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Empfehlenswerte Smartphone Apps für den Physikunterricht#

Sensoren im Überblick#

Diese Apps listen jeweils verbaute Sensoren im Detail auf und lesen diese aus, oft in Form von Diagrammen.

Sensor Kinetics#

Gibt eine Übersicht über die Sensoren im jeweiligen Smartphone: 3D: Accelerometer, Gyroskop, Magnetometer; Davon abgeleitete (z.B. Schwerkraft); Beleuchtungsstärke, Druck, etc. Verfügbar für alle Systeme, empfehlenswert auch die Webseite: http://www.rotoview.com/sensor_kinetics.htm Damit ist eine Vielzahl interessanter Aufgaben möglich, zum Beispiel das Erkennen des gerätebezogenen Koordinatensystems des Smartphones.

Physics Toolbox Suite#

Startet gleich mit Diagrammen, die Sensoren auswerten: Beschleunigung, Gyroskop, Magnetometer etc. Längere Liste als Sensor Kinetics, z.B. auch mit Tongenerator, Soundmeter, Stroboscope, Farbgenerator, GPS. Die Daten können auch gespeichert und exportiert werden. Accelerometer: Es lassen sich einzelne Achsen auswählen. Soweit etwas vielseitiger als Sensor Kinetics. Die App zeigte sich aber nicht auf allen Geräten stabil und hat immer wieder mal zu Abstürzen geführt. Könnte bei den letzten Updates behoben worden sein.
Bietet auch Einzelprogramme, wie Physics Toolbox Accelerometer oder Physics Toolbox Light Sensor etc. - was eventuell für den Unterricht brauchbarer ist, wenn man nur eine Anwendung braucht, lenkt weniger ab und könnte stabiler laufen als das Gesamtpaket.

Oszilloskop#

AR-Oscilloscope#

Das Oszilloskop für Android (oder Windows PC). Ähnelt in der Bedienung echten Oszilloskopen und wertet standardmäßig die Mikrofonsignale aus. Bildschirme können angehalten und zeitlich (durch Linien) genau analysiert werden. Damit lassen sich über Schallsignale Geschwindigkeiten messen, z.B. ein an die Wand geschossener Ball.
Über Bluetooth kann aber auch eine Interfacebox angesprochen werden, womit alle elektrischen Signale messbar werden. Diese ist über die Webseite ar-oscilloscope bestellbar (ca. 150,- Euro).

Astronomie#

Es gibt eine Vielzahl von Sternenhimmel-Programmen, aber auch Messungen am Himmel sind möglich. Die meisten bieten den AR-Modus, wobei direkt mit der Lage des Smartphones der angepeilte Sternenhimmel gesucht werden kann. Ansonsten sind die Möglichkeiten wegen des kleinen Bildschirms eher begrenzt, hier sind Tablets im Vorteil.

Sternatlas#

Ein schön gemachtes Planetariums-Programm, verfügbar für alle Plattformen. Optisch ansprechende Darstellung: historische Sternbild-Figuren im Hintergrund, schöne Planetenbilder beim Zoom. Ermöglicht verschiedene Zeitschritte, was zum Verständnis der Bewegungen am Nachthimmel nützlich ist. Highlight: 3D-Explore mode. Zeigt die Erde (Tag/Nacht), drehbar, mit entsprechendem Sternenhimmel. Blickt man z.B. auf die Antarktis, taucht im Hintergrund der Kleine Bär mit dem Polarstern auf.

link Android

link iOS

Planetarium#

Gibt schnell Auf- und Untergangsdaten und Positionen (Höhe, Azimut) und zeigt Tagebögen auf der Landkarte an. Interessant vor allem für Sonne, Mond, Planeten. Sonnensystem-Simulation. Gibt aktuelle astronomische Ereignisse an, auf Wunsch als Benachrichtigungen.

Videoanalyse#

Bewegungen werden mit dem Smartphone gefilmt, aus den Videos können Bewegungsdaten (Zeit, Ort x, Ort y) entnommen und direkt in Form von Bewegungsdiagrammen angezeigt werden. Die App entnimmt die Bildrate automatisch aus dem Video, die Position des Bewegten Objekts wird Frame für Frame händisch markiert.
Die Datentabelle lässt sich als .csv exportieren. Die preisgünstige Bezahlversion ist werbefrei, die Gratisversion bietet aber auch schon alle Funktionen.

Diese App für Android wurde von Richard Sadek im Rahmen seiner Vorwissenschaftlichen Arbeit programmiert.

  • http://vidanalysis.com

Akustik#

Das verbaute Mikrofon samt Abtastelektronik ermöglicht hohe Zeitauflösungen. Es wird von einer Vielzahl von Apps ausgelesen, für Spektren, Diagramme, Einzelwerte (zum Beispiel dB), bis hin zu kleinen Oszilloskopen. Mit der weiteren Fähigkeit der Klangerzeugung bieten Smartphones kleine Akustik-Labore.

Spektrum Analyzer#

App für Android. Zeigt Frequenzspektren an, speichert den Maximal-Verlauf, hineinzoombar. Die freie Version misst auf 5 Hz genau. Export nur mit screenshots möglich.

Optik#

Color Grab#

Erstaunlich, dass man mit dieser App tatsächlich Farben messen kann. Sie bietet eine Reihe von Farbräumen zur Auswahl und gibt - in das Kamerabild eingespielt - den Farbwert des mittig markierten Bereichs an.
Interessanter als der RGB-Wert oder die teilweise lustigen Farbnamen ist für die Physik der HSV Farbraum. Die H-Skala bildet in Form einer Gradangabe (0° bis 360°) das Farbspektrum von Rot bis Violett ab. Damit sind nachvollziehbare Farbmessungen möglich, wobei dies stark von kontrollierten Messbedingungen abhängt (Abstand, Beleuchtung...).