Ministerium für Kultus, Jugend und Sport Baden-Württemberg

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1 Ministerium für Kultus, Jugend und Sport Baden-Württemberg Schulversuch /231 vom 17. September 2009 Lehrplan für das Berufskolleg Einjähriges Berufskolleg zum Erwerb der Fachhochschulreife Gestalterische Richtung Physik I Schuljahr 1 Der Lehrplan tritt mit Wirkung vom 1. August 2009 in Kraft.

2 2 Physik I Vorbemerkungen Die Ausbildung am 1BKFH qualifiziert, aufbauend auf einem mittleren Bildungsabschluss und einer abgeschlossenen Berufsausbildung, durch allgemeinbildenden und fachtheoretischen Unterricht zum Studium an einer Fachhochschule. Im Fach Physik I vertiefen und erweitern die Schülerinnen und Schüler das physikalische Grundwissen, das sie während ihrer Schul- und Berufsaufbildung sowie bei ihrer praktischen Tätigkeit erworben haben, in den Gebieten Mechanik und Optik. Sie tragen damit den speziellen Bedürfnissen des berufsbezogenen Schwerpunktfaches Gestaltung Rechnung. Die Schülerinnen und Schüler verwenden die im Unterricht erworbenen Fachkenntnisse und Modellvorstellungen bei der Lösung fachspezifischer Problemstellungen. Aufgrund der Bedeutung der Mathematik in der Physik ist eine zeitliche und inhaltliche Abstimmung mit dem Fach Mathematik zu empfehlen. Die Schülerinnen und Schüler verbessern durch die mathematische Darstellung physikalischer Modelle und Problemlösungen ihr Abstraktionsvermögen. Die im Lehrplan angegebenen Stundenzahlen dienen den unterrichtenden Kolleginnen und Kollegen als Hinweis für die Tiefe, in der die Lehrplaneinheiten behandelt werden sollen. Die Reihenfolge der Lehrplaneinheiten ist nicht verbindlich.

3 Physik I 3 Lehrplanübersicht Schuljahr Lehrplaneinheiten Zeitrichtwert Gesamtstunden Seite 1 Handlungsorientierte Themenbearbeitung (HOT) Grundlagen der Mechanik Optik Zeit für Leistungsfeststellung und zur möglichen Vertiefung 20 80

4 4 Physik I

5 Physik I 5 Schuljahr 1 Zeitrichtwert Handlungsorientierte Themenbearbeitung (HOT) 10 Die Schülerinnen und Schüler bearbeiten Themen handlungsorientiert. Z. B. Projekt, Fallstudie, Planspiel, Rollenspiel Die Themenauswahl hat aus den nachfolgenden Lehrplaneinheiten unter Beachtung Fächer verbindender Aspekte zu erfolgen. 1 Grundlagen der Mechanik 25 Die Schülerinnen und Schüler definieren und verknüpfen die physikalischen Größen der Mechanik zunächst sprachlich, dann auch mathematisch qualitativ und quantitativ miteinander. Sie beschreiben die von ihnen beobachteten und untersuchten Vorgänge mit den Mitteln der Fachsprache und der Mathematik. Aufbauend auf ihrem Vorwissen und auf der Modellierung beispielhaft betrachteter Vorgänge entwickeln die Schülerinnen und Schüler das Modell des Massenpunktes. Kräfte physikalische Größen und deren Einheiten Kraftmessung, Hookesches Gesetz Masse und Gewichtskraft Kinematik und Dynamik eines Massenpunktes Bezugssysteme physikalische Definition und mathematische Beschreibung einfacher Bewegungsformen (gleichförmige und gleichmäßig beschleunigte Bewegung) Grundgesetz der Mechanik Fall- und Wurfbewegungen Der Energieinhalt eines Systems Energieformen Energieerhaltung Die Arbeit als Energiedifferenz Leistung und Wirkungsgrad Messinstrumente Messgenauigkeit und sinnvolle Maßangabe Ort, Zeit, Strecke, Zeitintervall s(t)-, v(t)-, a(t)- Diagramme für Bewegungen mit beliebigen Anfangsbedingungen zeichnen, ihre Aussage verstehen und sprachlich darlegen können Rechnungen nur ohne Anfangsgeschwindigkeit Das physikalische System als Gesamtheit der Körper, deren Wechselwirkung betrachtet wird Lageenergie, Bewegungsenergie, Federspannenergie Energiebilanz unter Berücksichtigung der Reibung mit Ausblick auf den allgemeinen Energieerhaltungssatz

6 6 Physik I 2 Optik 25 Die Schülerinnen und Schüler beschreiben die Ausbreitung des Lichts und die Beeinflussung seiner Ausbreitung durch optische Geräte mithilfe des Modells des Lichtstrahls. Sie beschreiben und erklären Aufbau und Funktionsweise wichtiger, für die Gestaltung optischer Auftritte notwendiger Geräte. Die Schülerinnen und Schüler erklären anhand geeigneter Versuche die Grenzen der Strahlenoptik und die Notwendigkeit, das Modell der Wellenoptik einzuführen. Mithilfe des Wellenmodells erklären die Schülerinnen und Schüler den Zusammenhang zwischen Farbe, Frequenz und Energie des Lichts. Sie setzen ihre Kenntnisse über die Farbenlehre bei der Gestaltung moderner Medien situationsgerecht ein. Lichtquellen Beleuchtete, selbstleuchtende, lichtdurchlässige Körper Eigenschaften des Lichts Allseitige Lichtausbreitung Wahrnehmbarkeit des Lichts Auf die Gefahr beim Beobachten der Sonnen und beim Umgang mit Laserlicht hinweisen Das Modell Lichtstrahl Schattenbildung Bildentstehung bei der Lochkamera Abbildungsgesetz, Abbildungsmaßstab Reflexion und Brechung Reflexionsgesetz Bildentstehung am Spiegel Brechungsgesetz Strahlengang beim Prisma Totalreflexion Abhängigkeit der Brechungszahl von der Lichtfarbe Linsen Strahlengang in der dünnen Sammellinse Abbildung durch Linsen Linsengleichung reale und virtuelle Bilder Kern- und Halbschatten Mondphasen, Sonnen- und Mondfinsternisse Ungestörtes Kreuzen von Lichtstrahlen Virtuelle und reelle Bilder Grenzwinkel der Totalreflexion Lichtleiter (Glasfasertechnik) Luftspiegelungen Umkehrprisma Verwendung der Linse als Lupe Fotografie Blende und Belichtungszeit Blende und Schärfentiefe

7 Physik I 7 Farbenlehre Spektralzerlegung am Prisma Farbwahrnehmung Additive und subtraktive Farbmischung RGB- und CMY-Farbsynthese RGB-Farbcodierung am Computer Die Grenzen der Strahlenoptik Unmöglichkeit, einen Lichtstrahl experimentel herzustellen Betrachtung punktförmiger Lichtquellen durch fein strukturierte Vorhänge Das Wellenmodell des Lichts Das sichtbare Licht im elektromagnetische Spektrum

8 8 Physik I