Virtuelles Wasser und Wasserfußabdruck
Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten das Konzept des virtuellen Wassers und berechnen den Wasserfußabdruck von Produkten.
Leitfragen
- Erklären Sie das Konzept des virtuellen Wassers und seine Bedeutung für den globalen Handel.
- Berechnen Sie den Wasserfußabdruck alltäglicher Produkte und Dienstleistungen.
- Bewerten Sie die Implikationen des virtuellen Wasserhandels für wasserarme Regionen.
KMK Bildungsstandards
Über dieses Thema
Die Polarisation ist eine Eigenschaft, die ausschließlich Transversalwellen vorbehalten ist und somit ein entscheidendes Kriterium zur Unterscheidung von Wellentypen darstellt. In der Klasse 13 untersuchen die Schüler, wie die Schwingungsebene von Lichtwellen durch Polarisationsfilter, Reflexion oder Doppelbrechung beeinflusst werden kann. Sie lernen das Gesetz von Malus kennen und analysieren die optische Aktivität von Stoffen.
Im Rahmen der KMK-Standards zur Bewertung diskutieren die Schüler technische Anwendungen wie LCD-Displays, 3D-Kinos oder die Spannungsoptik. Das Thema bietet die Möglichkeit, die abstrakte Vorstellung der elektromagnetischen Welle als Vektorfeld zu konkretisieren. Die Schüler verstehen, dass Licht nicht nur eine Farbe und Intensität hat, sondern auch eine räumliche Orientierung, die für moderne Technologien und die biologische Orientierung (z.B. bei Bienen) von Bedeutung ist.
Ideen für aktives Lernen
Forschungskreis: Das Gesetz von Malus
Schüler messen die Lichtintensität hinter zwei Polarisatoren in Abhängigkeit vom Winkel zueinander und vergleichen die Daten mit der cos²-Funktion.
Stationenrotation: Polarisation entdecken
Stationen zu: Reflexion an Wasserflächen (Brewster-Winkel), Spannungsoptik bei Plastikbesteck und optische Aktivität von Zuckerlösungen.
Ich-Du-Wir (Denken-Austauschen-Vorstellen): Wie funktioniert ein LCD?
Schüler erarbeiten in Paaren das Prinzip eines Flüssigkristalldisplays (Polarisator - Flüssigkristall - Analysator) und erklären, wie Pixel 'geschaltet' werden.
Vorsicht vor diesen Fehlvorstellungen
Häufige FehlvorstellungSchallwellen können polarisiert werden.
Was Sie stattdessen lehren sollten
Schallwellen in Luft sind Longitudinalwellen und schwingen nur in Ausbreitungsrichtung. Da es keine Schwingungsebene senkrecht dazu gibt, ist Polarisation unmöglich. Ein mechanisches Modell mit einem Schlitz und einem Seil vs. einer Feder verdeutlicht dies.
Häufige FehlvorstellungEin Polarisationsfilter lässt nur Teilchen einer bestimmten Form durch.
Was Sie stattdessen lehren sollten
Es handelt sich nicht um ein mechanisches Sieb, sondern um eine Wechselwirkung mit der elektrischen Feldkomponente. Das Modell des 'Lattenzauns' ist zwar anschaulich, sollte aber kritisch als Analogie reflektiert werden.
Vorgeschlagene Methoden
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Häufig gestellte Fragen
Was ist linear polarisiertes Licht?
Was besagt der Brewster-Winkel?
Was ist optische Aktivität?
Wie hilft die Spannungsoptik beim Verständnis von Materialeigenschaften?
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