Kern- und Schulcurriculum Physik (2-stündig) Klasse 11/12. Stand Schuljahr 2011/12

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1 Kern- und Schulcurriculum Physik (2-stündig) Klasse /12 Stand Schuljahr 20/12

2 Hinweis: Alle Inhalte der Bildungsstandards Physik für die Klassen 7-10 sind auch in den Bildungsstandards für die Kursstufe (Klasse -12) aufgeführt. Daher werden die Grundlagen der Bildungsstandards bis Klasse 10 vorausgesetzt. Die in diesem Kerncurriculum aufgeführten Inhalte werden in der Kursstufe vertiefend behandelt. Kursiv dargestellte Inhalte gehören zum Schulcurriculum. Mit * gekennzeichnete Inhalte gehören zum Wahlbereich. 1: Elektrodynamik Wiederholungen Elektrische, mech. und thermische Größen Strom-Antrieb-Konzept Erhaltungssätze Entropieerzeugung Elektrisches Feld Elektrische Feldstärke Feldlinien Flächendichte der Ladung* Coulomb-Felder (qualitativ)* Potenzial und Spannung Energieeinheit Elektronvolt Kondensator Kapazität Elektrische Feldkonstante Isolatoren im elektrischen Feld Energie des elektrischen Felds Quantisierung der Ladung Bewegung von Ladungsträgern in elektrischen Feldern Magnetisches Feld Feldlinien Magnetische Flussdichte Lorentzkraft Halleffekt Magnetfelde einer schlanken Spule Elektrische Feldkonstante Materie im Magnetfeld (qualitativ) Bewegung geladener Teilchen in magnetischen Feldern Praktikum Dielektrizitätszahl Braunsche Röhre, Ablenkkondensator, Oszilloskop, Beschleuniger Wdh. Magnetfeld eines stromdurchflossenen Leiters Betrag und Richtung Permeabilitätszahl Masse des Elektrons Polarlicht* 9 3, 4,, 9, 10, , 4,, 9, 10, 12 3, 4,, 9, 10 Induktion Induktionsgesetz Induktivität Induktivität einer schlanken Spule Transformator* Selbstinduktion Wirbelströme* Ein- und Ausschaltvorgänge (qualitativ) Energie des magnetischen Feldes Grundlagen der Maxwelltheorie (qualitativ)* Lenzsche Regel Induktionsherd* Motor Generator Zündanlagen* Wirbelstrombremsen* Historische Bezüge,

3 2: Schwingungen und Wellen Mechanische Schwingungen Charakteristische Größen 3, 7,, 9 Harmonische Schwingungen Mathematische Beschreibung Energiebetrachtungen Gedämpfte Schwingungen* Erzwungene Schwingungen* Praktikum Frequenz, Periodendauer Amplitude Federpendel, Fadenpendel Technische Anwendungen Überlagerung harmonischer Schwingungen Elektromagnetische Schwingungen Schwingkreis Mechanische Wellen Charakteristische Größen Lineare harmonische Querwelle Ausbreitung mechanischer Wellen Gleichung einer fortschreitenden Welle Überlagerung von Wellen Interferenz Stehende Wellen Reflexion, Brechung, Beugung, Polarisation* Eigenschwingungen Longitudinalwellen Schall Dopplereffekt*, Überschall* Elektromagnetische Wellen Dipole Maxwellsche Theorie* (qualitativ) Informationsübertragungen* Elektromagnetisches Spektrum Licht als elektromagnetische Welle Lichtgeschwindigkeit* Fermatsches Prinzip* Wellenmodell des Lichts Beugung, Interferenz, Polarisation* Doppelspalt, Gitter, Mehrfachspalt, Einfachspalt* Analogiebetrachtungen Mikrofon, Lautsprecher Frequenz, Amplitude, Wellenlänge Knoten, Bäuche nur qualitativ Akustik, Musikinstrumente* Ultraschall Historische Bezüge Mikrowellenherd, Radar Historische Bezüge, Messung Praktikum* 3, 7,, 9 3, 7,, 9, 10 3, 4, 7,, 9, 10, 12 2, 5, 6 7 2

4 Wahlteil: Quantenphysik oder Astronomie 3a: Quantenphysik und Struktur der Materie Lichtquanten Photonen Fotoeffekt Plancksche Wirkungsquantum Photonenimpuls 1, 2, 4, 5, 6, 7,, 9,, 13 Elektronenbeugung Merkmale von Quantenobjekte Wahrscheinlichkeitsdeutung Quanteninterferenz Verschränkung, Nichtlokalität Teleportation* 2, 7 Elemente der Quantenmechanik Materiewellen Unbestimmtheitsrelation Kopenhagener Interpretation* Atome Entwicklung der Atommodelle Linienspektren Energieniveaus in Atomen Rutherfordsches Atommodell Bohrsches Atommodell Laser* 1, 13 6 Grundlegende Gedanken der Folgerungen aus der Schrödingergleichung Linearer Potenzialtopf* Tunneleffekt (qualitativ)* Wasserstoffatom* Atomkern Aspekte der Elementarteilchenphysik im Überblick 2, 3, 13 3

5 3b: Astronomie und Struktur der Materie Himmelsbeobachtung Teleskope und Auswertungsinstrumente Spektralanalyse des Sternenlichts Sternparallaxe Gravitationsfelder, Gravitationslinsen Strukturen im Universum Sterne (Aufbau und Entwicklung) Entartete Materie (qualitativ) Hertzsprung-Russel-Diagramm Rotverschiebung Universum, Standardmodell des Urknalls Bedingung für Leben (Drakeformel) Relativitätstheorie Inertialsysteme und Transformation Lichtgeschwindigkeit Folgerungen aus der speziellen Relativitätstheorie Masse-Energie-Äquivalenz Atome Entwicklung der Atommodelle Linienspektren Energieniveaus in Atomen Das Fernrohr* Kernfusion Vergleich mit Dopplereffekt* Lorentz-Transformation Minkowski-Diagramme* Rutherfordsches Atommodell Bohrsches Atommodell Laser* 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7,, 9, 12, 13 7,, , 3, 5 1, 13 6 Grundlegende Gedanken der Folgerungen aus der Schrödingergleichung Linearer Potenzialtopf* Tunneleffekt (qualitativ)* Wasserstoffatom* Atomkern Aspekte der Elementarteilchenphysik im Überblick 2, 3, 13 4

6 Kompetenzen bez. Leitideen gemäß Bildungsplan Physik als Naturbetrachtung unter bestimmten Aspekten 2. Physik als theoriegeleitete Erfahrungswissenschaft 3. Formalisierung und Mathematisierung in der Physik 4. Spezifisches Methodenrepertoire der Physik 5. Anwendungsbezug und gesellschaftliche Relevanz der Physik 6. Physik als ein historisch-dynamischer Prozess 7. Wahrnehmung und Messung. Grundlegende physikalische Größen 9. Strukturen und Analogien 10. Naturerscheinungen und technische Anwendungen. Struktur der Materie 12. Technische Entwicklungen und ihre Folgen 13. Modellvorstellungen und Weltbilder 5