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Physik der Sekundarstufe anschaulich — Optik, Mechanik, Wellen und mehr zum Ausprobieren

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Belichtungsdreieck (Fotografie)

Blende, Zeit und ISO an einem simulierten Foto: Parkszene mit vorbeifahrendem Coupé und Lichterkette, bei Tag, Dämmerung oder Nacht. Offene Blende macht den Hintergrund weich und die Bokeh-Kreise groß, lange Zeiten verwischen das Auto bis zur Lichtspur, hohe ISO rauscht. „EV halten" gleicht jede Änderung über einen anderen Regler aus — Lichtbilanz in Stufen, Belichtungsmesser und Live-Histogramm zeigen: gleiche Helligkeit, andere Bildwirkung.

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Dichte & Auftrieb (Archimedes)

Warum ein Stahlschiff schwimmt und ein Kieselstein sinkt: Nicht das Gewicht entscheidet, sondern die Dichte. Körper mit einstellbarer Dichte und Größe ins Wasser, die Auftriebskraft (= Gewicht des verdrängten Wassers) gegen die Gewichtskraft. Material-Presets bis zum Aha „Eisen schwimmt auf Quecksilber".

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Doppler-Effekt

Der „Krankenwagen-Effekt" sichtbar gemacht: Eine bewegte Schallquelle staucht die Wellenfronten vor sich (höhere Frequenz) und dehnt sie dahinter (tiefere). Zwei Beobachter zeigen die empfangene Frequenz f′; jenseits der Schallgeschwindigkeit bildet sich der Mach-Kegel. Nicht die Lautstärke ändert sich, sondern die Tonhöhe — optional hörbar.

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Farbmischung additiv & subtraktiv

Rot + Grün ergibt Gelb — bei Licht. Additive Mischung (RGB-Lichtkegel auf Schwarz → Weiß in der Mitte) und subtraktive Mischung (CMY-Pigmente auf Weiß → Schwarz) im direkten Umschalter, mit Intensitäts-Reglern. Widerlegt die Tuschkasten-Regel „Rot + Grün = Braun" fürs Licht.

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Newton-Wiege / elastischer Stoß

Warum bei der Kugelwiege n Kugeln rein = n Kugeln raus: nur so bleiben Impuls UND kinetische Energie gleichzeitig erhalten. Umschaltbar auf teilweise/inelastisch — dann kleben die Kugeln zusammen, der Impuls bleibt, die Energie geht in Wärme. Impuls und Energie live vorher/nachher angezeigt.

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Sammellinse & Bildkonstruktion

Die drei Hauptstrahlen an der Sammellinse live: Gegenstand entlang der optischen Achse ziehen, Brennweite verstellen — und zusehen, wie das Bild von reell-umgekehrt zu virtuell-aufrecht kippt, sobald der Gegenstand durch den Brennpunkt wandert. Mit Abbildungsgleichung 1/f = 1/g + 1/b und Regime-Anzeige.

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Schiefer Wurf

Der schiefe Wurf als Überlagerung: Winkel und Startgeschwindigkeit einstellen, abschießen — die horizontale Geschwindigkeit bleibt konstant, nur die vertikale ändert sich, und die Bahn ist eine Parabel. Der Bahnvergleich zeigt, dass die Reichweite bei 45° maximal ist, nicht beim steilsten Wurf. Optional mit Luftwiderstand.

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