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5. Dez. 2025

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Einführung in Atom- und Kernphysik für Klasse 10

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Die Atom- und Kernphysik erklärt dir, wie Atome aufgebaut sind... Mehr anzeigen

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# Physik Atom- und Kernphysik

•Atome sind neutral geladen
Loder Atomkern ist positiv

Im Kern sind Neutronen und Protonen → Nukleonen
(unge

Physik Atom- und Kernphysik

Stell dir vor, Atome sind wie winzige Planetensysteme - aber viel cooler! Der Atomkern in der Mitte ist positiv geladen und enthält Protonen (positiv) und Neutronen (neutral). Diese beiden Teilchen nennt man zusammen Nukleonen.

Um den Kern herum schwirren Elektronen in der Atomhülle. Das Geniale: Die Anzahl der Elektronen entspricht genau der Anzahl der Protonen, deshalb sind Atome neutral geladen. Die starke Kernkraft hält dabei die Nukleonen im Kern zusammen, obwohl sie sich eigentlich abstoßen müssten.

Isotope sind Atome mit unterschiedlich vielen Neutronen, Ionen haben dagegen zu viele oder zu wenige Elektronen. Die Schreibweise für Atomkerne zeigt dir alles auf einen Blick: A ist die Massenzahl (alle Nukleonen), Z die Kernladungszahl (nur Protonen).

Merktipp: Elektronen sind etwa 1000-mal leichter als Protonen oder Neutronen - die ganze Masse steckt also praktisch im Kern!

Das Geiger-Müller-Zählrohr (GMZ) macht radioaktive Strahlung hörbar durch unregelmäßiges Knacken. Aber Vorsicht: Auch ohne radioaktives Material knackt es etwa 20-60 mal pro Minute - das ist der Nulleffekt durch natürliche Strahlung aus Boden und Luft.

# Physik Atom- und Kernphysik

•Atome sind neutral geladen
Loder Atomkern ist positiv

Im Kern sind Neutronen und Protonen → Nukleonen
(unge

Eigenschaften radioaktiver Strahlung und Zerfallsarten

Radioaktive Strahlung ist nicht gleich radioaktive Strahlung! Alpha-Strahlung (α) schafft nur wenige Zentimeter und wird schon von Papier gestoppt. Beta-Strahlung (β) kommt mehrere Meter weit und braucht dickere Metallplatten als Schutz. Gamma-Strahlung (γ) ist am gefährlichsten - sie durchdringt mehrere Kilometer und nur dicke Bleischichten halten sie auf.

Beim α-Zerfall wird ein Heliumkern mit enormer Energie aus dem Atomkern geschossen. Dabei verändert sich das Element: Die Massenzahl sinkt um 4, die Kernladungszahl um 2. Diese hohe Energie reicht aus, um viele Atome zu ionisieren.

Der β⁻-Zerfall ist noch verrückter: Ein Neutron verwandelt sich spontan in ein Proton, ein Elektron und ein Antineutrino! Das Elektron wird als Beta-Strahlung ausgesendet. Beim β⁺-Zerfall passiert das Gegenteil - ein Proton wird zu Neutron, Positron und Neutrino.

Experteninfo: Mit einem Elektroskop kannst du radioaktive Strahlung nachweisen, weil sie die Luft ionisiert und das geladene Elektroskop entlädt.

Gamma-Strahlung ist reine elektromagnetische Strahlung, wie extrem energiereiches Licht. Sie verändert den Kern nicht, sondern gibt nur überschüssige Energie ab.

# Physik Atom- und Kernphysik

•Atome sind neutral geladen
Loder Atomkern ist positiv

Im Kern sind Neutronen und Protonen → Nukleonen
(unge

Das Geiger-Müller-Zählrohr und Nuklidkarte

Das Geiger-Müller-Zählrohr ist dein wichtigstes Werkzeug zum Strahlungsnachweis. Es besteht aus einem Metallzylinder mit einem dünnen Zähldraht in der Mitte, gefüllt mit Edelgas bei niedrigem Druck. Das Glimmerfenster lässt die Strahlung ins Innere.

Bei der Primärionisation dringt ein Strahlungsteilchen durch das Fenster und ionisiert Gasmoleküle. Dabei entstehen Elektronen-Ionen-Paare: Die Elektronen fliegen zum positiven Zähldraht, die Ionen zur negativen Wand.

Der entstehende Strom wäre viel zu schwach zum Messen - deshalb kommt die geniale Sekundärionisation! Die hohe Spannung beschleunigt die ersten Elektronen so stark, dass sie weitere Gasmoleküle ionisieren. Es entsteht eine Elektronenlawine mit messbarem Stromimpuls.

Fun Fact: Die Nuklidkarte zeigt dir alle Atomkerne und ihre Zerfälle wie eine Landkarte - α-Zerfall geht 2 nach links und 2 nach unten, β⁻-Zerfall 1 nach oben und 1 nach links.

Das Zählrohr kann nicht dauerhaft messen - nach jedem Impuls braucht es eine Totzeit zur Erholung.

# Physik Atom- und Kernphysik

•Atome sind neutral geladen
Loder Atomkern ist positiv

Im Kern sind Neutronen und Protonen → Nukleonen
(unge

Sekundärionisation und Strahlungsidentifikation

Der Löschmechanismus des GMZ funktioniert nach dem Kirchhoffschen Gesetz super elegant. Wenn der Strom durch den Widerstand fließt, steigt die Spannung am Widerstand und die Spannung im Zählrohr sinkt. Ohne Antrieb können sich die Ladungen nicht mehr bewegen - das System löscht sich selbst!

Diese Selbstlöschung ist entscheidend, damit das Zählrohr nach jedem Strahlungsnachweis wieder einsatzbereit wird. Der Auf- und Abbau der Elektronenlawine braucht Zeit - in dieser Totzeit ist das Gerät blind für weitere Strahlung.

Mit einem homogenen Magnetfeld kannst du verschiedene Strahlungsarten identifizieren. Die Lorentzkraft lenkt bewegte Ladungen ab: Alpha-Teilchen (positiv) werden in eine Richtung abgelenkt, Beta-Teilchen (negativ) in die andere. Gamma-Strahlung bleibt unbeeinflußt, weil sie neutral ist.

Handreegel: Für positive Ladungen nimmst du die rechte Hand, für negative die linke - Daumen zeigt die Bewegung, Zeigefinger das Magnetfeld, Mittelfinger die Kraft.

Die Stärke der Ablenkung verrät dir auch die Energie der Teilchen. So wird das Magnetfeld zu deinem Detektor für Strahlungsart und -energie - ziemlich clever, oder?



Wir dachten, du würdest nie fragen...

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Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

Stefan S

iOS user

Diese App ist wirklich echt super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen, […]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat mega viel Auswahl für Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde diese jedem weiterempfehlen.

Samantha Klich

Android user

Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.

Anna

iOS user

Ich finde Knowunity so grandios. Ich lerne wirklich für alles damit. Es gibt so viele verschiedene Lernzettel, die sehr gut erklärt sind!

Jana V

iOS user

Ich liebe diese App sie hilft mir vor jeder Arbeit kann Aufgaben kontrollieren sowie lösen und ist wirklich vielfältig verwendbar. Man kann mit diesem Fuchs auch normal reden so wie Probleme im echten Leben besprechen und er hilft einem. Wirklich sehr gut diese App kann ich nur weiter empfehlen, gerade für Menschen die etwas länger brauchen etwas zu verstehen!

Lena M

Android user

Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

Timo S

iOS user

Die App ist einfach super! Ich muss nur in die Suchleiste mein Thema eintragen und ich checke es sehr schnell. Ich muss nicht mehr 10 YouTube Videos gucken, um etwas zu verstehen und somit spare ich mir meine Zeit. Einfach zu empfehlen!!

Sudenaz Ocak

Android user

Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

Android user

Ich benutze Knowunity schon sehr lange und meine Noten haben sich verbessert die App hilft mir bei Mathe,Englisch u.s.w. Ich bekomme Hilfe wenn ich sie brauche und bekomme sogar Glückwünsche für meine Arbeit Deswegen von mir 5 Sterne🫶🏼

Julia S

Android user

Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!

Marcus B

iOS user

Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben

Sarah L

Android user

Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

Hans T

iOS user

Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

Stefan S

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Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.

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Lena M

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Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

Timo S

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Die App ist einfach super! Ich muss nur in die Suchleiste mein Thema eintragen und ich checke es sehr schnell. Ich muss nicht mehr 10 YouTube Videos gucken, um etwas zu verstehen und somit spare ich mir meine Zeit. Einfach zu empfehlen!!

Sudenaz Ocak

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Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

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Ich benutze Knowunity schon sehr lange und meine Noten haben sich verbessert die App hilft mir bei Mathe,Englisch u.s.w. Ich bekomme Hilfe wenn ich sie brauche und bekomme sogar Glückwünsche für meine Arbeit Deswegen von mir 5 Sterne🫶🏼

Julia S

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Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!

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Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben

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Stell dir vor, Atome sind wie winzige Planetensysteme - aber viel cooler! Der Atomkern in der Mitte ist positiv geladen und enthält Protonen (positiv) und Neutronen (neutral). Diese beiden Teilchen nennt man zusammen Nukleonen.

Um den Kern herum schwirren Elektronen in der Atomhülle. Das Geniale: Die Anzahl der Elektronen entspricht genau der Anzahl der Protonen, deshalb sind Atome neutral geladen. Die starke Kernkraft hält dabei die Nukleonen im Kern zusammen, obwohl sie sich eigentlich abstoßen müssten.

Isotope sind Atome mit unterschiedlich vielen Neutronen, Ionen haben dagegen zu viele oder zu wenige Elektronen. Die Schreibweise für Atomkerne zeigt dir alles auf einen Blick: A ist die Massenzahl (alle Nukleonen), Z die Kernladungszahl (nur Protonen).

Merktipp: Elektronen sind etwa 1000-mal leichter als Protonen oder Neutronen - die ganze Masse steckt also praktisch im Kern!

Das Geiger-Müller-Zählrohr (GMZ) macht radioaktive Strahlung hörbar durch unregelmäßiges Knacken. Aber Vorsicht: Auch ohne radioaktives Material knackt es etwa 20-60 mal pro Minute - das ist der Nulleffekt durch natürliche Strahlung aus Boden und Luft.

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Eigenschaften radioaktiver Strahlung und Zerfallsarten

Radioaktive Strahlung ist nicht gleich radioaktive Strahlung! Alpha-Strahlung (α) schafft nur wenige Zentimeter und wird schon von Papier gestoppt. Beta-Strahlung (β) kommt mehrere Meter weit und braucht dickere Metallplatten als Schutz. Gamma-Strahlung (γ) ist am gefährlichsten - sie durchdringt mehrere Kilometer und nur dicke Bleischichten halten sie auf.

Beim α-Zerfall wird ein Heliumkern mit enormer Energie aus dem Atomkern geschossen. Dabei verändert sich das Element: Die Massenzahl sinkt um 4, die Kernladungszahl um 2. Diese hohe Energie reicht aus, um viele Atome zu ionisieren.

Der β⁻-Zerfall ist noch verrückter: Ein Neutron verwandelt sich spontan in ein Proton, ein Elektron und ein Antineutrino! Das Elektron wird als Beta-Strahlung ausgesendet. Beim β⁺-Zerfall passiert das Gegenteil - ein Proton wird zu Neutron, Positron und Neutrino.

Experteninfo: Mit einem Elektroskop kannst du radioaktive Strahlung nachweisen, weil sie die Luft ionisiert und das geladene Elektroskop entlädt.

Gamma-Strahlung ist reine elektromagnetische Strahlung, wie extrem energiereiches Licht. Sie verändert den Kern nicht, sondern gibt nur überschüssige Energie ab.

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Das Geiger-Müller-Zählrohr und Nuklidkarte

Das Geiger-Müller-Zählrohr ist dein wichtigstes Werkzeug zum Strahlungsnachweis. Es besteht aus einem Metallzylinder mit einem dünnen Zähldraht in der Mitte, gefüllt mit Edelgas bei niedrigem Druck. Das Glimmerfenster lässt die Strahlung ins Innere.

Bei der Primärionisation dringt ein Strahlungsteilchen durch das Fenster und ionisiert Gasmoleküle. Dabei entstehen Elektronen-Ionen-Paare: Die Elektronen fliegen zum positiven Zähldraht, die Ionen zur negativen Wand.

Der entstehende Strom wäre viel zu schwach zum Messen - deshalb kommt die geniale Sekundärionisation! Die hohe Spannung beschleunigt die ersten Elektronen so stark, dass sie weitere Gasmoleküle ionisieren. Es entsteht eine Elektronenlawine mit messbarem Stromimpuls.

Fun Fact: Die Nuklidkarte zeigt dir alle Atomkerne und ihre Zerfälle wie eine Landkarte - α-Zerfall geht 2 nach links und 2 nach unten, β⁻-Zerfall 1 nach oben und 1 nach links.

Das Zählrohr kann nicht dauerhaft messen - nach jedem Impuls braucht es eine Totzeit zur Erholung.

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Der Löschmechanismus des GMZ funktioniert nach dem Kirchhoffschen Gesetz super elegant. Wenn der Strom durch den Widerstand fließt, steigt die Spannung am Widerstand und die Spannung im Zählrohr sinkt. Ohne Antrieb können sich die Ladungen nicht mehr bewegen - das System löscht sich selbst!

Diese Selbstlöschung ist entscheidend, damit das Zählrohr nach jedem Strahlungsnachweis wieder einsatzbereit wird. Der Auf- und Abbau der Elektronenlawine braucht Zeit - in dieser Totzeit ist das Gerät blind für weitere Strahlung.

Mit einem homogenen Magnetfeld kannst du verschiedene Strahlungsarten identifizieren. Die Lorentzkraft lenkt bewegte Ladungen ab: Alpha-Teilchen (positiv) werden in eine Richtung abgelenkt, Beta-Teilchen (negativ) in die andere. Gamma-Strahlung bleibt unbeeinflußt, weil sie neutral ist.

Handreegel: Für positive Ladungen nimmst du die rechte Hand, für negative die linke - Daumen zeigt die Bewegung, Zeigefinger das Magnetfeld, Mittelfinger die Kraft.

Die Stärke der Ablenkung verrät dir auch die Energie der Teilchen. So wird das Magnetfeld zu deinem Detektor für Strahlungsart und -energie - ziemlich clever, oder?

Wir dachten, du würdest nie fragen...

Was ist der Knowunity KI-Begleiter?

Unser KI-Begleiter ist speziell auf die Bedürfnisse von Schülern zugeschnitten. Basierend auf den Millionen von Inhalten, die wir auf der Plattform haben, können wir den Schülern wirklich sinnvolle und relevante Antworten geben. Aber es geht nicht nur um Antworten, sondern der Begleiter führt die Schüler auch durch ihre täglichen Lernherausforderungen, mit personalisierten Lernplänen, Quizfragen oder Inhalten im Chat und einer 100% Personalisierung basierend auf den Fähigkeiten und Entwicklungen der Schüler.

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Die App ist sehr leicht und gut gestaltet. Habe bis jetzt alles gefunden, nachdem ich gesucht habe und aus den Präsentationen echt viel lernen können! Die App werde ich auf jeden Fall für eine Klassenarbeit verwenden! Und als eigene Inspiration hilft sie natürlich auch sehr.

Stefan S

iOS user

Diese App ist wirklich echt super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen, […]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat mega viel Auswahl für Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde diese jedem weiterempfehlen.

Samantha Klich

Android user

Wow ich bin wirklich komplett baff. Habe die App nur mal so ausprobiert, weil ich es schon oft in der Werbung gesehen habe und war absolut geschockt. Diese App ist DIE HILFE, die man sich für die Schule wünscht und vor allem werden so viele Sachen angeboten, wie z.B. Ausarbeitungen und Merkblätter, welche mir persönlich SEHR weitergeholfen haben.

Anna

iOS user

Ich finde Knowunity so grandios. Ich lerne wirklich für alles damit. Es gibt so viele verschiedene Lernzettel, die sehr gut erklärt sind!

Jana V

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Ich liebe diese App sie hilft mir vor jeder Arbeit kann Aufgaben kontrollieren sowie lösen und ist wirklich vielfältig verwendbar. Man kann mit diesem Fuchs auch normal reden so wie Probleme im echten Leben besprechen und er hilft einem. Wirklich sehr gut diese App kann ich nur weiter empfehlen, gerade für Menschen die etwas länger brauchen etwas zu verstehen!

Lena M

Android user

Ich finde Knowunity ist eine super App. Für die Schule ist sie ideal , wegen den Lernzetteln, Quizen und dem AI. Das gute an AI ist , dass er nicht direkt nur die Lösung ausspuckt sondern einen Weg zeigt wie man darauf kommt. Manchmal gibt er einem auch nur einen Tipp damit man selbst darauf kommt . Mir hilft Knowunity persönlich sehr viel und ich kann sie nur weiterempfehlen ☺️

Timo S

iOS user

Die App ist einfach super! Ich muss nur in die Suchleiste mein Thema eintragen und ich checke es sehr schnell. Ich muss nicht mehr 10 YouTube Videos gucken, um etwas zu verstehen und somit spare ich mir meine Zeit. Einfach zu empfehlen!!

Sudenaz Ocak

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Diese App hat mich echt verbessert! In der Schule war ich richtig schlecht in Mathe und dank der App kann ich besser Mathe! Ich bin so dankbar, dass ihr die App gemacht habt.

Greenlight Bonnie

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Ich benutze Knowunity schon sehr lange und meine Noten haben sich verbessert die App hilft mir bei Mathe,Englisch u.s.w. Ich bekomme Hilfe wenn ich sie brauche und bekomme sogar Glückwünsche für meine Arbeit Deswegen von mir 5 Sterne🫶🏼

Julia S

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Also die App hat mir echt in super vielen Fächern geholfen! Ich hatte in der Mathe Arbeit davor eine 3+ und habe nur durch den School GPT und die Lernzettek auf der App eine 1-3 in Mathe geschafft…Ich bin Mega glücklich darüber also ja wircklich eine super App zum lernen und es spart sehr viel Heit dass man mehr Freizeit hat!

Marcus B

iOS user

Mit dieser App hab ich bessere Noten bekommen. Bessere Lernzettel gekriegt. Ich habe die App benutzt, als ich die Fächer nicht ganz verstanden habe,diese App ist ein würcklich GameChanger für die Schule, Hausaufgaben

Sarah L

Android user

Hatte noch nie so viel Spaß beim Lernen und der School Bot macht super Aufschriebe die man Herunterladen kann total Übersichtlich und Lehreich. Bin begeistert.

Hans T

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Diese App ist wirklich echt super. Es gibt so viele Lernzettel und Hilfen, […]. Mein Problemfach ist zum Beispiel Französisch und die App hat mega viel Auswahl für Hilfe. Dank dieser App habe ich mich in Französisch verbessert. Ich würde diese jedem weiterempfehlen.

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