11.1. Physik VV zentrale Versuche. Stufe Thema zentrale Unterrichtsgegenstände MECHANIK

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1 Stufe Thema Unterrichtsgegenstände 11.1 MECHANIK KINEMATIK UND DYNA- MIK DES MASSENPUNK- TES Gesetze der gleichförmigen und gleichmäßig beschleunigten Bewegung träge Masse, Trägheitssatz Kraft, Grundgleichung der Mechanik Impuls, Impulserhaltung, Wechselwirkungsprinzip Kraftstoß und Impulsänderung Modell des Massenpunktes Bezugssystem, Inertialsystem, (Galilei-Transformation) Wurfbewegungen Kreisbewegung, Zentripetalkraft Trägheitskräfte in beschleunigten Bezugssystemen, Zentrifugalkraft, Corioliskraft ENERGIE UND ARBEIT Lageenergie und Hubarbeit Bewegungsenergie und Beschleunigungsarbeit Spannenergie und Spannarbeit Energieentwertung und Reibungsarbeit Energiebilanzierung bei Übertragung und Umwandlung - Erhaltung und Entwertung der Energie Stoßvorgänge

2 Stufe Thema Unterrichtsgegenstände 11.2 GRAVITATION Kepler'sche Gesetze, Gravitationsgesetz das System Erde-Mond, unser Planetensystem Gravitationsfeld, Gravitationsfeldstärke Energie und Arbeit im Gravitationsfeld, Potential MECHANISCHE SCHWINGUNGEN UND WELLEN Optik WELLENCHARAKTER VON LICHT Schwingungsvorgänge und Schwingungsgrößen harmonische Schwingung Kraft, Energie erzwungene Schwingung, Resonanz Entstehung und Ausbreitung von Transversalund Longitudinalwellen, (Wellengleichung) Überlagerung linearer Wellen, Reflexion, stehende Welle Interferenz ebener Wellen Huygens'sches Prinzip Beugung, Reflexion, (Brechung) Schall als mechanische Welle, Ultraschall, Infraschall Eigenschwingungen,Grund- und Obertöne, Synchronisationsphänomene Dopplereffekt Licht als Welle Beugung am Spalt und Doppelspalt (qualitativ)

3 Stufe Thema Unterrichtsgegenstände 12.1 ELEKTRIK Ladung und elektrisches Feld magnetisches Feld Bewegung von Ladungsträgern in elektrischen und magnetischen Feldern elektrische Ladung homogenes elektrisches Feld, elektrische Feldstärke zentralsymmetrisches Feld, Coulomb'sches Gesetz die elektrische Feldkonstante Dielektrikum, Dielektrizitätszahl das elektrische Feld als Energieträger Erzeugung und Veranschaulichung magnetischer Felder Kraftwirkung in magnetischen Feldern Magnetfeld im inneren einer langen Spule Millikan Versuch e/m Bestimmung Massenspektrograph Energiedichte Erzeugung und Veranschaulichung elektrischer Felder Influenz Arbeit im elektrischen Feld, pot. Energie im homogenen und radialen Feld Spannung, Potential Kondensator, elektrische Kapazität Flächenladungsdichte Ein-Ausschaltvorgänge Ferromagnetismus, Permeabilität Lorentzkraft magn. Feldstärke die magnetische Feldkonstante Halleffekt (L) Wiensches Filter Zyklotron Kraft auf el. Ladung im Kondensator Auswertung von vorgegebenen Daten oder Simulation Stromwaage Braunsche Röhre Fadenstrahlrohr Halleffekt (L) Wiensches Filter ELEKTROMAGNETISMUS Induktion Elektromagnetische Induktion durch Bewegung von Leitern und durch Veränderung von Feldern Induktionsgesetz, Induktivität Lenzsche Regel im Magnetfed drehende Leiterschleife Technische Nutzung der Induktion Energiedichte Ein-Ausschaltvorgänge Erzeugung von Wechselspannung Darstellung und Lösung der zugehörigen Differentialgleichungen Ein- und Ausschalt-verzögerung bei R-L-Parallelschaltung

4 Stufe Thema Unterrichtsgegenstände 12.2 ELEKTROMAGNETISCHE SCHWINGUNGEN UND WELLEN Elektromagnetischer Schwingkreis Erzeugung ungedämpfter elektromagnetischer Schwingungen gedämpfte Schwingungen Hertz'scher Dipol, Maxwell'sche Postulate Reflexion; Beugung und Interferenz Thomsonsche Formel Rückkopplung Resonanz Erzeugung und Ausbreitung elektromagnetischer Wellen Klystron Brechung ;Beugung am Spalt und Doppelspalt R-C-L 1 Hz-Schwingkreis Mikrowellen (Rückblick Wellenwanne) stehende Welle Lichtwellen Ausbreitung, Lichtgeschwindigkeit Beugung am Spalt, Doppelspalt und Gitter Wellen-, Teilchenmodell Linienspektren Beugung und Interferenz Kohärenzbedingung kontinuierliche Spektren Wellenlängenmessung mit Hg-Dampflampe RELATIVITÄTSTHEORIE ( nur Lk ) Invarianz der Newton'- schen Mechanik bei Inertialsystemwechsel Lorentztransformation Längenkontraktion Äquivalenz von Masse und Energie Galileitransformation die Ätherhypothese und der Michelson-Versuch Zeitdilatation Erhaltungssätze in der relativistischen Dynamik THERMODYNAMIK Thermisches Verhalten der Stoffe ( nur Lk ) Atomvorstellung Gasgesetze Stoffmenge Wärmekapazität Modell des idealen Gases Geschwindigkeitsverteilung

5 Stufe Thema Unterrichtsgegenstände 13.1 ENERGIEERHALTUNG UND ENERGIEENTWERTUNG ( nur Lk ) Hauptsatz der Thermodynamik (Energieerhaltung) Hauptsatz der Thermodynamik (Energieentwertung) Entropie dissipative Strukturen (Zusammenspiel von Energieentwertung und Energieaufwendung) Stirlingmotor Wärmepumpe ATOMISTIK Lichtquanten Materiewellen Photoeffekt, Lichquantenhypothese Röntgenstrahlung de Broglie statistische Interpretation Bragg Reflexion Röntgenspektroskopie Geiger-Müller-Zählrohr Comptoneffekt Heisenberg (L) Grenzen der Anwendbarkeit klassischer Begriffe in der Quantenphysik h-bestimmung mit Photozelle Spektrum der Röntgenröhre Elekronenbeugung Atommodelle Bohrsches Atommodell Jonisierungsenergie Energiequantellung des Atoms Bohr-Sommerfeldsches Modell Hauptquantenzahlen Pauli-Prinzip Nullpunktenergie Spektralserien Moseleysches Gesetz Nebenquantenzahlen Potentialtopf mit unendlich hohen Wänden (L) Spekrallinien am Gitter Franck-Hertz-Versuch

6 Stufe Thema Unterrichtsgegenstände 13.2 Kernprozesse Ionisierende Strahlung (?,?,?) Natürliche Radioaktivität Zerfallsreihen Szintillationszähler Vielkanalanalyse Spektrum der β-strahlung Radioaktiver Zerfall Zerfallsgesetz Paarbildung (L) Kernspaltung, (Kernbausteine, Bindungsenergie, Kettenreaktion) Kernfusion (L) Kernenergie Strahlungsarten, Nachweismethode Best. der Halbwertszeit (halblog. Darstellung) Reichweite und Absorption von?-strahlung