Schulinternes Curriculum im Fach Physik für die Sek. II

Schulinternes Curriculum im Fach Physik für die Sek. II
am Gymnasium der Stadt Frechen
(Stand: September 2012)
Jahrgangsstufe 11 (bzw. jetzt Einführungsphase)
Leitthema: „Teilnahme am Straßenverkehr“ und „Himmelsmechanik- Bewegung am Himmel“
(Obligatorische Gegenstände für den Grundkurs sind fett gedruckt.)
Themenfeld A
Kinematik und Dynamik des
Massenpunktes
Anfahren und Überholen
Themenfeld B
Energie und Arbeit
Themenfeld C
Gravitation
Themenfeld D
Mechanische Schwingungen und Wellen
Nutzung des Treibstoffs



Himmelsmechanik- Bewegung
am Himmel
 Astronomische Weltbilder
 Kepler’sche Gesetze, unser
Planetensystem
 Gravitationsgesetz,
Gravitationsfeld,
Gravitationsfeldstärke
 Energie und Arbeit im
Gravitationsfeld, Potential
 Raketenprinzip, Raumfahrt
 Kosmologischer Ausblick
Das menschliche Hören und die
Wahrnehmung von Schall
 Schwingungsvorgänge und
Schwingungsgrößen
 harmonische Schwingung
 nichtlineare Schwingungen,
Vorhersagbarkeit des
Schwingungsverhaltens
 Überlagerung von Schwingungen
 erzwungene Schwingung, Resonanz.
 gedämpfte Schwingung, Erzeugung
ungedämpfter Schwingungen,
Rückkopplung
 gekoppelte Schwingungen








Gesetz der gleichförmigen
und gleichmäßig
beschleunigten Bewegung
Träge Masse, Trägheitssatz
Kraft, Grundgleichung der
Mechanik
Impuls, Impulserhaltung
Kraftstoß und
Impulsänderung
Modell des Massenpunktes
Wurfbewegung
Kreisbewegung,
Zentripetalkraft
Trägheitskräfte in
beschleunigten
Bezugssytemen




Lageenergie und Hubarbeit
Bewegungsenergie und
Beschleunigungsarbeit
Spannenergie und Spannarbeit
Energieentwertung und
Reibungsarbeit
Energiebilanzierung bei Übertragung
und Umwandlung- Erhaltung und
Entwertung der Energie
Stoßvorgänge




Entstehung und Ausbreitung von
Transversal- und Longitudinalwellen,
Wellengleichung
Beugung, Huygens'sches Prinzip,
Reflexion, Brechung
Interferenz von Wellen, stehende Welle
Schall als mechanische Welle,
Ultraschall, Infraschall


Eigenschwingungen (Grund- und
Obertöne, Synchronisationsphänomene)
Dopplereffekt
Jahrgangsstufe 12 (bzw. jetzt Qualifikationsphase 1)
Leitthema: Auf der Spur des Elektrons
Das Themenfeld D aus der Jahrgangsstufe 11/ Einführungsphase wird zu Beginn der Jahrgangsstufe 12/ Qualifikationsphase fortgeführt (Mathematischer Einschub zu
trigonometrischen Funktionen).














Themenfeld A
Themenfeld B
Themenfeld C
Ladung und Felder
Elektromagnetismus
Elektromagnetische Schwingungen und Wellen
einschließlich Resonanz
elektrisches Feld, elektrische Feldstärke E
zentralsymmetrisches Feld, Coulomb 'sches
Gesetz
potentielle Energie im elektrischen Feld,
Spannung, Potential
elektrische Feldkonstante
elektrische Kapazität
Dielektrikum, Dielektrizitätszahl
elektrisches Feld als Energieträger, Energiedichte
magnetisches Feld, magnetische Feldgröße B
Lorentzkraft
magnetische Feldkonstante
Ferromagnetismus, Permeabilität
Bewegung von Ladungsträgern in elektrischen
und magnetischen Feldern
Erzeugung eines Elektronenstrahls, e/mBestimmung
elektrische Leitungsvorgänge in festen Körpern,
Flüssigkeiten und Gasen






elektromagnetische Induktion, Induktionsgesetz
Selbstinduktion, Induktivität
Magnetfeld als Träger von Energie, Energiedichte
Erzeugung von Wechselspannung
Transformator, Übertragung elektrischer Energie
Wechselstromwiderstände, Reihen- und
Parallelschaltung, Leistung







elektromagnetischer Schwingkreis
(Grundphänomene, Analogien zum
mechanischen Oszillator)
Erzeugung ungedämpfter elektromagnetischer
Schwingungen, Rückkopplung
elektromagnetische Wellen (Ausbreitung,
Hertz'scher Dipol, Maxwell'sche Postulate)
Ausbreitung von Licht (Beugung, Interferenz,
Reflexion, Brechung, Polarisation)
IR- und UV-Strahlung, Strahlungsgesetze
Informationsübertragung durch
elektromagnetische Wellen
Holographie
Jahrgangsstufe 13 (bzw. jetzt Qualifikationsphase 2)
Leitthema nach Beschluss der Fachschaft für das entsprechende Schuljahr
Themenfeld D
Themenfeld E
Themenfeld F
Themenfeld G
Atom- und Kernphysik
Quanteneffekte
Relativitätstheorie
(nur Leistungskurs)
 relativistische Kinematik
 Invarianz der Newton'schen
Mechanik bei
Inertialsystemwechsel
 Ätherhypothese und MichelsonVersuch
 Erhaltungssätze in der
relativistischen Dynamik
 Äquivalenz von Masse und
Energie
 Invarianz der elektrischen Ladung
 Transformation elektrischer und
magnetischer Felder
 Längenkontraktion,
Zeitdillatation
Thermodynamik
(fakultativ)
ENERGIEERHALTUNG UND
ENERGIEENTWERTUNG
 1. Hauptsatz der
Thermodynamik
 Entropie und 2. Hauptsatz der
Thermodynamik
 dissipative Strukturen
 Irreversibilität und Zeitpfeil
WÄRMEKRAFTMASCHINEN UND
ENERGIEVERSORGUNG
 Wärmekraftmaschinen (Energieund Entropiestrom,
Wirkungsgrad, Kraft- WärmeKopplung, Heißluftmotor und
Wärmepumpe)
 Kraftwerke
 Energieversorgungskonzepte
(konventionelle und regenerative
Energien)





Atommodelle
ionisierende Strahlung
(Strahlungsarten,
Nachweismethoden)
radioaktiver Zerfall
(Zerfallsgesetz, Zerfallsprozesse)
Spektroskopie (Röntgen-, γ- und
ß-Strahlung)
Kernspaltung und Kernfusion
(Kernbausteine,
Bindungsenergie,
Kettenreaktion)
 Lichtelektrischer Effekt und
Lichtquantenhypothese
 Grenzen der Anwendbarkeit
klassischer Begriffe in der
Quantenphysik
 Heisenberg'sche
Unbestimmtheitsrelation
 Linienspektren und
Energiequantelung des Atoms,
Bohr'sches Atommodell
 de Broglie- Theorie des
Elektrons
 Quantenobjekte und
Messprozesse
 Schrödingergleichung und
Anwendungen
(Wasserstoffatom, Tunneleffekt)
 Pauli-Prinzip (Spin, Aufbau des
Periodensystems
KINETISCHE GASTHEORIE
 Verhalten von Gasen bei
Temperaturänderung, der
Temperaturbegriff
 Zustandsänderungen bei Gasen,
spezifische Wärmen
 statistische Deutung der
Entropie, ihre Bedeutung in
anderen Fachgebieten
ENERGETIK DER ERDE
 statistische Deutung der
Entropie, ihre Bedeutung in
anderen Fachgebieten
 Energieabstrahlung der Sonne
 Energiehaushalt der Erde,
Atmosphäre
 Treibhauseffekt, Veränderung des
Gleichgewichts
NICHTLINEARITÄT UND CHAOS
 Selbstorganisation und
dissipative Strukturen
 Symmetrie und Symmetriebruch
 Sensitivität,
 Phasendiagramme und
Attraktoren
 Feigenbaumdiagramme,
Bifurkationen und
Selbstähnlichkeit
 Fraktale und fraktale Dimension
 Logistisches Wachstum