Fachschaft Physik Peter-Paul-Rubens-Gymnasium, Siegen Schulinternes Curriculum Physik für die Sekundarstufe I

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1 Fachschaft Physik Peter-Paul-Rubens-Gymnasium, Siegen Schulinternes Curriculum Physik für die Sekundarstufe I G9 Stand Februar 0

2 Fachlicher Kontext: Elektrizität im Alltag Klasse 6 Inhaltsfeld: Elektrizität 5 Schülerpraktikum: Hier wird geschaltet Wir untersuchen die Fahrradbeleuchtung und elektrische Haushaltsgeräte Keine Zauberei der Magnetismus Wir sortieren Müll Nennspannungen von elektrischen Geräten Stromkreises Leiter und Isolatoren UND-,ODER und Wechselschaltung Strom als elektrischer Strom und Energiestrom Einführung der Energie über Energiewandler und Energietransportketten versteckte Rückleitung Wärmewirkung des elektrischen Stromes Sicherung Sicherer Umgang mit Elektrizität Schutzleiter Aufbau der Steckdose Dauermagnete und Elektromagnete, Kompasse Magnetfelder, Erdmagnetfeld Anwendungen Schülerversuche 0-30 Dynamp am Fahrradbeleuchtung Analyse von Haushaltsgeräten Fachlicher Kontext: Sonne-Temperatur-Jahreszeiten Inhaltsfeld: Temperatur und Energie 3 Subjektives Wärmempfinden und das Thermometer Temperatur Thermometer Volumen und Längenänderung bei Erwärmung und Abkühlung Aggregatzustände Teilchenmodell Versuch zum Temperaturempfinden des Menschen Wärmeausdehnung von Festkörpern und Flüssigkeiten Temperaturmessung mit dem Thermometer Das Kochduell : Temperaturverläufe aufzeichnen Fixpunkt des Wassers

3 Wettstreit mit Gasbrenner und Heizplatte. Wer bekommt Wasser heißer? Energieumwandlung Celsius und seine Idee für eine Temperaturskala Aufbau und Skalierung eines Thermometers Ein warmes Zuhause- Energiequelle Sonne Energieübertragung zwischen Körpern verschiedener Temperatur Sonnenstand Wärmedämmung Heizungsmodell Temperaturverlauf bei Abkühlung zeichnen 89-99

4 Fachlicher Kontext: Sehen und Hören Klasse 6 Inhaltsfeld: Das Licht und der Schall Die Sonne in den verschiedenen Jahreszeiten Geradlinige Ausbreitung des Lichtes Schatten Mondphasen Sonnenstand Sonnenfinsternis und Mondfinsternis Die Welt im Spiegel Licht und Sehen Lichtquellen und Lichtempfänger Spiegel Reflexion - Sicherheit im Straßenverkehr Musikinstrumente und Gehör Schallquellen und Schallempfänger Tonhöhe und Lautstärke Schallausbreitung Frequenz und Amplitude Schallgeschwindigkeit Lichtgeschwindigkeit Ohr als Schallempfänger Hörgrenze Schallpegel Gesundheitliche Gefahren und Schutzmaßnahmen Ultraschall (med. und techn. Sonographie) Schattenwurf und Kernschatten die Sonnenuhr Brennende Kerze unter Wasser? - 39 Aufzeichnungen von Schallschwingungen mit Oszilloskop Frequenzen hören 4-58

5 Fachlicher Kontext: Optik hilft dem Auge auf die Sprünge Klasse: 7 Inhaltsfeld: Optische Instrumente, Farbzerlegung des Lichts wochen 6 Das Auge und seine Hilfen 4 Wie funktioniert die Linse? Die Welt der Farben Aufbau und Bildentstehung beim Auge Funktion der Augenlinse Lupe als Sehhilfe Fernrohr/Teleskop das Phänomen Abbildung durch Linsen Brennweite und Dioptrienzahl als Kenngrößen von Linsen Kombination von Linsen Brechung Reflexion Totalreflexion Lichtleiter in Medizin und Technik Zusammensetzung des weißen Lichts Spektroskop Spektralfarben Additive/Subtraktive Farbmischung Wärmestrahlung Infrarotes und ultraviolettes Licht Röntgenstrahlung Abbildungen mit Linsen als Schülerpraktikum (obligatorisch) Brennpunkte von Linsen bestimmen Hinweis: Der erste Teil des Praktikums ist obligatorisch, im zweiten Teil würde man dann die fakultativen Inhalte bearbeiten arbeitsteilig Brechung in Glas und Wasser untersuchen Dispersion bei der Brechung Wärmestrahlung 8-59

6 Fachlicher Kontext: Elektrizität messen, verstehen, anwenden Klasse 7 Inhaltsfeld: Elektrizität Elektrische Haushaltsgeräte und Sicherheit 7 Schülerpraktikum: Untersuchung von Schaltungen Was passiert im Draht? Eigenschaften von Ladungen Einführung von Stromstärke und Ladung elektrische Quellen und elektrischer Verbraucher Stromstärken bei Reihen- und Parallelschaltungen Stromstärke und Spannung als Grundgröße im elektrischen Stromkreis Elektrizität transportiert Energie Elektrische Leistung ( P= U I ) Gefahr hoher Spannungen Unterscheidung und Messung von Spannungen und Stromstärken Ohm sches Gesetz Elektrischer Widerstand Partybeleuchtung Sicherungen Kurzschluss Leitwert Messungen mit dem Energiemessgerät Untersuchung von Schaltungen mit festen und veränderlichen Widerständen, digitale und analoge Multimeter glühelektrischer Effekt, Bandgenerator Elektrostatikversuche 64-0

7 Fachlicher Kontext: Kraft, Werkzeuge und Maschinen erleichtern die Arbeit Klasse 9 Inhaltsfeld: Kraft, Druck, mechanische und innere Energie 6 Schülerpraktikum Kräfte und Massen Kraft als vektorielle Größe Zusammenwirken von Kräften Gewichtskraft und Masse Die Krafteinheit N 3 Schwere Lasten leichter heben Hebel und Flaschenzug Mechanische Arbeit und Energie Kräfte sparen an der schiefen Ebene, beim Flaschenzug, beim Hebel 3 Schwere Lasten leichter heben Hebel und Flaschenzug Mechanische Arbeit und Energie Kräfte sparen an der schiefen Ebene, beim Flaschenzug, beim Hebel 3 Die Maschine Mensch Geschwindigkeit Energieerhaltung Die Einheit der Leistung: das Watt Energieversorgung des menschlichen Körpers Wärmeenergie kinetische Energie, Energie und Leistung in der Mechanik und Wärmelehre Energieumwandlungsprozesse Druck Druck als Kraft pro Fläche 5 Die Welt unter Wasser Auftrieb in Flüssigkeiten Schweredruck Messen mit dem Kraftmesser, Kräfteaddition, Reibungskräfte, Kräfte an der schiefen Ebene Schiefe Ebene, Flaschenzug, Hebel Schiefe Ebene, Flaschenzug, Hebel Persönliche Bestimmung der Leistung durch Treppenlaufen, Fahrradergometer Wärmeäquivalent Stempeldruck Druck an der Wasserleitung 4 Leben im Luftmeer Luftdruck Versuche unter der Vakuumglocke 5 Hilfen für die Maschine Mensch Energieentwertung Innere Energieentwertung, Temperaturgefälle, Höhengefälle als Voraussetzung für Energiegewinnung die Einheit Kelvin der absolute Nullpunkt Das Gesetz von Boyle-Mariotte Wärmekraftmaschinen Gasdruck bei Erwärmung Dampfmaschine, Verbrennungsmotor, Stirlingmotor

8 Klasse 0 Fachlicher Kontext: Radioaktivität und Kernenergie Grundlagen, Anwendungen und Verantwortung Inhaltsfeld: Radioaktivität und Kernenergie Nutzen der Radioaktivität Aufbau der Atome Das Phänomen Radioaktivität Halbwertszeit archäologische Methoden zur Altersbestimmung medizinische Aspekte der Radioaktivität Strahlennutzen, Strahlenschäden und Strahlenschutz Diagnose mit radioaktiven Markern Wirkung der Radioaktivität auf den menschlichen Körper Zählratenbstimmung Radioaktivität Ionisierende Strahlung (Arten, Reichweiten, Zerfallsreihen, Halbwertszeit) Natürliche Radioaktivität Halbwertszeit experimentell bestimmen Funktion des Zählrohrs Energieversorgung mit Kraftwerken Nutzen und Risiken der Kernenergie Kernspaltung Aufbau und Funktionsweise eines Kraftwerks Speicherkraftwerke Umwandlung von Energie Energieumwandlungen Simulationen zur Kernspaltung 6-64 Fachlicher Kontext: Effiziente Energienutzung: eine wichtige Zukunftsaufgabe der Physik Inhaltsfeld: Energie, Leistung, Wirkungsgrad 4 3 Energieverteilung Der Transformator als Umpackstation elektrischer Energie Spannungen und Stromstärken bei Reihen- und Parallelschaltungen Definition Spannung Strom und Spannung am Transformator

9 6 Zwei wichtige Kraftwerksbauteile Generator und Transformator Parallelschaltung von Verbrauchern Elektromotor und Generator Funktion des Elektromotors Gleichheit von Generator und Elektromotor Elektromagnetische Induktion der Transformator im Wechselstrombetrieb 3 Energie nachhaltig nutzen Regenerative Energieanlagen Energieumwandlungs-prozesse Wirkungsgrad Erhaltung und Umwandlung von Energie Energie und Leistung in Mechanik, Elektrik und Wärmelehre Energieeffizienz Umweltverträglichkeit der Energiegewinnung Energietransport Dynamo Elektromagnet Elektromotor Induktionsversuche Solaranlage Energiebilanz bei der Energiesparlampe LED und Glühlampe