Rhetos Lexikon
Physik
Grundidee
Das Rhetos® Lexikon der Physik und der spekulativen Philosophie erklärt physikalische Effekte, Formeln, Fachworte und Hintergründe vor allem mit Worten - daher auch der Name Rhetos - und mit einfachen Experimenten, die man leicht selbst nachstellen kann. Direkt zum Lexikon geht es über Physik-Lexikon ↗
1. Prinzip: Worte und Texte
Was ist eine Quadratsekunde? Ich erinnere mich noch gut daran, wie ich in den 1980er Jahren als Schüler der Mittel- und Oberstufe monatelang darüber sinnierte, was der anschauliche Sinn hinter der Einheit m/s² (Meter pro Sekunde Quadrat). Was könnte es meinen, eine Sekunde mit sich sebst malzunehmen? Mein damaliges Lehrbuch der Physik schrieb nur knapp: die Einheite der Beschleunigung ist m/s². Erst Jahre später, im Studium, erkannte ich, dass diese Einheit aus einer mathematischen Vereinfachung heraus entstand, nämlich aus dem Doppelbruch Meter pro Sekunde pro Sekunde. In dieser ursprünglichen Fassung gab es keine mysteriöse Quadatsekunde. Und darüber wurde auch die eigentliche physikalische Bedeutung klar: die Beschleunigung in m/s² sagt, um wie viele Meter pro Sekunde ein Gegenstand seine Geschwindigkeit in jeder Sekunde ändert[1]. Der grundlegende Leitgedanke des Rhetos Lexikons ist es, dass die Erklärung ganz über Fließtexte verständlich sein sollten. Siehe dazu auch den Artikel zu Rechnen und Sprache ↗
2. Prinzip: einfache Versuche
Zwischen eine kleine Glühbirne und ein senkrecht hingestelltes Blatt Papier wird ein Bleistift gehalten. Wie sieht der Schatten aus? Kann man vom Schatten auf die Lage des Bleistiftes schließen? Wie verändert sich der Schatten, wenn der Bleistift von zwei nah beieinander stehenen Birnchen angestrahlt wird? Solche einfachen Versuche[2] führen oft zu Fragen und Aha-Erlebnissen, die man über eine reine Beschäftigung mit Büchern oder Internetseiten nciht bekommen würde. Das Rhetos Lexikon der Physik beschreibt woimmer möglich, wie man sich Sachverhalte der Physik, Mathematik und Chemie mit einfachen Versuchen aus alleine klar machen kann. Siehe als Beispiel dazu Schattenbank (Lernwerkstatt) ↗
3. Prinzip: Zusammenhänge
Eine alte Videokassette ist für sich alleine nicht besonders interessant. Wenn Archäologen aber in zweitausend Jahre alten, ungestörten Erdschichten eine solche Kassette entdecken, dann wird sie hochinteressant[3]. So sind vielleicht die Bewegungsgesetze von Isaac Newton für sich alleine nicht besonders interessant. Sie können aber sehr interessant werden, wenn man erkennt, welche Rolle sie in scharfen theologischen Diskussionen[4] führten und wie sie später zur Idee eines sinnlos wie ein Räderwerk ablaufenden Kosmos wurden[5]. Auf kurzen Umwegen führten die drei Newtonschen Axiome der heutigen Schulphysik damals zur strittig diskutierten Idee von einem Uhrwerk-Universum ↗
4. Prinzip: wenige Bilder
Ein einzelner Artikel im Rhetos Lexikon enthält höchstens ein Bild. Und das ist auch gewollt. Das mag verwundern, wo das Lexikon doch gerade anschauliche Erklärung liefern soll. Der Grund dafür ist eine Beobachtung, die wir immer wieder in unserer Lernwerkstatt gemacht haben: je mehr fertige oder halbfertige Bilder, Skizzen, Tabellen und Graphen ein Lernender angeboten bekommt, desto mehr verkümmert die Fähigkeit, sich genau solche Bilder in der inneren Vorstellung aufbauen zu können.
Eine kurze Geschichte des Rhetos Lernlexikons
Das Rhetos Lexikon der Physik entstand im Jahr 2010 und war zunächst ein Nachschlagewerk für Schüler der Mathe-AC Lernwerkstatt in Aachen. Der Schwerpunkt lag von Anfang auf der Mathematik und Physik. Neben Erklärseiten zu Standardthemen aus der Schule (pq-Formel, Pendelgesetz) entstanden über die Jahre auch Anleitungen zu Versuchen aus der Lernwerkstatt. Heute umfasst das Lexikon rund 40 tausend Seiten und hat einige tausend Besucher pro Tag. Es ist werbe- und kostenfrei und verfolgt keine kommerziellen Absichten.
Fußnoten
- [1] Die oben beschriebene anschauliche Erklärung der Einheit m/s² ist durchaus nicht allen Schülern automatisch vertraut ist. Das zeigt - kein Einzelfall - ein Beispiel Anfang 2024. Ein guter Schüler im Leistungskurs Physik sollte wenige Monate vor der Abiturprüfung bestimmen, wie lange es dauert, bis ein Stein im Freien Fall und bei einer angenommenen Erdbeschleunigung von rund 10 m/² eine Geschwindigkeit von 100 m/s erreicht. Der Abiturient suchte erst in einer Formelsammlung verschieden Formeln, fand dann v=a·t, setzte die gegebenen Werte ein und fand über die Umstellung nach der Zeit die richtige Lösung. Als ich ihm klar machte, dass 10 m/s² heißt, dass der Stein in jeder Sekunde um 10 m/s schneller wird, erkannte er sofort den sehr viel einfacheren Lösungsweg, dass man nämlich nur die 100 m/s durch die 10 m/s² teilen muss. Er selbst äußerte sich überrascht, dass ihm diese einfache Sicht nicht früher von selbst gekommen war. Siehe auch Meter pro Quadratsekunde ↗
- [2] Es entstehen Kern- und Halbschatten, man kann den Strahlensatz der Mathematik ins Spiel bringen, danach fragen, ob die Größe des Schattens proportional oder umgekehrt proportional zum Abtand des Bleistiftes zum Licht oder zum Schirm ist, man kann die Ränder des Schattens mit linearen Gleichungen vorhersagen und viele weitere Aspekte der Mathematik und Physik mit ins Spiel bringen. Ich mache dieses Experiment durchweg mit allen Schülern der Oberstufe, wenn sie das Thema der Wellenoptik behandeln. Durchweg alle genießen es, sich diese Grundlagen aus der Mittelstufe noch einmal in Ruhe - oft eine ganze Stunde lang - klar zu machen. Und fast alle erkennen erst über die Logik dieser sogenannten Strahlenoptik, was die eigentliche Besonderheit der Wellenoptik ist. Siehe auch Schattenbank (Lernwerkstatt) ↗
- [3] Ein genau solcher Fund ist der Ausgangspunkt eines spannenden Thrillers: "Das Jesus Video" von Andreas Eschbach aus dem Jahr 1998.
- [4] Zur Zeit von Isaac Newton (1642 bis 1727) ging viele Philosophen und Astronomen noch davon aus, dass es jenseits der Bahn des Mondes ganz andere Naturgesetze gäbe, also auf der Erde. Während die Erde, das Irdische, ein Ort der Fehlbarkeit war, sollten jenseits des Mondes die Gesetze eines perfekten göttlichen Himmels wirken. Siehe dazu etwa den Artikel zu Thema Translunar ↗
- [5] Im 18ten Jahrhundert deuteten viele Denker die Erfolge der Physik so, dass letztendlich alles Geschehen in der Welt bloße Mechanik sei. Die Welt und auch die Menschen wurden so zu reinen Maschinene, die sich wie aufgezogene Spielzeuge einfach nur abspulten. Wer an Geschichte und Philosophie interessiert ist, kann hier in eine faszinierende Gedankenwelt eintauchen. Siehe dazu zum Beispiel den Artikel zum Uhrwerk-Universum ↗
- [6] Gemeint ist das Lehr- und Übungsbuch Mathematik. Band II. Arithmetik, Algebra und Elementare Funktionenlehre. 20. Auflage. Verlag Harri Deutsch · Thun und Frankfurt/Main. 1989. ISBN: 3 871844 401 4. Eine der Stärken dieses Buches, stellvertretend für viele Bücher für Autodidakten an Fachhochschulen, sind die umfangreichen und übersichtlich angelegten Aufgabensammlungen.
