Dies ist eine einfache Zusammenstellung einiger meiner Materialien für den Computereinsatz im Unterricht. Sie sollen eine Hilfe für alle sein, die Mathematik oder Physik lehren oder lernen.
Bitte beachten Sie: Die Materialien dürfen ausschließlich für nichtkommerzielle Zwecke im Schulunterricht unter Angabe des Autors verwendet werden!
Viel Erfolg beim Lehren und Lernen wünscht
C. WolfseherAktualisierungen:
Direkte und indirekte Proportionalität
proportionale Zuordnungen, Quotienten- und Produktgleichheit, Graphen
gebrochen rationale Funktionen
Das Applet zeigt interessante Informationen beliebiger rationaler Funktionen und zeichnet den Graphen.
Parabel als Graph quadratischer Funktionen
Kompendium zu quadratischen Funktionen
Scheitel- und Produktform quadratischer Funktionen
f: x ↦ ax2 + bx + c in verschiedenen Darstellungen
Näherungen für Quadratwurzeln - Heron-Algorithmus
Dynamischen Arbeitsblätter zur geometrischen Herleitung des Heron-Algorithmus.
Modellieren von Exponentialfunktionen
Wie findet man die Funktion für Messergebnisse eines offensichtlich exponentiellen Wachstums?
Darstellung komplexer Zahlen
Addition und Multiplikation komplexer Zahlen in Pfeildarstellung
Lineares Gleichungssystem mit zwei Unbekannten
Graphische und rechnerische Lösung eines Gleichungssystems
Integralfunktion
Interaktive Unterrichtssequenz zur Hinführung zum HDI.
Der Integrator
Gegenüberstellung der Graphen einer Funktion f und einer zugehörigen Stammfunktion F.
Newton-Iterationsverfahren
Interaktive Applets und Tabellenkalkulation zur Veranschaulichung des Newton-Iterationsverfahrens zur näherungsweisen Ermittlung einer Nullstelle.
Differentialquotient
Veranschaulichung der Entwicklung vom Differenzenquotienten (mittlere Änderungsrate) zum Differentialquotienten (lokale Änderungsrate)
am Beispiel der mittleren und momentanen Geschwindigkeit.
Ableitungsfunktion
"Graphisches Ableiten" einer Funktion
gebrochen rationale Funktionen
Das Applet zeigt interessante Informationen beliebiger rationaler Funktionen und zeichnet den Graphen.
Parabel als Graph quadratischer Funktionen
Kompendium zu quadratischen Funktionen
Zykloiden
Veranschaulichende Animationen zur Zykloide, Brachistochrone, Tautochrone und Epizyklen
Reuleaux-Dreieck
Wie bohrt man ein quadratisches Loch?
Satz von Pick
einfach genial: Punkte zählen ergibt Flächeninhalt
Ellipse
Kennen-Lerneinheit zur Ellipse
Trigonometrische Funktionen
Sinuskurve & Co
Berechnung der Kreiszahl π nach Archimedes
Unterrichtssequenz zur π-Bestimmung.
Entfernungen auf der Kugeloberfläche
Wie weit ist es von Rom nach New York?
Flächeninhalt eines Kreises
Herleitung der Formel zur Berechnung des Flächeninhalts eines Kreises
Fibonacci und der Goldene Schnitt
Interaktive Lerneinheit zur Berechnung, Konstruktion und Untersuchung des Goldenen Schnitts
Monte-Carlo-Simulation
Approximation der Kreiszahl π auf Grundlage des Gesetzes der großen Zahlen.
besondere Vierecke
Trapez, Parallelogramm, Drachenviereck, Raute, Rechteck, Quadrat. Schulung zur Formulierung von Definitionen.
Pantograph
Anwendung des Strahlensatzes
Möbius-Band
Ein Gebilde mit nur einer Fläche. Wo ist oben und unten?
Ikosaederstumpf
Was haben ein C60-Molekül und ein Fußball gemeinsam?
Platonische Körper
Vollkommen regelmäßig. Das sind die platonischen Körper.
Linearkombination von Vektoren
Interaktives Applet zur Veranschaulichung der Linearkombination von Vektoren.
Grundkonstruktionen
Was man mit Zirkel und Lineal alles machen kann.
Die Satzgruppe des Pythagoras
Dynamischen Arbeitsblätter zum Kathetensatz, Satz des Pythagoras (mit Umkehrung) und Höhensatz.
Ausführliche Beschreibung der Unterrichtseinheit bei
lehrer-online.
Strahlensätze
Unterrichtseinheit mit Herleitung und dynamischen Arbeitsblättern.
Näherungen für Quadratwurzeln - Heron-Algorithmus
Dynamischen Arbeitsblätter zur geometrischen Herleitung des Heron-Algorithmus.
Die Parabel als Ortslinie
Herleitung, Definition, Beweis und Anwendung in einer Unterrichtseinheit mit dynamischen Arbeitsblättern
Voronoi-Diagramm
Bei einer vorgegebenen Menge an Zentren ist die Voronoi-Region eines Zentrums die Menge aller Punkte, die dem Zentrum näher liegen als jedem anderen Zentrum.
Berechnung der Kreiszahl π nach Archimedes mit TURBO PASCAL
Einem Kreis werden reguläre n-Ecke mit Umfang un bzw. Un ein- bzw. umbeschrieben.
Mit Kreisradius 0,5 gilt: un < π < Un.
Lagebeziehungen zwischen Gerade und Ebene
Excel-Tabelle zur Berechnung des Schnittpunkts von einer Geraden mit einer Ebene mit Hilfe von Determinanten.
Zykloiden
Veranschaulichende Animationen zur Zykloide, Brachistochrone, Tautochrone und Epizykel
Signifikanztest
interaktive Lerneinheit zum Signifikanztest
Ziegenproblem
Bedingte Wahrscheinlichkeit am Beispiel des populären Monty-Hall-Dilemmas.
Was du schon immer über Wahrscheinlichkeit wissen wolltest …
interaktive Einführung in die Grundlagen der Stochastik
bedingte Wahrscheinlichkeit bei diagnostischen Verfahren
Wie kann es sein, dass ein diagnostischer Test so gut wie sicher eine vorliegende Infektion erkennt,
eine positiv getestete Person jedoch mit hoher Wahrscheinlichkeit gesund ist?
Monte-Carlo-Simulation
Approximation der Kreiszahl π auf Grundlage des Gesetzes der großen Zahlen.
Boxplot
interaktiver Boxplot zur Veranschaulichung von Median, Quartil, Mittelwert und Spannweite
Die elektronischen Würfel
Auf Augensumme 9 oder 10 wetten? Schätze Deine Gewinnchancen richtig ein!
Excel-Tabelle mit Arbeitsblatt für Experimente im Stochastik-Unterricht.
Kombination mit Wiederholung
Anschauliche Herleitung der Kombinatorik-Formel für eine Stichprobe
mit Zurücklegen und ohne Berücksichtigung der Reihenfolge.
Binomial- und Normalverteilung, ein- und zweiseitige Signifikanztests
Excel-Tabellen zur Stochastik der Oberstufe
Binomial- und Normalverteilung, integrale Näherungsformel
interaktive Arbeitsblätter zur Binomial- und Normalverteilung (Histogramme, Gaußsche Glockenkurve und Integralfunktion,
Herleitung der Laplace-Näherung)
Binomialverteilung
Histogramm und kumulativ. HTML5 (ohne JAVA)
Das mag(net)ische Minigolf
Das Spiel demonstriert eine Trajektorie im Kraftfeld dreier im gleichseitigen Dreieck angeordneter Attraktoren,
vergleichbar einem magnetischen Pendel.
Ein(-)Blick ins Chaos
Auszüge des Kurses "Ein(-)Blick ins Chaos - nichtlineare, dynamische Systeme" von C. Wolfseher
mit vielen Bildern, interaktiven Applets und downloads. Nähere Informationen und das Skript zum Kurs
gibt es bei Lehrer-Online.
Iteration der logistischen Gleichung
Applets zur dynamischen Veranschaulichung der Iteration der logistischen
Gleichung xn+1 = r·xn·(1 − xn).
Mandelbrot-Menge
Das Applet veranschaulicht die komplexe Iteration zn+1 = zn2 + c.
Doppelsterne
Wie kann man Geschwindigkeiten, Bahnradien und Massen von Doppelsternen bestimmen, die man nicht 'mal mit dem Teleskop getrennt sehen kann?
Planetenschleifen
Warum kehrt Mars immer wieder mal um? 3D-Animation zur Veranschaulichung der retrograden Planetenbewegung.
Epizykel
Interaktive 3D-Animation zur Epizykeltheorie des geozentrischen Weltbilds.
Globale Satellitennavigationssysteme
Wie funktioniert GPS?
Globus
3D-Globus mit Landkarten und Gradnetz
Längen- und Breitengrad
Positionsbestimmung durch Angabe der geographischen Länge und Breite.
Wende- und Polarkreise
Die 3D-Animation zeigt die Wanderung des subsolaren Breitenkreises zwischen den Wendekreisen im Laufe eines Jahres.
Foucaultsches Pendel
3D-Animationen zum Foucaultschen Pendel und der Coriolis-Kraft.
Zweikörperproblem
Simulation der Bewegung eines Planeten um ein Zentralgestirn mit der "Methode der kleinen Schritte".
Gezeiten
Weißt du eigentlich wie Ebbe und Flut entstehen? Irgendwas mit dem Mond? Oder wegen der Drehung der Erde? Keine Sorge.
Selbst der große Galileo Galilei lag mit seiner Gezeiten-Theorie falsch. Also 'mal ganz von vorne...
eindimensionaler Potentialtopf mit unendlich hohen Wänden
Lösungen der Schrödingergleichung für den linearen Potentialtopf mit unendlich hohen Wänden
Elektromagnetische Welle
frei drehbare 3D-Animation der Feldvektoren einer elektromagnetischen Welle
Schwingungen
von Pendeln und Harmonien
Kreisbewegung - Projektion auf harmonische Schwingung
3D-Darstellung der Projektion einer Kreisbewegung
Grundbegriffe der Wellenlehre
interaktiver Kurs mit Animationen zur Erarbeitung der Grundbegriffe der Wellenlehre
Ausführliche Beschreibung der Unterrichtseinheit bei
lehrer-online.
Überlagerung von Wellen
In der interaktiven Lerneinheit werden Superposition, Interferenz, Phasenverschiebung und Gangunterschied von Wellen
sowie Doppelspalt und optisches Gitter in veranschaulichenden Animationen dargestellt.
Interferenz von Schallwellen
Akustische und optische Demonstration der Überlagerung von Schallwellen.
Stehende Welle
Veranschaulichung der Entstehung von stehenden Wellen und Schwebungen
(im Rahmen des Kurses
Überlagerung von Wellen).
Reflexion und Brechung ebener Wellen nach Huygens
Animationen zur Veranschaulichung der
Erklärung von Reflexion und Brechung mit dem Huygens'schen Prinzip.
Transversal- und Longitudinalwellen
Animation zur Veranschaulichung der beiden Wellenarten.
Doppler-Effekt
Lerneinheit mit interaktiven Animationen zum akustischen und relativistischen Doppler-Effekt
Federpendel - harmonische Schwingung
animiertes Federpendel mit Kräftebilanz und Zeit-Ort-Diagramm
erzwungene Schwingung
Resonanzkurve am Beispiel eines Fadenpendels
Das mag(net)ische Minigolf
Simulation der Trajektorie eines magnetischen Pendels
Foucaultsches Pendel
3D-Animationen zum Foucaultschen Pendel und der Coriolis-Kraft.
Heben eines Blumentopfs
Wegunabhängigkeit der Hubarbeit. Betrachtungen zur potentiellen Energie.
Dopplereffekt
Interaktive Animationen zum Dopplereffekt.
Zeit-Weg-Diagramm
Interaktives Applet zur Darstellung einer eindimensionalen Bewegung im t-x-Diagramm.
Gezeiten
Animationen zur Entstehung von Ebbe und Flut
Ausführliche Beschreibung der Lerneinheit bei
lehrer-online.
Freier Fall mit Luftreibung - Methode der kleinen Schritte
Am Beispiel eines Fallschirmspringers wird ein Näherungsverfahren zur Berechnung einer Bewegung
mit nichtkonstanter Beschleunigung hergeleitet und demonstriert.
Zweikörperproblem - Planetenbewegung
Die Simulation berechnet mit der "Methode der kleinen Schritte" in Abhängigkeit von einstellbaren Parametern die Bahn eines Planeten (bzw. Kometen, Mondes oder Satelliten) um ein Zentralgestirn.
Federpendel - harmonische Schwingung
animiertes Federpendel mit Kräftebilanz und Zeit-Ort-Diagramm
Kinematik der Kreisbewegung
Umlaufzeit, Frequenz, Bahn- und Winkelgeschwindigkeit
Kreisbewegung - Projektion auf harmonische Schwingung
3D-Darstellung der Projektion einer Kreisbewegung
schiefe Ebene
Mit dem dynamischen Arbeitsblatt kann die "goldene Regel der Mechanik" am Beispiel der schiefen Ebene erarbeitet werden.
Ausführliche Beschreibung der Unterrichtseinheit bei
lehrer-online.
Kräfteaddition und Kräftezerlegung
Dynamische Arbeitsblätter zum Thema Kräfteaddition und Kräftezerlegung.
Impulserhaltung bei geraden und schiefen Stößen
Mit den dynamischen Arbeitsblättern zur Impulserhaltung
können der vollkommen elastische und unelastische Stoß simuliert werden.
Wurfbewegungen
waagrechter, senkrechter und schiefer Wurf
Zykloiden
Veranschaulichende Animationen zur Zykloide, Brachistochrone, Tautochrone und Epizykel
Relativgeschwindigkeit
Einführung zur speziellen Relativitätstheorie mit interaktiven Animationen zur Relativgeschwindigkeit.
Grundlagen der speziellen Relativitätstheorie
Animationen zur Kinematik der speziellen Relativitätstheorie
Doppler-Effekt im Minkowski-Diagramm
Weltlinien beim Doppler-Effekt
Interferenz von Quantenobjekten
statistische Deutung der Intensitätsverteilung von Photonen oder Quantenobjekten nach Beugungsgitter
Woher kennt Licht den schnellsten Weg?
Einblick in den Pfadintegralformalismus der Quantenelektrodynamik anhand von Beispielen aus der Optik
Millikan-Versuch
Schwebemethode zur Bestimmung der Elementarladung
eindimensionaler Potentialtopf mit unendlich hohen Wänden
Lösungen der Schrödingergleichung für den linearen Potentialtopf mit unendlich hohen Wänden
radioaktiver Zerfall
Veranschaulichung des Zerfallsgesetzes
Laden und Entladen eines Kondensators
Stromstärke- und Spannungsverlauf im RC-Kreis
Selbstinduktion
Ein- und Ausschaltvorgang beim RL-Kreis
Geladene Teilchen in Feldern
Bewegung geladener Teilchen in elektrischen und magnetischen Feldern
Millikan-Versuch
Schwebemethode zur Bestimmung der Elementarladung
Spulenpole
Wo ist der magnetische Nord- und Südpol einer stromdurchflossenen Spule?
Superpositionsprinzip
Überlagerung der radialsymmetrischen Felder von Punktladungen zu einem resultierenden elektrischen Feld
Verschiebung einer Ladung im homogenen Kondensatorfeld und im Radialfeld einer Punktladung
Änderung der potentiellen Energie einer Ladung bei Verschiebung im elektrischen Feld.
Digitalisierung
Die dynamischen Webseiten erklären die Grundlagen der Digitaltechnik.
Oszilloskop
Das Programm "Oszi" dient zur Veranschaulichung der Funktionsweise eines Oszilloskops (Simulationsprogramm inklusive
Arbeitsblatt).
Erzeugung sinusförmiger Wechselspannung
Animation zum Zusammenhang von Induktionsspannung und magnetischem Fluss bei der Drehung einer Spule
im Magnetfeld
Woher kennt Licht den schnellsten Weg?
Einblick in den Pfadintegralformalismus der Quantenelektrodynamik anhand von Beispielen aus der Optik
Schattenspiele
Kern-, Halb- und Übergangsschatten, Finsternisse
Brechung und Totalreflexion
Brechung, Brechzahl, Totalreflexion, planparallele Platte, Prisma (erforderliche Vorkenntnisse: Reflexionsgesetz).
Ausführliche Beschreibung der Unterrichtseinheit bei
lehrer-online.
Überlagerung der Gitterspektren höherer Ordnung
Hier können die kontinuierlichen Spektren n-ter Ordnung vertikal versetzt in Abhängigkeit von der
Gitterkonstanten und dem Abstand des Schirms vom Gitter betrachtet werden.
Reflexion und Brechung ebener Wellen nach Huygens
Animationen zur Veranschaulichung der
Erklärung von Reflexion und Brechung mit dem Huygens'schen Prinzip.
Person im Spiegel
Experimentelle Lösung des Spiegelproblems: Wie groß muss ein Spiegel sein und wie hoch muss er hängen,
damit man sich vollständig darin betrachten kann?
Die elektronischen Würfel
Auf Augensumme 9 oder 10 wetten? Schätze Deine Gewinnchancen richtig ein!
Excel-Tabelle mit Arbeitsblatt für Experimente im Stochastik-Unterricht.
Näherungen für Quadratwurzeln - Heron-Algorithmus
Dynamischen Arbeitsblätter zur geometrischen Herleitung des Heron-Algorithmus.
Methode der kleinen Schritte
Excel-Tabelle zur näherungsweisen Berechnung der Bewegung von Körpern unter dem Einfluss einer nichtkonstanten Kraft
(z.B. freier Fall mit Luftreibung).
LibreOffice Calc - Version
Lagebeziehungen zwischen Gerade und Ebene
Excel-Tabelle zur Berechnung des Schnittpunkts von einer Geraden mit einer Ebene mit Hilfe von Determinanten.
Binomial- und Normalverteilung, ein- und zweiseitige Signifikanztests
Excel-Tabellen zur Stochastik der Oberstufe
Iteration der logistischen Gleichung
Mit der Excel-Tabelle kann man die Iteration der logistischen Gleichung
xn+1 = r·(1-xn)·xn zunächst rein experimentell untersuchen.
Es werden die numerische Folge, der Orbit und die graphische Iteration gezeigt. (s.a.
LibreOffice Calc - Version)
Iteration bei Julia-Mengen bzw. bei der Mandelbrot-Menge
Zeigt die Orbits in der komplexen Zahlenebene.
Digitalisierung
Die dynamischen Webseiten erklären die Grundlagen der Digitaltechnik.
Berechnung der Kreiszahl π nach Archimedes mit TURBO PASCAL
Einem Kreis werden reguläre n-Ecke mit Umfang un bzw. Un ein- bzw. umbeschrieben.
Mit Kreisradius 0,5 gilt: un < π < Un.
Primzahl-Test mit rekursiver Funktion in QBASIC
kleines Programm zur Berechnung von Primzahlen
Bubblesort Java-Code
Demonstration zur Laufzeit des Bubblesort-Algorithmus mit interaktiver online-IDE
Heron-Verfahren Java-Code
Iterationsverfahren zur näherungsweisen Wurzelberechnung mit interaktiver online-IDE
Berechnung der Kreiszahl π nach Archimedes Java-Code
Iterationsverfahren zur näherungsweisen Berechnung der Kreiszahl π mit interaktiver online-IDE
ggT nach Euklid Java-Code
rekursive Funktion zur Berechnung des größten gemeinsamen Teilers mit interaktiver online-IDE
Primfaktorzerlegung Java-Code
einfacher Algorithmus zur Bestimmung der Primfaktoren einer Zahl mit interaktiver online-IDE
Robi Java-Code
Java Roboter mit interaktiver online-IDE
© C. Wolfseher