Lp10_MuG_02-04
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Stand: 19. April 2002 Entwurf MuG (Thanner - Worg - Kühlewind) Jahrgangsstufe 10 Physik 10 Physik (MuG: 2) Im Physikunterricht der Jahrgangsstufe 10 beschäftigen sich die Schülerinnen und Schüler eingehend mit der Elektrik. Sie erleben besonders eindrucksvoll, welch große Rolle die Physik in der modernen Technik spielt und erfahren, dass solide physikalische Kenntnisse notwendig sind, um die Funktionsprinzipien von Geräten sowohl aus dem Alltag als auch aus der angewandten Hochtechnologie zu verstehen. Am Beispiel des Teilchenmodells erleben die Schülerinnen und Schüler Sinn und Nutzen eines Modells zur Erklärung von Naturphänomenen. In der Atomphysik erhalten sie einen ersten Einblick in den Aufbau der Materie und in die Möglichkeiten der Energiegewinnung durch Kernspaltung bzw. -fusion. Mit dem Problemkreis der Energieversorgung und deren enormer Bedeutung für Gegenwart und Zukunft wird das in Jahrgangsstufe 9 erarbeitete Energiekonzept in einen größeren gesellschaftlich relevanten Rahmen gestellt. An Hand ausgewählter Beispiele aus den angegebenen Vertiefungsmöglichkeiten festigen die Jugendlichen sowohl Fachinhalte als auch physikalische Grundfertigkeiten und stellen vor allem Bezüge zu ihrer Lebenswelt her. In exemplarischen Schülerexperimenten und einem projektartigen Unterrichtsvorhaben üben die Schülerinnen und Schüler selbständig naturwissenschaftliche Arbeitsmethoden und erhöhen persönliche Kompetenzen wie das Arbeiten im Team, den Umgang mit Information und das Präsentieren eigener Ergebnisse Ph 10.1 Elektrik (Kürzung um 11 Stunden) (ca. 20 Std.) Bei der Untersuchung einfacher Stromkreise gewinnen die Schülerinnen und Schüler praktisch anwendbares Wissen, das u. a. auch der Prävention von Unfällen im Zusammenhang mit dem elektrischen Strom dient. Sie erfahren, dass die Funktionsweise zahlreicher Geräte auf dem Verhalten von Ladungen in elektrischen und magnetischen Feldern beruht. elektrische Energie und Leistung - Präzisierung der Begriffe Stromstärke und Ladung; Hinweis auf eine Spannungsdefinition über die Energie - Energieumwandlung zwischen elektrischer Energie und anderen Energiearten - Zusammenhang zwischen Leistung, Spannung und Stromstärke; Energieversorgung, Haushaltsnetz einfache Stromkreise - ohmsches Gesetz - Serien- und Parallelschaltung von je zwei Widerständen - Gefahren des Stromes, Verhalten bei Gewitter (► Sicherheitserziehung) magnetisches und elektrisches Feld Kraft auf stromdurchflossene Leiter im Magnetfeld, Elektromotor Lorentzkraft Kraft auf freie Ladungen im elektrischen und magnetischen Feld, Fernsehbildröhre Induktion - Erzeugen von Induktionsspannungen, Generator, Transformator Ph 10.2 Aufbau der Materie und Wärmelehre (Kürzung um 4 Stunden) (ca. 10 Std.) Das Teilchenmodell verschafft den Schülerinnen und Schülern nicht nur eine erste Vorstellung vom Aufbau der Materie in verschiedenen Aggregatzuständen, sondern ermöglicht auch eine Deutung der inneren Energie. Aufbau der Materie und innere Energie - qualitatives Beschreiben der Aggregatszustände im Teilchenmodell (► Ch 10.1: Teilchenmodell) - Temperatur als Maß für die mittlere kinetische Energie der Teilchen ● Änderung der inneren Energie - mechanische Arbeit, thermischer Kontakt, Strahlung Verhalten der Materie bei Energiezufuhr: Erwärmen, Schmelzen, Sieden, Verdunsten Umweltfragen und Zukunftsperspektiven (z. B. Heizung im Haushalt) ● absolute Temperatur - Wärmeausdehnung von Gasen - Definition der absoluten Temperatur; Deutung des absoluten Temperaturnullpunkts Ph 10.3 Atome 748923053 (Kürzung um 8 Stunden) (ca. 12 Std.) 1 Stand: 19. April 2002 Entwurf MuG (Thanner - Worg - Kühlewind) Jahrgangsstufe 10 Physik Die Schülerinnen und Schüler erhalten einen Einblick in den Aufbau von Atomhülle und -kern. Sie erfahren, dass Materie neben sichtbarem Licht auch Röntgen- und -Strahlung emittieren und absorbieren kann und lernen technische und medizinische Anwendungen dieser Strahlungen kennen. Die Jugendlichen setzen sich mit Möglichkeiten und Risiken der Energiegewinnung durch Spaltung und Fusion auseinander. Schließlich gewinnen sie einen Überblick über die Strahlungsarten radioaktiver Kerne, über Nachweismethoden dieser Strahlung sowie über ihre Auswirkung auf Lebewesen und erwerben somit notwendiges Wissen für einen verantwortungsvollen Einsatz von Radionukliden in Medizin, Biologie und Technik. Aufbau der Atome - Abschätzung des Atomdurchmessers - Rutherford-Streuung, Größenordnung des Atomkerns Kernaufbau, Isotopie, Nuklidtafel (► Ch) Aufnahme und Abgabe von Energien - Demonstration optischer Emissions- und Absorptionsspektren; Interpretation als diskrete Energieabgabe bzw. -aufnahme in der Atomhülle - Technische und medizinische Anwendungen von Röntgen- und -Strahlung Kernumwandlungen - Kernzerfall, Kernspaltung und Kernfusion - Energiebilanz bei Kernspaltung und Kernfusion: Äquivalenz von Masse und Energie Strahlung radioaktiver Nuklide - Eigenschaften der Strahlung (ionisierende Wirkung, Nachweisgeräte, Reichweite, Schwächung) - Zerfall radioaktiver Stoffe, Zerfallsgesetz, Halbwertszeit, Hinweis auf Möglichkeit der Altersbestimmung (► G) - biologische Strahlenwirkung (► B), Strahlenschutz, Radioaktivität in Medizin, Biologie und Technik Ph 10.4 Energietechnik (ca. 5 Std.) Die Schülerinnen und Schüler lernen verschiedene Möglichkeiten der lokalen und globalen Energieversorgung kennen, die im Hinblick auf die Begrenztheit fossiler und kerntechnischer Energieträger, aber auch durch die damit verbundene Belastung der Umwelt bis hin zur Klimaveränderung eines der wesentlichen Probleme der Menschheit darstellt. In diesem Lehrplanabschnitt bietet sich eine gute Gelegenheit für ein Fächer übergreifendes Projekt mit der Chemie, z. B. zum Themenkreis Technik – Umwelt – Analytik. System der elektrischen Energieversorgung - Energieumsätze großer sozialer Systeme (Stadt, Land, Erde) - Arten der Energieversorgung, Kraftwerkstechnik, Auswirkungen auf die Umwelt - Verantwortungsvoller Umgang mit den begrenzten Energievorräten Am Ende des Schuljahres sollen die Schülerinnen und Schüler die Größen Spannung, Stromstärke, Widerstand, elektrische Energie und Leistung bei einfachen Anwendungsbeispielen anwenden können, technische Anwendungen verstehen, die auf der Lorentzkraft und auf der Induktion basieren, den Aufbau der Materie in ihren drei Aggregatszuständen und deren Zustandsänderungen im Teilchenmodell beschreiben können wissen, dass die Temperatur ein Maß für die mittlere kinetische Energie der Materiebausteine ist und dass Temperatur- und Aggregatszustandsänderungen mit einer Änderung der inneren Energie verbunden sind die Strahlenarten radioaktiver Stoffe, ihre Nachweismethoden und ihre jeweilige Wirkung auf Lebewesen kennen einen Überblick über das System der Energieversorgung gewonnen haben, damit sie sich bei der Diskussion von Zukunftsfragen nach logischen Argumentationsprinzipien orientieren können. 748923053 2
