindestens 2 Stunden (am besten Doppelstunde) oder freie Zeiteinteilung bei selbstständiger Bearbeitung außerhalb des Unterrichts
Technische VoraussetzungenInternetbrowser mit aktiviertem JavaScript, Java Runtime Environment (Version 1.4 oder höher, kostenfrei); die Mathematiksoftware GeoGebra ist zum Betrachten der Arbeitsblätter nicht Voraussetzung, kann aber zum Erstellen eigener Konstruktionen kostenfrei aus dem Internet heruntergeladen werden.

Didaktisch-methodischer Kommentar

Download

grundbegriffe_wellenlehre_materialien.zip
 

Internetadresse

Informationen zum Autor

Claus Wolfseher unterrichtet am Katharinen-Gymnasium Ingolstadt die Fächer Mathematik, Physik und Informatik. Auf seiner Homepage finden Sie weitere interaktive Materialien.

  • Mehr Infos im Autorenverzeichnis
    Hier können Sie Kontakt mit Herrn Wolfseher aufnehmen. Zudem finden Sie hier eine Liste mit allen Lehrer-Online-Beiträgen des Autors.
Kommentare zu dieser Unterrichtseinheit
  • Pfeiltasten lwolf, 15.05.2009 12:08
    Hallo,
    bei mir funktioniert's schon. Mit "Pfeiltasten" sind die Cursor-Tasten gemeint. Die Pfeiltasten des Nummern-Blocks der Tastatur müssen i.a. mit der Num-Taste aktiviert werden. Man kann die Schieberegler auch mit der Maus steuern, mit den Pfeiltasten ist die Steuerung aber "weicher". Geschmackssache...
  • GGB-Applets funktionieren nicht wie beschrieben! birgit.lachner, 12.04.2009 23:04
    Hallo ...
    es heißt da, man soll den t-Schieberegler anklicken und dann die Pfeiltasten verwenden. Bei mir bewegt sich da nichts!!!

    Birgit Lachner
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