Schulinterner Lehrplan Physik. Sekundarstufe II. Albertus-Magnus-Gymnasium. Beckum

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1 Schulinterner Lehrplan Physik Sekundarstufe II Albertus-Magnus-Gymnasium Beckum

2 Einführungsphase (105 Std.) (3 Std. pro Woche): Fachlicher Kontext Konkretisierungen / Verkehrsphysik Physik auf dem Rummelplatz (14 Wst.) * Überholmanöver im Straßenverkehr. * Die Bewegung eines Achterbahnwagens * Das Messen von beiden Größen wird zunächst qualitativ, dann quantitativ durchgeführt. Der Einsatz einer Videoanalyse- Software bietet sich hier an. * gleichförmig, geradlinige Bewegung * Momentangeschwindigkeit * gleichmäßig beschleunigte Bewegung * Messen von Geschwindigkeit und Beschleunigung * Bremsvorgänge * Überholvorgänge * die physikalischen Größen Geschwindigkeit und Beschleunigung qualitativ und quantitativ erklären und voneinander unterscheiden. * Bewegungsdiagramme zeichnen, auswerten und interpretieren. * Bewegungen mit Hilfe von Bewegungsgleichungen beschreiben können * messen Geschwindigkeiten und Beschleunigungen. * wenden Auswertungsmethoden auf physikalischer Messdaten an. * tauschen sich über physikalische Erkenntnisse und deren Anwendungen unter angemessener Verwendung der Fachsprache und fachtypischer Darstellungen aus. * beurteilen an Beispielen Maßnahmen und Verhaltensweisen zur Erhaltung der eigenen Gesundheit und zur sozialen Verantwortung (Sinn und Unsinn von Überholvorgängen) * binden physikalische Sachverhalte in Problemzusammenhänge ein, entwickeln Lösungsstrategien und wenden diese nach Möglichkeit an

3 Fallen und werfen im Kontext der Leichtathletik (18 WSt.) Crashtest und Unfallforschung (10 Wst.) * Physik beim Kugelstoßen * Wie weit kann ein Mensch maximal werfen? * Der waagerechte Wurf wird als Überlagerung zweier Bewegungen eingeführt. Auch hier bietet sich der Einsatz einer Videoanalyse-Software an. Optional kann der schiefe Wurf, falls er thematisiert wird, auch in Form eines Schülerreferats durchgeführt werden. * Kräfte bei einem Unfall Sicherheitsgurte * An aus der Sekundarstufe I kann angeknüpft werden. Die _ Proportionalität zwischen Kraft und Beschleunigung wird experimentell ermittelt. * Mit Hilfe von Übungen wird das Zerlegen und Zusammensetzen von Kräften wiederholt bzw. vertieft. Das Actio=Reactio Prinzip kann mit Hilfe von Verformungen mehrerer Stoßpartner begründet werden. Schülerexperiment: Das Hooke'sche Gesetz * der freie Fall * Überlagerung von Bewegungen * der senkrechte Wurf * der waagerechte Wurf * können den freien Fall und die Würfe qualitativ als auch quantitativ beschreiben * können das Unabhängigkeitsprinzip erläutern und anwenden * den quadratische Zusammenhang zwischen Weg und Zeit beim freien Fall (ohne Luftwiderstand) experimentell ermitteln. * Newtonschen Axiome. * Die Kraft als Ursache für eine Bewegungsänderung angeben können * Die Newtonschen Axiome anwenden können * erläutern, wie man Kräfte zerlegen und aus verschiedenen Kräften eine resultierende Kraft bilden kann und dies auch anwenden. * beurteilen die Anwendbarkeit eines Modells * binden physikalische Sachverhalte in Problemzusammenhänge ein, entwickeln Lösungsstrategien und wenden diese nach Möglichkeit an * führen qualitative und einfache quantitative Experimente und Untersuchungen durch, protokollieren diese, verallgemeinern und abstrahieren Ergebnisse ihrer Tätigkeit und idealisieren gefundene Messdaten. * binden physikalische Sachverhalte in Problemzusammenhänge ein, entwickeln Lösungsstrategien und wenden diese nach Möglichkeit an

4 Energie und Energieerhaltung Fahrgeschäfte auf der Kirmes * Das Speicherkraftwerk * Die Federpistole Anm.: Die Begriffe sollten zunächst rein qualitativ eingeführt werden: Woher weiß man, dass ein Körper Energie enthält? Danach folgt eine Quantifizierung, in dem beide Energieformen experimentell bestimmt werden. Hier können methodische geübt werden. * potentielle und kinetische Energie * Energieerhaltung und Energieentwertung * Reibung als Energieentwertung. * die Energieformen unterscheiden * die Energieerhaltung als ein Grundprinzip des Energiekonzepts erläutern und sie zur quantitativen energetischen Beschreibung von Prozessen nutzen * den quantitativen Zusammenhang von umgesetzter Energiemenge (bei Energieumsetzung durch Kraftwirkung: Arbeit), Leistung und Zeitdauer des Prozesses kennen und in Beispielen aus Natur und Technik nutzen. * planen, strukturieren, kommunizieren und reflektieren ihre Arbeit, auch als Team. * beobachten und beschreiben physikalische Phänomene und Vorgänge und unterscheiden dabei Beobachtung und Erklärung. * binden physikalische Sachverhalte in Problemzusammenhänge ein, entwickeln Lösungsstrategien und wenden diese nach Möglichkeit an * an Beispielen Energiefluss und Energieentwertung quantitativ darstellen (15 Wst.) Impuls und Impulserhaltung Auto Scooter auf der Kirmes * Auto Scooter auf der Kirmes (bzw. * Physik auf dem Billardtisch. * Anknüpfen an Crashtest und Unfallforschung.) Demonstrationsexperiment: * Impulserhaltung * der zentrale elastische Stoß * der allgemein schiefe elastische Stoß * der unelastische zentrale Stoß * die physikalische Größe Impuls anwenden können und ihre Notwendigkeit zur Beschreibung von Stoßvorgängen erläutern können. * das Verhalten zweier Stoßpartner nach einem elastischen und * veranschaulichen Daten angemessen mit sprachlichen, mathematischen oder (und) bildlichen Gestaltungsmitteln wie Graphiken und Tabellen auch mit Hilfe elektronischer Werkzeuge.

5 (12 Wst.) Jetzt geht s rund Keine Kreisbewegung ohne Kräfte: Eine Karussellfahrt Luftkissenbahn Anm.: Es wird experimentell demonstriert, dass die Energieerhaltung allein zur Beschreibung von Stößen nicht ausreicht. Die Beschreibung von Stößen durch die so genannten Stoßgleichungen ist sehr mathematisch. Dies ist aber in diesem Kapitel aus Übungszwecken durchaus legitim. * Kurvenfahrten im Kettenkarussell Anm.: Es ist ausreichend, wenn das Experiment zur Bestimmung der Zentripetalkraft aufgrund seiner hohen Komplexität als Demonstrationsexperiment durchgeführt wird. Das Auswerten der gewonnenen Daten sollte von den n zum trainieren methodischer durchgeführt * die gleichförmige Kreisbewegung * die Zentripetalkraft inelastischen Stoß qualitativ und quantitativ bestimmen. * die Kreisbewegung als eine beschleunigte Bewegung beschreiben. * den Zusammenhang zwischen Zentripetalkraft und Geschwindigkeit bzw. Radius angeben und ein Experiment zur Bestimmung beschreiben und erläutern. * das Konzept der Zentripetalkraft auf Alltagskreisbewegungen anwenden * beschreiben den Aufbaueinfacher technischer Geräte und deren Wirkungsweise (hier z.b. Sicherheitsgurt) * beobachten und beschreiben physikalische Phänomene und Vorgänge und unterscheiden dabei Beobachtung und Erklärung. * binden physikalische Sachverhalte in Problemzusammenhänge ein, entwickeln Lösungsstrategien und wenden diese nach Möglichkeit an * veranschaulichen Daten angemessen mit sprachlichen, mathematischen oder (und) bildlichen Gestaltungsmitteln wie Graphiken und Tabellen auch mit Hilfe elektronischer Werkzeuge. * beobachten und beschreiben physikalische Phänomene und Vorgänge und unterscheiden dabei Beobachtung und Erklärung.

6 (16 WSt.) werden. Schüler erstellen Plakate zu verschiedenen Fahrgeschäften mit physikalischen Erklärungen * dokumentieren und präsentieren den Verlauf und die Ergebnisse ihrer Arbeit sachgerecht, situationsgerecht und adressatenbezogen auch unter Nutzung elektronischer Medien. * recherchieren in unterschiedlichen Quellen (Print- und elektronische Medien) und werten die Daten, Untersuchungsmethoden und Informationen kritisch aus. * kommunizieren ihre Standpunkte physikalisch korrekt und vertreten sie begründet sowie adressatengerecht. * binden physikalische Sachverhalte in Problemzusammenhänge ein, entwickeln Lösungsstrategien und wenden diese nach Möglichkeit an

7 Optionaler Bereich 1: Ausblick: Ladungen in Magnetfeldern (20 Wst.) * Röhrenfernseher/Monitor (auslaufend) * Elektronenmikroskopie * Die Elektronenkanone Demonstrationsexperimente: * Leiterschaukel * Fadenstrahlrohr * Das Magnetfeld einer Leiterschleife, eines Kabels * Rechte - Hand - Regel * Kräfte auf bewegte Ladungen in Magnetfeldern * Lorentzkraft * das Magnetfeld um eine stromdurchflossene Leiterschleife qualitativ und quantitativ beschreiben. * Möglichkeiten zur Magnetfeldmessung angeben und erläutern. * die Ablenkung von Ladungen in einem homogenen magnetischen Feld erklären und berechnen. * beschreiben, veranschaulichen und erklären physikalische oder naturwissenschaftlichen Sachverhalte unter Verwendung der Fachsprache und Medien, ggfs. mit Hilfe von Modellen und Darstellungen. * beschreiben den Aufbaueinfacher technischer Geräte und deren Wirkungsweise * beobachten und beschreiben physikalische Phänomene und Vorgänge und unterscheiden dabei Beobachtung und Erklärung. Optionaler Bereich 2: Ausblick: Statische Elektrizität * Das Gewitter * Fotokopierer und Laserdrucker * Ladung und Coulomb- Gesetz * Der elektrische Feldbegriff * Spannung und Kapazität * die elektrischen Eigenschaften von Stoffen (Ladung und Leitfähigkeit) mithilfe eines einfachen * stellen Hypothesen auf, planen geeignete Untersuchungen und Experimente zur Überprüfung, führen sie unter Beachtung von Sicherheits- und Umweltaspekten durch und werten sie unter Rückbezug auf die Hypothesen aus. * beschreiben, veranschaulichen und erklären physikalische oder naturwissenschaftlichen

8 (20 Wst.) Schülerexperimente: * Visualisieren elektrischer Feldlinienbilder mit Hilfe von Grießkörnern in Rizinusöl Demonstrationsexperiment: Bestimmung der Kapazität eines Plattenkondensators Anm.: Es wird eine Beschränkung auf luftgefüllte Kondensatoren empfohlen Kern-Hülle-Modells erklären. * Kraftwirkungen auf Ladungen qualitativ und quantitativ mit Hilfe des Coulomb-Gesetz und dem Feldlinienmodell beschreiben. * Feldlinienbilder skizzieren * Zusammenhang zwischen Spannung und elektrischem Feld im Plattenkondensator angeben und anwenden * Kapazitäten von Plattenkondensatoren berechnen Sachverhalte unter Verwendung der Fachsprache und Medien, ggfs. mit Hilfe von Modellen und Darstellungen. * beobachten und beschreiben physikalische Phänomene und Vorgänge und unterscheiden dabei Beobachtung und Erklärung. * führen qualitative und einfache quantitative Experimente und Untersuchungen durch, protokollieren diese, verallgemeinern und abstrahieren Ergebnisse ihrer Tätigkeit und idealisieren gefundene Messdaten. * stellen Hypothesen auf, planen geeignete Untersuchungen und Experimente zur Überprüfung, führen sie unter Beachtung von Sicherheits- und Umweltaspekten durch und werten sie unter Rückbezug auf die Hypothesen aus.

9 Qualifikationsphase 1: (Leistungskurs (175 WSt.) und Grundkurs (105 WSt.) (Im Leistungskurs erfolgt eine vertiefte Beschäftigung mit den n) Fachlicher Kontext Konkretisierungen / mechanische Schwingungen und Wellen Demonstrationsexperimente: * Überlagerung einer harmonischen Schwingung und der Projektion einer Kreisbewegung am Beispiel des Fadenpendels * Video: obiges Experiment mit Hilfe einer vertikalen Federschwingung Schülerexperiment: * Messen von Schwingungsdauern * Demonstrationsexperiment: Wellenwanne * Ergänzung: Simulation Referat: Doppler-Effekt * Schwingungsgrößen * harmonische Schwingungen * Entstehung und Ausbreitung von Transversal- und Longitudinalwellen * Beugung von Wasserwellen und Schallwellen * Huygens sches Prinzip, * Interferenz von Wellen * die relevanten Parameter für eine physikalische Schwingung angeben und berechnen * Beispiele für mechanische Schwingungen angeben. * das Huygens'sche Prinzip angeben und hiermit die Beugung von Wasserwellen erklären. * Orte konstruktiver und destruktiver Interferenz in einem 2-Quellen-I Interferenzmuster qualitativ erläutern und quantitativ berechnen können * planen, strukturieren, kommunizieren und reflektieren ihre Arbeit, auch als Team. * stellen Zusammenhänge zwischen physikalischen Sachverhalten und Alltagserscheinungen her, grenzen Alltagsbegriffe von Fachbegriffen ab und t transferieren dabei ihr erworbenes Wissen. * veranschaulichen Daten angemessen mit sprachlichen, mathematischen oder (und) bildlichen Gestaltungsmitteln wie Graphiken und Tabellen auch mit Hilfe elektronischer Werkzeuge. GK (18 WSt) LK(32 WSt.) * führen qualitative und einfache quantitative Experimente und Untersuchungen durch, protokollieren diese, verallgemeinern und abstrahieren Ergebnisse ihrer Tätigkeit und idealisieren gefundene

10 Statische Felder: Das elektrische Feld * Das Gewitter * Fotokopierer und Laserdrucker * Tastaturen Schülerexperimente: * Visualisieren elektrischer Feldlinienbilder mit Hilfe von Grießkörnern in Rizinusöl Demonstrationsexperiment: * Bestimmung der Kapazität eines Plattenkondensators * Braunsche Röhre Per Simulation: Schülerexperiment: Millikan * Ladung und Coulomb- Gesetz * Der elektrische Feldbegriff * Spannung und Kapazität * elektrische Energie * Kirchhoff'sche Regeln und Anwendung * Auf- und Entladen von Kondensatoren * Bewegung von Ladungen im elektrischen Längs- und Querfeld * Erzeugung eines Elektronenstrahls * die elektrischen Eigenschaften von Stoffen (Ladung und Leitfähigkeit) mithilfe eines einfachen Kern-Hülle-Modells erklären. * Kraftwirkungen auf Ladungen qualitativ und quantitativ mit Hilfe des Coulomb-Gesetz und dem Feldlinienmodell beschreiben. * Feldlinienbilder skizzieren * Zusammenhang zwischen Spannung und elektrischem Feld im Plattenkondensator angeben und anwenden * Definition der Spannung angeben und auf einfache Systeme anwenden * Kapazitäten von Plattenkondensatoren berechnen * Spannungen und Ströme in komplexeren Schaltplänen berechnen * Auf- und Entladevorgänge von Kondensatoren beschreiben * das Phänomen der Glühemission angeben * den Aufbau der Braunschen Röhre beschreiben und das Messdaten. * beschreiben, veranschaulichen und erklären physikalische oder naturwissenschaftlichen Sachverhalte unter Verwendung der Fachsprache und Medien, ggfs. mit Hilfe von Modellen und Darstellungen. * beobachten und beschreiben physikalische Phänomene und Vorgänge und unterscheiden dabei Beobachtung und Erklärung. * führen qualitative und einfache quantitative Experimente und Untersuchungen durch, protokollieren diese, verallgemeinern und abstrahieren Ergebnisse ihrer Tätigkeit und idealisieren gefundene Messdaten. * stellen Hypothesen auf, planen geeignete Untersuchungen und Experimente zur

11 Verhalten des Elektronenstrahls berechnen * ein Verfahren beschreiben, um die Elementarladung e zu messen Überprüfung, führen sie unter Beachtung von Sicherheits- und Umweltaspekten durch und werten sie unter Rückbezug auf die Hypothesen aus GK (28 WSt) LK(45 WSt.) Statische Felder: Das magnetische Feld * Röhrenfernseher/Monitor (auslaufend) * Elektronenmikroskopie * Die Elektronenkanone Demonstrationsexperimente: * Leiterschaukel * Fadenstrahlrohr * Stromwaage * Magnetfelder * Rechte - Hand - Regel * Kräfte auf bewegte Ladungen in Magnetfeldern * Lorentzkraft * das Magnetfeld um eine stromdurchflossene Leiterschleife qualitativ und quantitativ beschreiben. * Möglichkeiten zur Magnetfeldmessung angeben und erläutern. * die Ablenkung von Ladungen in einem homogenen magnetischen Feld erklären und berechnen. * recherchieren in unterschiedlichen Quellen (Print- und elektronische Medien) und werten die Daten, Untersuchungsmethoden und Informationen kritisch aus. * beschreiben, veranschaulichen und erklären physikalische oder naturwissenschaftlichen Sachverhalte unter Verwendung der Fachsprache und Medien, ggfs. mit Hilfe von Modellen und Darstellungen. * beschreiben den Aufbaueinfacher technischer Geräte und deren Wirkungsweise * beobachten und beschreiben physikalische Phänomene

12 und Vorgänge und unterscheiden dabei Beobachtung und Erklärung. GK(12 WSt) LK(20 WSt.) Statische Felder: Systeme mit elektrischen und magnetischen Feldern Demonstrationsexperimente: * Hall-Effekt per Simulationen: * Wienscher Geschwindigkeitsfilter * Massenspektrometer * Hall-Effekt * Lorentzkraft, elektrische Kraft, Kräftegleichgewicht * Möglichkeiten zur Magnetfeldmessung angeben und erläutern. * Möglichkeiten zur Bestimmung der Geschwindigkeiten und Massen von geladenen Teilchen angeben * stellen Hypothesen auf, planen geeignete Untersuchungen und Experimente zur Überprüfung, führen sie unter Beachtung von Sicherheits- und Umweltaspekten durch und werten sie unter Rückbezug auf die Hypothesen aus. * stellen Hypothesen auf, planen geeignete Untersuchungen und Experimente zur Überprüfung, führen sie unter Beachtung von Sicherheits- und Umweltaspekten durch und werten sie unter Rückbezug auf die Hypothesen aus. * interpretieren Daten, Trends, Strukturen und Beziehungen, wenden einfache Formen der Mathematisierung auf sie an, erklären diese, ziehen geeignete Schlussfolgerungen und stellen einfache Theorien

13 auf. (GK 8WSt.) LK(12 WSt.) Bewegte Felder - Induktion * Das Telefon * Induktionsschleifen im Straßenverkehr * Der Wechselstrom- Generator Demonstrationsexperimente: * Grundversuche zur Induktion * Grundversuch zur Selbstinduktion * Qualitative und quantitative Betrachtung des Induktionsgesetzes Erzeugung von (Wechsel-) Spannungen und -strömen * Ein- und Ausschaltvorgänge bei Spulen * Magnetfeld als Träger von Energie * die Voraussetzungen für die Entstehung eines Induktionsspannung nennen. * mit Hilfe des Induktionsgesetzes die Induktionsspannung und den Induktionsstrom bestimmen. * die Induktivität einer Spule bestimmen * den verzögerten Einschaltvorgang bei Parallelschaltung von Spule und ohmschen Widerstand erklären * begründen, dass das Magnetfeld ein Träger von Energie ist * beschreiben, veranschaulichen oder erklären physikalische Sachverhalte unter Verwendung der Fachsprache und mit Hilfe von geeigneten Modellen, Analogien und Darstellungen. * erkennen und entwickeln Fragestellungen, die mit Hilfe physikalischer und anderer Kenntnisse und Untersuchungen zu beantworten sind. * stellen Zusammenhänge zwischen physikalischen Sachverhalten und Alltagserscheinungen her, grenzen Alltagsbegriffe von Fachbegriffen ab und transferieren dabei ihr erworbenes Wissen. * beschreiben, veranschaulichen oder erklären physikalische Sachverhalte unter Verwendung der Fachsprache und mit Hilfe von geeigneten Modellen, Analogien und

14 Darstellungen (GK 18 WSt.) LK (26WSt.) Elektromagnetische Schwingungen und Wellen einschließlich Resonanz Licht: Mehr als nur ein Strahl Demonstrationsexperimente: * Der elektromagnetische Schwingkreis Referat: Der Hertzsche Dipol (nur Leistungskurs) * Laser-Interferenz und Beugungsexperimente * Mikrowellenexperimente Schülerexperiment: * Bestimmung der Laserwellenlänge * Bestimmung der Breite eines Haares * Gitterkonstante einer CD * elektromagnetischer Schwingkreis * Resonanz (auch im mechanischen Systemen) * Interferenz am Doppelspalt und am Gitter * Beugung am Spalt * den elektromagnetischen Schwingkreis qualitativ und quantitativ beschreiben und den Übergang zum Hertz'schen Dipol angeben * begründen, dass Licht Welleneigenschaften besitzt und Experimente hierzu aufbauen, erläutern und auswerten * interpretieren Daten, Trends, Strukturen und Beziehungen, wenden einfache Formen der Mathematisierung auf sie an, erklären diese, ziehen geeignete Schlussfolgerungen und stellen einfache Theorien auf. * erkennen und entwickeln Fragestellungen, die mit Hilfe physikalischer und anderer Kenntnisse und Untersuchungen zu beantworten sind. * führen qualitative und einfache quantitative Experimente und Untersuchungen durch, protokollieren diese, verallgemeinern und abstrahieren Ergebnisse ihrer Tätigkeit und idealisieren gefundene Messdaten. * dokumentieren die Ergebnisse ihrer Tätigkeit in Form von Texten, Skizzen, Zeichnungen, Tabellen oder Diagrammen auch

15 computergestützt. * tauschen sich über physikalische Erkenntnisse und deren Anwendungen unter angemessener Verwendung der Fachsprache und fachtypischer Darstellungen aus. (GK 21 WSt.) LK(40 WSt.) * interpretieren Daten, Trends, Strukturen und Beziehungen, wenden einfache Formen der Mathematisierung auf sie an, erklären diese, ziehen geeignete Schlussfolgerungen und stellen einfache Theorien auf.

16 Qualifikationsphase 2: (Leistungskurs (175 WSt.) und Grundkurs (105 WSt.) (Im Leistungskurs erfolgt eine vertiefte Beschäftigung mit den n) Fachlicher Kontext Konkretisierungen / Die Relativitätstheorie (nur Leistungskurs) LK(32 WSt.) * Das GPS System * Atomuhren * Einsteins Gedankenexperimente * Teilchenbeschleuniger im Cern * Es ist möglich diese Phänomene ohne Mathematisierungen einzuführen, denn so hat es auch Einstein zunächst getan. * Wenn die Grundlagen verstanden sind, kann eine Mathematisierung erfolgen. Dadurch werden insbesondere konkrete Vorhersagen möglich. optional Referat: Leben und Wirken von A. Einstein Anm.: Da in der Regel bei den keine Vorkenntnisse vorliegen, sollte ein kurzer Einblick in die Geschichte vorgenommen werden. Hier bieten sich auch Diskussionen über das Leben von Albert Einstein an. * Konstanz der Lichtgeschwindigkeit und deren Konsequenzen * Michelson-Experiment * relativistische Kinematik * Äquivalenz von Masse und Energie * die geschichtlichen Hintergründe, die zur Entwicklung der Relativitätstheorie führten, wiedergeben und einschätzen. * die grundlegenden Aussagen der Relativitätstheorie und ihre Bedeutung für die heutige Physik beschreiben * die Relativität des Zeitbegriffes als ein Resultat der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit erläutern. * die Äquivalenz von Masse und Energie angeben und quantitativ anwenden. * stellen Zusammenhänge zwischen physikalischen Sachverhalten und Alltagserscheinungen her, grenzen Alltagsbegriffe von Fachbegriffen ab und t transferieren dabei ihr erworbenes Wissen * recherchieren in unterschiedlichen Quellen (Print- und elektronische Medien) und werten die Daten, Untersuchungsmethoden und Informationen kritisch aus. * erkennen und entwickeln Fragestellungen, die mit Hilfe physikalischer und anderer Kenntnisse und Untersuchungen zu beantworten sind. * beurteilen und bewerten an ausgewählten Beispielen empirische Ergebnisse und Modelle kritisch auch hinsichtlich ihrer Grenzen und Tragweiten

17 Quantenphysik Licht zeigt sein zweites Gesicht: Photonen GK(21 WSt.) LK (30 WSt) Atomphysik Das Spektrum: Der Fingerabdruck eines Atoms Demonstrationsexperiment: * Hallwachs-Experiment * Photoeffekt nur Leistungskurs: Simulation: Jörrisen-Experiment Demonstrations(Schüler)- Experimente: * Spektren verschiedener Gase werden von Schülern vermessen * Resonanzabsorption * Photoeffekt und Lichtquantenhypothese * h-bestimmung mit Gegenfeldmethode nur Leistungskurs: * Compton-Effekt * Heisenberg'sche Unschärferelation * de Broglie-Wellenlänge eines Elektrons * Doppelspaltexperiment mit Elektronen und Licht reduzierter Intensität * Bohrsches Atommodell * Franck-Hertz-Versuch nur Leistungskurs: * unendlich hoher Potentialtopf * die Bedeutung des Photoeffekts für die Physik angeben, das Experiment erläutern und die Ergebnisse mit Hilfe der Lichtquantenhypothese als Formel ausdrücken und diese anwenden. * ein Experiment beschreiben um das Planck'sche Wirkungsquantum h zu messen. nur Leistungskurs: * den Compton-Effekt erklären und seine Bedeutung für die Physik angeben. * die Existenz einer Wellenlänge für Elektronen begründen und berechnen. * die Grenzen der Anwendbarkeit klassischer Begriffe ("Bahn") in der Quantenphysik begründen. * Die Bohrschen Postulate angeben und anwenden * effektive Ein-Elektron- System quantitativ beschreiben * den Franck-Hertz-Versuch beschreiben und seine * tauschen sich über physikalische Erkenntnisse und deren Anwendungen unter angemessener Verwendung der Fachsprache und fachtypischer Darstellungen aus. * nutzen physikalische Modelle und Modellvorstellungen zur Beurteilung und Bewertung naturwissenschaftlicher Fragestellungen und Zusammenhänge. * interpretieren Daten, Trends, Strukturen und Beziehungen, wenden einfache Formen der Mathematisierung auf sie an, erklären diese, ziehen geeignete Schlussfolgerungen und stellen einfache Theorien auf. * nutzen physikalische Modelle und Modellvorstellungen zur Beurteilung und Bewertung naturwissenschaftlicher Fragestellungen und Zusammenhänge.

18 (Na-D-Linie) Demonstrationsexperiment: * Franck-Hertz-Versuch Bedeutung für die Physik angeben. * die Energielevel im unendlich hohen Potentialtopf berechnen * dokumentieren und präsentieren den Verlauf und die Ergebnisse ihrer Arbeit sachgerecht, situationsgerecht und adressatenbezogen auch unter Nutzung elektronischer Medien. * stellen Hypothesen auf, planen geeignete Untersuchungen und Experimente zur Überprüfung, führen sie unter Beachtung von Sicherheits- und Umweltaspekten durch und werten sie unter Rückbezug auf die Hypothesen aus. GK(24 WSt.) LK (30 WSt) Atomphysik - (Röntgen)-Spektroskopie Röntgenbilder: Wie entstehen sie? * Röntgenstrahlung und ihre Energieverteilung * das Prinzip einer Röntgenquelle erklären * interpretieren Daten, Trends, Strukturen und Beziehungen, wenden einfache Formen der Mathematisierung auf sie an, erklären diese, ziehen geeignete Schlussfolgerungen und stellen einfache Theorien auf. * nutzen physikalische Modelle und

19 Demonstrationsexperiment: Elektronenbeugung an einem Kristall * Röntgenspektroskopie * Bragg-Bedingung * Debye-Scherrer-Verfahren * Elektronenbeugung an Kristallen Grundkurs zusätzlich: * de Broglie-Wellenlänge eines Elektrons * das Spektrum einer Röntgenquelle skizzieren und die Anteile erklären * ein Verfahren zur Röntgenspektroskopie beschreiben und quantitativ auswerten * das Wissen über die Röntgenspektroskopie auf die Elektronenbeugung an Kristallen anwenden Modellvorstellungen zur Beurteilung und Bewertung naturwissenschaftlicher Fragestellungen und Zusammenhänge. * stellen Zusammenhänge zwischen physikalischen Sachverhalten und Alltagserscheinungen her, grenzen Alltagsbegriffe von Fachbegriffen ab und transferieren dabei ihr erworbenes Wissen * wählen Daten und Informationen aus verschiedenen Quellen, prüfen sie auf Relevanz und Plausibilität, ordnen sie ein und verarbeiten diese adressaten- und situationsgerecht. * recherchieren in unterschiedlichen Quellen (Print- und elektronische Medien) und werten die Daten, Untersuchungsmethoden und Informationen kritisch aus. * beschreiben und beurteilen an ausgewählten

20 Beispielen die Auswirkungen menschlicher Eingriffe in die Umwelt. GK(16 WSt.) LK(16 WSt.) Kernphysik Als Einstieg empfiehlt sich ein Film über Radioaktivität Internetrecherche zur Funktionsweise von Kernkraftwerken/Atombomben * Radioaktive Zerfälle (Zerfallsketten) * Strahlungsarten * Geiger-Müller-Zählrohr * Halbwertszeitmessung * Reichweite und Absorption von Gammastrahlung * Kernspaltung und Kernfusion * die Zerfälle beschreiben (qantitativ und qualitativ) * Zerfallsketten aufstellen * Nachweisemethoden ionisierender Strahlung erläutern * Halbwertszeitmessungen beschreiben und Diagramme auswerten * Experimente zur Messung der Reichweite und Absorption von Gammastrahlung beschreiben * Prinzipien der Kernspaltung bzw. Kernfusion beschreiben * nutzen physikalische Modelle und Modellvorstellungen zur Beurteilung und Bewertung naturwissenschaftlicher Fragestellungen und Zusammenhänge. * beschreiben und beurteilen an ausgewählten Beispielen die Auswirkungen menschlicher Eingriffe in die Umwelt. * beschreiben den Aufbau (einfacher) technischer Geräte und deren Wirkungsweise. * veranschaulichen Daten angemessen mit sprachlichen, mathematischen oder (und) bildlichen Gestaltungsmitteln wie Graphiken und Tabellen auch mit Hilfe elektronischer Werkzeuge.

21 * beschreiben, veranschaulichen und erklären physikalische oder naturwissenschaftlichen Sachverhalte unter Verwendung der Fachsprache und Medien, ggfs. mit Hilfe von Modellen und Darstellungen. GK (20 WSt.) LK(32 WSt.) Thermodynamik Simulationen * der Stirling-Motor (ggf. Otto Motor) * Wärmepumpen * Grundgrößen der Thermodynamik * erster Hauptsatz * Der Stirling Motor und/oder Wärmepumpe * verschiedene Größen zur Beschreibung thermodynamischer Prozesse nennen. * den Energiefluss durch einen Stirling Motor beschreiben und bewerten. * beschreiben den Aufbau (einfacher) technischer Geräte und deren Wirkungsweise. * veranschaulichen Daten angemessen mit sprachlichen, mathematischen oder (und) bildlichen Gestaltungsmitteln wie Graphiken und Tabellen auch mit Hilfe elektronischer Werkzeuge. * beschreiben, veranschaulichen und erklären physikalische oder naturwissenschaftlichen Sachverhalte unter Verwendung der

22 GK (12 WSt.) LK(15 WSt.) Wiederholungs- und Abiturvorbereitungszeit: Die Schüler wiederholen selbstständig den Abiturstoff. Fachsprache und Medien, ggfs. mit Hilfe von Modellen und Darstellungen. GK (12 WSt.) LK (20 WSt.)

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