Utopische PhysikFakt oder Fiktion?

Dida

ktisc

he F

WU-

DVD

| 46 02713

2

Zur BedienungDie didaktische DVD startet automatisch. Der Vorspann kann mit der Enter- oder der Skip-Taste der Fernbedienung oder durch einen Mausklick am PC über-sprungen werden.Mit den Pfeiltasten der Fernbedienung können Sie die Menüpunkte (z. B. Film, Filmsequenz, Bild etc.) ansteuern und mit Enter starten. Auch die Buttons am unteren Bildschirmrand steuern Sie mit den Pfeiltasten an und rufen diese mit Enter auf:• DerButton„Hauptmenü“ führt zu-

rück zum Hauptmenü.• DerButton„zurück“ führt zum je-

weils übergeordneten Menü.Aus dem laufenden Film oder einer lau-fenden Filmsequenz gelangen Sie mit der Taste Menu oder Title der Fernbe-dienung wieder in das Ausgangsmenü zurück.

Bezug zu Lehrplänen und BildungsstandardsDas Thema „Utopische Physik“ eignet sich zur Behandlung ab der Klassenstufe 9 aller Schulformen. Es lässt sich sowohl in den regulären Physikunterricht integ-rieren als auch im Wahlpflichtbereich anbieten.Die Schülerinnen und Schüler …• beschreibendieimFilmdargestellten

Phänomene und führen sie auf be-kannte physikalische Zusammenhän-ge zurück;

• beurteilendieGültigkeitderindenFilmsequenzen dargestellten physi-kalischen Sachverhalte;

• könnengrundlegendeFaktenderklassischen Physik angeben;

• nutzendieseKenntnissezurLösungvon Aufgaben und Problemen;

• wendeneinfacheFormenderMathe-matisierung an;

• erweiternihrphysikalischesFachwis-sen hinsichtlich aktueller Forschungs-arbeit;

• tauschen sich über physikalischeErkenntnisse und deren Anwendun-gen unter angemessener Verwen-dung der Fachsprache und fachtypi-scher Darstellungen aus;

• recherchiereninunterschiedlichenQuellen.

3

Zum Inhalt

Hauptmenü „Utopische Physik – Fakt oder Fiktion?“ Im Hauptmenü können Sie den Unter-richtsfilm „Utopische Physik – Fakt oder Fiktion?“ oder einzelne Sequenzen da-raus anwählen.

Am Anfang des Films werden Beispiele vorgestellt, die zeigen, dass Ideen aus Science-Fiction-Filmen durchaus Realität werden können. In den 1960er Jahren nutzte die Besatzung des Raumschiffs Enterprise „Kommunikatoren“, die gro-

ße Ähnlichkeit mit unseren heutigen Handys hatten. Auch sprechende Com-puter, die unsere Anweisungen verste-hen, gab es bei Star Trek schon ein paar Jahrzehnte früher.

Warp-AntriebDamit die Enterprise in der Serie Star TrekzufernenGalaxienreisenkann,istsie mit einem sogenannten Warp-Antrieb ausgestattet.Warp-GondelnerzeugeneineWarp-Blase–dasisteinGravitati-onsfeld, wie es auch unsere Erde besitzt, nur viel stärker. So stark, dass es den Raumextrem„verbiegen“kann.

4

So kann die Enterprise eine „Abkür-zung“ durchs All nehmen. Der Reali-tätscheck ergibt jedoch, dass man für die Erzeugung einer solchen Blase die gesamte Energie des Universums benö-tigen würde.

TarnkappeSich unsichtbar zu machen ist in Science-Fiction- und Fantasy-Filmen meist kein großes Problem. Doch auch Wissen-schaftler beschäftigen sich mit diesem Thema. An der Universität Stuttgart will Prof.HaraldGiessenmithilfeeinesso-genanntenMetamaterialsLichteinfan-gen und in beliebige Richtungen wieder aussenden. So soll eine Tarnkappe mög-lich werden. Bislang funktioniert dies

jedoch nur mit Mikrowellen, nicht mit sichtbaremLicht.

BeamenBeamen bringen wir sofort mit Science-Fiction in Verbindung. Doch Wissen-schaftler arbeiten tatsächlich daran, eine solche Technologie zu entwickeln. An der Universität München erforscht Prof. Ha-rald Weinfurter eine einfache Form des Beamens.

IneinemExperimentwillerdieInforma-tioneinesBeryllium-AtomsmitLaserstrah-len über hunderte Meter in ein anderes Beryllium-Atom hinein programmieren. DasExperimentistbeieinem Atom er-folgreich – doch der Mensch besteht aus

5

etwa 1028 Atomen. Dass wir jemals Bea-men können wie in der Serie Star Trek, ist also eher unwahrscheinlich.

James Bond und die PhysikProf. Metin Tolan (TU Dortmund) hat untersucht, welche Agententricks aus den Bond-Filmen machbar und welche physikalisch unmöglich sind. LasersindeinebeliebteWaffeinvielenBond-Filmen. Tolan kommt zu dem Er-gebnis,dasseinLaser,dermithilfeeinerAutobatterie betrieben wird, durchaus in der Lage ist, eineAutokarosserie zudurchschneiden. Diese Szene aus „Der Hauch des Todes“ ist also keine Fiktion.

Im Film „Diamantenfieber“ wird mithil-feeinesLaserseineAtomraketezerstört– dafür wäre die Energie eines ganzen Atomkraftwerks nötig. Diese Szene ist also eher unrealistisch. Auch die Armbanduhr mit eingebauter Seilwinde aus „Die Welt ist nicht genug“ sieht Tolan kritisch, denn eine derartige

Uhr müsste deutlich größer sein. Es muss das ganze Seil in der Uhr Platz finden und man benötigt ungefähr 2700 Knopf-zellen, um die Energie für die Seilwinde aufzubringen.

In„Goldeneye“stürztBondeinemfüh-rerlosen Flugzeug hinterher, um dort einzusteigen. Da er zwei Sekunden zu spät an der Klippe ist, muss er im freien FalldenLuftwiderstandnutzen,umdasFlugzeug einzuholen. Dies ist theoretisch möglich, allerdings würde Bond mit min-destens 85 km/h auf das Flugzeug pral-len …

„Faktencheck“ führt zu einem Unter-menü.

6

Bei Anwahl von „Arbeitsmaterial“ er-scheint eine Anleitung, wie die Arbeits-materialien des DVD-ROM-Teils gesich-tet und ausgedruckt werden können.

Menü „Faktencheck“In diesem Menü können Sie kurze Infor-mationstexteüberdenphysikalischenWahrheitsgehalt der sechs im Film vor-gestellten Beispiele aus Star Trek und James Bond anwählen.

Verwendung im Unterricht

Technische Entwicklungen stellen neben der Betrachtung von Naturphänomenen einen wichtigen Zugang zur Physik dar. Die Besonderheit bei einem Zugang über Science-Fiction-Filme besteht in einem hohen Motivationsgehalt für die Schüle-rinnen und Schüler, jedoch handelt es sich hier nicht um reale technische Entwick-

lungen. Die Schüler müssen in den Film-ausschnitten physikalische Sachverhalte (Bewegungen, Energieerzeugung und -versorgung) und Probleme, einschließlich solcher, die die spezielle Relativitätsthe-orie tangieren, erst einmal finden und zu ihnen bekannten physikalischen Vorgän-genundGrößeninBeziehungsetzen.DasZiel besteht darin, einen Realitätsbezug herzustellen, also die Frage nach Fakt

7

oder Fiktion in Bezug auf das untersuch-te physikalische Phänomen zu beant-worten. Damit positionieren sie sich zu physikalischen Sachverhalten, die in Science-Fiction-Filmen dargestellt wer-den. Durch Vergleich mit dem bisher er-worbenen Wissen sollen die Schüler auch GrenzenderklassischenPhysikerkennen.Durch das Erkennen und Bewerten von Medieneinflüssen erlangen die Schüler Medienkompetenz.

VorkenntnisseGrundlegendephysikalischeKenntnissenausdenBereichenMechanik(Geschwin-digkeit, Beschleunigung, freier Fall), Elek-trizitätslehre(Strom,Spannung,Leistung,Energie)undOptik(Lichtgeschwindigkeit,Brechung) sollten bekannt sein. Weitere GrundlagenundrelevanteZusammen-hänge werden im Film erklärt bzw. kön-nen mit den vorhandenen Arbeitsblättern undGrafikenaufgearbeitetwerden(Ar-beitsmaterial im ROM-Teil der DVD).

Einsatzmöglichkeiten der DVDDer Film hat einen stark motivierenden Charakter. Er eignet sich sowohl für eine eigenständige Unterrichtsreihe als auch zum begleitenden stückweisen Einsatz in Kombination mit geeigneten Schülerver-suchen. Die Inhalte der DVD können im

UnterrichtentwedervomLehrerpräsen-tiert oder von den Schülern am Computer einzelnoderinGruppenerarbeitetwer-den. Die im ROM-Teil der DVD angebo-tenen Arbeitsblätter greifen die Themen der einzelnen Filmsequenzen konkret auf und eignen sich in besonderer Weise zur Erarbeitung bzw. Vertiefung der Thematik. Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten sowohl mit konkreten Berechnungen als auch mit Internet-Recherchen Fachwis-sen, um den physikalischen Realitätsge-halt der einzelnen Filmsequenzen beur-teilen zu können. Sie erlangen damit ein hohes Maß an Medienkompetenz.

Möglicher Unterrichtsgang:• Einstieg:UtopischePhysikbeiStarTrek

und James Bond (Anfang des Films)• DerWarp-Antrieb• Tarnkappen• Beamen• Laser• WaghalsigeBewegungsabläufebei

James Bond• Science-Fiction:FaktoderFiktion?

Arbeitsmaterial Auf der DVD stehen Ihnen Hinweise zur Verwendung der DVD im Unterricht sowie Arbeitsblätter(mitLösungen)zurVerfü-gung. Außerdem finden Sie dort zusätz-

8

liche Materialien wie das Begleitheft zur DVD, die Programmstruktur, den Filmkom-mentar, Hinweise zu weiteren FWU-Medi-ensowieweiterführendeInternet-Links.Um die Arbeitsmaterialien zu sichten und auszudrucken, legen Sie die DVD in das DVD-LaufwerkIhresComputerseinundöffnenSieimWindows-ExplorerdenOrd-ner „Arbeitsmaterial“. Hier finden Sie die Datei „Inhaltsverzeichnis“, die die Start-seite öffnet. Über diese können Sie be-quem alle Arbeitsmaterialien aufrufen. Die Materialien stehen in der Regel als PDF-Dokumente zur Verfügung. Am unteren Rand der aufgerufenen Sei-ten finden Sie die Buttons „Inhaltsver-zeichnis“ (verlinkt zum Inhaltsverzeich-nis des jeweiligen Kapitels) und „Startseite“ (verlinkt zur Startseite der Arbeitsmaterialien), die Ihnen das Navi-gieren erleichtern. Die Buttons erschei-nen nicht im Ausdruck.

Um die PDF-Dateien lesen zu können, benötigen Sie den Adobe Reader. Sie können den Adobe Reader installieren, indem Sie den Ordner „Adobe“ öffnen und die entsprechende Datei doppelkli-cken. Es empfiehlt sich, die aktuelle Version des Adobe Reader auf dem PC installiert zu haben.

Die Arbeitsblätter liegen sowohl als PDF- als auch als Word-Dateien vor: • DiePDF-Dateienkönnenausgedruckt

werden. • DiePDF-DateienzumAusfüllenkönnen

direkt am Computer ausgefüllt, abge-speichert und ausgedruckt werden.

• DieWord-Dateien(imOrdner„Ar-beitsmaterial/Word_Dateien“) kön-nen bearbeitet und so individuell an die Unterrichtssituation angepasst werden.

Übersicht der Arbeitsmaterialien im DVD-ROM-Teil:

Verwendung im Unterricht Hinweise zum Einsatz der DVD im Unterricht

Arbeitsblätter 6Arbeitsblätter(jeweilsmitLösungsvorschlag)

Filmkommentar KommentartextzumUnterrichtsfilm

Begleitheft Begleitheft zur DVD

Programmstruktur Übersicht über den Aufbau der DVD

Weitere Medien Informationen über ergänzende FWU-Medien

Links kommentierteLinksammlungzumThema

9

Arbeitsblatt

46 02713 Utopische Physik – Fakt oder Fiktion? Arbeitsblatt 2

Tarnkappen

In Science-Fiction-Filmen stellt es meist kein großes Problem dar, Menschen oder ganze Raumschiffe

unsichtbar werden zu lassen.

1. Erkläre mithilfe der beiden obigen Abbildungen das grundlegende Prinzip von Tarnkappen. ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________

2. Erläutere den gegenwärtigen Stand der Wissenschaft und schätze ein, ob es sich bei Tarnkappen um

realisierbare Ideen oder um Fiktion handelt. ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________

3. Welche Besonderheit muss der Brechungsindex von Tarnkappen-Materialien aufweisen? ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________

10

Untermenü Hauptmenü

Arbeitsmaterial (im ROM-Teil der DVD)

Legen Sie die DVD in das DVD-Laufwerk Ihres Com- puters und öffnen Sie im Windows-Explorer den Ordner Arbeitsmaterial. Die Datei Inhaltsverzeichnis öffnet die Startseite.

Verwendung im Unterricht

6 Arbeitsblätter

Filmkommentar Begleitheft

Programmstruktur

Weitere Medien Links

Faktencheck

Star Trek Warp-Antrieb Bild / Text

Tarnkappe Bild / Text

Beamen Bild / Text

James Bond

Laser Bild / Text

Armbanduhr mit Seilwinde Bild / Text Einsteigen in Flugzeug im freien Fall Bild / Text

Utopische Physik – Fakt oder Fiktion?

Utopische Physik – Fakt oder Fiktion? Film 18 min

Sequenzen

Warp-Antrieb 3:20 min

Tarnkappe 2:40 min Beamen 3:00 min

James Bond und die Physik 4:30 min

Faktencheck Bilder / Texte

Arbeitsmaterial

ProgrammstrukturUtopische Physik – Fakt oder Fiktion?

11

Produktionsangaben Utopische Physik – Fakt oder Fiktion? (DVD)

ProduktionFWU Institut für Film und Bild, 2010

DVD-KonzeptMichael Süß

DVD-Authoring und Designmsm-studiosGmbHim Auftrag des FWU Institut für Film und Bild, 2010

BildnachweisBayerisches FernsehenParamount PicturesMGM/UnitedArtists

Arbeitsmaterial und BegleitheftRoland BergmannMichael Süß

Pädagogische Referentinnen im FWUDr.GabrieleThielmann,Dr.MaikeSchuchmann

Produktionsangaben zum verwendeten Filmmaterial

„Die Enterprise – Bald Alltag oder weiter Traumschiff?“ aus der Reihe „Faszination Wissen“

Autor / ProduzentHarald Stocker

ProduktionBayerisches Fernsehen

„007mitderLizenzzumTricksen“aus der Reihe „W wie Wissen“

AutorenHarald BrennerProf. Metin Tolan, TU Dortmund

ProduktionSüdwestrundfunk

Bearbeitete FassungFWU Institut für Film und Bild

BearbeitungMichael Süß

Nur Bildstellen/Medienzentren:öV zulässig

© 2010 FWU Institut für Film und Bild in Wissenschaft und Unterricht gemeinnützigeGmbH Geiselgasteig Bavariafilmplatz 3 D-82031Grünwald Telefon (089) 6497-1 Telefax (089)6497-240 E-Mail info@fwu.de vertrieb@fwu.de Internet www.fwu.de

Dida

ktisc

he F

WU-

DVD

46 02713

Utopische Physik – Fakt oder Fiktion?EinFlugzeugimfreienFalleinholenwieJamesBondodermitmehrfacherLichtgeschwin-digkeit reisen wie in Star Trek – in Action- und Science-Fiction-Filmen scheint die Physik denHeldenkeineGrenzenzusetzen.DochwievielFaktstecktinderFiktion?Ausschnit-te aus Blockbustern wechseln sich in dieser Didaktischen FWU-DVD mit physikalischen Versuchsanordnungen und Analysen ab, die die Hollywoodfilme einem sachlichen Rea-litätscheck unterziehen.

FWU Institut für Film und Bild

in Wissenschaft und Unterricht

gemeinnützigeGmbH

Geiselgasteig

Bavariafilmplatz 3

82031Grünwald

Telefon +49 (0)89-6497-1

Telefax +49(0)89-6497-240

info@fwu.de

www.fwu.de

www.fwu-shop.deBestell-Hotline: +49 (0)89-6497-444vertrieb@fwu.de

Erscheinungsjahr: 2010Laufzeit: 18 minFilm: 1Sequenzen: 4Menüs: 2

Bilder / Texte: 6Sprache: DeutschDVD-ROM-Teil: UnterrichtsmaterialienAdressaten: Allgemeinbildende Schule

(Klasse 9-13)

Lehrprogrammgemäß

§ 14 JuSchG

GEMAAlle Urheber- und Leistungs-

schutzrechte vorbehalten. Nicht erlaubte / genehmigte

Nutzungen werden zivil- und / oder strafrechtlich verfolgt.

46027130104 6 0 2 7 1 3 0 1 0

Systemvoraussetzungen bei Nutzung am PC:

DVD-Laufwerk und DVD-Player-Software, empfohlen für Windows ME/2000/XP/

Vista/Windows 7

Schlagwörter: Beamen,JamesBond,Laser,Lichtgeschwindigkeit,Medienkompetenz, Raumkrümmung, Science-Fiction, Star Trek, Tarnkappe, Warp-Antrieb

Systematik: Physik Klassische Mechanik Technische Anwendungen Optik Wellenoptik, Technische Anwendungen Elektrizitätslehre Technische Anwendungen Relativitätstheorie Quantentheorie Astronomie Astrophysik, Weltraumfahrt TechnologieMedienpädagogik Grundlagen Mediennutzung, Medienwirkung Medienpädagogische Handlungsfelder Film,

Video, Fernsehen