Schulinternet Curriculum im Fach Physik Sekundarstufe II

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1 Schulinternet Curriculum im Fach Physik Sekundarstufe II Schule: Helmholtz-Gymnasium Bonn Stand: November 2011 Jahrgangsstufe 10 eingeführtes Lehrbuch: Physik Sek. II (Teilband 11), Dorn-Bader, Schroedel-Verlag Klausuren: 1 zweistündige Klausur in 10-1; 2 zweistündige Klausuren in 10-2 Das vorliegende schulinterne Curriculum basiert auf dem derzeit eingeführten Lehrplan Physik (Richtlinien und Lehrpläne für die Sekundarstufe II Gymnasium/Gesamtschule in Nordrhein- Westfalen; i.d. Fassung vom ). e in der Jahrgangsstufe 10 In der folgenden Aufstellung sind die obligatorischen e des Lehrplans und die darüber hinaus von der Fachkonferenz als verbindlich festgelegten e aufgeführt. Ferner werden dort die e den von der Fachkonferenz Physik ausgewählten Kontexten bzw. en zugeordnet: Kontext Teilnahme am Straßenverkehr Anfahren und Überholen Bremsen und Crash Grundgrößen und Gesetze der gleichförmigen sowie gleichmäßig beschleunigten Bewegung träge Masse; Trägheitssatz; Kraft; Grundgleichung der Mechanik; Impuls; Impulserhaltung; Kraftstoß und Impulsänderung Seite 1

2 Kontext Physik und Sport Flugbahnen von Wurfobjekten Bewegungsvorgänge im Sport aus physikalischer Sicht gleichförmige und gleichmäßig beschleunigten Bewegung; waagerechter und schiefer Wurf; Unabhängigkeitsprinzip; Einfluss der Luftreibung; Kreisbewegung, Zentripetalkraft Zentrifugalkraft als Trägheitskraft im beschleunigten Bezugssystem Lageenergie und Hubarbeit; Bewegungsenergie und Beschleunigungsarbeit; Energieentwertung und Reibungsarbeit; Energiebilanzierung bei Übertragung und Umwandlung - Erhaltung und Entwertung der Energie Kontext Himmelsmechanik Die Entwicklung des astronomischen Weltbildes Ursache der Bewegungen am Himmel historische Weltbilder; Kepler schen Gesetze Gravitationsgesetz; Gravitationsfeld; astronomische Massenbestimmung Kontext Weltraumfahrt Flug ins Weltall astronomische Geschwindigkeiten; Gravitationspotential MECHANISCHE SCHWINGUNGEN - Schwingungsvorgänge und Schwingungsgrößen - harmonische Schwingung - ungedämpfte und gedämpfte Schwingungen - erzwungene Schwingung und Resonanz Seite 2

3 Jahrgangsstufe 11 und 12 eingeführte Schulbücher: - Grundkurs: Physik Sek. II (Teilband 12-13), Dorn-Bader, Schroedel-Verlag - Leistungskurs (zusätzlich zu oben) Metzler Physik; Schroedel-Verlag e in der Jahrgangsstufe 11 und 12 Überblick Jahrgangsstufe 11: Elektrik mechanische und elektromagnetische Wellen; Wellenoptik Jahrgangsstufe 12: Quantenphysik Atomphysik Kernphysik Thermodynamik Relativitätstheorie Die e werden durch die Vorgaben zum Zentralabitur und des Lehrplans bestimmt. Folgende Tabelle bietet als Synopse einen Überblick über diese Inhalte. GRUNDKURS LEISTUNGSKURS 1 ELEKTRIK LADUNGEN UND FELDER - elektrisches Feld, elektrische Feldstärke E - potentielle Energie im elektrischen Feld, Spannung, - elektrische Kapazität - magnetisches Feld, magnetische Feldgröße B - Lorentzkraft - Bewegung von Ladungsträgern in elektrischen und magnetischen Feldern - elektrisches Feld, elektrische Feldstärke (Feldkraft auf Ladungsträger im homogenen Feld) - potenzielle Energie im elektrischen Feld - magnetisches Feld, magnetische Feldgröße B, Lorentzkraft (Stromwaage) - Bewegung von Ladungsträgern in elektrischen und magnetischen Feldern (Braunsche Röhre, Fadenstrahlrohr, Wien-Filter) ELEKTRIK LADUNGEN UND FELDER - zentralsymmetrisches Feld, Coulomb'sches Gesetz - radialsymmetrisches Feld - Hall-Effekt 1 Es werden nur die zum GK zusätzlichen obligatorischen Themen aufgeführt. Seite 3

4 GRUNDKURS LEISTUNGSKURS ELEKTROMAGNETISMUS - elektromagnetische Induktion, Induktionsgesetz - Selbstinduktion, Induktivität - Elektromagnetische Induktion, Induktionsgesetz (Drehung einer Leiterschleife im homogenen Magnetfeld) - Selbstinduktion, Induktivität (verzögerter Einschaltvorgang bei Parallelschaltung von L und R, Ein- und Ausschaltvorgänge bei Spulen) MECHANISCHE WELLEN - Entstehung und Ausbreitung von Transversal- und Longitudinalwellen - Beugung - Interferenz von Wellen ELEKTROMAGNETISCHE SCHWINGUNGEN UND WELLEN - elektromagnetischer Schwingkreis (Grundphänomene, Analogien zum mechanischen Oszillator) - elektromagnetische Wellen (Ausbreitung) - Ausbreitung von Licht (Beugung, Interferenz) ELEKTROMAGNETISCHE SCHWINGUNGEN UND WELLEN - Hertz'scher Dipol - Elektromagnetischer Schwingkreis, Analogie zum Schwingkreis 1Hz, Federpendel) - Interferenz (Mikrowelleninterferenz, Wellenwanne, Doppelspalt und Gitter, Wellenlängenmessung) Seite 4

5 GRUNDKURS ATOM- UND QUANTENPHYSIK ATOMBAU UND KERNPHYSIK - Atommodelle - ionisierende Strahlung (Strahlungsarten, Nachweismethoden) - radioaktiver Zerfall - Kernspaltung (Kernbausteine, Bindungsenergie, Kettenreaktion) LEISTUNGSKURS ATOM- UND QUANTENPHYSIK ATOMBAU UND KERNPHYSIK - Kernfusion - Linienspektren und Energiequantelung des Atoms, Atommodelle (Beobachtung von Spektrallinien am Gitter, Franck- Hertz-Versuch) - Ionisierende Strahlung (Röntgenspektroskopie) - Radioaktiver Zerfall (Halbwertszeitmessung, Reichweite von Gammastrahlung, Absorption von Gammastrahlung) QUANTENEFFEKTE - lichtelektrischer Effekt und Lichtquantenhypothese - Linienspektren und Energiequantelung des Atoms - de Broglie-Theorie des Elektrons - Grenzen der Anwendbarkeit klassischer Begriffe in der Quantenphysik QUANTENEFFEKTE - Heisenberg'sche Unbestimmtheitsrelation - Lichtelektrischer Effekt und Lichtquantenhypothese (h-bestimmung mit Photozelle und Gegenfeldmethode) - de Broglie-Theorie des Elektrons, Welleneigenschaften von Teilchen, (Elektronenbeugung an polykristalliner Materie) - Grenzen der Anwendbarkeit klassischer Begriffe in der Quantenphysik (Doppelspaltversuch mit Elektronen und Licht reduzierter Intensität) Seite 5

6 GRUNDKURS LEISTUNGSKURS THERMODYNAMIK ENERGIEERHALTUNG UND ENERGIEENTWERTUNG - Hauptsatz der Thermodynamik - Entropie und 2. Hauptsatz der Thermodynamik - dissipative Strukturen - Thermodynamische Maschinen (Stirling-Motor, Stirling-Kreisprozess, Wärmepumpe) RELATIVITÄTSTHEORIE - relativistische Kinematik - Äquivalenz von Masse und Energie - Konstanz der Lichtgeschwindigkeit und deren Konsequenzen (Michelson Experiment) - relativistischer Impuls, Äquivalenz von Masse und Energie Seite 6