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Schulinternes Fachcurriculum Physik

Stand: 07. März 2011

Sekundarstufe I

Sekundarstufe II

Sekundarstufe I

Jahrgangsstufe 5

1. Wärmelehre

  • Physikalische Begriffe (Körper, Volumen, Stoffe)
  • Temperaturempfinden des menschlichen Körpers ist subjektiv
  • Temperatur
  • Temperaturkurve beim Erwärmen von Wasser, Aufbau von Messprotokollen, Diagramme
  • Ausdehnung von Flüssigkeiten
  • Aufbau eines Thermometers; Fixpunkte von Wasser
  • Temperaturskalen (Celsius, Kelvin, Fahrenheit)
  • Ausdehnung von festen Stoffen
  • Bimetall
  • Ausdehnung von Gasen
  • Wärme & Energie
  • Sonnenstand
  • Wärmetransport (Wärmemitführung, Wärmeleitung, Wärmestrahlung)
  • Aggregatzustände (fest, flüssig, gasförmig)

  • Kompass
  • Welche Materialien werden von Magneten angezogen? (Ferromagnetismus)
  • Eigenschaften von Magneten (anziehen und abstoßen)
  • Magnetfelder; Feldlinien, Feldlinienbilder (Stabmagnet und Hufeisenmagnet)
  • Magnetisieren und Entmagnetisieren (Elementarmagnete)

  • Was ist elektrischer Strom?
  • Atomaufbau (Kern-Hülle-Modell; Elektronen in Hülle)
  • Schaltzeichen (Kabel, Schalter, Lampe, Batterie, Gleichstromquelle, Wechselstromquelle)
  • Einfacher Stromkreis
  • Leitfähigkeit von festen Stoffen (Leiter, Isolator)
  • Leitfähigkeit von Flüssigkeiten
  • Wirkungen des elektrischen Stroms (thermisch, optisch, magnetisch und chemisch)
  • Aufbau einer Glühlampe
  • Und-Schaltung, Oder-Schaltung, Reihenschaltung, Parallelschaltung
  • Umschalter (Wechselschalter)
  • Der Begriff Masse (Stromkreis „ohne" Rückleitung)
  • Elektrische Spannung
  • Gefahren von Elektrizität!
  • Schutzkontakt; Funktionsweise der 3 Leitungen in einer Steckdose
  • Energietransportketten

  • Geradlinige Ausbreitung von Licht (Modell Lichtstrahl, das Sehen von Gegenständen)
  • Optische Eigenschaften von Körpern (transparent, durchsichtig, farbig, schwarz, weis)
  • Licht und Schatten
  • Halb- und Kernschatten
  • Sonnen- und Mondfinsternis
  • Mondphasen

  • Schallquellen, Schallempfänger
  • Schallausbreitung
  • Tonhöhen & Läutstärke

Jahrgangsstufe 7

6. Optik

  • Kurze Wiederholung aus der Jgst. 5 (geradlinige Ausbreitung von Licht etc.)
  • Eigenschaften von Spiegeln, Spiegelbild
  • Reflexionsgesetz, Strahlengang am Spiegel
  • Wie groß muss ein Spiegel sein, damit ich mich komplett darin sehen kann?
  • Hohl- & Wölbspiegel (Brennpunkt, Strahlengang)
  • Lichtbrechung
  • Totalreflexion (Lichtleiter)
  • Linsen (Sammel- & Streulinsen) (Brennpunkt, Strahlengang)
  • Optische Geräte (Sehwinkel, Auge, Sehfehlerkorrektur, Lupe, Fernrohr, Teleskop, Mikroskop, Fotoapparat, Projektoren und opt. Täuschungen)
  • Prisma, Dispersion, Farbspektren von weißem Licht und von Spektrallampen
  • Farbaddition, Farbsubtraktion, Farbkreis

7. Elektrizitätslehre

  • Kurze Wiederholung aus der Jgst. 5 (Schaltzeichen, Schaltbilder)
  • Elektrische Ladung (negativ, positiv), Eigenschaften von Ladungen
  • Elektroskop
  • Ladungstrennung durch Reibung, Bandgenerator
  • Influenz
  • Ladung und Stromstärke
  • Amperé-Meter (Drehspulmessgerät und Digitalmessgerät)
  • Kirchhoffsche Knotenregel
  • Ströme in Reihen- & Parallelschaltungen
  • Sicherungen
  • Elektrische Spannung
  • Voltmeter
  • Kirchhoffsche Maschenregel
  • Kennlinie verschiedener elektrischer Geräte (Glühlampe  <=>  Konstantandraht)
  • Ohmsches Gesetz; elektrischer Widerstand
  • Spezifischer Widerstand

8. Mechanik

  • Geschwindigkeit und Beschleunigung
  • Kräfte und ihre Messung
  • Kraft als Vektor
  • Gewichtskraft, Masse
  • Reibung, schiefe Ebene
  • Zusammenwirken von Kräften

  • Kurze Wiederholung aus der Jgst. 7 (Begriff der Kraft)
  • Mechanische Arbeit, Energie und Leistung
  • Hebel & Flaschenzug
  • Energieerhaltung
  • Druck in Flüssigkeiten & Gasen
  • Schweredruck
  • Auftrieb in Flüssigkeiten
  • Kurze Wiederholung aus der Jgst. 7 (Spannung, Stromstärke, etc.)
  • Leistung
  • Elektrische Energie
  • Elektrische Energie und Leistung im Haushalt
  • Elektrische Energie und Leistung bei Reihen- & Parallelschaltungen
  • Oersted, Elektromagnetismus
  • Elektromotor
  • Lorentzkraft (Leiterschaukel)
  • Induktion
  • Generator
  • Wirkungsgrad
  • Kurze Wiederholung aus der Jgst. 5 (Temperatur, etc.)
  • Temperatur im Teilchenmodell (Brownsche Bewegung)
  • Innere Energie & Wärme
  • Spezifische Wärmekapazität
  • Wärmekraftmaschine (Dampfmaschine)
  • Aufbau und Funktionsweise eines Kraftwerks
  • Regenerative Energieanlagen
  • Energieumwandlungsprozesse
  • Erhaltung & Umwandlung von Energie

12. Radioaktivität und Kernenergie

  • Aufbau der Atome
  • Ionisierende Strahlung (Art, Reichweite)
  • Zerfallsreihen
  • Halbwertzeit
  • Strahlennutzen
  • Strahlenschäden und Strahlenschutz
  • Kernspaltung
  • Nutzen und Risiken der Kernenergie

Einführungsphase

  • Physikalische Größen (SI-Einheiten; Def. Sekunde, Def. Meter)
  • Geradlinig gleichförmige Bewegung; st-Diagramm, vt-Diagramm; Umrechnung von km/h in m/s
  • Geradlinig gleichmäßig beschleunigte Bewegung; st-Diagramm, vt-Diagramm, at-Diagramm
  • Freier Fall
  • Waagrechter Wurf; SuperpositionsprinzipSenkrechter Wurf nach oben
  • Schräger Wurf (nur allgemein; mit Vektorbetrachtung)
  • Kurze Wiederholung aus der Sek I; Wirkung von Kräften (verformende und beschleunigende; Kräfte als Vektoren); Def. Kraft, Hookesches Gesetz; Dichte; Def. Kilogramm
  • 1. newtonsches Axiom (Trägheitsgesetz)
  • 2. newtonsches Axiom (Grundgleichung der Mechanik)
  • 3. newtonsches Axiom (Wechselwirkungsgesetz) „actio = reactio"
  • Reibungskräfte; Haftreibung; Gleitreibung; Rollreibung
  • Kurze Wiederholung aus Sek I: „Arbeit ist gleich Kraft mal Weg"
  • Def. mechanische Arbeit
    1. Beschleunigungsarbeit
    2. Hubarbeit
    3. Spannarbeit
    4. Reibungsarbeit
  • Def. Leistung
  • Def. Energie
    1. Kinetische Energie
    2. Potentielle Energie
    3. Spannenergie
  • Energieerhaltungssatz
  • Def. Impuls
  • Neue Def. Kraft
  • Impulserhaltung
  • Stoßvorgänge und Erhaltungssätze
    1. zentraler unelastischer Stoß
    2. zentraler elastischer Stoß
    3. schiefer elastischer Stoß -> Reflexionsgesetz
  • Gleichförmige Kreisbewegung; Umlaufdauer, Frequenz, Bahngeschwindigkeit, Winkelgeschwindigkeit; Radialbeschleunigung
  • Zentripetalkraft 

5. Gravitationstheorie

  • astronomische Weltbilder
  • unser Planetensystem (Aufbau)
  • 1. Keplersches Gesetz
  • 2. Keplersches Gesetz
  • 3. Keplersches Gesetz
  • Gravitationsgesetz; Gravitationskonstante
  • Astronomische Massenbestimmung
  • Def. Gravitationsfeld, Gravitationsfeldstärke
  • Feldlinienbegriff
  • Radialfeld
  • Potential
  • Verschiebungsarbeit
  • Fluchtgeschwindigkeit

6. elektrische Ladungen & Felder

  • Kurze Wiederholung aus Sek I (Ohmsches Gesetz, Spannung, Stromstärke, Widerstand, Leistung, etc.)
  • Def. Ladung
  • Def. E-Feld & Eigenschaften
  • Feldlinie, Feldlinienbilder
  • Kraftwirkung in elektrischen Feldern
  • Coulombsches Gesetz
  • Arbeit im E-Feld
  • Def. elektrisches Potential
  • Def. Spannung
  • Plattenkondensator
  • Def. Kapazität
  • Dielkektrikum
  • Kondensatorschaltungen; parallel, in Reihe
  • Millikanversuch (e-Bestimmung)

Qualifikationsphase

Alle Inhalte gelten sowohl für den Leistungs- als auch für den Grundkurs, bis auf die Inhalte, welche in geschweiften Klammern {  } stehen, diese gelten nur für den Leistungskurs.

7. Mechanische Schwingungen

  • Definition einer Schwingung und Schwingungsgrößen
  • Dämpfung
  • Harmonischer Oszillator, Bewegungsgesetze f. harmonische Schwingungen
  • Federpendel, Fadenpendel
  • Energie einer Schwingung
  • Überlagerung von Schwingungen (gleichphasig, gegenphasig, Schwebung, Lissajour-Figuren)
  • Kopplung von Schwingungen (Eigenschwingung, Eigenfrequenz)

8. Mechanische Wellen

  • Definition von Wellen, Wellengrößen
  • Wellenarten (transversal, longitudinal)
  • Lineare Wellengleichung
  • Polarisation von Wellen (linear, elliptisch, zircular), Nachweis: Licht ist eine transversale Welle
  • Ebene und räumliche Wellen (Wellenfront, Wellenstrahl)
  • Doppler-Effekt
  • Überschallgeschwindigkeit, Machsche Zahl
  • Überlagerung von Wellen, Interferenz, Gangunterschied, Bedingungen für Maxima und Minima, Interferenzbilder
  • Reflexion (Phasensprünge), Brechung, Beugung
  • Huygensches Prinzip
  • Stehende Wellen
  • {Exkurs: Ultraschall in der Medizin}
  • {Exkurs: Physik und Musik}

9. Bewegte Ladungsträger & magnetische Felder

  • Magnetfeld, Feldlinien(-bilder), homogen, inhomogen
  • Linke Hand-Regel
  • Lorentzkraft, Stromwaage
  • Drei-Finger-Regel der linken Hand
  • Magnetische Flussdichte
  • Bewegungen von e- im E-Feld
  • Hall-Effekt
  • Permeabilitätskonstante
  • ferromagnetisch, diamagnetisch, paramagnetisch
  • Hysteresiskurve
  • Bewegte Ladungen im B-Feld, e/m-Bestimmung (Fadenstrahlrohr)
  • Ablenkung von e- im B-Feld
  • Massenspektrometer & Wienfilter

10. Induktion & Wechselstrom

  • Induktionsgesetz; magnetischer Fluss
  • Lenzsche Regel
  • Selbstinduktion
  • Energie im B-Feld, Energiedichte
  • Erzeugung einer Wechselspannung (Generatorprinzip)
  • Zusammenwirkung von Wechselspannung und Wechselstrom an R, L und C (Phasendiagramme)
  • Leistung im Wechselstromkreis
  • Weschselstromwiderstände
  • Reihen- & Parallelschaltung von R, L & C
  • {Auf- und Entladung eines Kondensators}
  • {Induktivität: verzögerter Einschaltvorgang bei Parallelschaltung von L und R, Ein- und Ausschaltvorgänge bei Spulen}

11. Elektromagnetische Schwingungen & Wellen

  • Elektrischer Schwingkreis (Thomsonsche Schwingungsgleichung)
  • Elektromagnetische Welle
  • Hertzscher Dipol
  • Wellenmodell des Lichtes (Reflexion, Brechung (Brechungsindizes), Totalreflexion, Dispersion, Polarisation, Beugung, Kohärenz & Interferenz)
  • Interferenz am Doppelspalt / Gitter
  • {Mikrowellen: Brechung (Prisma); Reflexion; Beugung; Linsenwirkung; Wellenlängenbestimmung mittels stehender Welle}
  • {Exkurs: Rundfunktechnik AM und FM}
  • {Bestimmung der Lichtgeschwindigkeit: Fizeau-Versuch}
  • {Interferenz am Einfachspalt}
  • {Exkurs: Interferenz an dünnen Schichten}
  • {Exkurs: Auflösungsvermögen optischer Instrumente und des Auges}

12. Quantenmechanik

  • Lichtelektrischer Effekt (Photoeffekt)
  • Plancksches Wirkungsquantum, Bestimmung von h mit Gegenfeldmethode, Austrittsarbeit, Grenzfrequenz
  • {Umkehrung des Fotoeffektes – Bestimmung von h mit Leuchtdioden}
  • Lichtquantenhypothese (Photonen, Impuls, Ruhemasse)
  • Bragg-Reflexion, Bragg-Gleichung
  • Röntgenspektroskopie (Umkehrung des Photoeffekts; Bremsstrahlung)
  • De Broglie-Theorie der Elektronen (Elektronenbeugung am Doppelspalt)
  • {Doppelspaltversuch mit Elektronen und Licht reduzierter Intensität}

13. Atomphysik

  • Bohrsches Atommodell
  • Spektrallinien verschiedener Atome
  • Energiezustände in Atomen (optische Anregung, Elektronenstoß)
  • Franck-Hertz-Versuch, Quantelung der Energieniveaus
  • Weitere Betrachtungen der Röntgenstrahlung (charakteristische Strahlung)
  • Bohrsche Postulate (Elektronenradius und Energiedifferenz bei Sprüngen)

14. Kernphysik

  • Aufbau von Atomkernen
  • Geiger-Müller-Zählrohr, Zählrate
  • Eigenschaften radioaktiver Strahlung
  • Strahlungsarten, Energiespektren, Reichweite, Abschirmungsverhalten, Halbwertsdicke
  • Halbwertszeit, Zerfallsgesetz
  • Zerfallsreihen; Vorgänge im Kern; Umgang mit Nuklidkarte
  • Energie von Alpha-Teilchen
  • Strahlenschutz (Aktivität, Energiedosis, Energiedosisleistung, Äquivalenzdosis, effektive Dosis)
  • Strahlenwirkungen (deterministisch, stochastisch)
  • Kernspaltung, freiwerdende Energie
  • Kettenreaktion, kritische Masse
  • Kernreaktoren (Siedewasserreaktor, Druckwasserreaktor, Hochtemperaturreaktor)
  • Kernfusion

15. spezielle Relativitätstheorie

  • {Konstanz der Lichtgeschwindigkeit und deren Konsequenzen (Michelson-Experiment)}
  • {relativistischer Impuls, Äquivalenz von Masse und Energie}
  • {Exkurs: Global Positioning System (GPS)}

Autor dieser Seite: Thorsten Wetter


Europaschule

Kurz notiert

Die Klausurenpläne für die 4. Klausurenphase in der EF und Q1 sind online.

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