asset.klett.de · Web viewImpulse Physik Oberstufe Gesamtband (Ausgabe 2016, ISBN 978-3-12-772690-9) Stoffverteilungsplan Einführungsphase und Qualifikationsphase Rheinland-Pfalz

Impulse Physik Oberstufe Gesamtband (Ausgabe 2016, ISBN 978-3-12-772690-9)

Stoffverteilungsplan Einführungsphase und Qualifikationsphase Rheinland-Pfalz

Auf den folgenden Seiten finden Sie einen Vorschlag für einen Stoffverteilungsplan zum Lehrplan Physik. Der Lehrplan enthält folgende Vorgaben:

- In der Einführungsphase sind alle sieben Pflichtbausteine im Unterricht zu behandeln, von den sechs Wahlpflichtbausteinen sind zwei auszuwählen und zu unterrichten.

- In der Qualifikationsphase ist die Behandlung der elf Pflichtbausteine vorgeschrieben. Sie sind um zwölf Bausteine zu ergänzen, die aus dem Wahlpflichtbereich ausgewählt werden können.

Der vorliegende Stoffverteilungsplan ordnet jedem Lehrplanbaustein die passenden Seiten des Schülerbuches zu. Für die Qualifikations-phase wurde diese Zuordnung für die Bausteine des Leistungsfachs vorgenommen. Diese kann auch als Orientierung für die Lehrplanbausteine des Grundfachs dienen.

Thema / LF / Pflichtbausteine der Einführungsphase

Ustd Inhalte Kompetenzen Seite im Schülerbuch 772690 / Impulse Physik Oberstufe

Kinematik Kapitel: Beschreiben von Bewegungen

10 - Bewegungsgrößen- gleichförmige Bewegung- gleichmäßig beschleunigte

Bewegung

- Formale und begriffliche Grundkenntnisse bereitstellen und einen sicheren Umgang mit den Bewegungsgrößen einüben.

- Begriffsbildung, Mathematisierung und Idealisierung im Sinne des Methodenlernens fördern.

S. 8 Beobachten von BewegungenS. 10 Geradlinige Bewegungen mit konstanter GeschwindigkeitS. 14 Experiment: Untersuchung nicht gleichförmiger BewegungenS. 15 Geradlinige Bewegungen mit veränderlicher

GeschwindigkeitS. 16 Methoden: AbleitenS. 18 Methoden: Auswerten von BeschleunigungsvorgängenS. 20 Experiment: Untersuchung von FallbewegungenS. 21 Fallbewegungen

Dynamik Kapitel: Ursache von Bewegungen

10 - Wechselwirkungs-konzept für Kräfte

- Trägheit- Grundgleichung der

Mechanik- Wechselwirkungs

prinzip

- Eine Vertrautheit mit dem Kraftkonzept bewirken und einen sicheren Umgang mit der Grundgleichung einüben.

- Bei einem Aufbau der Mechanik über den Impuls oder die Impulsströme den Baustein Erhaltungssätze der Mechanik integrieren.

S. 38 KräfteS. 40 Experiment: Untersuchung der Wechselwirkung von KörpernS. 41 Kraft und GegenkraftS. 42 TrägheitS. 43 Experiment: Kräfte beschleunigen KörperS. 47 Kraft, Masse, BeschleunigungS. 45 Methoden: Physikalische Formeln verstehenS. 46 Exkurs: Die Newton’schen Axiome

Erhaltungssätze der Mechanik Kapitel: Erhaltungssätze

10 - Energie; Impuls- Energieerhaltungssatz- Impulserhaltungssatz

- Das Konzept der Erhaltung und die Methode des Bilanzierens in ihrer Bedeutung demonstrieren und deren Anwendung einüben.

- Bei einem Zugang über mengenartige Größen diesen Baustein vorziehen.Eine Fortführung des Energiekonzeptes in entsprechenden Bausteinen der Qualifikationsphase beachten.

S. 62 Experiment: Die Energie der BewegungS. 63 Experiment: Die SpannenergieS. 64 Mechanische EnergieS. 65 Methoden: Energieerhaltungsprinzip an der schiefen EbeneS. 66 Energie und freier FallS. 67 Das EnergiekonzeptS. 68 EnergieübertragungS. 71 Methoden: Energieerhaltung beim Lösen von ProblemenS. 76 Experiment: Untersuchung von StoßvorgängenS. 77 ImpulsS. 80 Impuls und Kraft

Stoffverteilungsplan EP/QP RP zu Impulse Physik Oberstufe 2

Kreisbewegung Kapitel: Beschreiben von Bewegungen / Ursache von Bewegungen

6 - beschreibende Größen- gleichförmige Kreisbewegung

als beschleunigte Bewegung

- Formale und begriffliche Grundkenntnisse bereitstellen und einüben.- Eine integrierte Behandlung in Kombination mit anderen Bausteinen ist

möglich.

S. 29 Die KreisbewegungS. 30 Beschleunigung bei der KreisbewegungS. 30 Methoden: Mathematische Herleitung der

ZentripetalbeschleunigungS. 48 Experiment: Untersuchung von KreisbewegungenS. 49 Kräfte bei der Kreisbewegung

Methoden der Mechanik Kapitel: Beschreiben von Bewegungen / Erhaltungssätze

10 - Kraftansatz; Energieansatz- Messwerterfassung und

Fehlerbetrachtungen mechanischer Größen

- Die kombinierte Nutzung gewonnener Erkenntnisse und Methoden einüben.

- Methodenlernen anhand komplexerer Problemstellungen zur Mechanik fördern. Eine gesplittete Behandlung in Kombination mit anderen Mechanikbausteinen ist möglich.

S. 13 Methoden: Wie genau dürfen, wie genau müssen Messergebnisse sein?

S. 23 Methoden: VideoanalyseS. 51 Exkurs: ScheinkräfteS. 54 Methoden: Die computergestützte ModellbildungS. 56 Methoden: Modelbildung an einem Beispiel mit nicht konstanter KraftS. 73 Exkurs: Der Weg zum EnergieerhaltungssatzS. 74 Methoden: Physik und Straßenverkehr: zwei SichtweisenS. 81 Methoden: RaketenflugS. 468 Umgang mit Messfehlern

Elektrische Wechselwirkung I Kapitel: Elektrisches Feld

10 - elektrische Ladung; Stromstärke

- elektrische Influenz- Coulomb-Wechselwirkung- Radialfeld; elektrische

Feldstärke

- Grundkenntnisse und ein strukturierendes Überblickswissen bereitstellen.- Die Begrifflichkeit kann auch über das homogene Feld angegangen

werden. Den Zeitrahmen nicht durch überzogene Rechnungen gefährden.

S. 128 Elektrische LadungS. 129 Influenz und PolarisationS. 130 Elektrische FelderS. 131 Experiment: Die elektrische FeldstärkeS. 132 Die elektrische FeldstärkeS. 133 Das Coulomb’sche GesetzS. 134 Exkurs: Drucken und Lackieren – mit Hilfe elektrischer Ladung

Elektrische Wechselwirkung II Kapitel: Elektrisches Feld

10 - Bewegung einer Punktladung im homogenen elektrischen Feld

- Kondensator- elektrische Feldenergie- Elementarladung

- Ein solides Grundwissen vermitteln.- Beabsichtigte Vertiefungen und Ergänzungen sind in Verbindung mit dem

Wahlbaustein Teilchen in Feldern möglich.- Praktikum: Äquipotentiallinien.

S. 135 Energie und Spannung im elektrischen FeldS. 137 Exkurs: Die elektrische Spannung in Biologie und MedizinS. 138 Der Kondensator, ein LadungsspeicherS. 140 Experiment: Eigenschaften des KondensatorsS. 141 Der Kondensator im StromkreisS. 142 Methoden: Der Kondensator in der ModellbildungS. 144 Ladungsträger im elektrischen FeldS. 145 Exkurs: Ablenkung in einer ElektronenstrahlröhreS. 146 Experiment: Der MillikanversuchS. 147 Nachweis der Elementarladung


Thema / LF / Wahlpflichtbausteine der Einführungsphase


Relativistische Dynamik Kapitel: Beschreiben von Bewegungen

6 - Masse-Energie-Äquivalenz- Zusammenhänge zwischen

Energie, Impuls, Geschwindigkeit

- Grenzfälle

- Einen Einblick in relativistische Zusammenhänge geben und ein Bewusst-sein vom Grenzfallcharakter der Newton’schen Mechanik erzeugen.

- Entsprechende Formeln angeben und interpretieren.Modellbildungssysteme nutzen.Der Baustein kann auch in der Qualifikationsphase behandelt werden.

S. 438 Das Michelson-Morley-ExperimentS. 439 Die Einstein’schen PostulateS. 442 Ort, Zeit, EreignisS. 444 Experiment: Gedankenexperiment LichtuhrS. 445 Messen und WahrnehmenS. 450 Relativistische Masse, Energie und Impuls

Reibung Kapitel: Beschreiben von Bewegungen / Ursache von Bewegungen

6 - Fall in Luft- Anfahr- und Bremsvorgänge

- Die Bedeutung der Reibung bei realen Bewegungsvorgängen experimentell bewusst machen

- Ein ausführliches Beispiel reicht. Entsprechende Formeln angeben und Modellbildungssysteme nutzen.

S. 38 KräfteS. 50 Kreisbewegungen im VerkehrS. 57 Methoden: Simulation einer Fallbewegung

Wurfbewegungen Kapitel: Beschreiben von Bewegungen

6 - Superpositionsprinzip- waagerechter Wurf- schiefer Wurf

- Einen sicheren Umgang mit den Bewegungsproblemen herbeiführen.- Dieser Baustein kann als Übungs- und Vertiefungsinsel genutzt werden.

Simulationen und Modellbildungssysteme nutzen.

S. 24 Bewegungen in zwei DimensionenS. 26 WurfbewegungenS. 28 Methoden: Der schiefe Wurf - Messverfahren

Gravitation Kapitel: Gravitiationsfeld

6 - Gravitationsgesetz- Satellitenbewegung

- Ein Grundwissen vermitteln und die kombinierte Nutzung erworbener Erkenntnisse und Methoden einüben.

- Eine Kombination mit dem Baustein Kreisbewegung ist bedenkenswert. Der Einsatz von Computersimulationen ist empfehlenswert.

S. 88 Bewegungen am HimmelS. 90 Das GravitationsgesetzS. 91 Exkurs: Das Entstehen der GezeitenS. 95 Methoden: Punktweise Berechnung von PlanetenbahnenS. 96 Das Gravitationsfeld

Physik und Verkehr Kapitel: Beschreiben von Bewegungen / Erhaltungssätze

6 - Größenordnungen von Geschwindigkeiten, Beschleunigungen, Kräften, Energien im Straßenverkehr

- sicherheitstechnische Konsequenzen; Sicherheitsregeln

- Fachinhalte vertiefen und ergänzen und an verkehrsphysikalischen Fragestellungen anwenden.

- Ein projektartiges Arbeiten bietet sich an. Unter der Thematik können auch entsprechende Pflichtbausteine behandelt werden.

S. 12 Methoden: Überholen? …Im Zweifel nie!S. 18 Methoden: Auswerten von BeschleunigungsvorgängenS. 19 Methoden: Was man aus Diagrammen ablesen kann - BremsvorgängeS. 47 Exkurs: Eine Knautschzone hilf Leben rettenS. 50 Kreisbewegungen im Verkehr


Physik und Sport Kapitel: Beschreiben von Bewegungen / Erhaltungssätze

6 - Größenordnungen von Geschwindigkeiten, Beschleunigungen, Kräften, beim Sport

- biomechanische Grundlagen- sporttechnische und sport-

medizinische Konsequenzen

- Fachinhalte vertiefen und ergänzen und an sportphysikalischen Fragestellungen anwenden.

- Fachübergreifende Aspekte der Thematik nutzen. Ein projektartiges Arbeiten bietet sich an. Unter der Thematik können auch entsprechende Pflichtbausteine behandelt werden.

S. 70 Die Sprunghöhe


Thema / LF / Pflichtbausteine der Qualifikationsphase


Magnetische Wechselwirkung Kapitel: Magnetisches Feld

10 - Magnetfelder und bewegte Ladungen- magnetische Feldstärke; Lorentzkraft- Halleffekt

- Ein solides Grundwissen vermitteln.- Strukturelle Gesichtspunkte durch Analogiebetrachtungen und Vergleiche betonen. Empfehlenswert ist die Verknüpfung mit dem Wahlbaustein Teilchen in Feldern.

S. 158 Das magnetische FeldS. 159 Magnetfeld elektrischer StrömeS. 160 Experiment: Untersuchung der magnetischen FeldstärkeS. 161 Elektronen im MagnetfeldS. 162 Die LorentzkraftS. 163 Experiment: Der Hall-EffektS. 164 Elektrizitätsleitung in festen Stoffen

Elektromagnetische Wechselwirkung I Kapitel: Induktion

10 - Induktion- allgemeines Induktionsgesetz- Lenz'sche Regel; Selbstinduktion; Induktivität

- Ein solides Grundwissen vermitteln.- Entsprechend der didaktischen Absicht (grundlagenorientiert vs. anwendungsorientiert) empfiehlt sich die Verknüpfung dieses

Grundlagenbausteins mit einem entsprechenden Wahlbaustein. Der enge Zeitrahmen kann damit entschärft werden

S. 179 Experiment: Erzeugung einer Induktionsspannung an einer LeiterschaukelS. 180 Methode: Einsatz von Messwerterfassungssystemen IS. 181 Elektrische Spannung durch MagnetfelderS. 185 Die Lenz’sche RegelS. 188 Selbstinduktion

Mechanische Schwingungen I Kapitel: Schwingungen

10 - Schwingungsphänomene und beschreibende Größen- Bewegungsgleichung und

Bewegungsgesetze der freien linearen Schwingung- Schwingungsdauerformel; Energie des linearen Oszillators

- Ein solides Grundwissen vermitteln.- Die Rolle der Mathematik kann hier eindrucksvoll zur Einsicht gebracht werden, indem die Thematik mit den zur Verfügung stehenden Mitteln der Analysis angegangen wird. Mathematisieren, Formelinterpretation und Analogiedenken im Sinne des Methodenlernens fördern.- Praktikum: Schwingungsdauer

S. 104 Experiment: Untersuchung eines FederpendelsS. 105 Merkmale von SchwingungenS. 106 Kräfte bei der harmonischen SchwingungS. 106 Methoden: Modellbildung zum linearen KraftgesetzS. 107 Energie und harmonischer OszillatorS. 107 Methoden: Die Bedeutung der Ableitung zeitlich veränderlicher

GrößenS. 108 Methoden: Die Ableitung in der PhysikS. 110 Experiment: Das FadenpendelS. 113 Methoden: Darstellung einer Schwingung im Zeigermodell

Elektromagnetische Schwingungen Kapitel: Induktion

10 - elektromagnetischer Schwing- kreis; Analogie zum mechanischen Oszillator- Thomson-Formel- Energie des elektrischen Schwingkreises- gedämpfte Schwingungen

- Ein strukturierendes Grundwissen vermitteln.- Im Gegensatz zum Grundfach sind hier Herleitungen aus der Differentialgleichung angebracht. Mathematisieren, Formelinterpretation und Analogiedenken im Sinne des Methodenlernens fördern.

S. 204 Der elektrische SchwingkreisS. 205 Methoden: Herleitung und Lösung der Thomson’schen SchwingungsgleichungS. 206 Methoden: Analogie zwischen mechanischen und elektromagnetischen Schwingungen


Mechanische Wellen Kapitel: Wellen

10 - Entstehung und Ausbreitungvon Wellen

- Beschreibende Größen undWellengleichung

- Interferenz; Huygens'schesPrinzip

- stehende Wellen

- Ein solides Grundwissen vermitteln.- Im Gegensatz zum Grundfach sind hier vertiefende Übungen zu empfehlen.

Es kann auch sinnvoll sein, interaktive Computersimulationen zu nutzen.- Praktikum: Stehende Wellen

S. 214 Mechanische WellenS. 216 Harmonische WellenS. 218 Methoden: Mathematische Beschreibung von WellenS. 222 Überlagerung von WellenS. 224 Methoden: InterferenzS. 225 Experiment: Erzeugung stehender Wellen an einem GummibandS. 226 Stehende WellenS. 228 Experiment: Ausbreitung von WasserwellenS. 230 Das Huygens’sche Prinzip

Wellenoptik I Kapitel: Wellenmodell des Lichtes

10 - Doppelspaltexperiment undWellenmodell des Lichts

- Auflösungsvermögen- Polarisation- elektromagnetisches Spektrum

- Eine Vertrautheit mit dem Wellenmodell herstellen und dessen Anwendung

auf Lichtphänomen fördern.- Ergänzend oder ersatzweise sind unter Beachtung des Zeitrahmens auch andere Experimente möglich (Fresnelspiegel, Einfachspalt, Gitter,...).

Eine evtl. Fortführung in dem Wahlbaustein Wellenoptik II bedenken

S. 250 Experiment: Untersuchung von Licht am ZweifachspaltS. 251 Interferenzen am ZweifachspaltS. 257 Experiment: Untersuchung von Licht am optischen GitterS. 258 Interferenz von Licht am optischen StrichgitterS. 262 Beugung von LichtS. 263 Beugung begrenzt das AuflösungsvermögenS. 269 Polarisation des LichtesS. 272 Das Spektrum elektromagnetischer Strahlung

Mikroobjekte I Kapitel: Quantenobjekte

10 - quantenmechanisches Verhalten von freien Elektronen und Photonen am Doppelspalt (experimentelle Befunde)- Wahrscheinlichkeitswelle- Heisenberg'sche Unschärfe- relation

- In die quantenphysikalische Denkweise als Fundament naturwissenschaftlicher Bildung einführen.- Die Problematik der Begriffsbildung auf der Basis der experimentellen Befunde am Doppelspaltexperiment thematisieren.

S. 281 Interferenz mit ElektronenS. 282 Elektronen am ZweifachspaltS. 289 Exkurs: Photonen erzeugen BeugungsbilderS. 290 Zwei-Wege-Experimente S. 292 QuantenobjekteS. 298 Die Heisenberg’sche UnbestimmtheitsrelationS. 305 Zustandsfunktionen

Mikroobjekte III Kapitel: Quantenobjekte

10 - Fotoeffekt- Comptoneffekt

- Solide Kenntnisse über experimentelle Befunde bereitstellen und Fertigkeiten im formalen Umgang fördern.- Die Effekte als die Formen der Photon-Elektron-Wechselwirkung verdeutlichen.

Beim traditionellen Einstieg in die Quantenphysik über den Fotoeffekt müsste dieser vorgezogen werden

S. 284 Experiment: Der Fotoeffekt I: Der Hallwachs-VersuchS. 285 Experiment: Der Fotoeffekt II: Versuche mit der Vakuum-FotozellenS. 286 Licht löst Elektronen ausS. 296 Der Comptoneffekt


Atomphysik I Kapitel: Atomphysik

10 - Elektron-Atom-Wechselwir- kung (Franck-Hertz-Versuch)- Linienspektren; Termschema- Atommodell; Periodensystem

- Die Idee der Quantisierung atomarer Vorgänge zur Einsicht bringen und ein solides Grundwissen bereitstellen.- Beabsichtigte Vertiefungen und Ergänzungen sind nur in Verbindung mit dem Wahlbaustein Atomphysik II möglich.- Praktikum: Linienspektren

S. 312 AtomeS. 314 Experiment: Der Franck-Hertz-VersuchS. 316 Anregung und Ionisation von AtomenS. 317 Experiment: Untersuchung des Lichtes verschiedener SpektralröhrenS. 318 SpektraluntersuchungenS. 322 Untersuchung von WasserstoffS. 329 Exkurs: Ordnung im Periodensystem

Kernphysik I Kapitel: Kernphysik

10 - Kernprozesse (radioaktiver Zerfall; Fission; Fusion)- Bindungsenergie- einfaches Kernmodell

- Ein Grundwissen vermitteln.- Die Beschränkung auf den Minimalkurs erfordert einen strukturorientierten Zugang.

Ein experimentell orientierter Zugang ist nur in Verbindung mit dem Wahlbaustein Kernphysik II möglich.

S. 348 AtomkerneS. 349 Radioaktive StrahlungS. 358 Die Entstehung radioaktiver StrahlungS. 361 Radioaktiver ZerfallS. 368 Energie aus dem Atomkern

Energie und Entropie Kapitel: Thermodynamik

10 - Energieströme und Energie- träger- Entropie als Energieträger; Entropieerzeugung und Entropiestrom- entropische Betrachtungen

- Die Aspekte und die fundamentale, gebietsübergreifende Bedeutung des Energiebegriffs und des Entropiebegriffs zur Einsicht bringen.- Eine eventuelle Ergänzung durch die Wahlbausteine Energiegewinnung und Thermodynamik bedenken. Empfehlenswert ist der direkte Zugang zum Entropiebegriff über die Entropie als Energieträger ∆E = T ∙ ∆S

S. 406 EntropieS. 407 Entropie und WahrscheinlichkeitS. 408 Statistische Definition der EntropieS. 409 Entropie anschaulich


Thema / LF / Wahlpflichtbausteine der Qualifikationsphase


Energiegewinnung Kapitel: Induktion u.a.

10 - Energietechniken- Leistungsvergleiche- Energiespeicher

- Inhaltliche Grundlagen für Bewertungsansätze schaffen.- Fachübergreifende Aspekte der Thematik nutzen.

Schwerpunktsetzung nach Rahmenbedingungen(Unterrichtsform, örtliche Gegebenheiten, Interessen, ...) vornehmen.

Eventuelle Vorbereitung durch geeignete Bausteine bedenken.

S. 178 Exkurs: ElektrodynamikS. 186 Induktion und EnergieS. 200 Exkurs: DrehstromS. 416 EnergieversorgungS. 422 Nutzung der SonnenenergieS. 370 Exkurs: Leichtwasser-Kernreaktoren…

Teilchen in Feldern Kapitel: Magnetisches Feld u.a.

10 - e/m-Bestimmung- Teilchenbeschleuniger; Massenspektrometer- e-Bestimmung

(Millikan-Experiment)

- Inhalte ergänzen und vertiefen.- Praktika, Referate, Exkursionen, Computersimulationen bieten sich an. Fachübergreifende Bezüge nutzen.- Praktikum: e/m-Bestimmung

S. 146 Experiment: Der MillikanversuchS. 170 Experiment: Bestimmung der Masse eines ElektronsS. 171 Elektronen haben eine MasseS. 172 Exkurs: Geladene Teilchen in FeldernS. 449 Experiment: Zyklotron-Experimente

Elektromagnetische Wechselwirkung II Kapitel: Magnetisches Feld u.a.

10 - Magnetfeld einer Spule; magnetische Feldenergie- Maxwell-Gleichungen- Felder und Bezugssysteme; Lorentz-Transformation

- Ein höheres Maß an Vertrautheit und ein tieferes Verständnis bewirken.- Anhand dieses physikalisch-grundlagenorientierten Bausteins kann exemplarisch der Prozess der Theorienbildung in der Physik verdeutlicht werden. Eine evtl. Fortführung im Wahlbaustein Relativitätstheorie I bedenken. Auf eine angemessene Elementarisierung achten.

S. 167 Magnetische Felder spezieller LeiteranordnungenS. 189 Die Energie im magnetischen FeldS. 236 Die Maxwell’schen GleichungenS. 452 Exkurs: Transformationen

Elektromagnetische Wechselwirkung III Kapitel: Induktion u.a.

10 - Magnetfeld einer Spule; magnetische Feldenergie- technische Anwendungen der Induktion (Generator, MHD- Generator, Tachometer, Induktionsschleifen, Wirbel- strombremse, Drosselspule, Funkeninduktor, ...)

- Ein höheres Maß an Vertrautheit und ein tieferes Verständnis bewirken.- Dieser technisch-anwendungsorientierte Baustein stellt eine didaktische Alternative zum Baustein Elektromagnetische Wechselwirkung II dar. Schülereigentätigkeit durch Gruppenarbeit und projektartiges Arbeiten fördern.

S. 167 Magnetische Felder spezieller LeiteranordnungenS. 186 Induktion und EnergieS. 187 WirbelströmeS. 189 Die Energie im magnetischen FeldS. 201 Experiment: Messungen am TransformatorS. 202 Der Transformator


Elektromagnetische Wechselwirkung IV Kapitel: Induktion

10 - Wechselspannung; Effektivwert- Impedanzen; Phasenverschiebung- Wechselstromkreise

- Inhaltlich und experimentell erweitern und vertiefen.- Es empfiehlt sich, diesen technisch-anwendungsorientierten Baustein experimentell anzugehen. Entsprechend der Geräteausstattung bieten sich Schülerübungen und Stationenpraktika an.- Praktikum: Wechselstromkreise

S. 191 Wechselspannung und WechselstromS. 192 Elektrische Energie, Leistung und WirkungsgradS. 194 Experiment: Kondensator oder Spule im WechselstromkreisS. 195 Wechselstromkreis mit Kondensator oder SpuleS. 197 Exkurs: Reale SpuleS. 198 Exkurs: Frequenzen sieben und sperrenS. 199 Methoden: Der Wechselstromkreis mit Widerstand und Spule

in der Modellbildung

Mechanische Schwingungen II Kapitel: Schwingungen

10 - freie gedämpfte Schwingungen- Schwingungsformen (erzwungene Schwingungen;

Resonanz; anharmonischeSchwingungen; Überlagerung

von Schwingungen;gekoppelte Schwingungen)

- Ein strukturierendes Überblickwissen vermitteln.- Schwerpunkte setzen und eine Auswahl treffen.

Die Thematik hat einen hohen Anwendungsbezug und eignet sich als Vorbereitung für den Baustein Nichtlineare dynamische Systeme. Modellbildungssysteme nutzen

S. 111 Nicht harmonische Schwingungen S. 112 Methoden: Untersuchung nicht harmonischer SchwingungenS. 114 Überlagerung von SchwingungenS. 116 Synthese und Analyse von SchwingungenS. 118 Erzwungene SchwingungenS. 119 Exkurs: Rückkopplung

Nichtlineare dynamische Systeme Kapitel: Schwingungen

10 - Beispiele nichtlinearer dynamischer Systeme; Chaosphänomene- Merkmale und System- bedingungen; Beschreibung chaotischer Phänomene- Strukturen im Chaos; Sensitivität

- Einen Überblick mit einem vertiefteren Einblick anhand exemplarischer Beispiele geben.- Beim innerphysikalischen Zugang über Schwingungen die Differentialgleichungen mit Rechnern bearbeiten. Ein fachübergreifender Zugang über allgemeine chaotische Systeme führt vorzugsweise zu einer diskreten Darstellung mittels Differenzengleichungen.

S. 120 Kausalität und ChaosS. 121 Der Weg ins ChaosS. 121 Schwingung und ChaosS. 123 Ordnung im Chaos

Elektromagnetische Wellen Kapitel: Wellen u.a.

10 - Rückkopplung- offener Schwingkreis- Ausbreitung

elektromagnetischer Wellen- Modulation

- Kenntnis und Einsicht auf experimenteller Grundlage schaffen.- Fragestellungen aus der Funktechnik exemplarisch angehen und experimentell behandeln. Interessen der Lernenden und Lehrenden aufgreifen.

S. 207 Exkurs: RückkopplungS. 234 Elektromagnetische WellenS. 238 Experiment: Untersuchung der Strahlung eines elektrischen

Schwingkreises S. 239 Die Entstehung elektromagnetischer WellenS. 241 Exkurs: Wellen im AlltagS. 242 Informationsübertragung mit elektromagnetischen Wellen


Akustische Wellen Kapitel: Wellen u.a.

10 - Schallerzeugung (Ton, Klang, Geräusch,

Musikinstrumente,...)- Schallausbreitung (Schallgeschwindigkeit, Wellenmodell, Interferenz, Dopplereffekt)- Schallwahrnehmung (Schallfeldgrößen, Ohr, Lärmschutz, technische Akustik)

- Den Beschäftigungsgrad mit Wellen erhöhen und einen Überblick mit einem vertiefteren Einblick anstreben.- Der Zeitrahmen erfordert eine Schwerpunktsetzung. Ein projektartiges Arbeiten bietet sich an.

Schülerinteressen aufgreifen, Alltagsbedeutung herausstellen, fachübergreifende Bezüge nutzen.- Praktikum: Schallgeschwindigkeit

S. 117 Exkurs: Schwingungen in der MusikS. 215 Exkurs: SchallwellenS. 221 Der DopplereffektS. 223 Die Bestimmung einer WellenlängeS. 232 Experiment: Versuche mit UltraschallS. 233 Ultraschall

Wellenoptik II Kapitel: Wellenmodell des Lichtes

10 - Interferenzphänomene in der Natur (dünne Schichten)- technische Anwendungen der Lichtinterferenz (Holografie, Interferometrie,

räumliches Filtern, ...)

- Einen Überblick mit einem vertiefteren Einblick anhand exemplarischer Beispiele geben.- Dieser Baustein dient der Erweiterung und Vertiefung. Interessen von Lernenden und Lehrenden aufgreifen und Schwerpunkte setzen. Die Gelegenheit zur Förderung der Schülereigentätigkeit durch Schülerexperimente, Gruppenarbeit und projektartiges Arbeiten nutzen.

S. 260 InterferometerS. 261 Exkurs: Interferometer selbst gebautS. 264 StreuungS. 265 Exkurs: HolografieS. 266 Farberscheinungen an dünnen SchichtenS. 274 Licht und Beleuchtung

Mikroobjekte II Kapitel: Quantenobjekte

10 - Braggreflexion;Elektronenbeugung

- Röntgenstrahlung;Grenzwellenlänge

- Durch experimentelles Arbeiten den Beschäftigungsgrad erhöhen.- Dieser Baustein ist eine experimentelle Vertiefungsinsel zu den Bausteinen

Mikroobjekte I und Mikroobjekte III.

S. 270 RöntgenstrahlungS. 280 Experiment: Wechselwirkung von Elektronen mit einer GraphitpulverschichtS. 283 Exkurs: Elektronenbeugung in der ForschungS. 294 Experiment: Untersuchung von RöntgenstrahlungS. 295 Röntgenstrahlung

Atomphysik II Kapitel: Atomphysik

10 - quantenmechanische Atommodelle

(Eindimensionaler Potenzialtopf, Orbitale)- Leistungen der Atommodelle

(chemische Bindung, charakteristische

Röntgenstrahlung, Lumineszenz, Laser, ...)

- Das Wissen über atomare Vorgänge durch eine intensivere Beschäftigung erweitern und vertiefen.

- Die Atommodelle nicht zu formalisiert angehen.Den Zeitrahmen durch die Behandlung exemplarisch ausgewählter Beispiele wahren.Eine Kombination mit dem Wahlbaustein Geschichte der Physik bedenken.

S. 324 Modell des PotenzialtopfsS. 326 Schrödingergleichung und WasserstoffatomS. 327 Orbitale und QuantenzahlenS. 328 Exkurs: Atome mit mehreren ElektronenS. 330 Experiment: Aufnahme von RöntgenspektrenS. 331 Charakteristisches RöntgenspektrumS. 333 FarbstoffeS. 334 Laser


Kernphysik II Kapitel: Kernphysik

10 - Nachweis- und Messmethoden

- Experimente zur Absorption,zum Zerfallsgesetz, zur Zählstatistik

- quantenmechanische Bezüge(Tunneleffekt, Beta-Zerfall, ...)

- Kenntnis und Einsicht auf experimenteller Grundlage schaffen und inhaltlich vertiefen.

- Anzahl und Umfang der Experimente dem Zeitrahmen anpassen.Quantenmechanische Begründungen nicht zu formalisiert angehen

S. 350 Nachweis der Radioaktivität mit dem Geiger-Müller-ZählrohrS. 351 Methoden: ZählstatistikS. 352 Exkurs: DetektorenS. 353 Experiment: Nachweis der verschiedenen StrahlungsartenS. 354 Eigenschaften radioaktiver StrahlungS. 356 Experiment: Absorption von γ-StrahlungS. 357 Wechselwirkung der γ-Strahlung mit Materie

Kernphysik III Kapitel: Kernphysik

10 - Strahlenquellen; Radionuklide- Strahlendosen;

Transferfaktoren- biologische Strahlenwirkung- Grenzwerte; Strahlenschutz

- Inhaltliche Grundlagen für Bewertungsansätze schaffen und einen Überblick in Strahlenbelastungen mittels Größenvergleichen geben.

- Dieser Baustein kann ohne den Baustein Kernphysik II unterrichtet werden.

Fachübergreifende Aspekte der Thematik nutzen.

S. 364 Dosimetrische GrößenS. 365 Strahlenbelastung des MenschenS. 371 Exkurs: Nutzen und Risiken der Kernenergietechnik

Elementarteilchenphysik Kapitel: Kernphysik

10 - Fundamentalteilchen; fundamentale Wechsel-

wirkungen undAustauschteilchen

- Standardmodell als Ordnungsschema

- experimentelle Befunde; offene Frage

- Einen Einblick in die Ergebnisse der modernen Grundlagenforschung geben.

- Zur Veranschaulichung elementarer Wechselwirkungen bieten sich Feynman-Diagramme an. Informationen und elementarisierte Darstellungen in geeigneten Medien

nutzen.

S. 373 Elementarteilchen

Elektronik Kapitel: Atomphysik u.a.

10 - elektronische Schaltungen- Dimensionierung von

Schaltungen- Eigenleitung; Störstellenleitung

- Das Denken in Baugruppen und den Aufbau wichtiger Schaltungen einüben.

- Der Eigenwert des Bausteins liegt im selbsttätigen und verständigen Umgang mit elektronischen Schaltungen (Praktikum).Eine theoretische Untermauerung ist nur mit dem Wahlbaustein Festkörperphysik möglich.

S. 338 Halbleiter und LeiterS. 340 p-n-Übergang und LeuchtdiodenS. 150 Diode und TransistorS. 152 Exkurs: FeldeffekttransistorenS. 203 Geregelte Netzwerke

Festkörperphysik Kapitel: Atomphysik u.a.

10 - Bändermodell- Eigenschaften von Festkörpern (elektrische, thermische, magnetische, optische)

- In grundlegende Modellvorstellungen einführen und anhand exemplarischer Beispiele einen vertieften Einblick geben.

- Die Behandlungstiefe richtet sich nach der Kursfolge und inwieweit quantenmechanische Kenntnisse bereitstehen.

S. 164 Elektrizitätsleitung in festen StoffenS. 169 Exkurs: SupraleitungS. 336 Vom Atom zur MaterieS. 339 Metalle im Bändermodell, Halbleiter im Bändermodell…


Relativistische Kinematik I Kapitel: Relativitätstheorie

10 - Relativität der Gleichzeitigkeit;Relativitätsprinzip;Bezugssysteme

- Folgerungen und Konsequenzen (Lorentz- Kontraktion, Zeitdilatation, Zwillingsparadoxon)- experimentelle Belege

- In die relativistische Denkweise der Kinematik als Fundament naturwissenschaftlicher Bildung einführen.- Die wissenschaftstheoretische Bedeutung von Physik als theoriegeleitete

Erfahrungswissenschaft verdeutlichen. Den Mangel an Experimentiermöglichkeiten durch Nutzung von Bild-, Film- und Simulationsmaterialien ausgleichen.

S. 438 Experiment: Das Michelson-Morley-ExperimentS. 439 Die Einstein’schen PostulateS. 441 Experiment: Thermoskannenversuch zum Myonenzerfall S. 442 Ort, Zeit, EreignisS. 444 Experiment: Gedankenexperiment LichtuhrS. 445 Messen und WahrnehmenS. 447 Das Zwillingsparadoxon

Relativistische Kinematik II Kapitel: Relativitätstheorie

10 - Raum-Zeit-Diagramme- Folgerungen und

Konsequenzen (Lorentz- Kontraktion, Zeitdilatation, Paradoxa)- experimentelle Belege

- Kenntnisse und Einsichten vertiefen und ergänzen.- In Kombination mit dem Baustein Relativistische Kinematik I die Thematik an Hand von Diagrammen und Rechnungen intensiver behandeln.

S. 443 Methoden: Minkowski-DiagrammeS. 446 LängenkontraktionS. 448 Methoden: GeschwindigkeitsadditionS. 448 Exkurs: Vergangenheit und ZukunftS. 449 Experiment: Zyklotron-Experimente

Relativistische Dynamik Kapitel: Relativitätstheorie

10 - Masse-Energie-Äquivalenz- Zusammenhänge zwischen Energie, Impuls, Geschwindigkeit- Grenzfälle

- Einen vertieften Einblick in relativistische Zusammenhänge geben und ein Bewusstsein vom Grenzfallcharakter der Newton’schen Mechanik

erzeugen.- Falls die Thematik in der Einführungsphase behandelt wurde, entfällt dieser Baustein hier.

Er kann ohne relativistische Kinematik unterrichtet werden. Modellbildungssysteme nutzen

S. 450 Relativistische Masse, Energie und ImpulsS. 451 Methoden: Relativistische Erhaltungsgrößen

Interpretationen der Quantenphysik Kapitel: Quantenobjekte

10 - Naturphilosophische Probleme (Realität, Indeterminismus, Messprozess, ...)

- Interpretationen der Quantenphysik und erkenntnistheoretische Fragestellungen

- experimentelle Befunde

- Naturphilosophische Grundfragen bewusst machenund naturwissenschaftliche Antworten anbieten.

- Die Problematik der Interpretationen auf der Basis der experimentellen Befunde am Doppelspaltexperiment thematisieren.

S. 297 Messungen an QuantenobjektenS. 299 Exkurs: Auswirkungen der Heisenberg’schen

UnbestimmtheitsrelationS. 300 Photonen im InterferometerS. 302 VerschränkungS. 303 Deutungen


Astronomie Kapitel: Gravitationsfeld

10 - Sternbilder; scheinbare tägliche und jährliche Sternbewegungen

- Scheinbare Sonnenbewegung- Planetenbewegungen vor dem

Fixsternhimmel: Schleifen-bewegung, Ungleich- förmigkeit, Kepler-Gesetze

- Grundkenntnisse und einen Überblick über Phänomene und Gesetzmäßigkeiten geben.

- Für eine dynamische Erklärung der Planetenbewegungen ist ein Rückgriff auf den Wahlbaustein Gravitation notwendig. Ggf. ist das

Gravitationsgesetz vorzugeben.Das vielfältige Medienangebot nutzen.

- Praktikumsmöglichkeiten nutzen.

S. 88 Bewegungen am HimmelS. 94 Methoden: Die numerische Rechenmethode durch

SchrittverfahrenS. 95 Methoden: Punktweise Berechnung von Planetenbahnen

Astrophysik Kapitel: Astrophysik

10 - Zustandsgrößen der Sonne:Radius, Masse, mittlere

Dichte, effektive Temperatur- Masse-Leuchtkraft-Beziehung;

Sternentwicklung- Standardsonnenmodell

- Einen Einblick in Fragen, Probleme und Methoden der Astrophysik geben.- Im Vergleich zum Grundfach das Argumentationsniveau durch

innerphysikalische Bezüge erhöhen.Grundkenntnisse aus der Atom- und Kernphysik sind Voraussetzung.Sternentwicklung als Abriss.

S. 391 Exkurs: Am Rande des UniversumsS. 392 Kernfusion in Sternen – Die Sonne

Kosmologie und Weltbilder Kapitel: Astrophysik

10 - Struktur des Universums- Entwicklung des Universums (Urknalltheorie; Hintergrund- strahlung; Hubble-Gesetz;

Weltalter)- historische Weltbilder

- Grundfragen der Menschheit bewusst machen und naturwissenschaftliche Antworten anbieten.

- Dieser Baustein kann ohne den Baustein Astrophysik unterrichtet werden.Informationen und elementarisierte Darstellungen in geeigneten Medien nutzen.

S. 382 WeltmodelleS. 386 KosmologieS. 388 Struktur des Weltalls

Geschichte der Physik Kapitel: Wellenmodell des Lichte u.a.

10 - wissenschaftliche Revolutionen (Copernicus,

Galilei, Einstein, quantenphysikalische Revolution)

- physikhistorische Fallbeispiele

- Die kulturhistorische Bedeutung der Physik bewusst machen und/oder physikhistorische Bezüge herstellen.

- Eine thematische Auswahl treffen. Entsprechend der didaktischen Absicht kann der Baustein als Block unterrichtet werden oder in andere Bausteine im Sinne einer genetischen Rekonstruktion integriert werden.

S. 46 Exkurs: Die Newton’schen AxiomeS. 73 Exkurs: Der Weg zum EnergieerhaltungssatzS. 79 Exkurs: Der Weg zum ImpulserhaltungssatzS. 253 Modelle des LichtesS. 288 Exkurs: Die Geschichte des FotoeffektsS. 372 Exkurs: Wissenschaft und GesellschaftS. 382 Weltmodelle…


Strahlenbiophysik Kapitel: Kernphysik

10 - harte Röntgenstrahlung; Schwächungsgesetze;

Abschirmung- Energiedeposition im Gewebe; Überlagerung von Röntgenstrahlen- Dosis-Effekt-Kurven; linear- quadratische Funktionen;

fraktionierte Bestrahlung

- Einen Einblick in eine Strahlenanwendung der modernen Medizin geben.- Der Baustein kann nur in Verbindung mit den Bausteinen Mikroobjekte III

und Kernphysik III unterrichtet werden. Zur Erstellung vonÜberlagerungsprofilen ist der Rechnereinsatz empfehlenswert.

S. 367 Exkurs: Moderne Physik – Moderne Medizin

Strömungsphysik Kapitel: Strömungsphysik

10 - Strömungsphänomene undStrömungsarten

- Kontinuitätsgleichung;Strömungsgesetze (Bernoulli-Gleichung, Stokes'-sches Gesetz, Reynolds-Zahl)

- dynamischer Auftrieb

- Einen Überblick mit einem vertiefteren Einblick unter Schwerpunktsetzung geben.

- Schülerinteressen aufgreifen, die Alltagsbedeutung herausstellen und fachübergreifende Bezüge nutzen.Ein projektartiges Arbeiten bietet sich an.

- Praktikum: Sinkgeschwindigkeiten

S. 430 StrömungenS. 431 Methoden: Herleitung der Bernoulli-GleichungS. 432 StrömungswiderständeS. 434 Experiment: Der dynamische Auftrieb

Thermodynamik Kapitel: Thermodynamik

10 - Gesetze des idealen Gases- thermodynamische Maschinen

(Wärmepumpe, Stirling- Motor)- Entropie als

Energieentwertung

- Ein Verständnis für Möglichkeiten und Grenzen thermodynamischer Maschinen erreichen.

- Das Gas als Arbeitsmittel thermodynamischer Maschinen und die Entropie als Energieentwertung als Leitidee herausstellen. Eine Kombination mit dem Baustein Energie und Entropie ist

bedenkenswert. Fachübergreifende Bezüge nutzen

S. 398 Experiment: Die GasgesetzeS. 399 Das thermische Verhalten von GasenS. 401 Druck und Temperatur im TeilchenmodellS. 403 Innere EnergieS. 411 Kühlschrank und WärmepumpeS. 412 Die Umsetzung von Energie durch MotorenS. 414 Erster und zweiter Hauptsatz der ThermodynamikS. 417 Energieentwertung

Physik der Atmosphäre / Geophysik Kapitel: Thermodynamik u.a.

10 - Aufbau der Atmosphäre; atmosphärische Kreisläufe

- Strahlungsgesetze;- Strahlungsbilanz;

Klimamodelle- Luftbewegungen; Wetter- Erdgestalt; Erdbeben;

Ebbe und Flut

- Anwendungen der Physik in Nachbardisziplinen verdeutlichen.- Der Zeitrahmen erfordert eine Themenauswahl.

Eine Kombination mit dem Wahlbaustein Thermodynamik bzw. Strömungsphysik unter entsprechender Schwerpunktsetzung ist bedenkenswert. Fachübergreifende Bezüge nutzen.

S. 93 Entstehung der GezeitenS. 220 Exkurs: ErdbebenS. 418 StrahlungsgesetzeS. 420 Die mittlere Temperatur der ErdeS. 421 Treibhausgase


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asset.klett.de · Web viewImpulse Physik Oberstufe Gesamtband (Ausgabe 2016, ISBN 978-3-12-772690-9) Stoffverteilungsplan Einführungsphase und Qualifikationsphase Rheinland-Pfalz