Sonne - Temperatur - Jahreszeiten

Transkript

1 Schulcurriculum Physik Sekundarstufe 1 Jahrgangsstufe 6 Basiskonzepte: E = Energie S = System M = Struktur der Materie W = Wechselwirkung Fachliche Kontexte und Inhalte Inhaltsfelder Kompetenzen Lernerfolgsüberprüfungen Hier wird geschaltet Elektrizität im Alltag Einfacher Stromkreis, Reihen- und Parallelschaltung, Fahrradbeleuchtung Leiter, Nichtleiter, Sicherheit beim Umgang mit elektrischem Strom S4 an Beispielen erklären, dass das Funktionieren von Elektrogeräten einen geschlossenen Stromkreis voraussetzt S5 einfache elektrische Schaltungen planen und aufbauen W5 an Beispielen aus ihrem Alltag verschiedene Wirkungen des elektrischen Stroms aufzeigen und unterscheiden W6 geeignete Maßnahmen für den sicheren Umgang mit elektrischem Strom beschreiben mündliche Zusammenfassungen und Wiederholungen Formulierung von Sachverhalten Formulierung von Versuchsergebnissen Beschreibung von Beobachtungen Was der Strom alles kann Wirkungen des elektrischen Stroms: Wärme-, Licht-, magnetische und chemische Wirkung, Kurzschluss Energie und ihre Nutzung Energieumwandlung, Energietransportketten Erhaltung und Entwertung von Energie W5 an Beispielen aus ihrem Alltag verschiedene Wirkungen des elektrischen Stroms aufzeigen und unterscheiden E1 an Vorgängen aus ihrem Erfahrungsbereich Speicherung, Transport und Umwandlung von Energie aufzeigen E2 in Transportketten Energie halbquantitativ bilanzieren und dabei die Idee der Energieerhaltung zugrunde legen E3 an Beispielen zeigen, dass Energie, die als Wärme in die Umgebung abgegeben wird, in der Regel nicht weiter genutzt werden kann E4 an Beispielen energetische Veränderungen an Körpern und die mit ihnen verbundenen Energieübertragungsmechanismen einander zuordnen 1

2 Anziehung trotz Abstand - Magnete schaffen das Magnete und Wirkungen, magnetisches Feld, Elektromagnet, Vergleich: Dauermagnet Elektromagnet, Sicherung W4 beim Magnetismus erläutern, dass Körper ohne direkten Kontakt eine anziehende oder abstoßende Wirkung aufeinander ausüben können Was sich mit der Temperatur alles ändert Sonne - Temperatur - Jahreszeiten Temperatur und ihre Messung, Warm-Kalt-Empfindung, Celsius-Skala, Bau eines Thermometers, Teilchenbewegung E4 an Beispielen energetische Veränderungen an Körpern und die mit ihnen verbundenen Energieübertragungsmechanismen einander zuordnen Volumenänderung von festen, flüssigen und gasförmigen Körpern, Anomalie des Wassers Leben bei verschiedenen Temperaturen Wärme und Wärmequellen, Wärmeleitung, Wärmestrahlung, Wärmeströmung, Wärmedämmung und technische Anwendungen, Schutz gegen Wärmeverlust bei Lebewesen E3 an Beispielen zeigen, dass Energie, die als Wärme in die Umgebung abgegeben wird, in der Regel nicht weiter genutzt werden kann W3 geeignete Schutzmaßnahmen gegen die Gefährdungen durch Schall und Strahlung nennen 2

3 Die Sonne - unsere wichtigste Energiequelle Aggregatzustände, Aggregatzustandsänderungen und ihre Umwandlungstemperaturen, Verdunsten von Flüssigkeiten Wasserkreislauf, Wetterphänomene und Klima Orientierung am Stand der Sonne Entstehung von Tag und Nacht Entstehung der Jahreszeiten M1 an Beispielen beschreiben, dass sich bei Stoffen die Aggregatzustände durch Aufnahme bzw. Abgabe von thermischer Energie (Wärme) verändern. M2 Aggregatzustände, Aggregatzustandsübergänge auf der Ebene einer einfachen Teilchenvorsteilung beschreiben S1 den Sonnenstand als eine Bestimmungsgröße für die Temperaturen auf der Erdoberfläche erkennen Sicher im Straßenverkehr Sehen und Hören Lichtquellen, Ausbreitung von Licht, Absorption, Streuung und Reflexion, das Sehen W1 Bildentstehung, Schattenbildung sowie Reflexion mit der geradlinigen Ausbreitung des Lichts erklären Bilder durch Öffnungen und an Spiegeln Licht und Schatten, Mondphasen, Sonnen- und Mondfinsternis Physik und Musik Schall und Schallausbreitung, Schallquellen, menschliche Stimme, Hörbe- reich, Ohr Schallaufzeichnung und Wiedergabe, Lärm und Lärmschutz S2 Grundgrößen der Akustik nennen S3 Auswirkungen von Schall auf Menschen im Alltag erläutern W2 Schwingungen als Ursache von Schall und Hören als Aufnahme von Schwingungen durch das Ohr identifizieren W3 geeignete Schutzmaßnahmen gegen die Gefährdungen durch Schall und Strahlung nennen 3

4 Jahrgangsstufe 8 Basiskonzepte: E = Energie S = System M = Struktur der Materie W = Wechselwirkung Fachliche Kontexte und Inhalte Inhaltsfelder Kompetenzen Lernerfolgsüberprüfungen Lichtleiter in Medizin und Technik Brechung Reflexion Totalreflexion Licht Mit optischen Instrumenten Unsichtbares" sichtbar gemacht Aufbau des Auges Bildentstehung am Auge Funktion der Augenlinse Lupe als Sehhilfe Optik hilft dem Auge auf die Sprünge M1 verschiedene Stoffe bzgl. ihrer thermischen, mechanischer oder elektrischen Stoffeigenschaften vergleichen. S5 technische Geräte hinsichtlich ihres Nutzens für Mensch und Gesellschaft und ihrer Auswirkungen auf die Umwelt beurteilen. S6 die Funktion von Linsen für die Bilderzeugung und den Aufbau einfacher optischer Systeme beschreiben. S7 den Aufbau von Systemen beschreiben und die Funktionsweise ihrer Komponenten erklären (z, B. Kraftwerke, medizinische Geräte S9 Energieversorgung). technische Geräte und Anlagen unter Berücksichtigung von Nutzen, Gefahren und Belastung der Umwelt vergleichen und bewerten und Alternativen erläutern. W7 Absorption und Brechung von Licht beschreiben. S6 die Funktion von Linsen für die Bilderzeugung und den Aufbau einfacher optischer Systeme beschreiben. S7 den Aufbau von Systemen beschreiben und die Funktionsweise ihrer Komponenten erklären (z, B, Kraftwerke, medizinische Geräte, Energieversorgung). S9 technische Geräte und Anlagen unter Berücksichtigung von Nutzen, Gefahren und Belastung der Umwelt vergleichen und bewerten und Alternativen erläutern. 4 mündliche Zusammenfassungen und Wiederholungen Beschreibung von Beobachtungen Formulierung von Versuchsergebnissen Auswertung von Messreihen Anfertigen von Versuchsprotokollen Lösung von Übungsaufgaben

5 Die ganz großen Sehhilfen: Teleskope und Mikroskope Fernrohr S5 technische Geräte hinsichtlich ihres Nutzens für Mensch und Gesellschaft und ihrer Aus- Wirkungen auf die Umwelt beurteilen. S6 die Funktion von Linsen für die Bilderzeugung und den Aufbau einfacher optischer Systeme beschreiben. S7 den Aufbau von Systemen beschreiben und die Funktionsweise ihrer Komponenten erklären (z B. Kraftwerke, medizinische Geräte, Energieversorgung), S9 technische Geräte und Anlagen unter Berücksichtigung von Nutzen, Gefahren und Belastung der Uniweit vergleichen und bewerten und Alternativen erläutern. Die Weit der Farben Zusammensetzung des weißen Lichts Additive/Subtraktive Farbmischung Einfache Maschinen: Kleine Kräfte, lange Wege Kraft als vektorielle Größe Zusammenwirken von Kräften Gewichtskraft und Masse mechanische Arbeit und Energie Hebel und Flaschenzug Werkzeuge und Maschinen erleichtern die Arbeit W8 Infrarot-, Licht- und Ultraviolettstrahlung unterscheiden und mit Beispielen ihre Wirkung beschreiben. E1 in relevanten Anwendungszusammenhängen komplexere Vorgänge energetisch beschreiben und dabei Speicherungs-, Transport-, Umwandlungsprozesse erkennen und darstellen. E3 die Verknüpfung von Energieerhaltung und Energieentwertung in Prozessen aus Natur und Technik (z. B. in Fahrzeugen, Wärmekraftmaschinen, Kraftwerken usw.) erkennen und beschreiben. E4 an Beispielen Energiefluss und Energieentwertung quantitativ darstellen. 5

6 E5 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. E6 Temperaturdifferenzen, Höhenunterschiede, Druckdifferenzen und Spannungen als Voraussetzungen für und als Folge von Energieübertragung an Beispielen aufzeigen. E7 Lage-, kinetische und durch den elektrischen Strom transportierte sowie thermisch übertragene Energie (Wärmemenge) unterscheiden, formal beschreiben und für Berechnungen nutzen. E10 verschiedene Möglichkeiten der Energiegewinnung, -aufbereitung und -nutzung unter physikalisch-technischen, wirtschaftlichen und ökologischen Aspekten vergleichen und bewerten sowie deren gesellschaft-liche Relevanz und Akzeptanz diskutieren. S5 technische Geräte hinsichtlich ihres Nutzens für Mensch und Gesellschaft und ihrer Auswirkungen auf die Umwelt beurteilen. S7 den Aufbau von Systemen beschreiben und die Funktionsweise ihrer Komponenten erklären (z. B. Kraftwerke, medizinische Geräte, Energieversorgung). S8 Energieflüsse in den oben genannten S9 offenen Systemen beschreiben. technische Geräte und Anlagen unter Berücksichtigung von Nutzen, Gefahren und Belastung der Umwelt vergleichen und bewerten und Alternativen erläutern. W1 Bewegungsänderungen oder Verformungen von Körpern auf das Wirken von Kräften zurückführen. 6

7 Energie und Leistung in der Mechanik mechanische Arbeit und Energie Leistung Energieerhaltung W2 Kraft und Geschwindigkeit als vektorielle Größen beschreiben. W3 die Wirkungsweisen und die Gesetzmäßigkeiten von Kraftwandlern an Beispielen beschreiben. W6 die Beziehung und den Unterschied zwischen Masse und Gewichtskraft beschreiben. E1 in relevanten Anwendungszusammenhängen komplexere Vorgänge energetisch beschreiben und dabei Speicherungs-, Transport-, Umwandlungsprozesse erkennen und darstellen. E2 die Energieerhaltung als ein Grundprinzip des Energiekonzepts erläutern und sie zur quantitativen energetischen Beschreibung von Prozessen nutzen. E3 die Verknüpfung von Energieerhaltung und Energieentwertung in Prozessen aus Natur und Technik (z, B, in Fahrzeugen, Wärmekraftmaschinen, Kraftwerken usw.) erkennen und beschreiben. E4 an Beispielen Energiefluss und Energieentwertung quantitativ darstellen. E5 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. E6 Temperaturdifferenzen, Höhenunterschiede, Druckdifferenzen und Spannungen als Voraussetzungen für und als Folge von Energieübertragung an Beispielen aufzeigen. 7

8 Anwendung der Hydraulik E7 Lage-, kinetische und durch den elektrischen Strom transportierte sowie thermisch übertragene Energie (Wärmemenge) unterscheiden, formal beschreiben und für Berechnungen nutzen. E8 beschreiben, dass die Energien, die wir nutzen, aus erschöpfbaren oder regenerativen E9 Quellen gewonnen werden. die Notwendigkeit zum Energiesparen" begründen sowie Möglichkeiten dazu in ihrem persönlichen Umfeld erläutern. E10 verschiedene Möglichkeiten der Energiegewinnung -aufbereitung und -nutzung unter physikalisch-technischen, wirtschaftlichen und ökologischen Aspekten vergleichen und bewerten sowie deren gesellschaftliche Relevanz und Akzeptanz diskutieren. Druck Auftrieb in Flüssigkeiten 100 m in 10 Sekunden (Physik und Sport) Geschwindigkeit, Beschleunigung Trägheitsprinzip Prinzip von Actio=Reactio E6 Temperaturdifferenzen, Höhenunterschiede, Druckdifferenzen und Spannungen als Voraussetzungen für und als Folge von Energieübertragung an Beispielen aufzeigen. W4 Druck als physikalische Größe quantitativ beschreiben und in Beispielen anwenden. W5 Schweredruck und Auftrieb formal beschreiben und in Beispielen anwenden. W2 Kraft, Geschwindigkeit und Beschleunigung als vektorielle Größen beschreiben. 8

9 Jahrgangsstufe 9 Basiskonzepte: E = Energie S = System M = Struktur der Materie W = Wechselwirkung Fachliche Kontexte und Inhalte Inhaltsfelder Kompetenzen Lernerfolgsüberprüfungen Elektrizität - messen, verstehen, anwenden Elektroinstallationen und Sicherheit im Haus Einführung von Stromstärke und Ladung Eigenschaften von Ladung elektrische Quelle und Verbraucher elektrischer Widerstand ohmsches Gesetz Spannungen und Stromstärken bei Reihen- und Parallelschaltung Unterscheidung und Messung von Spannungen und Stromstärken E7 Lage-, kinetische und durch den elektrischen Strom transportierte sowie thermisch übertragene Energie (Wärmemenge) unterscheiden, formal beschreiben und für Berechnungen nutzen. M1 verschiedene Stoffe bzgl. ihrer thermischen, mechanischen oder elektrischen Stoffeigenschaften vergleichen. M2 die elektrischen Eigenschaften von Stoffen (Ladung und Leitfähigkeit) mit Hilfe eines ein-fachen Kern-Hülle-Modells erklären. M3 Eigenschaften von Materie mit einem angemessenen Atommodell beschreiben. S1 die Spannung als Indikator für durch Ladungstrennung gespeicherte Energie beschreiben. S2 S3 S4 den quantitativen Zusammenhang von Spannung, Ladung und gespeicherter bzw. umgesetzter Energie nutzen, um energetische Vorgänge in Stromkreisen zu beschreiben. die Beziehung von Spannung, Stromstärke und Widerstand in elektrischen Schaltungen beschreiben und anwenden. umgesetzte Energie und Leistung in elektrischen Stromkreisen aus Spannung und Stromstärke bestimmen. W9 die Stärke des elektrischen Stroms zu seinen Wirkungen in Beziehung setzen und die Funktionsweise einfacher elektrischer Geräte darauf zurückführen. mündliche Zusammenfassungen und Wiederholungen Formulierung von Versuchsergebnissen Auswertung von Messreihen Anfertigen von Versuchsprotokollen Beschreibung von Beobachtungen Lösung von Übungsaufgaben 9

10 Strom für zu Hause Energie und Leistung in der Elektrik Energieumwandlungsprozesse Elektromotor und Generator Wirkungsgrad Erhaltung und Umwandlung von Energie E1 in relevanten Anwendungszusammenhängen komplexere Vorgänge energetisch beschreiben und dabei Speicherungs-, Transport- und Umwandlungsprozesse erkennen und darstellen. E2 die Energieerhaltung als ein Grundprinzip des Energiekonzepts erläutern und sie zur quantitativen energetischen Beschreibung von Prozessen nutzen. E3 die Verknüpfung von Energieerhaltung und Energieentwertung in Prozessen aus Natur und Technik (z. B. in Fahrzeugen, Wärmekraftmaschinen, Kraftwerken usw.) erkennen und beschreiben. E4 an Beispielen Energiefluss und Energieentwertung quantitativ darstellen. E5 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. E6 Temperaturdifferenzen, Höhenunterschiede, Druckdifferenzen und Spannungen als Voraussetzungen für und als Folge von Energieübertragung an Beispielen aufzeigen. E7 Lage-, kinetische und durch den elektrischen Strom transportierte sowie thermisch übertragene Energie (Wärmemenge) unterscheiden, formal beschreiben und für Berechnungen nutzen. E8 beschreiben, dass die Energien, die wir nutzen, aus erschöpfbaren oder regenerativen E9 Quellen gewonnen werden. die Notwendigkeit zum Energiesparen" begründen sowie Möglichkeiten dazu in ihrem persönlichen Umfeld erläutern. E10 verschiedene Möglichkeiten der Energiegewinnung, -aufbereitung und -nutzung unter physikalisch-technischen, wirtschaftlichen und 10

11 ökologischen Aspekten vergleichen und bewerten sowie deren gesellschaftliche Relevanz und Akzeptanz diskutieren. S5 technische Geräte hinsichtlich ihres Nutzens für Mensch und Gesellschaft und ihrer Auswirkungen auf die Umwelt beurteilen. S7 den Aufbau von Systemen beschreiben und die Funktionsweise ihrer Komponenten erklären (z. B. Kraftwerke, medizinische Geräte, Energieversorgung). S8 Energieflüsse in den oben genannten offenen Systemen beschreiben. Radioaktivität und Kernenergie Nutzen und Gefahren Aufbau der Atome ionisierende Strahlung (Arten, Reichweiten. Zerfallsreihen, Halbwertszeit). Radioaktivität und Kernenergie - Grundlagen, Anwendungen und Verantwortung W9 die Stärke des elektrischen Stroms zu seinen Wirkungen in Beziehung setzen und die Funktionsweise einfacher elektrischer Geräte darauf zurückführen. W12 den Aufbau eines Elektromotors beschreiben und seine Funktion mit Hilfe der magnetischen Wirkung des elektrischen Stromes erklären. W13 den Aufbau von Generator und Transformator beschreiben und ihre Funktionsweisen mit der elektromagnetischen Induktion erklären. M3 Eigenschaften von Materie mit einem angemessenen Atommodell beschreiben. M4 die Entstehung von ionisierender Teilchenstrahlung beschreiben. M5 Eigenschaften und Wirkungen verschiedener Arten radioaktiver Strahlung und Röntgenstrahlung nennen. M7 Zerfallsreihen mithilfe der Nuklidkarte identifizieren. W10 experimentelle Nachweismöglichkeifen für radioaktive Strahlung beschreiben. 11

12 Kernspaltung Kernkraftwerke und Fusionsreaktoren Nutzen und Risiken der Kernenergie W11 die Wechselwirkung zwischen Strahlung, insbesondere ionisierender Strahlung, und Materie sowie die daraus resultierenden Veränderungen der Materie beschreiben und damit mögliche medizinische Anwendungen und Schutzmaßnahmen erklären. E8 E9 beschreiben, dass die Energien, die wir nutzen, aus erschöpfbaren oder regenerativen Quellen gewonnen werden. die Notwendigkeit zum Energiesparen" begründen sowie Möglichkeiten dazu in ihrem persönlichen Umfeld erläutern. E10 verschiedene Möglichkeiten der Energiegewinnung, -aufbereitung und -nutzung unter physikalisch-technischen, wirtschaftlichen und ökologischen Aspekten vergleichen und bewerten sowie deren gesellschaftliche Relevanz und Akzeptanz diskutieren. M6 Prinzipien von Kernspaltung und Kernfusion auf atomarer Ebene beschreiben, M8 Nutzen und Risiken radioaktiver Strahlung und Röntgenstrahlung bewerten. S5 S7 S8 S9 technische Geräte hinsichtlich ihres Nutzens für Mensch und Gesellschaft und ihrer Auswirkungen auf die Umwelt beurteilen. den Aufbau von Systemen beschreiben und die Funktionsweise ihrer Komponenten erklären (z. B, Kraftwerke, medizinische Geräte Energieversorgung). Energieflüsse in den oben genannten offenen Systemen beschreiben. technische Geräte und Anlagen unter Berücksichtigung von Nutzen, Gefahren und Belastung der Umwelt vergleichen und bewerten und Alternativen erläutern. S10 die Funktionsweise einer Wärmekraftmaschine erklären. 12

13 Strahlendiagnostik und Strahlentherapie Strahlennutzen Strahlenschäden Strahlenschutz S5 S7 S9 technische Geräte hinsichtlich ihres Nutzens für Mensch und Gesellschaft und ihrer Aus-wirkungen auf die Umwelt beurteilen. den Aufbau von Systemen beschreiben und die Funktionsweise ihrer Komponenten erklä-ren (z. B. Kraftwerke, medizinische Geräte, Energieversorgung). technische Geräte und Anlagen unter Berücksichtigung von Nutzen, Gefahren und Belastung der Umwelt vergleichen und bewerten und Alternativen erläutern. W11 die Wechselwirkung zwischen Strahlung, insbesondere ionisierender Strahlung, und Materie sowie die daraus resultierenden Veränderungen der Materie beschreiben und damit mögliche medizinische Anwendungen und Schutzmaßnahmen erklären. Das Blockheizkraftwerk Effiziente Energienutzung Aufbau und Funktionsweise eines Kraftwerks regenerative Energieanlagen S7 S8 den Aufbau von Systemen beschreiben und die Funktionsweise ihrer Komponenten erklären (z.b. Kraftwerke, medizinische Geräte, Energieversorgung). Energieflüsse in den oben genannten offenen Systemen beschreiben. S10 die Funktionsweise einer Wärmekraftmaschine erklären. 13