Naturwissenschaftliches Profil (Profilfach Physik)

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1 GYMNASIUM HARKSHEIDE Naturwissenschaftliches Profil (Profilfach Physik) Naturwissenschaft in Verantwortung für Mensch und Natur - Bildung für eine nachhaltige Entwicklung - Leitideen: Das übergreifende Ziel ist die den Grundsätzen unseres Schulprogramms entsprechende Bildung zum mündigen Bürger. Hierbei sollen folgende Gedanken die Arbeit tragen: o Naturwissenschaften stehen in einer engen Wechselwirkung zur menschlichen Gesellschaft, daraus ergibt sich die Verantwortung für Mensch und Natur. o Die Bildung für eine nachhaltige Entwicklung zielt auf den Erhalt und die Entwicklung einer zukunftsfähigen Welt für unsere Kinder und Enkelkinder. o Erkenntnistheorie, Ethik und das Denken in vernetzten Systemen sind für eine umfassende naturwissenschaftliche Bildung zentral. Hieraus ergibt sich eine zielgerichtete Vernetzung mit Gesellschafts- und Geisteswissenschaften. o Durch fächerverbindendes und fächerübergreifendes Arbeiten sollen die Gemeinsamkeiten der Naturwissenschaften vermittelt werden. In der Einführungsphase sollen darüber hinaus besonders methodische Kompetenzen sowohl fachspezifisch als auch fächerübergreifend vertieft werden. Dies betrifft auch die Fertigkeit des wissenschaftlichen Arbeitens.

2 Naturwissenschaftliches Profil (Physik) 11.1: Der Mensch in Bewegung Semesterschwerpunkwegungsabläufeformatik - Untersuchung von Be- Einführung in die In- anhand von Modellbildungssyste- I men Modellierung und Simulation dynamischer Systeme Sport der Physik Biomechanik Entwicklung physikalischer Begriffe Bewegungsanalyse Sport (Projekttag) dazu 1 Projekttag im Naturwissenschaftlichen Profil (Physik) 11.2: Naturwissenschaftliche Modelle Kinematik: - Geschwindigkeiten und Beschleunigungen - Bewegungsanalyse Dynamik: - Impuls als Erhaltungsgröße - Energie als Erhaltungsgröße - Gravitation Neues Denken Neue Welt Algorithmen - Schwingungen und Wel- len Fächer I - Kreisbewegungen - Planetenbahnen - Gravitationsgesetz Mechanische und optische Schwingungen II Mechanische und optische Wellen Wandel der Weltbilder in der Renaissance Modellierung und Simulation dynamischer Systeme II

3 Naturwissenschaftlichen Profil 12.1: Forschung im Spannungsfeld von Ethik und Wirtschaft Religion / Philosophie Semesterschwerpunksche Elektrische und magneti- Ethik Felder Elektrische Felder I Magnetische Felder II Anwendung von elektrischen Was darf der Mensch? und magnetischen 1 Projekttag Feldern: -Internationale Forschungskollaborationen Ein Projekttag: Desy E-Lab Naturwissenschaftlichen Profil 12.2: Die Physik des Lichts Einfluss von Politik und Wirtschaft auf internationale Forschungsprojekte - Licht als Welle Weimarer Republik und Nationalsozialismus - Licht als Quant Wirtschaft und Politik Wirtschaft in Theorie und Praxis Kunst/Musik/DSp : Datenschutz Was darf der Mensch? Fächerübergreifendes Projekt möglich. I Licht als Welle: - Töne und Klänge, Fourieranalyse, akustische Unschärfe - Interferenz und Beugung von Schallwellen - Interferenz und Beugung von Lichtwellen: Huygenssches Prinzip Licht als Quant: - Lichtelektrischer Effekt - Impuls und Masse von Photonen - Kurzwellige Grenze von Röntgenstrahlung Entwicklung der Forschungslandschaft in Deutschland zwischen 1920 und 1940 Töne, Farben, Effekte

4 Naturwissenschaftlichen Profil 13.1: Atome, Kerne und Anwendungen I II - Atommodell - Kernphysik - Kernenergie Eigenschaften von Mikroteilchen: - Wahrscheinlichkeitsamplitude - De-Broglie-Wellen Unschärferelation - Quantenphysikalisches Atommodell und Anwendungen Quantenphysik des Atomkerns: - Aufbau und Systematik des Atomkerns - Kernmodelle - Kernreaktionen - Nachweis von Kernreaktionen - Energiebilanz Nutzung von Kernenergie 1 Projekttag: Desy: Quantenphysik Wirtschaft und Politik Atommodelle Internationale Politik Atommodelle in der Internationale Atomaufsicht Politik:

5 Naturwissenschaftlichen Profil 13.2: Option A: Festkörperphysik Festkörperphysik Werkstoffe Quantenphysikalisches Modell des Festkörpers Naturwissenschaftlichen Profil 13.2: Option B: Relativitätstheorie I Halbleiterphysik: - Bändermodell, - Dotierung Silizium als Werkstoff Nutzung von Halbleiterbauelementen II Halbleiterbauelemente: Funktion und Anwendungen in der In- formationstechnologie Relativitätstheorie Spezielle Relativitätstheorie der Physik Weltbilder 20.Jhdt Philosophie/Religion Ontologische Fragen