Inhaltsfeld fachlicher Kontext / experim. und meth. Hinweise Konzept- und prozessbezogene Kompetenzen Std

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1 8.1 Optik (ca. 5 U-Std.) Wiederholung Reflexionsgesetz, Anwendung auf Holspiegel (Parabolspiegel) geometrische Konstruktion in vorgefertigter Skizze, Lot nach Gefühl Lichtbrechung, Totalreflexion (Experiment zur Gewinnung der Sinus-Kurve) bzw. ein Zahlenbeispiel Anwendung der Lichtbrechung auf Prismen experimentelle Demonstration, Konstruktion des Strahlengangs in vorgefertigter Skizze vom Prisma zur Linse Motivation des Modells Hauptstrahlen Bildprojektionen Diaprojektor Lupe Autoscheinwerfer (Abblendlicht, Fernlicht), Fahrradreflektor, Reflektoren auf dem Mond Brechung in Glas und Wasser, Lichtleiter, Aquarium, Münze im Topf Aufbau von Fachwissen Aufbau von Fachwissen optische Apparate, Auge W1 Bildentstehung und Schattenbildung sowie Reflexion mit der geradlinigen Ausbreitung des Lichts erklären. EG1 beobachten und beschreiben physikalische Phänomene und Vorgänge und unterscheiden dabei Beobachtung und Erklärung. EG erkennen und entwickeln Fragestellungen, die mit Hilfe physikalischer und anderer Kenntnisse und Untersuchungen zu beantworten sind. EG9 interpretieren Daten, Trends, Strukturen und Beziehungen, wenden einfache Formen der Mathematisierung auf sie an, erklären diese, ziehen geeignete Schlussfolgerungen und stellen einfache Theorien auf EG führen qualitative und einfache quantitative Experimente und Untersuchungen durch, protokollieren diese, verallgemeinern und abstrahieren Ergebnisse ihrer Tätigkeit und idealisieren gefundene Messdaten. EG11 beschreiben, veranschaulichen oder erklären physikalische und mit Hilfe von geeigneten Modellen, Analogien und Darstellungen. S6 S1 den Aufbau von Systemen beschreiben und die Funktionsweise ihrer Komponenten erklären (z. B. Kraftwerke, medizinische Geräte, Energieversorgung). technische Geräte hinsichtlich ihres Nutzens für Seite 1 von 5

2 Fotoapparat/Auge Fernrohr (alternativ Mikroskop) (Linsenformel nur in Binnendifferenzierung, z.b. mit GeoGebra-Simulation) Zusammensetzung des weißen Lichtes - Farbzerlegung Plexiglasprisma auf OHP, Regenbogen, Spektroskopie (beschränkt auf z.b: Neonröhre) S13 die Funktion von Linsen für die Bilderzeugung und den Aufbau einfacher optischer Systeme beschreiben. K8 beschreiben den Aufbau einfacher technischer Geräte und deren Wirkungsweise. B3 stellen Anwendungsbereiche und Berufsfelder dar, in denen physikalische Kenntnisse bedeutsam sind. W13 Absorption und Brchnung von Licht beschreiben. optische Täuschungen Sehen als Auge-Gehirn-Vorgang Test, Zeitkompensation Seite von 5

3 8. Kraft, Arbeit, Energie (ca. 33 U-Std.) Begriffsbildung Kraft, Gewichtskraft und Masse, Legitimation des Kraftmessers (Hooke sches Gesetz) Kräftezerlegung Experiment Lampe zwischen zwei Häusern, Kräfteparallelogramm geometrische Konstruktionen mit dem Pfeilmodell Hebel (vorwiegend zweiseitig), Winkelhebel, Drehmoment bzw. Produkt F r Kraftwandlungen am Fahrrad Seite 3 von 5 Geschichte der Physik, Begriffsbildung, Gedankenexpriment, Ballverformung, Richtungsänderung einer Masse, Beschleunigung einer Masse, Pressen und Schmieden Aufbau von Fachwissen, Holzspalter, schiefe Ebene Geräte/Maschinen zur Kraftwandlung, Brecheisen, Wippe, ergonomische Formen bei Geräten (Paddel, Spaten) W8 W7 Bewegungsänderungen oder Verformungen von Körpern auf das Wirken von Kräften zurückführen. W8 Kraft und Geschwindigkeit als vektorielle Größen beschreiben. W9 die Wirkungsweisen und die Gesetzmäßigkeiten von Kraftwandlern an Beispielen beschreiben. W1 die Beziehung und den Unterschied zwischen Masse und Gewichtskraft beschreiben. K beschreiben, veranschaulichen und erklären physikalische und Medien, ggfs. mit Hilfe von Modellen und Darstellungen W7 Bewegungsänderungen oder Verformungen von Körpern auf das Wirken von Kräften zurückführen. Kraft und Geschwindigkeit als vektorielle Größen beschreiben. K S1 E6 beschreiben, veranschaulichen und erklären physikalische und Medien, ggfs. mit Hilfe von Modellen und Darstellungen technische Geräte hinsichtlich ihres Nutzens für die Energieerhaltung als ein Grundprinzip des Ener-

4 Flaschenzug, diverse Typen Konstanz des Produkts F s (Arbeitserhaltung, Energieerhaltung) Energieumwandlungen (mechanische Energieformen) Reibung, Entwertung der Energie durch Reibung Schweizer Flaschenzug (Bergrettung) Kirchenbau im Mittelalter, Großtierarzt, Kran Pumpspeicherkraftwerk Bungee-Springen, Knautschzone giekonzepts erläutern und sie zur quantitativen energetischen Beschreibung von Prozessen nutzen. B5 beurteilen an Beispielen Maßnahmen zur Erhaltung der eigenen Gesundheit. S1 technische Geräte hinsichtlich ihres Nutzens für EG9 interpretieren Daten, Trends, Strukturen und Beziehungen, wenden einfache Formen der Mathematisierung auf sie an, erklären diese, ziehen geeignete Schlussfolgerungen und stellen einfache Theorien auf K8 beschreiben den Aufbau einfacher technischer Geräte und deren Wirkungsweise. E9 den quantitativen Zusammenhang von umgesetzter Energiemenge (bei Energieumsetzung durch Kraftwirkung: Arbeit), Leistung und Zeitdauer des Prozesses kennen und in Beispielen aus Natur und Technik nutzen. E10 Temperaturdifferenzen, Höhenunterschiede, Druckdifferenzen und Spannungen als Voraussetzungen für und als Folge von Energieübertragung an Beispielen aufzeigen. E11 Lage-, kinetische und durch den elektrischen Strom transportierte sowie thermisch übertragene Energie (Wärmemenge) unterscheiden, formal beschreiben und für Berechnungen nutzen. Es bietet sich an, arbeitsteilig verschiedene Unterthemen von Kleingruppen erarbeiten und vortragen zu lassen, alternativ Stationenlernen durchführen Seite von 5

5 8.3 Druck Definition des Drucks über Kolbendruck Hydraulik, Hebebühne, Baufahrzeuge, Kamelfuß, Waldfahrzeuge, Schneeschuhe Schweredruck in Flüssigkeiten Hydrostatisches Paradoxon Auftrieb in Flüssigkeiten Schwimmen, Schweben Auftrieb in Luft Modell Luftmeer Tauchen Historische Physik, Experiment Archimedes und die Goldkrone (Eisen/Aluminium-Simulation) Biologie der Fische Heißluftballon W10 Druck als physikalische Größe quantitativ beschreiben und EG erkennen und entwickeln Fragestellungen, die mit Hilfe physikalischer und anderer Kenntnisse und Untersuchungen zu beantworten sind. Referate: Heronbrunnen, Cartesianischer Taucher, Hydraulischer Widder, Schwimmblase bei Fischen, Archimedes und die Goldkrone, Barometer (Torricelli, Dosenbarometer), Heißluftballon, Experimente zu Knobel-Aufgaben (s. Anlage) Seite 5 von 5