Kanonische Experimente der Physik

Fachliche Grundlagen und historischer Kontext
1. Auflage 2022
ISBN: 978-3-662-64645-8
Verlag: Springer

Buch, Deutsch, 286 Seiten, Format (B × H): 155 mm x 235 mm, Gewicht: 452 g

Dieses Buch ermöglicht in 14 Fallstudien ein tieferes Verständnis von kanonischen Experimenten der Physik und bietet Hintergründe zu deren Aufbauten und Durchführung sowie dem jeweiligen historischen Kontext. Es diskutiert, wie genau diese Experimente ausgeführt wurden und welche physikalischen Gründe es für die Auswahl der verwendeten Instrumente gab. Ebenso wird dargestellt, warum die jeweiligen Forscher diese Experimente durchführten und wie diese Ergebnisse akzeptiert werden konnten.
Während eine Reihe von diesen Experimenten und deren Methoden, wie das Geiger-Müller-Zählrohr oder das Youngsche Doppelspaltexperiment, Physiklehrkräften sowie (angehenden) Physikerinnen und Physikern zwar vom Funktionsprinzip her bekannt sind, liefert dieses Buch die Hintergründe um die Herausforderungen zu verstehen, die sich beim Experimentieren stellen und die auch den Reiz des experimentellen Arbeitens ausmachen können. Es verdeutlicht, warum Forschende forschen,worin die Motivation besteht und wie veränderlich naturwissenschaftliche Praktiken in der Zeit sind. Damit leisten die hier zusammengeführten Fallstudien einen Beitrag, Physik nicht als einen Wissenskanon, sondern als einen kulturell geprägten von Menschen getragenen Prozess zu verstehen. Das Buch eignet sich damit besonders für Studierende (sowohl fachwissenschaftlich als auch des Lehramts) sowie Lehrende an Universitäten und (Hoch-)Schulen.
Der InhaltDas Hookesche Gesetz – Newtons prismatische Farbzerlegung – Das Coulombsche Gesetz – Youngs Doppelspaltexperiment – Das Ohmsche Gesetz – Die Messung der Lichtgeschwindigkeit durch Fizeau bzw. Foucault – Joules Bestimmung des mechanischen Wärmeäquivalents – Spektralanalyse nach Bunsen und Kirchhoff – Die Wilsonsche Nebelkammer – Das Franck-Hertz-Experiment – Millikans Bestimmung der Elementarladung – Das Geiger-Müller-Zählrohr – Kosmische Hintergrundstrahlung

Zielgruppe

Upper undergraduate

Autoren/Hrsg.

Heering, Peter

Fachgebiete

• Naturwissenschaften Physik Mechanik Kontinuumsmechanik, Strömungslehre
• Naturwissenschaften Physik Physik Allgemein Geschichte der Physik

Inhaltsverzeichnis

1 Kanonische Experimente der Physik und ihre Rolle in Bildungsprozessen.- 2 Das Hookesche Gesetz.- 3 Die prismatische Farbzerlegung durch Isaac Newton.- 4 Das Coulombsche Gesetz und die Coulombsche Torsionswaage.- 5 In einem anderen Licht: das Youngsche Doppelspaltexperiment.- 6 Die Drähte des Georg Simon Ohm (1789-1854).-  7 Die ersten terrestrischen Messungen der Lichtgeschwindigkeit: Fizeau und Foucault.- 8 Die Bestimmung des mechanischen Wärmeäquivalents durch James Prescott Joule.- 9 Die spektroskopischen Arbeiten von Gustav Kirchhoff und Robert Bunsen.- 10 Die Visualisierung der Spuren ionisierender Strahlung mit der Expansionsnebelkammer nach Charles Thomson Rees Wilson.- 11 Der Franck-Hertz-Versuch.- 12 Millikan, die Öltröpfchenexperimente und die Elementarladung.-13 Das Geiger-Müller Zählrohr.- 14 Die Entdeckung der kosmischen Hintergrundstrahlung durch Arno Allan Penzias und Robert Woodrow Wilson.

Über Autor(innen)

Peter Heering ist Professor für Physik und ihre Didaktik an der Europa-Universität Flensburg. In seiner Forschung beschäftigt er sich mit der Analyse historischer Experimentalpraktiken, die er mit der Replikationsmethode untersucht, und mit dem Einsatz wissenschaftshistorischer Inhalte in naturwissenschaftlichen Bildungsprozessen.