Synopse Physik Saarland Einführungsphase Klasse 10

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1 Synopse Physik Saarland Einführungsphase Klasse 10 mit dem Lehrwerk Impulse Physik Mittelstufe ISBN: Ust Thema Fachinhalte Impulse Physik Mittelstufe 11 Kapitel 1: Atome und Atomkerne, Radioaktivität 1.1 Kern-Hüllen-Modell und Kernbindungsenergie Kapitel: Radioaktivität und Kernenergie, S Ladungsund Masseverteilung im Atom - Ergebnisse der historischen Versuche von Lenard und Rutherford - Bestandteile des Atomkerns; A = Z + N mit A: Massenzahl, Z: Ordnungszahl, N: Neutronenzahl - Elemente und ihre Isotope, Isotopen- Steckbrief : A Z X - Überblick über die Nuklide anhand der Nuklidkarte S. 342 (Das Kern-Hülle-Modell) S. 343 (Der Atomkern) S. 343 (Elemente und Isotope) S. 343 Kernbindungsenergie - Stabilität der Atomkerne - Bindungsenergie pro Nukleon - Energiefreisetzung bei Spaltung schwerer und Fusion leichter Kerne S. 360 (Kernspaltung / Kernfusion) S (Energie aus Kernreaktionen) Ernst Klett Verlag GmbH, Stuttgart Alle Rechte vorbehalten. Von dieser Druckvorlage ist die Vervielfältigung für den eigenen Unterrichtsgebrauch gestattet. Die Kopiergebühren sind abgegolten. 1

2 11 Kapitel 1: Atome und Atomkerne, Radioaktivität 1.2 Radioaktivität Kapitel: Radioaktivität und Kernenergie, S Ionisierende Strahlung Kernzerfall - E: Nachweis ionisierender Strahlung mit dem Geiger-Müller-Zählrohr - Bau und Funktion des Geiger-Müller-Zählrohrs - Aktivität A = ΔN/Δt; [A] = 1 Bq - Nulleffekt - Herkunft: Kosmische Strahlung, Röntgenstrahlung, Strahlung radioaktiver Stoffe - Weitere Nachweismethoden: Schwärzung fotografischen Materials, Nebelkammer - E: Ablenkung der β-strahlung im Magnetfeld - Strahlenarten: α-, β-, γ-strahlung, Neutronenstrahlung - Unterschiedliche Reichweiten in Luft und unterschiedliches Durchdringungsvermögen - Instabilität von Atomkernen - Änderung von Massen- und Ordnungszahl durch α- und β- Zerfall - E: Zerfallsrate in Abhängigkeit von der Zeit S. 344f (Unsichtbare Strahlung) S. 346 (Nachweis radioaktiver Strahlen (2)) S. 348 (α-, β- und γ-strahlung) S. 349 (Reichweite und Abschirmung) S. 356 (Strahlung aus dem Atomkern / Neue Stoffe entstehen) S. 357 (qualitativ) - Zerfallsgesetz: N(t) = N t / t H mit N0: Anfangsbestand und th: Halbwertszeit S. 352 (mit Absorption und Halbwertsdicke) Biologische Wirkung und Strahlenschutzmaßnahmen - Typische Halbwertszeiten radioaktiver Isotope - Anwendung: C14-Methode - Ionisierung im Gewebe - Äquivalentdosis - Biologische und medizinische Nutzung - Natürliche und zivilisatorische Strahlenbelastung - Verhaltensregeln zum Strahlenschutz S. 357 (Tabelle B2) S. 357 S. 350f (Einheiten der radioaktiven Strahlung / Biologische Strahlenwirkung) S. 359 (Nutzen radioaktiver Strahlung) S. 354f (Exkurs) Ernst Klett Verlag GmbH, Stuttgart Alle Rechte vorbehalten. Von dieser Druckvorlage ist die Vervielfältigung für den eigenen Unterrichtsgebrauch gestattet. Die Kopiergebühren sind abgegolten. 2

3 20 Kapitel 2: Kraft und Bewegung 2.1 Trägheitssatz und geradlinig gleichförmige Bewegung Kapitel: Bewegungen, S Ursache von Bewegungen, S Trägheitssatz - E: Demonstration der Trägheit - Trägheitssatz (1. Newton sches Axiom) und Interpretation S. 248 (Trägheit und Masse) S. 248 und S. 251 Geradlinig gleichförmige Bewegung - Bezugssysteme - Modell des Massenpunktes - E: Realisierung einer gleichförmigen Bewegung mit experimenteller Verifizierung der Konstanz der Geschwindigkeit - Geradlinig gleichförmige Bewegung: v = Δs/Δt = const.; [v] = 1 m/s - Weg-Zeit-Gesetz: s(t) = v t + s0 - Mittlere Geschwindigkeit v und Relativgeschwindigkeit S. 224 Ohne Modell des Massenpunktes S. 226f (Geradlinige Bewegungen mit konstanter Geschwindigkeit) Ernst Klett Verlag GmbH, Stuttgart Alle Rechte vorbehalten. Von dieser Druckvorlage ist die Vervielfältigung für den eigenen Unterrichtsgebrauch gestattet. Die Kopiergebühren sind abgegolten. 3

4 20 Kapitel 2: Kraft und Bewegung 2.2 Geradlinig gleichmäßig beschleunigte Bewegung Kapitel: Bewegungen, S E: Demonstration einer beschleunigten Bewegung - Beschleunigte Bewegung: Die Bewegung eines Körpers ist genau dann beschleunigt, wenn die am Körper angreifende resultierende Kraft nicht verschwindet. - Momentangeschwindigkeit v = Δs/Δt für ein hinreichend kleines Zeitintervall - E: Realisierung einer geradlinig gleichmäßig beschleunigten Bewegung - Gleichmäßig beschleunigte Bewegung: a = Δv/Δt = const; [a] = 1 m/s 2 - Bewegungsgesetze (v 0 = 0; s 0 = 0): a(t) = a, v(t) = v t, s(t) = 1/2 a t 2 - Verallgemeinerung: v(t) = v t + v 0, s(t) = 1/2 a t 2 + v 0 t + s 0 - Graphische Darstellung der Gesetze S. 229 (Exkurs) S. 228 (Die Beschleunigung) S. 229 (Beschleunigung und Weg) S. 230f exemplarisch in konkreten Situationen S. 233 beim freien Fall s(t) in allgemeiner Form Implizit auf S. 231 und S. 240f (in den Aufgaben) enthalten Das auf der Schüler-CD-ROM verfügbare Videoanalysewerkzeug erlaubt darüber hinaus eine graphische Darstellung selbst aufgenommener Bewegungsvorgänge. Ernst Klett Verlag GmbH, Stuttgart Alle Rechte vorbehalten. Von dieser Druckvorlage ist die Vervielfältigung für den eigenen Unterrichtsgebrauch gestattet. Die Kopiergebühren sind abgegolten. 4

5 20 Kapitel 2: Kraft und Bewegung 2.3 Zweites Newton sches Axiom Kapitel: Ursache von Bewegungen, S E: Nachweis der Abhängigkeit der Beschleunigung von Kraft und Masse - 2. Newton sches Axiom: F m a - Kraft als abgeleitete Größe im MKS-System - Herleitung: Kinetische Energie W kin = ½ m v 2 S. 249 (Grundgleichung der Mechanik) S. 251 (Exkurs: Newtons Axiome) S. 249 S. 265f (Mechanische Energie) ohne Herleitung der Formel für die kinetische Energie Ernst Klett Verlag GmbH, Stuttgart Alle Rechte vorbehalten. Von dieser Druckvorlage ist die Vervielfältigung für den eigenen Unterrichtsgebrauch gestattet. Die Kopiergebühren sind abgegolten. 5

6 20 Kapitel 2: Kraft und Bewegung 2.4 Freier Fall und Wurfbewegung Kapitel: Bewegungen, S Freier Fall - E: Freier Fall im Vakuum (Fallrohr) Unabhängigkeit der Fallbeschleunigung von der Masse am selben Ort - E: Bestimmung der Fallbeschleunigung - Freier Fall als gleichmäßig beschleunigte Bewegung mit g = 9,81 m/s 2 (Erdbeschleunigung am Normort) - Gewichtskraft: F G = m g S. 232 (Fallbewegungen) S. 232f S. 233 Vertikaler Wurf - Bewegungsgesetze - Berechnung von Steig-, Fall-, Flugzeit und Wurfhöhe - Anwendung des Energieerhaltungssatzes Inhalte im Buch nicht enthalten Ernst Klett Verlag GmbH, Stuttgart Alle Rechte vorbehalten. Von dieser Druckvorlage ist die Vervielfältigung für den eigenen Unterrichtsgebrauch gestattet. Die Kopiergebühren sind abgegolten. 6

7 20 Kapitel 2: Kraft und Bewegung 2.5 Gleichförmige Kreisbewegung Kapitel: Ursache von Bewegungen, S Kinematische Beschreibung - Definition der Größen: Umlaufzeit T, Frequenz f, Winkelgeschwindigkeit, Bahngeschwindigkeit v (mit Betrag und Richtung) - Beziehungen: f = 1/T, = 2 /T = 2 f, s = t, v = r S. 254 (Die Kreisbewegung) Dynamische Beschreibung - Gleichförmige Kreisbewegung als zentralbeschleunigte Bewegung - Abhängigkeit der Beschreibung vom Bezugssystem: Zentripetalkraft, Zentrifugalkraft - E: Untersuchung der Abhängigkeit der Zentripetalkraft von Radius, Masse und Winkelgeschwindigkeit - Gesetze: a Z = ω 2 r, F Z = m ω 2 r - Anwendung: 1. kosmische Geschwindigkeit v k g RE mit R E = Erdradius - Neigungswinkel bei Kurvenfahrt S. 255 (Kräfte bei der Kreisbewegung) S. 256 (Exkurs: Scheinkräfte) S. 255 (Kräfte bei der Kreisbewegung) S. 257 (Exkurs: Kreisbewegungen in Technik und Verkehr) Ernst Klett Verlag GmbH, Stuttgart Alle Rechte vorbehalten. Von dieser Druckvorlage ist die Vervielfältigung für den eigenen Unterrichtsgebrauch gestattet. Die Kopiergebühren sind abgegolten. 7

8 9 Kapitel 3: Impuls 3.1 Reaktionsprinzip und Stoßprozesse Kapitel: Ursache von Bewegungen, S Drittes Newton sches Axiom - E: Demonstration des Reaktionsprinzips Drittes Newton sches Axiom: Reaktionsprinzip - E: Realisierung eines zentralen geraden Stoßes - Herleitung: m1v 1 m2v 2 m1u 1 m2u2 S. 251 (Exkurs: Newtons Axiome) S. 244 (Stoßbewegungen) Ernst Klett Verlag GmbH, Stuttgart Alle Rechte vorbehalten. Von dieser Druckvorlage ist die Vervielfältigung für den eigenen Unterrichtsgebrauch gestattet. Die Kopiergebühren sind abgegolten. 8

9 9 Kapitel 3: Impuls 3.2 Impulsbegriff und Impulserhaltung Kapitel: Ursache von Bewegungen, S D: Impuls p m v, [p] = 1 kg m/s - G: Impulserhaltung beim Stoß: p1 p2 p' 1 p' 2 S. 244 (Impuls) S G: Allgemeiner Impulserhaltungssatz - E: Bestätigung der Impulserhaltung für Sonderfälle Ernst Klett Verlag GmbH, Stuttgart Alle Rechte vorbehalten. Von dieser Druckvorlage ist die Vervielfältigung für den eigenen Unterrichtsgebrauch gestattet. Die Kopiergebühren sind abgegolten. 9

10 9 Kapitel 3: Impuls 3.3 Spezielle Stoßprozesse - D: Vollkommen unelastischer Stoß m1v 1 m2v 2 - Herleitung: Geschwindigkeit nach dem Stoß u m1 m2 - Rückstoß - Ballistisches Pendel - D: Elastischer Stoß - Anwendung von Energie- und Impulserhaltungssatz auf den elastischen Stoß Berechnungen mittels der Formeln für die Endgeschwindigkeiten Sonderfälle: gleiche Massen, Reflexion an einer Wand Inhalte im Buch nicht vorhanden Ernst Klett Verlag GmbH, Stuttgart Alle Rechte vorbehalten. Von dieser Druckvorlage ist die Vervielfältigung für den eigenen Unterrichtsgebrauch gestattet. Die Kopiergebühren sind abgegolten. 10