Schulfach
Physik
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Sonnenfinsternis, Regenbögen, Hochspannung, Kernspaltung …
Physikalische Phänomene sind oft schön, immer interessant, häufig nützlich, manchmal gefährlich.
Im Physikunterricht lernen wir eine große Bandbreite physikalischer Phänomene kennen und verstehen – vieles davon in eigenen Experimenten. Die Gesetze der Physik können uns helfen, den Alltag besser zu begreifen und technische Entwicklungen kritisch zu begleiten – in der Mobilitätswende, der Energieversorgung und bei den erneuerbaren Energien, aber auch in der Optik und der Quantenphysik.
Physik in der Sekundarstufe I
Eine wichtige Zielsetzung des Physikunterrichts in der Sekundarstufe I am Luhe-Gymnasium besteht darin, Interesse für das Fach und Begeisterung für die damit verbundenen Phänomene zu wecken.
Dabei wird – anknüpfend an die Alltagserfahrungen der Schülerinnen und Schüler – auch großer Wert auf das eigene Tun gelegt:
Insbesondere sollen die Schülerinnen und Schüler
- in eigenen Experimenten Phänomene erfahren und technische Anwendungen kennenlernen;
- sich in Gruppenarbeits- und Projektphasen miteinander über Themen der Physik austauschen;
- den Einsatz neuer Präsentationstechniken und Medien einüben.
Eine Übersicht über die Inhalte und Projekte in den einzelnen Jahrgängen können sie den nachfolgenden Übersichten entnehmen.
Jahrgänge 5 und 6
Dauermagnete
- Wirkung von Magneten auf verschiedene Gegenstände
- Dauermagnete
- Nord- und Südpol
- Modell der Elementarmagnete
- Aufbau und Wirkungsweise eines Kompasses
Stromkreis
- Einfache Stromkreise, ihr Aufbau und ihre Bestandteile
- Schaltbilder
- Reihen – und Parallelschaltung
- Isolatoren und Leiter
- Elektrische Quellen
- Gefahren der Elektrizität
- Wirkungsweise von Elektromagneten
Phänomenorientierte Optik
- Sender-Empfänger-Modell
- Lichtbündel
- Sehen und Gesehen werden
- Schattenphänomene, Finsternisse und Mondphasen
- Reflexion, Streuung und Brechung
- Bilder an Spiegeln, Lochblenden und Sammellinsen
- Sammel- und Zerstreuungslinsen
- Fotoapparat und Auge
- Weißes und farbiges Licht
Jahrgänge 7 und 8
Energie
- Energiebegriff
- Energieübertragungsketten
- Kontomodell
- Energiestrom
- Energieumwandlung
- Einheit der Energie
- Innere Energie und Temperatur
- Energietransport bei Gegenständen unterschiedlicher Temperatur
- Energieentwertung / Abwärme
Bewegung, Masse und Kraft
- Geradlinige Bewegungen
- Aufnahme von t-s- und t-v-Diagrammen
- Interpretation der Diagramme
- Geschwindigkeit und Beschleunigung als Steigung in linearen t–s– bzw. t-v-Diagrammen
- Trägheit eines Köpers
- Masse m als Maß für Trägheit und Schwere
- Maßeinheit 1 kg
- Kraft als Ursache von Bewegungsänderungen
- Kraft F und ihre Einheit
- Hookesches Gesetz
Elektrizitätslehre
- Elektronenstrom und Energietransport Energieübertragung durch Stromkreise
- Energiestrom P und dessen Messung in elektrischen Systemen
- bewegte Elektrizität, elektrische Ladungen
- elektrische Stromstärke I und Strommessung
- Energiestrom P und Energiestrommessung
- Spannung U als Maß für die auf ein Elektron übertragene Energie
- Spannung zwischen zwei Punkten und an einer Quelle
- Spannungsmessung
- Untersuchung von Strömen und Spannungen in unverzweigten und verzweigten Stromkreisen, (Knoten- und Maschenregel)
- Definition des elektrischen Widerstandes R und das Ohmsche Gesetz
Jahrgänge 9 und 10
Halbleiter
- Halbleiter
- Leitungsvorgänge in Halbleitern (geeignete Modelle)
- Eigen- und Störstellenleitung
- pn-Übergang
- Solarzelle und Leuchtdioden
- Motor, Generator und Transformator als Black Box.
- Wechsel- und Gleichstrom
Energieübertragung quantitativ
- Mechanische Energieübertragung (Arbeit) und thermische Energieübertragung (Wärme)
- Quantitative Messung der übertragenen Energie
- Energiestromstärke P als Maß für die Schnelligkeit der Energieübertragung
- Energie eines Körpers und seine Temperatur (am Beispiel Phasenübergang)
Kernphysik
- Kern-Hülle-Modell und Isotop
- Radioaktivität, natürliche und künstliche Strahlungsquellen
- Strahlungsarten: α-, β– und γ– Strahlung
- radioaktiver Zerfall, Halbwertszeit
- Einheit Becquerel
- Energiedosis, Äquivalentdosis und ihre Einheiten
- Strahlenschäden und Strahlenschutz
- Kernenergie und Funktionsweise von Kernkraftwerken
- Energiegewinnung aus Kernspaltung
Energieübertragung in Kreisprozessen
- Gasdruck p als Zustandsgröße und die Einheit Pascal
- Gesetze von Boyle-Mariotte und Gay-Lussac
- Kelvin-Skala
- Funktionsweise des Stirlingmotors
- idealer Kreisprozess im p-V-Diagramm
- ΔW = p · ΔV
- maximaler physikalischer Wirkungsgrad
Jahrgang 11
Mechanik
- Freier Fall und waagerechter Wurf
- t-s- und t-v- Zusammenhänge
- Grundgleichung der Mechanik:
- gleichförmige Kreisbewegung, Zentralbeschleunigung und Zentralkraft
- Energieerhaltungssatz
Optik
- Abbildungen mit Linsen
- Funktion und Aufbau optischer Geräte (z.B. Mikroskop,
- Fernrohr, etc.)
- Linsengleichung
In den Kurshalbjahren
Kurshalbjahr I - Elektrizität und Felder
- Grundlagen elektrischer und magnetischer Felder
- Kräfte in elektrischen und magnetischen Feldern, Definition beschreibender Größen
- Stromstärke, Spannung und elektrische Energie
- Messverfahren, Untersuchung besonderer Felder
- Kondensatoren
- Bewegung von geladenen Teilchen in elektrischen und magnetischen Feldern
- Induktionsgesetz
Kurshalbjahr II - Schwingungen und Wellen
- Beschreibung von Schwingungen und Wellen
- Stehende und fortschreitende Wellen
- Polarisierbarkeit als Eigenschaft transversaler Wellen
- Beugungsphänomene
- Interferenzphänomene
- Quantenobjekte
- Experimente mit (Ultra-) Schall, Wasserwellen, Mikrowellen, Licht, Röntgenstrahlung
Kurshalbjahr III - Quantenobjekte und Atomphysik
- Fotoeffekt
- Bestimmung des planckschen Wirkungsquantums
- Elektronenbeugung
- Welleneigenschaften von Quantenobjekten
- Bragg-Reflexion
- Atommodelle
- quantenhafte Absorption und Emission
- Spektralanalysen mittels Spektrometer und Röntgenenergiedetektor
- Elektronen im Atom
- Bau und Funktionsweise eines Helium – Neon – Lasers
Kurshalbjahr IV - Kernphysik
- Radioaktiver Zerfall
- Ionisierende Wirkung radioaktiver Strahlung
- Zerfallsgesetz und Zerfallsreihen
- α – Spektroskopie
- Modell des Atomkerns
- Strahlenbelastung
Viel Vergnügen mit den folgenden Linkempfehlungen wünscht die Fachschaft Physik!
- https://www.leifiphysik.de/ – eine gelungene Präsenz des Fachs Physik von der Universität München.
- https://www.ptb.de – Webpräsenz der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB).
- https://www.mip.berkeley.edu/physics/physics.html – U.C. Berkeley Physics Lecture Demonstrations.
- https://www.selbstlernmaterial.de
- https://www.roro-seiten.de/physik/
Unsere Lehrkräfte für das Schulfach Physik
Bn
Herr
Brinkmann
Fachobmann Mathematik, Webmaster
Du
Le
Sz
Sw
Herr
Schwarz
Koordinator der MINT-Fächer sowie der Oberstufe, Fachobmann Physik