Elektrische Ladung: Unterschied zwischen den Versionen

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{{Kurzinfo|BestPractice-HH}} Diese Seite gehört zum Projekt [[Best Practice in den Naturwissenschaften]]. 
<noinclude></noinclude><onlyinclude>{{Arbeitsblatt
 
| Fach = Physik
Es handelt sich um ein Arbeitsblatt zum Thema Elektrizität auf erhöhtem Niveau. Es sind weitere Versionen dieser Seite geplant.
| Themengebiet = Elektrizität
 
| Thema = Elektrische Ladung
 
| Niveau =  G
 
| Nr = auto
<onlyinclude>{{Diff-Doppelseite
| Sozialform = Team
| Arbeitsform =  Arbeitsblatt
| Titel = Die elektrische Ladung
| Titel = Die elektrische Ladung
| A-Seite = {{Bild-mit-Quelle
| A-Seite = {{Bild-mit-Quelle
| Bild = Lightning_cloud_to_cloud_(aka).jpg
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| Breite = 300
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}}Blitze sind ein beeindruckendes Naturschauspiel. Sie entstehen durch elektrische Aufladung in Gewitterwolken. Aber auch aus unserem Alltag ist Elektrizität nicht wegzudenken. Lampen, Computer, Smartphones, Wasserkocher und Mikrowellen werden mit elektrischem Strom betrieben. Auch Mikroprozessoren - die wichtigsten Bauteile aller elektronischen Geräte - funktionieren mit elektrischem Strom. Um so wichtiger ist es für Dich, den elektrischen Strom zu verstehen.
}}Blitze sind ein beeindruckendes Naturschauspiel. Sie entstehen durch elektrische Aufladung in Gewitterwolken. Aber auch aus unserem Alltag ist Elektrizität nicht wegzudenken. Lampen, Computer, Smartphones, Wasserkocher, Mikrowellenherde und zukünftig auch Autos werden mit elektrischem Strom betrieben. Auch Mikrochips - die wichtigsten Bauteile aller elektronischen Geräte - funktionieren mit elektrischem Strom. Strom bietet uns heute Möglichkeiten und Komfort, von dem Eure Ur-Ur-Urgroßeltern vor 150 Jahren noch nicht zu träumen wagten. Aber Strom birgt auch Gefahren. Der Elektrische Strom ist in der Lage einen Menschen lebensgefährlich zu verletzen. Um so wichtiger ist es, ein grundlegendes Verständnis vom elektrischen Strom zu besitzen.


Sicherlich hast Du schon einmal "eine gewischt" bekommen, wenn Du einen Türgriff aus Metall, eine Heizung oder einen Mitmenschen berührt hast. Vielleicht hast Du auch schon einmal beobachtet, dass Deine Haare knistern, wenn Du Dir einen Fleece-Pulli über den Kopf streifst.<br />
Sicherlich hast Du auch schon einmal "''eine gewischt''" bekommen, wenn Du einen Türgriff aus Metall, eine Heizung oder einen Freund berührt hast. Vielleicht hast Du auch schon einmal beobachtet, dass Deine Haare knistern, wenn Du Dir einen Fleece-Pulli über den Kopf streifst.<br />
Beide Fälle sind auf das gleiche Phänomen zurück zu führen. Um dieses Phänomen genauer zu untersuchen, kannst Du einige Versuch selbst durchführen:
Beide Fälle sind auf das gleiche Phänomen zurück zu führen. Um dieses Phänomen genauer zu untersuchen, kannst Du einige Versuch selbst durchführen:


{{Diff-Versuch
{{Box
|Titel=1: Die selbsthaftende Folie
|1=Versuch 1: Die selbsthaftende Folie
|Versuch=Du benötigst für diesen Versuch ein Stück Klarsichtfolie und eine Schallplatte. <br />
|2=Du benötigst für diesen Versuch ein Stück Klarsichtfolie und eine Kunststoffplatte. <br />
Probiere, ob die Folie an den verschiedenen Oberflächen der Wand haften bleibt und notiere Dein Ergebnis in einer Tabelle!<br />
Probiere, ob die Folie an den verschiedenen Oberflächen der Wände im Physik-Raum haften bleibt und notiere Dein Ergebnis in einer Tabelle!<br />
Lege jetzt die Folie auf die Schallplatte und streiche diese mit der Hand fest auf die Platte! Nimm die Schallplatte zusammen mit der Folie vom Tisch und ziehe die Folie ab. Probiere, an welchen Oberflächen die Folie jetzt haften bleibt! Notiere Deine Beobachtungen in einer Tabelle!<br />
Reibe jetzt mit der Folie etwa einige Sekunden an der Kunststoffplatte! Zieh die Folie vorsichtig von der Platte ab. Probiere, an welchen Oberflächen die Folie jetzt haften bleibt! Notiere Deine Beobachtungen in der gleichen Tabelle!<br />
Der Tabellenkopf könnte so aussehen:
Der Tabellenkopf könnte so aussehen:
<table class="Tabelle-blau"><tr>
<table class="Tabelle-blau"><tr>
Zeile 27: Zeile 28:
<th>behandelte Folie</th>
<th>behandelte Folie</th>
</tr></table>
</tr></table>
}}
|3=Experimentieren}}
{{Diff-Versuch
{{Box
|Titel=2: Luftballon
|Versuch 2: Luftballon
|Versuch=Du benötigst für diesen Versuch einen Luftballon und etwas längere Haare. Reibe mit dem aufgepusteten Luftballon an Deinen Haaren und entferne den Luftballon langsam vom Kopf. Was beobachtest Du dabei? Hast Du eine Erklärung für Deine Beobachtungen? }}
|Erstellt für diesen Versuch ein Versuchsprotokoll mit einer eigenen These (Vermutung) über den Ausgang des Experiments, einer kurzen Versuchsbeschreibung mit Skizze (die Versuchsdurchführung ist darin vermutlich schon enthalten), Eurer Beobachtung und Eurer Schlussfolgerung.  Du benötigst für diesen Versuch einen Luftballon und jemand Freiwilligen mit etwas längeren Haaren. Reibe mit dem aufgepusteten Luftballon an den Haaren und entferne den Luftballon langsam vom Kopf. Was beobachtest Du dabei? Hast Du eine Erklärung für Deine Beobachtungen?  
{{Diff-Versuch
|Experimentieren}}  
| Titel =3: Papierschnipsel
| Versuch = Du benötigst für diesen Versuch eine Metallplatte, eine Plexiglasscheibe, Papierschnipsel, ein Seidentuch und Holzklötze. <br />
Lege die Papierschnipsel mittig auf die Metallplatte! Stütze nun die Plexiglasscheibe mit den Holzklötzen so ab, dass die Plexiglasscheibe etwa 2 - 3cm über der Metallplatte liegt! Reibe nun mit dem Tuch über die Plexiglasscheibe und beobachte, was passiert!<br />
Probiere es an verschieden Stellen der Scheibe aus! Beschreibe, was passiert!
}}
 
| B-Seite =  
| B-Seite =  
{{Diff-Versuch
{{Box
|Titel=4: seltsame Verhältnisse
|Versuch 3: seltsame Verhältnisse
|Versuch=Du benötigst für diesen Versuch zwei Klarsichtfolien und eine Schallplatte.<br />
|Erstelle auch für diesen Versuch ein Versuchsprotokoll. Du benötigst für diesen Versuch zwei Klarsichtfolien und eine Kunststoffplatte.<br />
Streiche zwei Folien nacheinander auf eine Schallplatte wie in Versuch 1! Halte nun beide Folien an einer Seite zusammen und beobachte die Folien! Untersuche, wie sich die Folien gegenüber der Schallplatte verhalten! Notiere Deine Beobachtungen! Welche Schlussfolgerungen ergeben sich daraus?
Reibt nun zwei Folien nacheinander an der Kunststoffplatte wie in Versuch 1! Haltet nun beide Folien mit zwei Fingern an einem Ende so zusammen, dass die Seiten der Folien sich anschauen, die vorher gegen die Kunststoffplatte gerieben wurden! Beobachtet die Folien! Untersuche, wie sich die Folien gegenüber der Kunststoffplatte verhalten! Notiere Deine Beobachtungen! Welche Schlussfolgerungen ergeben sich daraus?
}}  
|Experimentieren}}  
[[Datei:Atommodell nach Rutherford.svg|miniatur|180px|So kann man sich ein Atom vorstellen.<br />Nur sehr viel kleiner!]]  
[[Datei:Atommodell nach Rutherford.svg|miniatur|125px|So kann man sich ein Atom vorstellen. Nur sehr viel kleiner!]]  
Alle Dinge bestehen aus winzig kleinen Bausteinen, den Atomen. Diese Atome sind aus noch kleineren Teilchen zusammengesetzt, die Kräfte aufeinander ausüben. Sie ziehen sich gegenseitig an oder stoßen sich gegenseitig ab. Die Ursache dafür bezeichnen wir als {{Diff-Glossar|Begriff=die elektrische Ladung|Zeilen=5}} eines Teilchens. Wir kennen zwei Arten elektrischer Ladungen; positive elektrische Ladungen (+) und negative elektrische Ladungen (&mdash;).<br />
Alle Dinge bestehen aus winzig kleinen Bausteinen, den Atomen. Diese Atome sind aus noch kleineren Teilchen zusammengesetzt, die Kräfte aufeinander ausüben. Sie ziehen sich gegenseitig an oder stoßen sich gegenseitig ab. Die Ursache dafür bezeichnen wir als {{Diff-Glossar|Begriff=die elektrische Ladung|Zeilen=5}} eines Teilchens. Wir kennen zwei Arten elektrischer Ladungen; positive elektrische Ladungen (+) und negative elektrische Ladungen (&mdash;).<br />
Wenn in einem Körper gleich viele positive und negative Ladungen vorhanden sind (und diese gleichmäßig verteilt sind), dann spüren wir diese Ladungen nicht. Wir sagen dann, der Körper ist elektrisch neutral. Sobald aber eine Art von Ladungen überwiegt, können wir diese feststellen. Diese Ladungsüberschüsse bewirken eine Kraft. Diese Kraft ist verantwortlich für die Effekte in den Versuchen, die Du auf diesem Arbeitsblatt findest.<br clear="all" />
Wenn in einem Körper gleich viele positive und negative Ladungen vorhanden sind (und diese gleichmäßig verteilt sind), dann spüren wir diese Ladungen nicht. Wir sagen dann, der Körper ist elektrisch neutral. Sobald aber eine Art von Ladungen überwiegt, können wir diese feststellen. Diese Ladungsüberschüsse bewirken eine Kraft. Diese Kraft ist verantwortlich für die Effekte in den Versuchen, die Du auf diesem Arbeitsblatt findest.<br clear="all" />
{{Diff-Aufgabe
{{Box
|Titel=1: Die elektrische Ladung. Eine Definition.  
|Aufgabe 1: Die elektrische Ladung. Eine Definition.  
|Aufgabe=Recherchiere im Physikbuch nach der elektrischen Ladung. Sammle Dein Wissen über die elektrische Ladung in Deiner Mappe. Wenn Du genug Wissen gesammelt hast und sicher bist, dass Du den Begriff verstanden hast, formuliere eine knappe Definition in Deinen eigenen Worten und notiere diese im Glossar in diesem Heft!<br />
|Recherchiere im Physikbuch nach der elektrischen Ladung. Sammle Dein Wissen über die elektrische Ladung in Deiner Mappe. Wenn Du genug Wissen gesammelt hast und sicher bist, dass Du die elektrische Ladung verstanden hast, formuliere eine knappe Definition in Deinen eigenen Worten und notiere diese im Glossar in diesem Heft!<br />
Verfahre von nun an mit allen gekennzeichneten {{Diff-Glossar|Begriff=Fachbegriff|Erklärung=Jede Wissenschaft hat eine eigene Fachsprache. Sie besteht aus Fachbegriffen und bestimmten Formulierungen. Ein Fachbegriff hat &ndash; anders als ein Wort aus unserer Alltags-Sprache &ndash; eine eindeutige und festgelegte Bedeutung. Wenn man diese Begriffe verwendet, kann man sich leichter ausdrücken und verständlich machen. Außerdem vermeidet man so Missverständnisse.}}'''''en''''' (für die keine Erklärung im Glossar angegeben ist) auf diese Weise!
Verfahre von nun an mit allen gekennzeichneten {{Diff-Glossar|Begriff=Fachbegriff|Erklärung=Jede Wissenschaft hat eine eigene Fachsprache. Sie besteht aus Fachbegriffen und bestimmten Formulierungen. Ein Fachbegriff hat &ndash; anders als die meisten Worte aus unserer Alltags-Sprache &ndash; eine eindeutige und festgelegte Bedeutung. Wenn man diese Begriffe verwendet, kann man sich leichter ausdrücken und verständlich machen. Außerdem vermeidet man so Missverständnisse.}}'''''en''''' (für die keine Erklärung im Glossar angegeben ist) auf diese Weise!
}}
|Üben}}
{{Diff-Aufgabe
{{Box
|Titel=2: Eine Erklärung für die seltsamen Effekte
|Aufgabe 2: Eine Erklärung für die seltsamen Effekte
|Aufgabe=Erkläre mit Hilfe Deines Wissens über die elektrischen Ladungen, den Versuch 4!<br />
|Erkläre mit Hilfe Deines Wissens über die elektrischen Ladungen, den Versuch 3!<br />
}}
|Üben}}
{{Aufgaben-blau
{{Box
|1=3: Der Fleece-Pulli
|Aufgabe 3: Der Fleece-Pulli
|2=
|
* Wenn Du Dir einen Fleece-Pulli über den Kopf streifst, knistert es ganz schön.  
* Wenn Du Dir einen Fleece-Pulli über den Kopf streifst, knistert es ganz schön.  
* Manchmal bekommt man "eine gewischt" wenn man einen Türgriff berührt.
* Manchmal bekommt man "eine gewischt" wenn man einen Türgriff berührt.
Erkläre, wie beide Phänomene zustande kommen und was sie gemeinsam haben!<br />
Erkläre, wie beide Phänomene zustande kommen und was sie gemeinsam haben!<br />
Hast Du das Überstreifen eines Flece-Pullis schon einmal im Dunklen beobachtet?}}
Hast Du das Überstreifen eines Flece-Pullis schon einmal im Dunklen beobachtet?
| Fach = Physik
|Üben}}
| Themengebiet = Elektrizität
| Thema = elektrische Ladung
| Niveau =  G
| Sozialform = 2
| Arbeitsform =  E
| Kontrolle = L
}}</onlyinclude>
}}</onlyinclude>
[[Kategorie:Elektrizität]]

Version vom 4. März 2018, 23:32 Uhr

Blitze sind ein beeindruckendes Naturschauspiel. Sie entstehen durch elektrische Aufladung in Gewitterwolken. Aber auch aus unserem Alltag ist Elektrizität nicht wegzudenken. Lampen, Computer, Smartphones, Wasserkocher, Mikrowellenherde und zukünftig auch Autos werden mit elektrischem Strom betrieben. Auch Mikrochips - die wichtigsten Bauteile aller elektronischen Geräte - funktionieren mit elektrischem Strom. Strom bietet uns heute Möglichkeiten und Komfort, von dem Eure Ur-Ur-Urgroßeltern vor 150 Jahren noch nicht zu träumen wagten. Aber Strom birgt auch Gefahren. Der Elektrische Strom ist in der Lage einen Menschen lebensgefährlich zu verletzen. Um so wichtiger ist es, ein grundlegendes Verständnis vom elektrischen Strom zu besitzen.

Sicherlich hast Du auch schon einmal "eine gewischt" bekommen, wenn Du einen Türgriff aus Metall, eine Heizung oder einen Freund berührt hast. Vielleicht hast Du auch schon einmal beobachtet, dass Deine Haare knistern, wenn Du Dir einen Fleece-Pulli über den Kopf streifst.
Beide Fälle sind auf das gleiche Phänomen zurück zu führen. Um dieses Phänomen genauer zu untersuchen, kannst Du einige Versuch selbst durchführen:


Versuch 1: Die selbsthaftende Folie

Du benötigst für diesen Versuch ein Stück Klarsichtfolie und eine Kunststoffplatte.
Probiere, ob die Folie an den verschiedenen Oberflächen der Wände im Physik-Raum haften bleibt und notiere Dein Ergebnis in einer Tabelle!
Reibe jetzt mit der Folie etwa einige Sekunden an der Kunststoffplatte! Zieh die Folie vorsichtig von der Platte ab. Probiere, an welchen Oberflächen die Folie jetzt haften bleibt! Notiere Deine Beobachtungen in der gleichen Tabelle!
Der Tabellenkopf könnte so aussehen:

# Oberfläche unbehandelte Folie behandelte Folie
Versuch 2: Luftballon

Erstellt für diesen Versuch ein Versuchsprotokoll mit einer eigenen These (Vermutung) über den Ausgang des Experiments, einer kurzen Versuchsbeschreibung mit Skizze (die Versuchsdurchführung ist darin vermutlich schon enthalten), Eurer Beobachtung und Eurer Schlussfolgerung. Du benötigst für diesen Versuch einen Luftballon und jemand Freiwilligen mit etwas längeren Haaren. Reibe mit dem aufgepusteten Luftballon an den Haaren und entferne den Luftballon langsam vom Kopf. Was beobachtest Du dabei? Hast Du eine Erklärung für Deine Beobachtungen?


Versuch 3: seltsame Verhältnisse

Erstelle auch für diesen Versuch ein Versuchsprotokoll. Du benötigst für diesen Versuch zwei Klarsichtfolien und eine Kunststoffplatte.
Reibt nun zwei Folien nacheinander an der Kunststoffplatte wie in Versuch 1! Haltet nun beide Folien mit zwei Fingern an einem Ende so zusammen, dass die Seiten der Folien sich anschauen, die vorher gegen die Kunststoffplatte gerieben wurden! Beobachtet die Folien! Untersuche, wie sich die Folien gegenüber der Kunststoffplatte verhalten! Notiere Deine Beobachtungen! Welche Schlussfolgerungen ergeben sich daraus?

So kann man sich ein Atom vorstellen. Nur sehr viel kleiner!

Alle Dinge bestehen aus winzig kleinen Bausteinen, den Atomen. Diese Atome sind aus noch kleineren Teilchen zusammengesetzt, die Kräfte aufeinander ausüben. Sie ziehen sich gegenseitig an oder stoßen sich gegenseitig ab. Die Ursache dafür bezeichnen wir als Farm-Fresh bullet go-16px.pngdie elektrische Ladung eines Teilchens. Wir kennen zwei Arten elektrischer Ladungen; positive elektrische Ladungen (+) und negative elektrische Ladungen (—).
Wenn in einem Körper gleich viele positive und negative Ladungen vorhanden sind (und diese gleichmäßig verteilt sind), dann spüren wir diese Ladungen nicht. Wir sagen dann, der Körper ist elektrisch neutral. Sobald aber eine Art von Ladungen überwiegt, können wir diese feststellen. Diese Ladungsüberschüsse bewirken eine Kraft. Diese Kraft ist verantwortlich für die Effekte in den Versuchen, die Du auf diesem Arbeitsblatt findest.

Aufgabe 1: Die elektrische Ladung. Eine Definition.

Recherchiere im Physikbuch nach der elektrischen Ladung. Sammle Dein Wissen über die elektrische Ladung in Deiner Mappe. Wenn Du genug Wissen gesammelt hast und sicher bist, dass Du die elektrische Ladung verstanden hast, formuliere eine knappe Definition in Deinen eigenen Worten und notiere diese im Glossar in diesem Heft!
Verfahre von nun an mit allen gekennzeichneten Farm-Fresh bullet go-16px.pngFachbegriff en (für die keine Erklärung im Glossar angegeben ist) auf diese Weise!

Aufgabe 2: Eine Erklärung für die seltsamen Effekte

Erkläre mit Hilfe Deines Wissens über die elektrischen Ladungen, den Versuch 3!

Aufgabe 3: Der Fleece-Pulli
  • Wenn Du Dir einen Fleece-Pulli über den Kopf streifst, knistert es ganz schön.
  • Manchmal bekommt man "eine gewischt" wenn man einen Türgriff berührt.

Erkläre, wie beide Phänomene zustande kommen und was sie gemeinsam haben!
Hast Du das Überstreifen eines Flece-Pullis schon einmal im Dunklen beobachtet?