Kompetenzen gemäß Bildungsplan 2004 (Baden-Württemberg) 1. Physik als Naturbetrachtung unter bestimmten Aspekten

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1 Vorläufiges Curriculum Physik 7 / 8 Grimmelshausengymnasium Offenburg Stand Mai 29 Kompetenzfelder Fachwissen Erkenntnis Basiskonzepte Fachwissen (A-D) Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung (E) A Materie B Wechselwirkungen C System D Energie E Erkenntnisgewinnung Kompetenzen gemäß Bildungsplan 24 (Baden-Württemberg) 1. Physik als Naturbetrachtung unter bestimmten Aspekten 2. Physik als theoriegeleitete Erfahrungswissenschaft 3. Formalisierung und Mathematisierung in der Physik 4. Spezifisches Methodenrepertoire der Physik 5. Anwendungsbezug und gesellschaftliche Relevanz der Physik 6. Physik als ein historisch dynamischer Prozess 7. Wahrnehmung und Messung 8. Grundlegende physikalische Größen 9. Strukturen und Analogien 1. Naturerscheinungen und technische Anwendungen

2 Akustik Kompetenzfelder Schall A Kompetenzen gemäß 5 Bildungsplan Von der Quelle zum Empfänger Fachwissen E Schallentstehung Kerncurriculum (K) / Schulcurriculum (S) Erkenntnis B 1 2 K Schwingungen A B C D E Töne sichtbar gemacht 1 4 Physik Werkzeug: als Naturwissenschaft Protokollieren von Versuchen Schallgeschwindigkeit Blasinstrumente S B Unsere Streifzug: Vorgehensweise Die menschliche Stimme E 2 4 K Die Erzwungene Frage bestimmt Schwingungen das Ergebnis B E Messen Pinnwand: auf Umwegen Resonanzen B E Temperatur Schall unterwegs und thermische Ausdehnung 9 5 Temperatur Schallträger und Thermometer K Schallausbreitung Streifzug: Geschichte des Thermometers K B 2 6 Durchblick: Versuche und Beobachten Aufträge : Temperaturmessung S Erklären E 1 und Thermometer Schall wird umgelenkt B Schallempfänger Pinnwand: Temperaturen und Thermometer S B 5 Hörbereich Werkzeug: Darstellen von Messwerten E Thermische Ausdehnung... K Laut und leise A Flüssigkeiten Streifzug: Eine werden Schnecke erhitzt kommt ins Schwingen Die Pinnwand: Celsius-Skala Jenseits unserer Hörgrenzen E Streifzug: Lärm Wasser hat Sprengkraft 1 5 Thermische Ausdehnung von Luft Kern/ Schul K A Versuche und Aufträge: Thermische Ausdehnung S von Flüssigkeiten und Luft 1 4 Thermische Ausdehnung von festen Körpern A Streifzug: Thermische Ausdehnung Brücke K 3 6 Streifzug: Das Bimetall Pinnwand: Thermische Ausdehnung in S Umwelt und Technik

3 Optik 24 5 Licht und Sehen Lichtquellen und Sehvorgang...51 B Licht ist unsichtbar! Streifzug: Geschichte der Lampen Streifzug: Lichtquellen am Himmel Lichtausbreitung Wie breitet sich Licht aus?...54 B D Streifzug: Blick in die Vergangenheit...55 Versuche und Aufträge: Lichtausbreitung Licht und Schatten Schatten bei einer, zwei, ausgedehnten Lichtquellen Streifzug: Schattenfreie Beleuchtung Versuche und Aufträge: Schatten Streifzug: Schatten von Erde und Mond Reflexion...62 B 5 6 Eigenschaften des Spiegelbildes Spiegel täuschen uns Versuche und Aufträge: Spiegelbild Das Reflexionsgesetz...64 B Streifzug: Unerwünschte Spiegelungen Versuche und Aufträge: Reflexion Wie entsteht das Spiegelbild?...66 B 5 7 Spiegel für große und kleine Leute Streifzug: Sehen und gesehen werden...67 Pinnwand: Spiegel...68 Brechung Der Knick in der Optik...7 B Licht an der Grenzfläche Luft Wasser...7 B Licht an andern Grenzflächen...71 B Die planparallele Platte B Das Prisma B Totalreflexion...73 B Streifzug: Licht in Luft...73 Streifzug: Licht in Stoffen...74 Versuche und Aufträge: Brechung / Totalreflexion Sammellinsen Wie Bilder entstehen Die Lochkamera Linsen machen bessere Bilder Streifzug: Bildkonstruktion mithilfe der Geometrie E 3 Versuche und Aufträge: Bilder und Bildentstehung Zerstreuungslinsen Streifzug: Bildkonstruktion bei Zerstreuungslinsen Streifzug: Linsenkombinationen Werkzeug: Mathematik und Optik Linsenformel E Das Auge Der Bau des Auges Entfernungsanpassung Helligkeitsanpassung Sehfehler und ihre Korrektur Streifzug: Probleme mit dem Kleingedruckten Optische Geräte... 9 Fotoapparat und Digitalkamera Projektoren Der Sehwinkel Die Lupe Das Mikroskop Fernrohre Streifzug: Optische Täuschungen Versuche und Aufträge: Auge und Sehvorgang Durchblick: Akustik und Optik im Prinzip gleich...96 E 4 9

4 Inhaltsverzeichnis SPEKTRUM PHYSIK und Vorschlag für Kerncurriculum / schulspezifische Ausdifferenzierungen / selbstständiges Arbeiten Kompetenzfelder Fachwissen Erkenntnis Kompetenzen gemäß Bildungsplan 24 A B C D E Farben...98 B 2 5 Das Spektrum von weißem Licht Energie der Photonen D 1 9 Licht jenseits des sichtbaren Spektrums Farbaddition Farbsubtraktion Versuche und Aufträge: Farben Durchblick: Wahrnehmung und Messung physikalischer Größen E 7 8 Streifzug: Farbwahrnehmung Streifzug: Wie entsteht ein Regenbogen? B Pinnwand: Farben und unsichtbares Licht Prüfe dein Wissen: Optik Energie 7 D 5 Energie begegnet uns in vielen Formen...19 D Bewegungsenergie D Lageenergie...11 D Licht- und Wärmeenergie, elektrische und chemische Energie D Die Energie ist eine Verwandlungskünstlerin D E Energieketten D 4 9 Eine Einheit für die Energie Versuche und Aufträge: Energie und Energieumwandlungen Speicherung von Energie D Pinnwand: Energiespeicher Energietransport D Streifzug: Energieproduktion in Wärmekraftwerken117 C E 5 9 Energieformen D E Energieströme C D Streifzug: Was ist eine Pferdestärke? Energieentwertung D 5 Energie, die keinem mehr nützt D Prozesswärme D E Versuche und Aufträge: Energieentwertung Der Wirkungsgrad D Streifzug: Energie kommt auf vielen Wegen von der Sonne zu uns E 4 5 Pinnwand: Energie ist ein kostbares Gut Prüfe dein Wissen: Energie Kräfte 18 B 5 Bewegungen Beschreibung von Bewegungen Versuche und Aufträge: Bewegungen Die Geschwindigkeit Werkzeug: Erstellen und Interpretieren von Diagrammen E 3 4 Versuche und Aufträge: Geschwindigkeit Pinnwand: Geschwindigkeiten und ihre Messung Ungleichförmige Bewegungen Pinnwand: Abstand ist der beste Schutz!

5 Masse und Dichte A 1 5 Massenbestimmung A Masse und Volumen A 3 8 Dichte als Stoffeigenschaft Volumenbestimmung unregelmäßiger Körper A 4 7 Pinnwand: Dichte und ihre Folgen Versuche und Aufträge: Masse, Dichte und Volumenbestimmung Der Impuls B Versuche und Aufträge: Impuls Der Impuls eine physikalische Größe...14 B Kraftwirkungen B 7 Bewegungsänderungen B Formänderungen B Streifzug: Federn überall Streifzug: Physik auf der Straße Kraftmessung B 1 5 Wie groß ist eine Kraft? B D Kraft hat eine Richtung Kraftdarstellung durch Pfeile Streifzug: Wie verformbar ist ein Mensch? Versuche und Aufträge: Kraftwirkungen und Kraftmessung Pinnwand: Kräfte bei Pflanzen Das Hooke sche Gesetz E Werkzeug: Von der Proportionalität zur Formel Impuls und Kraft...15 B Impulse bleiben erhalten B 1 7 Ein Körper zwei Kräfte B Streifzug: Rückstoßprinzip und Billard Streifzug: Verkehrssicherheit Reibung B Pinnwand: Reibung Versuche und Aufträge: Reibung Die Gewichtskraft B 1 Körper werden von der Erde angezogen B Die Richtung der Gewichtskraft B Streifzug: Schwerelosigkeit Masse und Gewichtskraft A B Pinnwand: Waagen Streifzug: Alle Körper ziehen einander an Versuche und Aufträge: Masse und Gewichtskraft Streifzug: Die sieben Grundgrößen der Physik E 3 8 Antrieb und Hemmung bei Bewegungen C E und wenn keine Kräfte wirken? C Prüfe dein Wissen: Kräfte Druck 9 C 1 Aufbau von Körpern A E 1 5 Körper physikalisch betrachtet A 1 3 Das Teilchenmodell A E Streifzug: Wie groß ist ein Teilchen? E 3 4 Kolbendruck C 5 Druck in Flüssigkeiten...17 C E Druck, Kraft und Fläche E Streifzug: Druck in der Medizin Hydraulische Anlagen

6 Inhaltsverzeichnis SPEKTRUM PHYSIK und Vorschlag für Kerncurriculum / schulspezifische Ausdifferenzierungen / selbstständiges Arbeiten Kompetenzfelder Fachwissen Erkenntnis Kompetenzen gemäß Bildungsplan 24 A BCDE Schweredruck in Flüssigkeiten C 5 Entstehung des Schweredruckes C Versuche und Aufträge Druck und Gefäßform Streifzug: Staudämme Versuche und Aufträge: Schweredruck Schweredruck in Luft C 6 Der Luftdruck und seine Messung C Versuche und Aufträge: Luftdruck Druckunterschiede ergeben Strömungen C Pinnwand: Druckunterschiede in der Erdatmosphäre C 5 Streifzug: Die Sonne als Motor des Wettergeschehens C 5 Streifzug: Atmen und Tauchen Prüfe dein Wissen: Druck Ladung Stromstärke Spannung 27 C 5 Wiederholung Der Stromkreis Innenansicht und äußere Wirkung C 5 Der elektrische Stromkreis A C Auch Flüssigkeiten leiten chemische Stromwirkung189 C Was transportiert der Elektronenstrom? A C E Streifzug: Rostschutz und Brennstoffzellen Größen des Stromkreises Antrieb und Hemmung im elektrischen Stromkreis C E Die elektrische Stromstärke C Messung der Stromstärke Versuche und Aufträge: Messung der Stromstärke Pinnwand: Stromstärke Die elektrische Spannung C Streifzug: Energie aus Batterien Pinnwand: Kontaktspannung Streifzug: Elektrische Quellen in Natur und Medizin Das elektrische Potenzial...22 C Streifzug: Von der Voltasäule zur Knopfzelle Streifzug: Elektrische Potenziale im Körper Pinnwand: Der menschliche Körper ein elektrischer Leiter Der elektrische Widerstand...26 C Versuche und Aufträge: Elektrischer Widerstand Der Zusammenhang zwischen Stromstärke, Spannung und Widerstand...27 C E Durchblick: Analogien Pfadfinder durch die Physik C E 9 Elektrische Ladung...21 A B 5 Elektrische Kräfte...21 B Die elektrische Ladung A Ändern der Ladung eines Körpers B Streifzug: Der Bandgenerator Versuche und Aufträge: Elektrische Ladung Atombau und Ladung A 1 9 Influenz eine Bewegung wie durch Geisterhand B Pinnwand: Elektrische Ladungen Streifzug: Fotokopiergerät

7 Strömen wirklich Elektronen im Kreis? A C Ladung und Stromstärke C Spannung und Stromstärke C 5 Kennlinien verschiedener Geräte...22 E Das Ohm sche Gesetz Eine Formel für den Widerstand C 3 8 Elektrischer Widerstand und Temperatur des Leiters A C Streifzug: Supraleitung C 5 Streifzug: Wovon hängt der Widerstand von Drähten ab? C Pinnwand: Bauteil Widerstand Kirchhoff sche Gesetze Stromstärke, Spannung und Widerstand in Parallelschaltungen B und in Reihenschaltungen B 3 8 Streifzug: Spannungsteiler machen Spannungen einstellbar Streifzug: GEORG SIMON OHM ein dornenreiches Leben für die Wissenschaft Prüfe Dein Wissen: Ladung Stromstärke Spannung Anhang Magnetfeld und Feldlinien B Streifzug: Das Magnetfeld der Erde B 5 Naturwissenschaftliche Arbeitsweise Durchblick: Vom Fragen zum Wissen E 2 9 Durchblick: Sich ein Bild machen A E 2 9