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Physik - Unterrichtsinhalte und Lehrpläne

In der Vorklasse (10. Jahrgangsstufe) werden Lernbereiche aus der Sekundarstufe 1 unterrichtet. Dies sind die Grundlagen der Mechanik I + II, Elektrotechnik und Wärmelehre.
Absolventen der Mittelschule ist der Besuch der Vorklasse dringend empfohlen.

Ziel ist die Vermittlung von handwerklichen Fähigkeiten, wie das zügige Umformen von Formeltermen, das nachvollziehbare Dokumentieren eines Rechenwegs, das Umrechnen von Einheiten und das Formulieren von logischen Schlussfolgerungsketten.

In der 11. Jahrgangsstufe der FOS werden anhand von Alltagsbeispielen die Grundlagen der Mechanik vermittelt. Es beginnt mit der Beschreibung von Bewegungen und deren Ursache. Die physikalischen Größen Arbeit, Energie und Impuls schließen sich an.

Zusätzlich führen die Schüler und Schülerinnen im Physikalischen Praktikum in Partnerarbeit Experimente selbst durch und werten ihre Ergebnisse aus. Geübt werden soll das Planen, Durchführen und das grafische oder rechnerische Auswerten von Experimenten.

Die Physik der 11. Klasse beginnt bei Null, d.h. es sind kaum Physik-Kenntnisse aus der Sekundarstufe I notwendig. Für interessierte Schüler ist es eine echte Chance für einen „Neubeginn“.

In der 12. Jahrgangsstufe der FOS werden die Kreisbewegung, Gravitation, Mechanische Schwingungen, elektrisches und magnetisches Feld und mechanische Wellen behandelt.

Aufbauend auf den Grundlagen der 11. Klasse können Fragen beantwortet werden wie, z.B.:

  • Wie viele Sonnenaufgänge sieht man auf der Internationalen Raumstation in 24 Stunden?
  • Wie funktioniert ein Elektromotor im Prinzip und welche Kräfte wirken?
  • Wie beschreibt man Kraftfelder?
  • Wovon hängt die Spannung und der Strom eines elektrischen Generators ab?
  • Wie kommt eine „stehende Welle“ zustande?

 

In der 12. Jahrgangsstufe der BOS werden die Inhalte der 11. und 12. Jahrgangsstufe der FOS vermittelt.

 

In der 13. Jahrgangsstufe der FOS bzw. BOS sind elektromagnetische Schwingungen und Wellen, relativistische Teilchen in elektrischen und magnetischen Feldern, der Welle-Teilchen Dualismus, die Grundlagen der Quanten- und Atomphysik, sowie zum Schluss die Grundlagen der Kernphysik Gegenstand des Unterrichts.

Die klassische Physik, wie wir sie in der 12. Klasse kennengelernt haben, hat nur einen eingeschränkten Geltungsbereich. Wir entdecken nun die „moderne Physik“, die unser Weltbild mehrfach auf den Kopf stellt. Es sind die Forschungsthemen des 20. und 21. Jahrhunderts, die uns tiefere Einblicke in das Regelwerk der Natur eröffnen.

Die Physik der 13. Klasse beschäftigt sich u.a. mit:

  • Die Antenne als Halbwellen-Dipol
  • Relativistische Teilchen im Linear- und Kreisbeschleuniger
  • Licht als Teilchen, Licht als Welle
  • Quantenobjekte und der Zufall als Naturprinzip
  • Lichtentstehung, Resonanz-Absorption
  • Röntgenröhre
  • Schrödingers Katze
  • Farbstoffe: Warum ist die Tomate rot?
  • Kernzerfälle, Fusionsenergie
  • Grundzüge des Standardmodells der Teilchenphysik
  • Halbwertszeit, Halbwertsdicke

 

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