Physik 4 stdg. Bildungsplan für die Jahrgangst. 1 und 2. Erweiterungen + Anbindungen. Std. Kompetenz Pflichtinhalte 1 2 Bemerkungen

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1 Hinweis: Alle Inhalte der Bildungsstandards für die Klassen 7 10 sind auch im Bildungsstandard für die Jahrgangsstufen 1 und 2 aufgeführt. Daher werden die Grundlagen der Bildungsstandards bis Klasse 10 vorausgesetzt. Die in diesem Kerncurriculum aufgeführten Pflichtinhalte werden in der Kursstufe vertieft behandelt und sind in der Spalte Pflichtinhalte aufgeführt. Ergänzt werden diese Inhalte durch ein physikalisches Grundlagenpraktikum und die unter genannten Inhalte (Schulcurriculum). Für die Teilbereiche sind folgende Stundenzahlen vorgesehen: Kerncurriculum: Elektrodynamik 55 Elektromagnetische und mechanische Schwingungen und Wellen 50 Quantenphysik und Struktur der Materie 35 Schulcurriculum: Praktikum 36 Vertiefende Inhalte 24 Gleichwertige Feststellung von Schülerleistungen 10 Klausuren: als theoriegeleitete Erfahrungswissenschaft 4. Spezifisches Methodenrepertoire der 5. Anwendungsbezug und gesellschaftliche Relevanz der 8. Grundlegende physikalische Größen Elektrische, mechanische und thermische Größen Strom-Antrieb-Konzept (mindestens einen Vergleich analoger elektr., mech. und therm. Systeme) Erhaltungssätze (Impuls, Ladung, Energie, Drehimpuls qualitativ) Entropieerzeugung mechanische, elektrische und thermische Energiespeicher und Energietransporte Kennlinien von Geräten Die Inhalte werden an passenden Stellen des Unterrichtsganges wiederholt und vertieft Praktikum: Verschiedene Widerstandsmessmethoden Kennlinien von Leitern Innenwiderstand von elektrischen Messgeräten Schaltung von Messgeräten: Stromfehlerschaltung Spannungsfehlerschaltung \\Ls_binder\Schule\Bildungsplan\_Bildungsplan_11_12_4_stdg_ doc Seite 1 von 9 Erstelldatum

2 9. Strukturen und Analogien 10. Naturerscheinungen und technische Anwendungen Informationstechnologie und Elektronische Schaltungen Die Inhalte werden an passenden Stellen des Unterrichtsganges wiederholt und vertieft Praktikum: Kennlinien Halbleiterdioden, Transistoren Elementare elektrische und elektronische Schaltungen Elektrodynamik 3. Formalisierung und Mathematisierung in der 4. Spezifisches Methodenrepertoire der 8. Grundlegende physikalische Größen 9. Strukturen und Analogien Gravitationsfeldstärke Elektrische Feldstärke Magnetische Flussdichte Visualisierung von Feldstärkeverteilungen (auch Feldlinien) Magnetisches Feld und magnetische Flussdichte einer langgestreckten Spule Unterscheidung zwischen dem physikalischen System Feld und Feldstärke bzw. Flussdichte Analogiebetrachtungen zwischen elektrischem, magnetischem und Gravitationsfeld Praktikum: Kapazität bei Kondensatoren Kapazität des Plattenkondensators Messung der elektrischen Feldkonstanten Entladevorgang bei Kondensatoren Potenzialverlauf Millikan-Versuch Kraft auf stromdurchflossenen Leiter \\Ls_binder\Schule\Bildungsplan\_Bildungsplan_11_12_4_stdg_ doc Seite 2 von 9 Erstelldatum

3 10. Naturerscheinungen und technische Anwendungen Elektrische Feldkonstante Magnetische Feldkonstante Kondensator, Kapazität Kapazität des Plattenkondensators Potenzial und Spannung im elektrischen Feld Quantitativer Zusammenhang zwischen Spannung und elektrischer Feldstärke im homogenen elektrischen Feld Elektrisches, magnetisches Feld und Gravitationsfeld als Energiespeicher (quantitativ für Plattenkondensator, Spule, Gravitationsfeld im homogenen Bereich) Quantisierung der elektrischen Ladung, Bewegung geladener Teilchen im elektrischen Längsfeld Materie im elektrischen Feld, ε r Materie im Magnetfeld, µ r Lorentzkraft, Betrag und Richtung Bewegung geladener Teilchen im homogenen Magnetfeld (qualitativ) Kräftegleichgewicht zwischen elektrischer und magnetischer Kraft Magnetischer Fluss Magnetfeld stromdurchflossener Spulen Messung der magnetischen Feldkonstanten e/m-bestimmung Bewegung geladener Teilchen im elektrischen Querfeld Oszilloskop Bewegung geladener Teilchen im homogenen Magnetfeld (quantitativ) Hallsonde \\Ls_binder\Schule\Bildungsplan\_Bildungsplan_11_12_4_stdg_ doc Seite 3 von 9 Erstelldatum

4 Induktion, Induktionsgesetz Induktivität Induktivität der langgestreckten Spule Erzeugung sinusförmiger Wechselspannungen, Generatorprinzip Phänomen des Energietransports durch elektromagnetische Felder Grundlegendes Prinzip eines Transformators Grundlagen der Mawelltheorie, in der die Elektrodynamik auf 4 Aussagungen zurückgeführt wird: o Positive Ladung als Quelle und negative Ladung als Senke des E- Feldes o Quellenfreiheit des magnetischen B- Feldes o o Ein sich veränderndes B-Feld erzeugt ein E-Feld (Induktion) Ein elektrischer Strom bzw. ein sich veränderndes E-Feld erzeugt ein B- Feld Effektivspannung und strom bei sinusförmiger Wechselspannung Zeigermodell Praktikum Kondensator und Spule im Wechselstromkreis Siebkette Sperrkreis Gleichrichterschaltungen Glättung \\Ls_binder\Schule\Bildungsplan\_Bildungsplan_11_12_4_stdg_ doc Seite 4 von 9 Erstelldatum

5 Elektromagnetische und mechanische Schwingungen und Wellen 3. Formalisierung und Mathematisierung in der 4. Spezifisches Methodenrepertoire der 7. Wahrnehmung und Messung 8. Grundlegende physikalische Größen 9. Strukturen und Analogien 10. Naturerscheinungen und technische Anwendungen Beispiele für mechanische und elektromagnetische Schwingungen Herleitung der entsprechenden Differenzialgleichungen und Lösungen harmonischer Schwingungen Frequenz Periodendauer Amplitude Analogie der Größen und Bauteile bei mechanischen und elektromagnetischen Schwingungen Energiebilanzen in schwingenden Systemen Dämpfung: Energie- und Entropiebilanz Mechanische Welle als Phänomen Eigenschaften von Wellen Lineare harmonische Querwelle Wellenlänge Zeigermodell Praktikum Fadenpendel Feder-Schwere-Pendel Energieerhaltung bei mechanischen Pendeln Ausbreitungsgeschwindigkeit bei Seilwellen Stehende Wellen Interferenz von Wellen Kundtsches Rohr Eigenschwingungen einer Metallstange Schallgeschwindigkeitsmessung Ausbreitungsgeschwindigkeit Lösungen der Wellengleichung: Auslenkung s(,t) des Wellenträgers, Beispiele entweder in Abhängigkeit des Ortes oder der Zeit Zeigermodell \\Ls_binder\Schule\Bildungsplan\_Bildungsplan_11_12_4_stdg_ doc Seite 5 von 9 Erstelldatum

6 Elektromagnetische Welle als Phänomen Licht als elektromagnetische Welle Analogie mechanischer und elektromagnetischer Wellen, insbesondere Vergleich von Schall und Licht Refleion Streuung (qualitativ) Brechung (qualitativ) Beugung Polarisation (qualitativ) Ausbreitungsgeschwindigkeit mechanischer und elektromagnetischer Wellen Überlagerung von Wellen (Interferenz, stehende Welle, Eigenschwingung) Einzelspalt, Doppelspalt, Mehrfachspalt, Gitter Wahrnehmung von Helligkeit, Messung von Intensitätsverteilungen Spektren verschiedener Strahler und Spektrallampen (Zusammenhang und Unterschied zwischen Frequenz und Farbe) Überblick über das elektromagnetische Spektrum Strahlungsbilanz der Erde Praktikum Gitter Doppelspalt Einzelspalt Zeigermodell Einsatz von Simulationssoftware Modellbildung zur mittleren \\Ls_binder\Schule\Bildungsplan\_Bildungsplan_11_12_4_stdg_ doc Seite 6 von 9 Erstelldatum

7 Temperatur auf der Erde 5. Anwendungsbezug und gesellschaftliche Relevanz der 10. Naturerscheinungen und technische Anwendungen 12. Technische Entwicklungen und ihre Folgen Alltagsbezug elektromagnetischer Strahlung, Chancen und Risiken technischer Entwicklungen 2 Beispiele aus den folgenden: WLAN, Mobiltelefon, Hochspannungsleitung, Mikrowellenofen, schnurlose Telefone, Trafos in Wohnräumen 6. als ein historisch-dynamischer Prozess 13. Modellvorstellungen und Weltbilder geschichtliche Entwicklung von Modellen und Weltbildern \\Ls_binder\Schule\Bildungsplan\_Bildungsplan_11_12_4_stdg_ doc Seite 7 von 9 Erstelldatum

8 Quantenphysik und Struktur der Materie 6. als ein historisch-dynamischer Prozess 13. Modellvorstellungen und Weltbilder Photoeffekt Planck sches Wirkungsquantum Zusammenhang Energie Frequenz Zusammenhang Impuls Wellenlänge Interferenzfähigkeit (Superposition der Möglichkeiten) Praktikum Messung des Planck schen Wirkungsquantums Franck-Hertz-Versuch Fraunhofer-Linie mit Natrium- Dampf Komplementarität (Ort-Impuls- Unbestimmtheit und Welcher-Weg- Information) Stochastisches Verhalten Verhalten beim Messprozess (Präparation von Quantenobjekten, Determiniertheit der Wellenfunktion, Kollaps der Wellenfunktion) \\Ls_binder\Schule\Bildungsplan\_Bildungsplan_11_12_4_stdg_ doc Seite 8 von 9 Erstelldatum

9 11. Struktur der Materie Nichtlokalität, insbesondere Verschränktheit Erkenntnistheoretische Aspekte formulieren Linearer Potenzialtopf Atomhülle und Energiequantisierung Linienspektren Grundlegende Gedanken der Schrödingergleichung und ihre Bedeutung für die Atomphysik Atomkern Aspekte der Elementarteilchenphysik im Überblick: Leptonen, Hadronen, Quarks Untersuchungsmethoden (Spektren, hochenergetische Strahlen, Detektoren) Einsatz von Simulationssoftware \\Ls_binder\Schule\Bildungsplan\_Bildungsplan_11_12_4_stdg_ doc Seite 9 von 9 Erstelldatum

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