Physik

Physik_01 (c) Bischöfliches Gymnasium Sankt Ursula Geilenkirchen (Ute Haupts)

„,Die Natur verbirgt Gott!' Aber nicht jedem!" (Goethe, Maximen und Reflexionen)

Die Physik gehört wie die Biologie und die Chemie zu den Naturwissenschaften. Sie untersucht die Vorgänge, die in der unbelebten Natur ablaufen, wenn Körper miteinander wechselwirken. Ziel ist es, Gesetze zu erkennen, die für die Eigenschaften der Körper und die physikalischen Vorgänge gelten. Diese Gesetze erkennt man entweder durch Induktion oder durch Deduktion in einem Wechselspiel von Erfahrung, Experiment, Gesetz und theoretischer Erklärung.

Diese Arbeitsweise der Physiker sollen unsere Schülerinnen und Schüler kennenlernen und immer wieder neu erfahren, jeweils bezogen auf die Möglichkeiten der Altersstufe. Besondere Bedeutung kommt dabei dem Experimentieren zu, und zwar sowohl im Schülerexperiment als auch im Demonstrationsexperiment. Vor allem in der Sekundarstufe I spielt das Schülerexperiment eine große Rolle. Wie in den anderen Naturwissenschaften wird durch sorgfältiges Protokollieren und Auswerten der Experimente die Arbeitsweise der Naturwissenschaften deutlich. Anwendungen der Gesetze auf Alltagserfahrungen und in der Technik motivieren für die Inhalte und bestätigen das Gelernte.

Weitere Informationen

Unterrichtsinhalte für das Fach Physik in der Sekundarstufe I

Unterrichtsinhalte für das Fach Physik in der Sekundarstufe I

Klasse 6

Vorbemerkungen

Die Schüler sollen für das Fach begeistert werden. Dazu sollen möglichst viele Schülerexperimente (auch Heimexperimente) durchgeführt werden.
Die Dokumentation im Heft darf nicht zu kurz kommen. (s. Protokollformular)

Im Sinne der Richtlinien soll der Energiebegriff an passenden Stellen immer wieder aufgegriffen werden.

1. Elektrizitätslehre (ca. 8 Std.; Gruppenpuzzle)

  • Elektrische Geräte
  • Jedes Gerät an die richtige Quelle
  • Ein- und Ausschalten
  • Schaltpläne
  • Leiter und Isolatoren; Bau eines Feuchtigkeitsanzeigers
  • Umgang mit elektrischem Strom
  • Reihen- und Parallelschaltung
  • Fahrradbeleuchtung
  1. Optik (ca. 6 Std.)
  • Licht und Sehen
  • Ausbreitung des Lichts
  • Licht und Schatten (insbesondere Sonne, Erde, Mond)
  • Lochkamera
  • Auge, ohne Vertiefung der Linse
  • Sehen und Gehirn
  1. Wärmelehre (ca. 8 Std; Stationenlernen; 1-2 Std. Vorbereitung)
  • Wärmequellen und Verbrennung
  • Thermometer und Temperaturen
  • Flüssigkeiten werden erwärmt und abgekühlt, insbesondere Wasser
  • Feste Körper werden erwärmt und abgekühlt
  • Gase werden erwärmt und abgekühlt
  1. Magnetismus (ca. 6 Std.)
  • Magnete mit wirkungsvollen Enden
  • Magnete wirken in den Raum
  • Jeder Pol bekommt einen Namen
  • Pole in Wechselwirkung
  • Die Erde ist ein Magnet (Vogelzug)
  • Der Kompass

5. Akustik (ca. 4 Std.)

Klasse 7

  1. Optik (ca. 30 Std.)
  • Licht an Grenzflächen
  • Optische Linsen
  • Sehvorgang, optische Instrumente
  • ggf. Farbenlehre
  1. Mechanik (ca. 30 Std.)
  • Gleichförmige Bewegung
  • Zusammenwirken von Kräften
  • Gewichtskraft und Masse
  • Seilmaschinen
  • Mechanische Arbeit und Energie
  1. Elektrik (ca. 10 Std.)
  • Stromkreise, Wassermodell, Leiter und Isolatoren, Sicherheit (vgl. 6)
  • Wirkungen des elektrischen Stromes, insbesondere die Wärmewirkung und
  • die magnetische Wirkung
  • Elektromagnete
  • Magnetische Wirkung des elektrischen Stromes als Maß für die Stromstärke


Klasse 8

1. Mechanik (ca. 30 Std.)

  • Mechanische Leistung
  • Hebelgesetze, Wellrad und Getriebe
  • Arbeit beim Hebel und beim Getriebe
  • Mechanik der Flüssigkeiten
  • Kolbendruck
  • Schweredruck, Luftdruck, Gesetz von Boyle und Mariotte
  • Auftrieb in Flüssigkeiten und Gasen
  1. Elektrik (ca. 20 Std.)
  • Die Ladung
  • Elektrolyse (in Absprache mit dem Fachbereich Chemie)
  • Teilchenmodell der Ladung
  • Wärmewirkung (Wiederholung und Vertiefung)
  • Die Spannung
  • Widerstand
  • Ohmsches Gesetz
  • Batterie, Solarzelle, Akkumulator
  • Umwandlung von Energieformen
  • Speicherung und Transport von Energie
  1. Wärmelehre (ca. 20 Std.)
  • Die allgemeine Zustandsgleichung der Gase, die absolute Temperatur
  • Innere Energie und Wärme
  • Verdampfen und Kondensieren
  • Wärmepumpen, Wärmekraftmaschinen
  • Energieerhaltung, Energieentwertung

 
Klasse 9

1. Elektrik (ca. 40 Std.)

  • Elektrische Energie und Leistung
  • Die Spannung (Wiederholung und Vertiefung)
  • Verzweigte und unverzweigte Stromkreise
  • Elektromotor
  • Induktion, Generator, Transformator
  • Erzeugung und Verteilung von elektrischer Energie
  1. Akustik (ca. 10 Std.)
  • Schallquellen, Schwingungen Schallempfänger, Resonanz
  • Schallausbreitung, Wellen, Lärmschutz
  1. Radioaktivität (ca. 20 Std.)
  • Aufbau der Atomkerne, Ionisierende Strahlung
  • Anwendungen, Strahlenschäden, Strahlenschutz
  • Energie aus Kernkraftwerken

 

Unterrichtsinhalte Physik in der Sekundarstufe II

Angegeben sind obligatorische bzw. von der Fachkonferenz festgesetzte Inhalte.

Jahrgangsstufe EF/1: Mechanik

Kinematik und Dynamik des Massenpunktes

  • Gesetze  der gleichförmigen und gleichmäßig beschleunigten Bewegung
  • träge Masse, Trägheitssatz
  • Kraft, Grundgleichung der Mechanik
  • Impuls, Impulserhaltung
  • Wurfbewegungen (lt. Richtlinien weder für den LK noch GK obligatorisch, aber lt. Fachkonferenz für uns verbindlich)
  • Kreisbewegung, Zentripetalkraft


Jahrgangsstufe EF/2: Mechanik

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

Gravitation

  • Gravitationsgesetz, Gravitationsfeld
  • Energie und Arbeit im Gravitationsfeld

Mechanische Schwingungen und Wellen

  • Schwingungsvorgänge und Schwingungsgrößen
  • harmonische Schwingungen
  • nichtlineare Schwingungen
  • Entstehung und Ausbreitung von Transversal- und Longitudinalwellen
  • Beugung
  • Interferenz von Wellen


Jahrgangsstufe Q1/1:

Elektrik

Ladungen und Felder

  • elektrisches Feld, elektrische Feldstärke E
  • Coulombsches Gesetz
  • potentielle Energie im elektrischen Feld, Spannung
  • elektrische Feldkonstante (lt. Richtlinien weder für den LK noch GK obligatorisch, aber laut Fachkonferenz für uns verbindlich)
  • elektrische Kapazität

Magnetische Felder

  • magnetisches Feld, magnetische Feldstärke B
  • Lorentzkraft
  • magnetische Feldkonstante
  • Bewegung von Ladungsträgern in elektrischen und magnetischen Feldern


Jahrgangsstufe Q1/2:

Elektromagnetismus

  • elektromagnetische Induktion, Induktionsgesetz
  • Selbstinduktion, Induktivität

Elektromagnetische Schwingungen und Wellen

  • elektromagnetischer Schwingkreis (Grundphänomene, Analogien zum mechanischen Oszillator)
  • elektromagnetische Wellen (Ausbreitung, Hertzscher Dipol)


Jahrgangsstufe Q2/1:

Wellenmodell des Lichts

  • Beugung und Interferenz

Relativitätstheorie (nur für LK obligatorisch)

  • relativistische Kinematik
  • Äquivalenz von Masse und Energie

Thermodynamik (nur für LK obligatorisch)

  • 1. Hauptsatz der Thermodynamik
  • Entropie und 2. Hauptsatz der Thermodynamik
  • dissipative Strukturen

Quanteneffekte

  • lichtelektrischer Effekt
  • Linienspektren und Energiequantelung des Atoms
  • De Broglie-Theorie des Elektrons
  • Grenzen der Anwendbarkeit klassischer Begriffe
  • Heisenbergsche Unschärferelation (nur für LK obligatorisch)


Jahrgangsstufe Q2/2:

Atombau und Kernphysik

  • Atommodell
  • Ionisierende Strahlung (Strahlungsarten, Nachweismethoden)
  • radioaktiver Zerfall
  • Kernspaltung
  • Kernfusion (nur für LK obligatorisch)
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