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Der Physikunterricht der gymnasialen Oberstufe

  • integriert und vertieft die in der Sekundarstufe I begonnenen Konzepte (z.B. das Energiekonzept),
  • erweitert und intensiviert die quantitative Erfassung physikalischer Phänomene,
  • präzisiert Modellvorstellungen,
  • thematisiert Modellbildungsprozesse,
  • führt hin zu umfangreicher Theoriebildung
  • und berücksichtigt verstärkt wissenschaftstheoretische und philosophische Aspekte." (Richtlinien S.5)

 

Sachthemen

Der Katalog obligatorischer Sachthemen ist so knapp bemessen, dass auch in Grundkursen ausreichend Freiraum bleibt, der je nach Interessenslage mit weiteren Sachthemen ausgefüllt werden kann und muss.

1. MECHANIK

1.1. KINEMATIK UND DYNAMIK DES MASSENPUNKTES

  • Gesetze der gleichförmigen und gleichmäßig beschleunigten Bewegung
  • träge Masse, Trägheitssatz
  • Kraft, Grundgleichung der Mechanik
  • Impuls, Impulserhaltung
  • Kreisbewegung, Zentripetalkraft

1.2. ENERGIE UND ARBEIT

  • Lageenergie und Hubarbeit
  • Bewegungsenergie und Beschleunigungsarbeit
  • Spannenergie und Spannarbeit
  • Energieentwertung und Reibungsarbeit
  • Energiebilanzierung bei Übertragung und Umwandlung - Erhaltung und Entwert ng der Energie
  • Stoßvorgänge

 1.3. GRAVITATION

  • Gravitationsgesetz, Gravitationsfeld, Gravitationsfeldstärke
  • Energie und Arbeit im Gravitationsfeld, Potential

1.4. MECHANISCHE SCHWINGUNGEN

  • Schwingungsvorgänge und Schwingungsgrößen
  • harmonische Schwingung
  • nichtlineare Schwingungen

1.5. MECHANISCHE WELLEN

  • Entstehung und Ausbreitung von Transversal- und Longitudinalwellen
  • Beugung
  • Interferenz von Wellen

 

2. ELEKTRIK

2.1. LADUNGEN UND FELDER

  • elektrisches Feld, elektrische Feldstärke E
  • Feldkraft auf Ladungsträger im
    homogenen Feld, radialsymmetrisches Feld
  • potentielle Energie im elektrischen Feld
  • magnetisches Feld, magnetische Feldgröße B, Lorentzkraft, Energie des
    magnetischen Feldes (Stromwaage)
  • Bewegung von Ladungsträgern in elektrischen und magnetischen Feldern
    (Braunsche Röhre, Fadenstrahlrohr, Wien-Filter, Hall-Effekt)

2.2. ELEKTROMAGNETISMUS

  • Elektromagnetische Induktion, Induktionsgesetz, Veränderung von A und B
    (Drehung einer Leiterschleife im homogenen Magnetfeld) 
  • Selbstinduktion, Induktivität (verzögerter Einschaltvorgang bei Parallelschaltung von
    L und R, Ein- und Ausschaltvorgänge bei Spulen)

2.3. ELEKTROMAGNETISCHE SCHWINGUNGEN UND WELLEN EINSCHLIESSLICH RESONANZ

  • elektromagnetischer Schwingkreis (Grundphänomene, Analogien zum mechanischen Oszillator)
  • elektromagnetische Wellen (Ausbreitung, Hertzscher Dipol)
  • Ausbreitung von Licht (Beugung, lnterferenz, Reflexion, Brechung, Polarisation)
  • Interferenz (Mikrowelleninterferenz, Wellenwanne, Lichtbeugung am Spalt,
    Doppelspalt und Gitter, Wellenlängenmessung)

3 RELATIVITÄTSTHEORIE(nur Leistungskurs)

  • Konstanz der Lichtgeschwindigkeit und deren Konsequenzen (Michelson
    Experiment)
  • relativistische Kinematik, relativistischer Impuls
  • Äquivalenz von Masse und Energie

 

4. ATOM UND QUANTENPHYSIK

4.1. ATOMBAU UND KERNPHYSIK

  • Atommodelle: Linienspektren in Absorption und Emission und Energiequantelung des Atoms,
    Atommodelle (Beobachtung von Spektrallinien am Gitter, Franck-Hertz-Versuch)
  • Ionisierende Strahlung und ihre Energieverteilung (Röntgenspektroskopie,
    Röntgenbeugung) 
  • Radioaktiver Zerfall (Halbwertszeitmessung, Reichweite von Gammastrahlung,
    Absorption von Gammastrahlung)
  • Kernspaltung und Kernfusion (Kernbausteine, Bindungsenergie, Kettenreaktion)

4.2. QUANTENEFFEKTE

  • lichtelektrischer Effekt und Lichtquantenhypothese
    (h-Bestimmung mit Photozelle und Gegenfeldmethode)
  • de Broglie-Theorie des Elektrons, Welleneigenschaften von Teilchen,
    (Elektronenbeugung an polykristalliner Materie)
  • Grenzen der Anwendbarkeit klassischer Begriffe in der Quantenphysik
    (Doppelspaltversuch mit Elektronen und Licht reduzierter Intensität) (nur
    Leistungskurs).

 

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