Physik Kursstufe (2-stündig)
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Kern- und Schulcurriculum PHYSIK Physik Kursstufe (2-stündig) VORBEMERKUNG Der 2-stündige Physikkurs führt in grundlegende Fragestellungen, Sachverhalte, Strukturen sowie deren Zusammenhänge ein und vermittelt exemplarisch die Möglichkeiten und den Wert fachübergreifender Bezüge. Er zielt auf die Beherrschung wesentlicher Arbeitsmethoden ab. Darüber hinaus fördert er bei den Schülerinnen und Schülern sowohl das Interesse am Fach durch Bezüge zur Lebenswelt als auch die Selbstständigkeit durch schülerzentriertes und handlungsorientiertes Arbeiten. Inhaltlicher Schwerpunkt des 2-stündigen Physikkurses ist die Quantenphysik. Auf einen Schwerpunkt Astrophysik wird bewusst verzichtet, da in der Kursstufe des Dietrich-Bonhoeffer-Gymnasiums Astronomie als Wahlfach belegt werden kann. Kerncurriculum PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN Kompetenzen Inhalte Physik als Naturbetrachtung Unter bestimmten Aspekten Elektrische, mechanische und thermische Größen; Magnetismus, Magnetfeld eines stromdurchflossenen Leiters; Strom-Antrieb- Physik als theoriegeleitete Erfahrungswissenschaft Konzept (mind. einen Vergleich analoger elektrischer, Spezifisches Methodenrepertoire der Physik (Impuls, Energie, Ladung); Entropieerzeugung; Mechanische, Anwendungsbezug und gesellschaftliche Relevanz der Physik Grundlegende physikalische Größen Strukturen und Analogien Naturerscheinungen und technische Anwendungen mechanischer und thermischer Systeme); Erhaltungssätze elektrische und thermische Energiespeicher und Energietransporte Schulcurriculum Kerncurriculum Schulcurriculum ELEKTRISCHES FELD Kompetenzen Inhalte Physik als Naturbetrachtung unter bestimmten Aspekten Gravitationsfeld; Elektrische Feldstärke; Analogiebetrachtung Formalisierung und Mathematisierung der Physik Feldkonstante ε0; Potenzial und Spannung im elektrischen Feld; Spezifisches Methodenrepertoire der Physik Feldstärke im homogenen elektrischen Feld; Kondensator und Grundlegende physikalische Größen und elektrisches Feld als Energiespeicher zwischen elektrischem und Gravitationsfeld; Elektrische Quantitativer Zusammenhang von Spannung und elektrischer ª Irdische elektrische Felder (Blitze) ª Materie im elektrischen Feld εr Kapazität; Kapazität des Plattenkondensators; Gravitationsfeld Strukturen und Analogien Naturerscheinungen und technische Anwendungen MAGNETISCHES FELD Kompetenzen Inhalte Physik als Naturbetrachtung unter bestimmten Aspekten Magnetische Flussdichte; Lorentzkraft, Betrag und Richtung; Formalisierung und Mathematisierung der Physik langgestreckten Spule; Magnetische Feldkonstante μ0; Spezifisches Methodenrepertoire der Physik Grundlegende physikalische Größen Strukturen und Analogien Naturerscheinungen und technische Anwendungen Magnetisches Feld und magnetische Flussdichte einer Analogiebetrachtungen zwischen elektrischem, magnetischem und Gravitationsfeld ª Hall-Effekt ª Bewegung geladener Teilchen im homogenen magnetischen Querfeld Kerncurriculum Schulcurriculum ELEKTROMAGNETISCHE INDUKTION Kompetenzen Inhalte Physik als Naturbetrachtung unter bestimmten Aspekten Induktion; Magnetischer Fluss; Induktionsgesetz; Induktivität; Formalisierung und Mathematisierung der Physik Erzeugung sinusförmiger Wechselspannungen, Generatorprinzip Induktivität der langgestreckten Spule; Selbstinduktion; Spezifisches Methodenrepertoire der Physik ª Generator und Elektromotor ª Induktionsherd Grundlegende physikalische Größen Strukturen und Analogien Naturerscheinungen und technische Anwendungen MECHANISCHE SCHWINGUNGEN UND WELLEN Kompetenzen Inhalte Physik als Naturbetrachtung unter bestimmten Aspekten Beispiele für mechanische Schwingungen; Frequenz; Physik als theoriegeleitete Erfahrungswissenschaft Systemen; Entropieerzeugung; Eigenschaften von mechanischen Formalisierung und Mathematisierung der Physik Ausbreitungsgeschwindigkeit Spezifisches Methodenrepertoire der Physik Anwendungsbezug und gesellschaftliche Relevanz der Physik Wahrnehmung und Messung Grundlegende physikalische Größen Naturerscheinungen und technische Anwendungen Periodendauer; Amplitude; Energiebilanzen in schwingenden Wellen; Lineare harmonische Querwelle; Wellenlänge; ª Funktionaler Zusammenhang zwischen c, λ und f Querverweise: MATHE: Grundlagen der Trigonometrie Kerncurriculum ELEKTROMAGNETISCHE SCHWINGUNGEN UND Schulcurriculum WELLEN Kompetenzen Inhalte Physik als Naturbetrachtung unter bestimmten Aspekten Beispiele für elektromagnetische Schwingungen; Analogie der Formalisierung und Mathematisierung der Physik Schwingungen; Elektromagnetische Wellen als Phänomen; Spezifisches Methodenrepertoire der Physik elektromagnetischer Strahlung, Chancen und Risiken technischer Größen und Bauteile bei mechanischen und elektromagnetischen Überblick über das elektromagnetische Spektrum; Alltagsbezug ª gedämpfter, elektromagnetischer Schwingkreis Entwicklung Anwendungsbezug und gesellschaftliche Relevanz der Physik Querverweise: Wahrnehmung und Messung MATHE: Grundlagen der Trigonometrie Grundlegende physikalische Größen Strukturen und Analogien Naturerscheinungen und technische Anwendungen Technische Entwicklung und ihre Folgen Kerncurriculum Schulcurriculum WELLENOPTIK Kompetenzen Inhalte Physik als Naturbetrachtung unter bestimmten Aspekten Licht als elektromagnetische Welle; Analogie mechanischer und Formalisierung und Mathematisierung der Physik und Licht; Reflexion; Streuung; Beugung; Interferenz am Spezifisches Methodenrepertoire der Physik Messung von Intensitätsverteilungen; Strahlungsbilanz der Erde; elektromagnetischer Wellen, insbesondere Vergleich von Schall Einzelspalt, Doppelspalt und Gitter; Wahrnehmung von Helligkeit, Treibhauseffekt ª Huygens’sches Prinzip Anwendungsbezug und gesellschaftliche Relevanz der Physik Wahrnehmung und Messung Grundlegende physikalische Größen Strukturen und Analogien Naturerscheinungen und technische Anwendungen GRUNDLAGEN DER QUANTENPHYSIK Kompetenzen Inhalte Physik als Naturbetrachtung unter bestimmten Aspekten Photoeffekt; Planck’sches Wirkungsquantum; Zusammenhang Formalisierung und Mathematisierung der Physik Broglie); Stochastisches Verhalten; Interferenzfähigkeit Physik als historisch-dynamischer Prozess Impuls-Unbestimmtheit und Welcher-Weg-Information); Modellvorstellungen und Weltbilder Determiniertheit der Wellenfunktion, Kollaps der Wellenfunktion); Energie – Frequenz; Zusammenhang Impuls – Wellenlänge (de (Superposition der Möglichkeiten); Komplementarität (OrtVerhalten bei Messprozessen (Präparation von Quantenobjekten, Nichtlokalität, insbesondere Verschränktheit; Erkenntnistheoretische Aspekte formulieren ª Elektronenbeugung am Graphit-Kristall ª Doppelspaltversuch von Jönsson ª Geschichtliche Bezüge (Einstein, Planck, …) Querverweise: MATHE: stochastische Verteilungsfunktionen Kerncurriculum GRUNDLAGEN DER ATOMPHYSIK Schulcurriculum Kompetenzen Inhalte Physik als Naturbetrachtung unter bestimmten Aspekten Geschichtliche Entwicklung von Modellen und Weltbildern (am ª Atomkerne in der Medizin ª Chancen und Risiken der Atomenergietechnik Beispiel der Quantentheorie und der Atommodelle); Atomhülle Querverweise: Physik als historisch-dynamischer Prozess und Energiequantisierung; Linienspektren; Linearer Potentialtopf; CHEMIE: Atommodelle Folgerungen aus der Schrödingergleichung; Atomkerne; Struktur der Materie Kernumwandlungen und Radioaktivität; Aspekte der RELIGION: Glaube und Naturwissenschaft Modellvorstellungen und Weltbilder Elementarteilchenphysik (Leptonen, Hadronen, Quarks)
