Klassenstufe 6.1 Licht und Schatten

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1 Klassenstufe 6.1 Licht und Schatten Inhalte Sehen und gesehen werden Lichtquellen Kompetenzbereiche Ein Gegenstand wird Die Schüler sammeln Beispiele für Viele Beispiele für leuchtende gesehen, wenn von leuchtende Körper. Körper werden von Schülern ihm ausgehendes nach von ihnen selbst entwickelten Licht ins Auge fällt. Kriterien geordnet. Es gibt selbstleuchtende und beleuchtete Körper. Die Schüler kennen verschiedene Sehtheorien. Die Schüler deuten Experimente mit verschiedenen Sehtheorien. Veränderung der Kleidung auf lichtstreuende Bestandteile erhöht die persönliche Sicherheit. Das Auge ist keine Lichtquelle sondern ein Lichtempfänger. Empfohlene Methode Laser und Staubteilchen Geradlinige Ausbreitung des Lichts Licht breitet sich gradlinig aus. Lichtausbreitung ist mit einem Energietransport verbunden. Schülerexperiment zur Erkenntnisgewinnung Protokollieren Laser Modell des Lichtstrahls als mathematischer Strahl

2 Schatten Lichtbündel und Lichtstrahl Erklärung der Entstehung Halb- Kern- und Übergangsschatten Überlagerung von Schattenbereichen verschiedener Körper; Kernschatten Übergangsschatten; ausgedehnte Lichtquellen Finsternisse am Himmel Lochkamera Simulationen Maßstabsgetreue Simulation Abbildung eines Gegenstands durch eine Lochblende Positionen des Systems Sonne-Erde- Mond zu den verschiedenen Mondphasen zeichnen können. Die Situation soll von oben und von der Seite erfasst werden.

3 Klassenstufe 6.2 Elektrische Beleuchtung Inhalte Kompetenzbereiche 1 Der elektrische Stromkreis 2 Leiter und Isolatoren, Schalter 3 Serien- und Parallelschaltungen (halbquantitativ) Der geschlossene elektrische Stromkreis Leiter und Nichtleiter, Kurzschluss Eigenschaften von Parallel- und Serienschaltung, Schaltbilder Mit dem elektrischen Kreisstrom wird gerichtete Energie transportiert. Die Batterie treibt den Strom der Elektrizität von + durch die Lampe nach. Leiter bestimmen den Weg der Elektrizität, Nichtleiter schützen vor Gefahren Die elektrischen Eigenschaften werden mit dem Wasserstromkreis verglichen. Im Vergleich mit dem Wasserstromkreis werden die Schülerinnen und Schüler beim Aufbau innerer Bilder un- Vorerfahrungen (Lampe verbraucht Strom, die Batterie ist leer) werden bezüglich Energie und Elektrizität richtig zugeordnet. Wege der Elektrizität erkennen und kommunizieren, mit dem Ziel, Schaltungseigenschaften vorherzusagen. Die Eigenschaften des elektrischen Stromkreises (was fließt?) werden durch die Eigenschaften des Wasserstromkreises begründet. Gefahren durch Gehäuse aus Plastik, Metall einschätzen, Gefahren durch Kurzschluss erkennen Schülerexperimente mit Stromkreisen, die Zahl der Lampen und Schalter wird gesteigert. Schalter im Stromkreis erhöhen die Komplexität der Schaltung und verstärken den Anwendungsbezug. Es bietet sich an, mit vielen gleichen Lampen zu arbeiten. 5

4 Teilströme und Gesamtstrom Anwendungen Die Helligkeit gleicher Lampen ist ein Maß für die elektrische Stromstärke terstützt. Die elektrische Stromstärke bestimmt die Helligkeit (bei gleichen Lampen) und damit die Energiestromstärke Von der Helligkeit gleicher Lampen auf die elektrische Stromstärke schließen und umgekehrt. Nutzen von Parallel- und Serienschaltung in der Anwendung bewerten. Lampen, Beleuchtungen, Spiele mit Elektrizität Klassenstufe 6.3 Hitze, Kälte und Wärmeisolierung Inhalte Kompetenzbereiche 1 Wärme und Temperatur 2 Temperaturdifferenz als Antrieb für den Wärmestrom 3 Wärmewiderstand Teilströme und Gesamtstrom Anwendungen Wärme und Kälte werden zum Fachbegriff Wärme entwickelt. Allein die Temperaturdifferenz T gibt die Richtung für den Wärmestrom an. Der Wärmewiderstand hängt ab von der Temperaturdifferenz und vom Material. Zustrom und Wegstrom von Wärme, Fließgleichgewicht Temperatur als Pegelstand der Wärme eines Körpers verwenden Die Temperaturdifferenz bestimmt die Richtung von Wärmeströmen. Zum Vergleich von Wärmewiderständen wird T oder I W konstant gehalten Wenn Hinstrom und Wegstrom gleich groß sind, bleibt die Temperatur konstant Verwendung des Fachbegriffs Wärme für Wärme und Kälte Wärmeströme aus den Temperaturdifferenzen und umgekehrt ermitteln. Wärme und Temperatur fachlich richtig nutzen. Abhängigkeiten des Wärmestroms richtig benennen und damit argumentieren. Zustrom und Wegstrom von Wärme benennen und Temperaturänderungen begründen Erwünschte von unerwünschten Wärmeströmen unterscheiden Qualitätsbewertung von Wärmedämmung und -leitung (Kleidung, Fell bei Tieren, Kochen, Backen, Braten). Grenzen des Wärmehaushalts von Warmblütern bei Kälte erkennen und mögliche Schutzmaßnahmen bewerten.. Experiment: Wollmütze für Eiswürfel, subjektiver Wärmesinn Messübungen mit Thermometer und Peltierelement Vergleich von Wärmewiderständen im Experiment, Bau von Wärmehäusern (Styropor), Nullenergiehaus Erstellen und Auswerten von diagrammen (Wärmestrom und Temperatur), Parameteränderungen 5 Konvektion Die Konvektion Ein weiterer Antrieb Unterschiedliche Antrie- Wärmetransporte mit Das Thema eignet Oder 3 3

5 nutzt einen weiteren Antrieb für den Wärmeträger, z.b. die Druckdifferenz bei heißem Wasser für den Wärmetransport (aufsteigende Luft, Wasserstromkreis mit Pumpe) be erkennen, benennen und in ihrer Wirkung beschreiben. Wasser (Heizungskreislauf, Kühlkreislauf oder Blutkreislauf) sich als Unterrichtsprojekt, wenn geeignete Experimente verfügbar sind (z.b. Wasserkühlung) statt. Klassenstufe 6. Bewegung Inhalte 1 Weg,, Geschwindigkeit Definitionen, Einheiten s v = t Kompetenzbereiche Geschwindigkeit Aus Experimenten den Der intuitive Ge- Abschätzung der als Quotient aus Weg und, Quotienten s schwindigkeits-be- griff wird zur Be- Gewitters Entfernung eines als Maß für t Einheiten der Geschwindigkeinewegungen die Geschwindigkeit erkenschreibung von Be- genutzt 2 Geschwindigkeiten im Vergleich Durchschnittsgeschwindigkeit Geschwindigkeiten lassen sich durch die in einer Sekunde zurückgelegte Wegstrecke vergleichen Geschwindigkeit fachsprachlich ausdrücken: schneller ist, wer... Geschwindigkeiten unterschiedlicher Verkehrsmittel etc. werden verglichen, Experimente zur Bestimmung der (Durchschnitts-) Geschwindigkeit, Schallgeschwindigkeit, Geschwindigk. von Tieren, Verkehrsmitteln,etc.; Fahrpläne der DB; Grüne Welle 2