Schulinterner Lehrplan im Fach Physik des AVG Wesel

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1 Inhalte 1. Inhaltsfeld: Elektrizität (Klasse 6) Sicherer Umgang mit Elektrizität Stromkreise Nennspannungen von elektrischen Quellen und Verbrauchern Leiter und Isolatoren UND-, ODER. und Wechselschaltungen - an Beispielen erklären, dass das Funktionieren von Elektrogeräten einen geschlossenen Stromkreis voraussetzt - einfache elektrische Schaltungen planen und aufbauen Dauer- und Elektromagnete - beim Magnetismus erläutern, dass Körper ohne direkten Kontakt eine anziehende oder abstoßende Wirkung aufeinander ausüben können Wärmewirkung des elektrischen Stromes Sicherung Einführung der Energie über Energiewandler und Energietransportketten 2. Inhaltsfeld: Temperatur und Energie Thermometer Temperaturmessung Volumen- und Längenänderung bei Erwärmung und Abkühlung - an Beispielen aus dem Alltag verschiedene Wirkungen des elektrischen Stromes aufzeigen und unterscheiden - geeignete Maßnahmen für den sicheren Umgang mit elektrischem Strom beschreiben - an Vorgängen aus ihrem Erfahrungsbereich Speicherung, Transport und Umwandlung von Energie aufzeigen,,,,,,,, Heimversuche - Aggregatzustände (Teilchenmodell) - an Beispielen beschreiben, dass sich bei Stoffen die Aggregatzustände durch Aufnahme bzw. Abgabe von thermischer Energie (Wärme) verändern,

2 3. Inhaltsfeld: Das Licht Licht und Sehen Lichtquellen und Lichtempfänger Reflexion Spiegel geradlinige Ausbreitung des Lichtes Schatten Mondphasen und Finsternisse - Bildentstehung und Schattenbildung sowie Reflexion mit der geradlinigen Ausbreitung des Lichtes erklären - geeignete Schutzmaßnahmen gegen die Gefährdungen durch Strahlung nennen Schülerreferate 4. Inhaltsfeld: Optische Instrumente, Farbzerlegung des Lichtes (Klasse 7) Reflexion Absorption und Brechung von Licht Brechung Totalreflexion Lichtleiter Linsen und Linsengleichung Aufbau und Bildentstehung beim Auge - Funktion optischer Geräte den Aufbau von Systemen beschreiben und die Funktionsweise ihrer Komponenten erklären (z. B., medizinische Geräte) verschiedene Stoffe bzgl. ihrer thermischen, mechanischen oder elektrischen Stoffeigenschaften vergleichen. die Funktion von Linsen für die Bilderzeugung und den Aufbau einfacher optischer Systeme den Aufbau von Systemen beschreiben und die Funktionsweise ihrer Komponenten erklären (z. B. Kraftwerke, medizinische Geräte, Energieversorgung),, Referate

3 Zusammensetzung des weißen Lichtes Infrarot-, Licht- und Ultraviolettstrahlung unterscheiden und mit Beispielen ihre Wirkung, 5. Inhaltsfeld: Elektrizität Elektrische Quelle und elektrischer Verbraucher Einführung von Stromstärke und Ladung Eigenschaften von Ladung die Stärke des elektrischen Stromes zu seinen Wirkungen in Beziehung setzen und die Funktionsweise einfacher elektrischer Geräte darauf zurückführen. in relevanten Anwendungszusammenhängen komplexere Vorgänge energetisch beschreiben und dabei Speicherungs-, Transport-, Umwandlungsprozesse erkennen und darstellen. die elektrischen Eigenschaften von Stoffen (Ladung und Leitfähigkeit) mit Hilfe eines einfachen Kern- Hülle-Modells erklären.,,, Unterscheidung und Messung von Spannungen und Stromstärken elektrischer Widerstand Ohm sches Gesetz die Spannung als Indikator für durch Ladungstrennung gespeicherte Energie die Beziehung von Spannung, Stromstärke und Widerstand in elektrischen Schaltungen beschreiben und anwenden. verschiedene Stoffe bzgl. ihrer thermischen, mechanischen oder elektrischen Stoffeigenschaften vergleichen. die elektrischen Eigenschaften von Stoffen (Ladung und Leitfähigkeit) mit Hilfe eines einfachen Kern- Hülle-Modells erklären. 6. Inhaltsfeld: Kraft, Druck, mechanische und innere Energie (Klasse 8) Geschwindigkeit Kraft und Geschwindigkeit als vektorielle Größen beschreiben,,,

4 Kraft als vektorielle Größe Gewichtskraft und Masse Zusammenwirkung von Kräften Hebel und Flaschenzug Bewegungsänderungen oder Verformungen von Körpern auf das Wirken von Kräften zurückführen Kraft und Geschwindigkeit als vektorielle Größen die Beziehung und den Unterschied zwischen Masse und Gewichtskraft in relevanten Anwendungszusammenhängen komplexere Vorgänge energetisch beschreiben und dabei Speicherungs-, Transport-, Umwandlungsprozesse erkennen und darstellen. die Wirkungsweisen und die Gesetzmäßigkeiten von Kraftwandlern an Beispielen, mechanische Arbeit und Energie Energieerhaltung Druck Auftrieb in Flüssigkeiten 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. Temperaturdifferenzen, Höhenunterschiede, Druckdifferenzen und Spannungen als Voraussetzungen für und als Folge von Energieübertragung an Beispielen aufzeigen. Lage-, kinetische und durch den elektrischen Strom transportierte sowie thermisch übertragene Energie (Wärmemenge) unterscheiden, formal beschreiben und für Berechnungen nutzen. Druck als physikalische Größe quantitativ beschreiben und in Beispielen anwenden. Schweredruck und Auftrieb formal beschreiben und in Beispielen anwenden.

5 - innere Energie Ergänzung: - Mischungstemperaturen Temperaturdifferenzen, Höhenunterschiede, Druck - differenzen und Spannungen als Voraussetzungen für und als Folge von Energieübertragung an Beispielen aufzeigen. Lage-, kinetische und durch den elektrischen Strom transportierte sowie thermisch übertragene Energie (Wärmemenge) unterscheiden, formal beschreiben und für Berechnungen nutzen. die Funktionsweise einer Wärmekraftmaschine erklären. 7. Inhaltsfeld: Radioaktivität und Kernenergie (Klasse 9) Aufbau der Atome ionisierende Strahlung (Arten, reichweiten, Zerfallsreihen, Halbwertszeit) Strahlennutzen, Strahlenschäden und Strahlenschutz Eigenschaften von mit einem angemessenen Atommodell experimentelle Nachweismöglichkeiten für radioaktive Strahlung die Wechselwirkung zwischen Strahlung, insbesondere ionisierender Strahlung, und sowie die daraus resultierenden Veränderungen der beschreiben und damit mögliche medizinische Anwendungen und Schutzmaßnahmen erklären. die Entstehung von ionisierender Teilchenstrahlung Eigenschaften und Wirkungen verschiedener Arten radioaktiver Strahlung und Röntgenstrahlung nennen. Prinzipien von Kernspaltung und Kernfusion auf atomarer Ebene Zerfallsreihen mithilfe der Nuklidkarte identifizieren. Nutzen und Risiken radioaktiver Strahlung und Röntgenstrahlung bewerten.,, Referate

6 Kernspaltung Nutzen und Risiken der Kernenergie 8. Energie, Leistung, Wirkungsgrad Gesetze des Stromkreises Spannungen und Stromstärken bei Reihen- und Parallelschaltungen von Widerständen technische Geräte hinsichtlich ihres Nutzens für Mensch und Gesellschaft und ihrer Auswirkungen auf die Umwelt beurteilen. technische Geräte und Anlagen unter Berücksichtigung von Nutzen, Gefahren und Belastung der Umwelt vergleichen und bewerten und Alternativen erläutern., Referate Energieumwandlungsprozesse Elektromotor und Generator Energie und Leistung in Mechanik, Elektrik und Wärmelehre Wirkungsgrad Erhaltung und Umwandlung von Energie Aufbau und Funktionsweise eines Kraftwerkes regenerative Energieanlagen den Aufbau eines Elektromotors beschreiben und seine Funktion mit Hilfe der magnetischen Wirkung des elektrischen Stromes erklären. den Aufbau von Generator und Transformator beschreiben und ihre Funktionsweisen mit der elektromagnetischen Induktion erklären. Temperaturdifferenzen, Höhenunterschiede, Druck - differenzen und Spannungen als Voraussetzungen für und als Folge von Energieübertragung an Beispielen aufzeigen. Lage-, kinetische und durch den elektrischen Strom transportierte sowie thermisch übertragene Energie (Wärmemenge) unterscheiden, formal beschreiben und für Berechnungen nutzen. den quantitativen Zusammenhang von Spannung, Ladung und gespeicherter bzw. umgesetzter Energie zur Beschreibung energetischer Vorgänge in Stromkreisen nutzen. den Aufbau von Systemen beschreiben und die Funktionswie-se ihrer Komponenten erklären (z. B. Kraftwerke, medizinische Geräte, Energieversorgung) Energieflüsse in den oben genannten offenen Systemen die Verknüpfung von Energieerhaltung und Energieentwertung in Referate Referate

7 Prozessen aus Natur und Technik (z. B. in Fahrzeugen, Wärmekraftmaschinen, Kraftwerken usw.) erkennen und an Beispielen Energiefluss und Energieentwertung quantitativ darstellen. beschreiben, dass die Energie, die wir nutzen, aus erschöpf-baren oder regenerativen Quellen gewonnen werden kann. die Notwendigkeit zum Energiesparen begründen sowie Möglichkeiten dazu in ihrem persönlichen Umfeld erläutern. verschiedene Möglichkeiten der Energiegewinnung, -aufbereitung und -nutzung unter physikalischtechnischen, wirtschaftlichen und ökologischen Aspekten vergleichen und bewerten sowie deren gesellschaftliche Relevanz

8 Themen Einfache Bewegungen - Kinematik geradlinige Bewegung mit konst. Geschwindigkeit geradlinige Bewegung mit konst. Beschleunigung der freie Fall Überlagerung von Bewegungen beschleunigte Bewegung mit Anfangsbedingungen - Dynamik Trägheit, Masse Newtonsche Axiome Gewichtskraft und freier Fall Reibungskräfte - Erhaltungssätze Energieerhaltungssatz Impuls Impulserhaltungssatz Schwerpunktsatz Inhaltliche Schwerpunkte Geschwindigkeit Beschleunigung Fallbeschleunigung Wurfbewegungen Waagerechter und schiefer Wurf Inertialsysteme Kraftdefinition Addition von Kräften mech. Energieformen Energieübertragung Stoßvorgänge (elastisch, unelastisch) (zentral, nicht zentral) - Kreis- und Drehbewegungen Kreisbewegung Rotierende Bezugssysteme Drehbewegung - Gravitation Das Gravitationsgesetz Gravitationsfeld - mechanische Schwingungen und Wellen mech. Schwingungen Geschwindigkeiten und Kreisfrequenz Zentripetalbeschleunigung Zentripetalkraft Coriolisbeschleunigung Foucault sches Pendel Rotationsenergie Trägheitsmoment Drehimpuls Drehmoment Drehimpulserhaltungssatz Kepler sche Gesetze Newton sches Gravitationsgesetz Feldkonzept Gravitationsfeldstärke Potenzielle Energie Satellitenbahnen Kenngrößen

9 harmonische Schwingungen Energie harmonischer Schwingungen Gedämpfte und erzwungene Schwingung Überlagerung von harmonischen Schwingungen Resonanz - mech. Wellen Entstehung und Ausbreitung Überlagerung von Wellen Stehende Wellen Huygens sches Prinzip Beugung, Reflexion und Brechung - Akustik Eigenschaften der Schallwellen Dopplereffekt - Ladungen und Felder elektrisches Feld Coulomb sches Gesetz Feldkraft auf Ladungsträger im homogenen Feld Auf- und Entladen eines Kondensators Radialsymmetrisches Feld Ablenkung im elektrischen Feld Potenzielle Energie im elektrischen Feld Magnetisches Feld Magnetische Flussdichte Lorentzkraft Energie des magnetischen Feldes Bestimmung der Elektronenmasse Bewegung von Ladungsträgern in Feldern - Elektromagnetismus Elektromagnetische Induktion Induktionsgesetz Selbstinduktion Induktivität Wechselspannung - Elektromagnetische Schwingungen und Wellen Elektromagnetischer Schwingkreis Elektromagnetische Wellen Eigenschaften elektromagnetischer Wellen (Mikrowelleninterferenz, Lichtbeugung am Spalt, Doppelspalt und Gitter) Wellenlängebestimmungen Braunsche Röhre, Fadenstrahlrohr, Wien- Filter Hall- Effekt Massenspektrograf, Zyklotron Veränderung von A und B Drehung der Leiterschleife im homogenen Feld Ein- und Ausschaltvorgänge bei Spulen Erzeugung sinusförmiger Wechselspannung Zeigerdiagramme Effektivwerte Phasenverschiebungen in Wechselstromkreisen Siebkette, Sperrkreis Sinusfunktion, Resonanz, gekoppelte Schwingung Energieumwandlungen, Dämpfung Übergang zum Dipol Entstehung und Ausbreitung Überlagerung von Wellen Beugung, Reflexion und Brechung Dopplereffekt

10 - Relativitätstheorie Konstanz der Lichtgeschwindigkeit Michelson Experiment, Lichtlaufzeit Längenkontraktion, Zeitdilatation Minkowski- Diagramme Relativistischer Impuls Äquivalenz von Masse und Energie - Quanteneffekte Lichtelektrischer Effekt und Lichtquantenhypothese h- Bestimmung mit Photozelle und Gegenfeldmethode De- Broglie- Theorie des Elektrons Welleneigenschaften von Teilchen Elektronenbeugung an polykristalliner Grenzen der Anwendbarkeit klassischer Begriffe in der Quantenphysik Elektronen am Doppelspalt und Licht reduzierter Intensität - Atom- und Kernphysik Linienspektren in Absorption und Emission Energiequantelung des Atoms Atommodelle Rutherford- Experiment Franck- Hertz- Versuch Ionisierende Strahlung und ihre Energieverteilung Radioaktiver Zerfall Röntgenspektroskopie, Röntgenbeugung Halbwertzeitmessung Zerfallsreihen und Zerfallsgesetz Reichweite und Absorption der Strahlung Kettenreaktion

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