Versuch eiens Oberstufencurriculums

Stufe 11:
11.1:
Kinematik : gleichförmige und gleichmäßig beschleunigte Bewegung ohne und mit
Anfangsgeschwindigkeit; freier Fall; waagerechter Wurf; (schiefer Wurf?); Superpositionsprinzip
Dynamik :
a) Newtonsches Grundgesetz (F = m·a); Anwendungsaufgaben;
b) Wechselwirkungsprinzip (actio = reactio); Impulserhaltung; inelastischer Stoß
c) Arbeit (Prozeßgröße) und Energie (Zustandsgröße); die drei Arbeitsformen
Beschleunigungsarbeit, Hubarbeit und Verformungsarbeit sowie ihre zugehörigen Energieformen
kinetische Energie, Lageenergie und elastische Energie (Spannenergie); Energieerhaltung
(mehrfacher experimenteller Nachweis); Elastischer Stoß; Anwendungsaufgaben
11.2:
c) Drehbewegung: Zentripetalkraft; (Unterschied zur Fliehkraft); Anwendungsaufgaben;
d) Planetenbewegung: Keplersche Gesetze und ihre Anwendungen (Bahnen von Kometen);
e) Gravitationsgesetz; Bestimmung der Gravitationskonstanten; Bestimmung der Masse von
Zentralkörpern;
f) Arbeit im Schwerefeld; Energie im Schwerefeld; Energie eines Körpers auf einer Ellipsenbahn;
Hohmannbahn (Marssonden);
g) Massenbestimmung von Zentralkörpern und von Doppelsternen;
Stufe 12
12.1
Elektrostatik : elektrisches Feld; Definition der elektrischen Feldstärke; Kondensator; Kapazität;
Betsimmung von o; Faradaykäfig und Herleitung des Coulombgesetzes;
Elektrische Ströme : modellmäßige Erklärung des ohmschen Gesetzes (Drude); Ein- und
Ausschaltvorgänge bei Kondensatoren; Energie eines Kondensators.
Magnetfeld : Definition der magnetischen Flußdichte über die Lorentzkraft (Stromwaage);
Halleffekt und Hallsonde; Magnetfelder langer Spulen; Bestimmung von µo; Magnetfeld eines
langen Leiters;
Bewegung von Ladungen in elektrischen und magnetischen Feldern : Fadenstrahlrohr:
Wienfilter; Parabelbahn bei elektrischem Querfeld; Beschleuniger
12.2
Induktionsvorgänge :
a) Induktion erster Art bei bewegtem Leiter; magnetischer Fluß; Generator; Arbeit und Induktion
b) Induktion zweiter Art bei veränderlichem Magnetfeld; Lenzsche Regel; Selbstinduktion; Einund Ausschaltvorgänge bei Spulen.
c) Wechselstromkreise: erzwungene Schwingungen beim Schwingkreis (Zeigerdiagramm):
Resonanz; freie Schwingungen; Vergleich mit mechanischen Schwingungen;
d) Rückkopplungsschaltungen zur Erzeugung ungedämpfter elektrischer Schwingungen
e) Verallgemeinerung des Induktionsgesetzes elektrisches Wirbelfeld; Verschiebungsstrom;
Ausbreitung elektromagnetischer Wellen;
Beginn Wellenlehre : Huygenssches Prinzip (Wellenwanne); Deutung der Brechung und
Spiegelung nach Huygens (und Newton)
Stufe 13
13.1:
Interferenz : Überlagerung zweier Kreiswellen; Beugung am Spalt, am Gitter; Doppelspalt;
Wellenlängenbestimmungen;
Michelsoninterferometer: Kohärenzlänge und deren Einfluß auf die Wellenlängenbestimmung
(Quecksilberhochdruckdampflampe);
Stehende Wellen; Beugung von cm-Wellen an einem Modell-Kristall (Braggreflexion).
Relativitätstheorie : Relativität der Gleichzeitigkeit; Längenkontraktion und Zeitdilatation;
relativistischer Dopplereffekt; Addition von Geschwindigkeiten; relativistische Masse;
relativistische Energie; Lorentzkontraktion und Lorentzkraft;
Quantenphysik des Lichtes : Photoeffekt und h-Bestimmung; Korpuskeltheorie des Lichtes;
Röntgenröhre; Untersuchung von Röntgenspektren (Braggreflexion); Bremsstrahlspektren.
Messung der Gitterkonstanten aus der kurzwelligen Grenze (Bestimmung der Avogadrosche Zahl);
(relativistischer) Compton-Effekt.
Bornsche Deutung der Intensität als Auftreffwahrscheinlichkeit; Heisenbergsche Unschärferelation
in Längs- und Querrichtung.
13.2
Quantenphysik des Elektrons : Bohrsches Atommodell und Balmerformel; Anwendung des
Bohrschen Atommodelles: He+-Linien im Sonnenlicht; Mosleysches Gesetz; K- und KStrahlung; K-Kante. Franck-Hertz-Versuch; Elektronenbeugung
Kernphysik und Radioaktivität : -, - und -Strahlung; Zerfallskurven; Tröpfchenmodell
Thermodynamik : Orientierungswissen; Stirlingmotor