Veröffentlichungen im MNU-Journal
Zusammenfassung: Wärme Q und Entropie S sind zwei zentrale Größen der Wärmelehre. Die eine, nämlich Q, scheint die einfachere, anschaulichere Größe zu sein, die andere ist bekannt dafür, schwierig zu sein. Wir zeigen, dass dieser Eindruck die Sache nicht trifft: die Wärme Q ist eine außerordentlich tückische Größe. Die Entropie dagegen hat ihren schlechten Ruf zu Unrecht. Hat man einmal verstanden, dass die Entropie nahezu perfekt das beschreibt, was man umgangssprachlich unter Wärme versteht, so entdeckt man, dass sie eine der anschaulichsten physikalischen Größen überhaupt ist.
Zusammenfassung: Der Begriff Bezugssystem begegnet uns im Physikunterricht an verschiedenen Stellen. Bezugssystemwechsel sind ein wichtiges Werkzeug der Physik. Wir wollen das Thema hier kritisch beleuchten. Zum einen schlagen wir vor, Bezugssystemwechsel nicht nur im Zusammenhang mit der Mechanik zu behandeln. Zum zweiten empfehlen wir, den Begriff der Scheinkraft nicht einzuführen, und die Erscheinungen, bei denen sie auftreten, auf eine andere Art zu deuten. Schließlich plädieren wir dafür, das Thema Bezugssystemwechsel nicht zum Hauptthema der speziellen Relativitätstheorie zu machen.
In diesem Beitrag, der auf einem Vortrag beim MNU-Bundeskongress 2023 beruht, geht es um die Lokalisierung der potenziellen Energie. Wenn man einen Körper anhebt, nimmt die potenzielle Energie zu. Aber wo genau steckt diese Energie? Das ist eine vernünftige und naheliegende Frage. Die Lehrbücher gehen unterschiedlich mit ihr um. Manche sagen, die Energie stecke in dem Körper, den man angehoben hat. Andere sagen, sie stecke in dem System Erde-Körper. Eine bessere Antwort ist: Sie steckt im Gravitationsfeld. Wir schlagen vor, wie man im Unterricht mit der „potenziellen“ Energie sprachlich umgeht.
Im Zusammenhang mit der Relativitätstheorie begegnen uns in Schulbüchern zwei Situationen, in denen zwei Beobachter unterschiedlich schnell altern. Es scheint sich um zwei voneinander unabhängige Effekte zu handeln. Oft wird der eine als speziell-, der andere als allgemein-relativistisch bezeichnet. Tatsächlich handelt es sich beide Male um ein und denselben Effekt, beschrieben in zwei verschiedenen Bezugssystemen.
Zusammenfassung: Die Masse wird gewöhnlich eingeführt als Maß für die Trägheit eines Körpers. Aber was will man überhaupt unter Trägheit verstehen? Wir führen ein Maß für die Trägheit ein. Es stellt sich heraus, dass für hohe, relativistische Geschwindigkeiten weder die Ruhemasse, noch die relativistische Masse die Anforderungen an ein sinnvoll definiertes Trägheitsmaß erfüllt. Wie wollen wir aber im Physikunterricht über Trägheit sprechen? Wie kann man die Alltagssprache der Schüler/innen nutzen und trotzdem zu einer soliden Begriffsbildung gelangen? Auf diese Fragen versuchen wir eine Antwort zu geben.
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