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Wahlpflichtfächergruppe I
verwenden geeignete Messgeräte zur Messung der Grundgrößen Länge und Zeit. Dabei reflektieren sie die Angabe ihrer Messergebnisse hinsichtlich physikalischer Sinnhaftigkeit.
formulieren Vermutungen zum Zusammenhang von zurückgelegtem Weg in Abhängigkeit von der benötigten Zeit bei (geradlinig) gleichförmigen Bewegungen, führen angeleitet und begleitet Experimente durch und werten diese aus. Sie modellieren den physikalischen Zusammenhang als direkte Proportionalität und präsentieren ihr Ergebnis.
führen Änderungen des Bewegungszustands oder Verformungen von Körpern auf das Wirken von Kräften zurück und unterscheiden das physikalische Verständnis von Kräften und deren Bestimmungsstücken von der umgangssprachlichen Verwendung des Kraftbegriffs.
führen in alltagsrelevanten Kontexten auftretende Kräfte gemäß dem Wechselwirkungsprinzip auf Wechselwirkungskräfte zurück und grenzen diese von Kräften im Gleichgewicht ab.
stellen den Zusammenhang zwischen der Dehnungslänge und der wirkenden Kraft bei einer Spiralfeder grafisch dar, erkennen den Gültigkeitsbereich des Gesetzes von Hooke und grenzen den elastischen vom plastischen Verformungszustand ab.
verwenden die Masse als gemeinsames Maß für Schwere und Trägheit, grenzen Masse und Gewichtskraft voneinander ab und nutzen den Zusammenhang zwischen Masse und Gewichtskraft (Ortsfaktor) in einfachen Berechnungen unter Beachtung der Einheiten und zur Kalibrierung von Kraftmessern.
verbalisieren in angemessener Fachsprache die grundlegenden Eigenschaften von Materie bei den verschiedenen Aggregatzuständen, erklären diese mithilfe des Teilchenmodells und veranschaulichen sie anhand selbst angefertigter Skizzen.
nutzen ihre Kenntnisse über Reibung, um deren Bedeutung für Alltag und Technik in angemessener Fachsprache zu begründen und insbesondere im Straßenverkehr verantwortungsbewusst zu handeln. Mithilfe der Modellvorstellung für die Reibung veranschaulichen sie die verschiedenen Arten der Reibung und vergleichen ihre Größen qualitativ.
verwenden den Zusammenhang zwischen Masse und Volumen verschiedener homogener Körper, um damit Materialien zu bestimmen. Bei vorgegebener Dichte berechnen sie Massen oder Volumina und gehen dabei mit den auftretenden Einheiten sicher um.
Wahlpflichtfächergruppe I
nutzen ihre Kenntnisse über das Modell der Lichtausbreitung und das Sender-Empfänger-Modell als zentrale Elemente der Optik, um z. B. den Sehprozess zu beschreiben und Schatten und Finsternisse zu modellieren. Dabei reflektieren sie ihre bisherigen Vorstellungen kritisch und verbessern sie gegebenenfalls.
skizzieren und begründen optische Phänomene zur Reflexion unter Zuhilfenahme des Lichtstrahlmodells und unter Verwendung von altersgemäßer Fachsprache. Dabei erkennen sie die Bedeutung der Reflexion im Alltag bei nicht selbstleuchtenden Körpern, z. B. bei Spiegeln, Straßenschildern, Reflektoren.
führen die Brechung des Lichts an Grenzflächen optisch verschieden dichter Medien auf die unterschiedliche Lichtgeschwindigkeit in diesen zurück und beschreiben damit auch unter Verwendung von Zeichnungen Alltagsphänomene, z. B. optische Hebung, Totalreflexion und Dispersion.
verwenden das Lichtstrahlmodell zur Konstruktion von Strahlengängen bei der Abbildung durch Sammellinsen und nutzen ihre Kenntnisse für die Begründung der Entstehung und der Eigenschaften reeller und virtueller Bilder. Sie erschließen sich Anwendungen im Alltag und beschreiben mithilfe von Strahlengängen Bau und Funktionsweise eines optischen Geräts.
recherchieren problembezogen in unterschiedlichen Quellen über optische Geräte, deren geschichtliche Einordnung und aktuelle Bedeutung für den Alltag und geben diese unter Verwendung fachsprachlich korrekter Formulierungen wieder.
Wahlpflichtfächergruppe I
visualisieren und erklären Alltagsphänomene zum Magnetismus unter Verwendung einer altersgemäßen Fachsprache mithilfe geeigneter Modellvorstellungen. Dabei reflektieren sie ihre bisherigen Vorstellungen und übertragen ihr Wissen auf das Magnetfeld der Erde.
entwickeln zu einfachen technischen Problemstellungen geeignete elektrische Schaltungen und bauen diese nach einem selbständig erstellten Schaltbild unter Anleitung funktionsfähig auf.
nutzen ihre Kenntnisse über die Leitfähigkeit verschiedener Materialien sowie über die Wirkungen des elektrischen Stroms, um Grundregeln für den Umgang mit diesem abzuleiten und sich vor Gefahrensituationen im Alltag zu schützen.
Wahlpflichtfächergruppe I
beschreiben Vorgänge in Natur und Technik, die die Art, Funktionsweise und Verwendung von Kraftwandlern beinhalten, begründen diese unter Verwendung der Fachsprache physikalisch und treffen mithilfe einfacher Berechnungen bzw. Konstruktionen quantitative Aussagen.
grenzen die abgeleiteten Größen Arbeit, Leistung und Energie voneinander und von deren Verwendung in der Alltagssprache ab, beschreiben damit mechanische Vorgänge und modellieren diese mathematisch. Aufgaben aus ihrem Erlebnisbereich (Natur und Technik) lösen sie mithilfe einfacher Berechnungen unter Berücksichtigung von Einheiten und sinnvoller Genauigkeitsangaben.
planen unter Anleitung ein Experiment zur Leistungsbestimmung, führen dieses durch und werten es anschließend aus. In einer Fehlerbetrachtung bewerten sie angeleitet die Qualität ihres Versuchsergebnisses und formulieren Vorschläge zur Verbesserung der Versuchsdurchführung.
unterscheiden die Übertragungsgröße Arbeit von der Speichergröße Energie, wenden ihre Kenntnisse über Energieerhaltung bei Energieumwandlungen an und bewerten die Qualität von Energieumwandlungen mithilfe des Wirkungsgrads.
Wahlpflichtfächergruppe I
erklären unter Verwendung des erweiterten Teilchenmodells die durch Zufuhr/Abgabe von Wärme oder Verrichtung von Reibungs- und Kompressionsarbeit an Körpern erfolgten Veränderungen. Den Wärmebegriff verwenden sie dabei in fachsprachlich korrekten Formulierungen, die sie von alltagssprachlichen bewusst trennen.
grenzen die Temperatur als Maß für die mittlere kinetische Energie aller Teilchen eines Körpers von dem makroskopischen Prozess der Temperaturmessung ab. Dem Anlass entsprechend wählen sie geeignete Temperaturmessgeräte aus.
verwenden das Teilchenmodell und den Begriff der mittleren potenziellen Energie der Teilchen, um im Alltag vorkommende Aggregatzustandsänderungen qualitativ zu beschreiben.
beschreiben und vergleichen die Längen- und Volumenänderungen von Körpern bei Änderung der inneren Energie halbquantitativ. Mithilfe der Anomalien von Wasser begründen sie die jahreszeitlich unterschiedlichen Temperaturschichtungen von Gewässern und Phänomene wie Frostaufbrüche.
erklären mithilfe des Teilchenmodells Phänomene der Wärmeleitung, beschreiben Eigenschaften der Wärmestrahlung und begründen die Konvektion in Flüssigkeiten und Gasen mit den entstehenden Dichteunterschieden infolge von Temperaturänderungen.
recherchieren auf der Grundlage vorbereiteter Quellen Beispiele aus Alltag, Natur und Technik zu Wärmeleitung, Wärmestrahlung und Konvektion und zeigen Möglichkeiten auf, den Energietransport zu beeinflussen. Diese Informationen bereiten sie adressatengerecht auf und präsentieren sie unter Verwendung der Fachsprache.
Wahlpflichtfächergruppe I
nutzen ihre Kenntnisse über Ladungseigenschaften und Ladungstrennung, über das Kern-Hülle-Modell sowie ihr Wissen über den Aufbau einer Elektrizitätsquelle und das elektrische Feld, um elektrostatische Phänomene und Anwendungen unter Verwendung fachspezifischer Formulierungen zu erklären.
veranschaulichen den elektrischen Stromfluss in Metallen, Flüssigkeiten und Gasen als gerichtete Bewegung geladener Teilchen im elektrischen Feld, indem sie ihre Kenntnisse über elektrische Felder und das Kern-Hülle-Modell verwenden.
gehen sicher mit dem Modell der Elementarladung um und benutzen die Stromstärke mit ihrer Einheit bei Berechnungen. Sie erkennen und bewerten Gefahrenpotenziale für den Umgang mit elektrischem Strom und beschreiben entsprechende Schutzvorrichtungen im Alltag.
führen unter Anleitung Experimente mit Stromstärkemessgeräten in einfachen Stromkreisen durch und protokollieren diese unter Verwendung fachspezifischer Schreibweisen und der exakten Fachsprache.
Wahlpflichtfächergruppe I
unterscheiden in angeleiteter Quellenarbeit die grundsätzlichen Weltbilder des Altertums, der beginnenden Neuzeit und der Gegenwart und bewerten die Einflüsse von empirischen Entdeckungen (auch der Raumfahrt) auf historische Entwicklungen.
wenden Modelle der Optik und Mechanik sowie elektronische Hilfen an, um Himmelsphänomene, grundlegende Zusammenhänge des Sonnen- und Planetenaufbaus (auch von Monden) und deren Bahnen unter Verwendung von fachsprachlichen Formulierungen zu beschreiben und sich am Himmel zu orientieren.
unterscheiden verschiedene Sterntypen an beispielhaften benachbarten Himmelskörpern der Milchstraße und beschreiben damit Aufbau, Geschichte und Zukunft der Milchstraße sowie des Weltalls.
nutzen ihre Kenntnisse über das Modell der Schallausbreitung und das Sender-Empfänger-Modell sowie den Zusammenhang zwischen Frequenz und Tonhöhe bzw. Amplitude und Lautstärke, um Alltagserfahrungen aus dem Bereich Akustik zu beschreiben.
schätzen die Belastung gemessener akustischer Größen für das menschliche Gehör ein und reflektieren dabei ihr eigenes Verhalten in Schule, Familie und Freizeit. Sie beziehen dies auf die Notwendigkeit von Ruhe als Erholungswert und nehmen auch zu ihrem Beitrag an Lärmverschmutzung kritisch Stellung.
Wahlpflichtfächergruppen II/III
verwenden geeignete Messgeräte zur Messung der Grundgrößen Länge und Zeit. Dabei reflektieren sie die Angabe ihrer Messergebnisse hinsichtlich physikalischer Sinnhaftigkeit.
formulieren Vermutungen zum Zusammenhang von zurückgelegtem Weg in Abhängigkeit von der benötigten Zeit bei (geradlinig) gleichförmigen Bewegungen, führen angeleitet und begleitet Experimente durch und werten diese aus. Sie modellieren den physikalischen Zusammenhang als direkte Proportionalität und präsentieren ihr Ergebnis.
führen Änderungen des Bewegungszustands oder Verformungen von Körpern auf das Wirken von Kräften zurück und unterscheiden das physikalische Verständnis von Kräften und deren Bestimmungsstücken von der umgangssprachlichen Verwendung des Kraftbegriffs.
führen in alltagsrelevanten Kontexten auftretende Kräfte gemäß dem Wechselwirkungsprinzip auf Wechselwirkungskräfte zurück und grenzen diese von Kräften im Gleichgewicht ab.
stellen den Zusammenhang zwischen der Dehnungslänge und der wirkenden Kraft bei einer Spiralfeder grafisch dar, erkennen den Gültigkeitsbereich des Gesetzes von Hooke und grenzen den elastischen vom plastischen Verformungszustand ab.
verwenden die Masse als gemeinsames Maß für Schwere und Trägheit, grenzen Masse und Gewichtskraft voneinander ab und nutzen den Zusammenhang zwischen Masse und Gewichtskraft (Ortsfaktor) in einfachen Berechnungen unter Beachtung der Einheiten.
verbalisieren in angemessener Fachsprache die grundlegenden Eigenschaften von Materie bei den verschiedenen Aggregatzuständen, erklären diese mithilfe des Teilchenmodells und veranschaulichen sie anhand selbst angefertigter Skizzen.
nutzen ihre Kenntnisse über Reibung, um deren Bedeutung für Alltag und Technik in angemessener Fachsprache zu begründen und insbesondere im Straßenverkehr verantwortungsbewusst zu handeln. Mithilfe der Modellvorstellung für die Reibung veranschaulichen sie die verschiedenen Arten der Reibung und vergleichen ihre Größen qualitativ.
verwenden den Zusammenhang zwischen Masse und Volumen verschiedener homogener Körper, um damit Materialien zu bestimmen. Bei vorgegebener Dichte berechnen sie Massen oder Volumina und gehen dabei mit den auftretenden Einheiten sicher um.
Wahlpflichtfächergruppen II/III
nutzen ihre Kenntnisse über das Modell der Lichtausbreitung und das Sender-Empfänger-Modell als zentrale Elemente der Optik, um z. B. den Sehprozess zu beschreiben und Schatten und Finsternisse zu modellieren. Dabei reflektieren sie ihre bisherigen Vorstellungen kritisch und verbessern sie gegebenenfalls.
skizzieren und begründen optische Phänomene zur Reflexion unter Zuhilfenahme des Lichtstrahlmodells und unter Verwendung von altersgemäßer Fachsprache. Dabei erkennen sie die Bedeutung der Reflexion im Alltag bei nicht selbstleuchtenden Körpern, z. B. bei Spiegeln, Straßenschildern, Reflektoren.
führen die Brechung des Lichts an Grenzflächen optisch verschieden dichter Medien auf die unterschiedliche Lichtgeschwindigkeit in diesen zurück und beschreiben damit auch unter Verwendung von Zeichnungen Alltagsphänomene, z. B. optische Hebung und Totalreflexion.
verwenden das Lichtstrahlmodell zur Konstruktion von Strahlengängen bei der Abbildung durch Sammellinsen und nutzen ihre Kenntnisse für die Begründung der Entstehung und der Eigenschaften reeller und virtueller Bilder. Sie erschließen sich Anwendungen im Alltag und beschreiben mithilfe von Strahlengängen Bau und Funktionsweise eines optischen Geräts.
recherchieren problembezogen in unterschiedlichen Quellen über optische Geräte, deren geschichtliche Einordnung und aktuelle Bedeutung für den Alltag und geben diese unter Verwendung fachsprachlich korrekter Formulierungen wieder.
Wahlpflichtfächergruppen II/III
visualisieren und erklären Alltagsphänomene zum Magnetismus unter Verwendung einer altersgemäßen Fachsprache mithilfe geeigneter Modellvorstellungen. Dabei reflektieren sie ihre bisherigen Vorstellungen und übertragen ihr Wissen auf das Magnetfeld der Erde.
nutzen ihre Kenntnisse über Ladungseigenschaften und Ladungstrennung, über das Kern-Hülle-Modell sowie ihr Wissen über das elektrische Feld, um elektrostatische Phänomene und Anwendungen unter Verwendung fachspezifischer Formulierungen zu beschreiben.
veranschaulichen den elektrischen Stromfluss in Metallen als gerichtete Bewegung geladener Teilchen im elektrischen Feld, indem sie ihre Kenntnisse über elektrische Felder und das Kern-Hülle-Modell verwenden.
gehen sicher mit dem Modell der Elementarladung um und benutzen die Stromstärke mit ihrer Einheit bei Berechnungen.
bauen zu einfachen technischen Problemstellungen nach einem vorgegebenen Schaltbild und unter Anleitung geeignete elektrische Schaltungen auf.
nutzen ihre Kenntnisse über die Leitfähigkeit verschiedener Materialien sowie über die Wirkungen des elektrischen Stroms, um Grundregeln für den Umgang mit diesem abzuleiten und sich vor Gefahrensituationen im Alltag zu schützen.
Wahlpflichtfächergruppe I
beschreiben den Druck als Zustandsgröße von eingeschlossenen Flüssigkeiten und Gasen und interpretieren den Druck mithilfe des Teilchenmodells. Sie nutzen dieses Wissen, um hydraulische und pneumatische Anwendungen zu beschreiben und Berechnungen zum Druck sicher durchzuführen.
beschreiben in Alltagssituationen den Zusammenhang zwischen Druck und Volumen bei einer isothermen Zustandsänderung einer eingeschlossenen Gasmenge in altersgemäßer Fachsprache und führen mit dem Gesetz von Boyle-Mariotte Berechnungen durch.
begründen den Schweredruck in Flüssigkeiten (mit freier Oberfläche) und den Luftdruck in altersgemäßer Fachsprache und nutzen dieses Wissen zum Bewerten von Risiken und Sicherheitsmaßnahmen, z. B. beim Tauchen und Bergsteigen.
nutzen das archimedische Prinzip, um die Phänomene Schweben, Sinken, Steigen und Schwimmen voneinander abzugrenzen und in Alltagssituationen zu begründen.
Wahlpflichtfächergruppe I
begründen die Existenz des absoluten Temperaturnullpunktes und dessen Unerreichbarkeit, indem sie die Volumenabnahme eines abgeschlossenen, idealen Gases bei Temperaturabsenkung modellieren.
beschreiben die einzelnen Abhängigkeiten in der allgemeinen Gasgleichung und wenden diese für Berechnungen an, um in alltäglichen Situationen quantitative Aussagen zu den beteiligten physikalischen Größen zu treffen.
planen unter Anleitung Experimente zur Größenabhängigkeit der Temperaturänderung eines Festkörpers oder einer Flüssigkeit. Die experimentell gewonnenen Zusammenhänge werten sie aus, um die physikalische Größe spezifische Wärmekapazität herzuleiten. Sie bewerten die Qualität ihres Versuchsergebnisses und formulieren Vorschläge zur Verbesserung der Versuchsdurchführung.
treffen mithilfe des Erwärmungsgesetzes und des Mischungsgesetzes quantitative Voraussagen zu alltäglichen Fragestellungen.
verwenden das Teilchenmodell und ihre Kenntnisse über Schmelz- und Verdampfungsenergie, um Aggregatzustandsänderungen im Alltag zu veranschaulichen und quantitativ zu betrachten.
wenden das Teilchenmodell an, um die Abhängigkeit der Erstarrungs- und Siedetemperatur von Flüssigkeiten zu erklären und übertragen dieses Wissen auf Situationen aus dem Alltag.
unterscheiden sowohl Wärmekraftmaschinen als auch Wärmekraftwerke in Aufbau, Funktionsweise und Umweltbelastung voneinander und bewerten deren Verwendung im Alltag. Sie bereiten ihre erworbenen Fachkenntnisse adressatengerecht auf und nehmen bei einem Meinungsaustausch einen begründeten Standpunkt ein.
Wahlpflichtfächergruppe I
visualisieren mithilfe des Feldlinienmodells das magnetische Feld eines geraden stromdurchflossenen Leiters und einer stromdurchflossenen Spule und wenden diese Kenntnisse an, um den Aufbau und die Funktionsweise eines Elektromagneten fachsprachlich korrekt zu beschreiben.
wenden die UVW-Regel der linken Hand für die Lorentzkraft an, um damit die Funktionsweise von Drehspulinstrumenten zur Stromstärkemessung und von Elektromotoren zu erläutern.
nutzen ihre Kenntnisse über die Zusammenhänge zwischen elektrischer Energie, Spannung, elektrischer Arbeit und Leistung, um mit diesen Größen unter Berücksichtigung der Einheiten und einer sinnvollen Genauigkeit Berechnungen durchzuführen.
gehen mit Stromstärke- und Spannungsmessgeräten sachgerecht um und verwenden diese zu Untersuchungen in einfachen Stromkreisen. Dabei reflektieren sie die Angabe ihrer Messergebnisse hinsichtlich physikalischer Sinnhaftigkeit.
unterscheiden verschiedene Leiter anhand ihrer Kennlinien, treffen jeweils Aussagen über den Zusammenhang zwischen elektrischer Spannung und Stromstärke und erklären den Kurvenverlauf bei reinmetallischen Leitern unter Verwendung bekannter Modellvorstellungen.
wenden die Definitionen des Leitwerts und des elektrischen Widerstands in einfachen Berechnungen an. Sie unterscheiden die Definition des Widerstands vom Gesetz von Ohm und beurteilen dessen Gültigkeitsbereich.
nutzen ihre experimentell gewonnenen Kenntnisse über die verschiedenen Abhängigkeiten der Größe des elektrischen Widerstands eines Drahts, um das Widerstandsgesetz herzuleiten und damit Berechnungen durchzuführen.
erklären das unterschiedliche Leitungsverhalten von Leitern und Halbleitern sowie die Vorgänge am pn-Übergang mit geeigneten Modellen und wenden ihre Kenntnisse an, um den Aufbau, die Funktionsweise und technische Anwendungen von Halbleitern zu erläutern.
Wahlpflichtfächergruppen II/III
beschreiben Vorgänge in Natur und Technik, die die Art, Funktionsweise und Verwendung von Kraftwandlern beinhalten, begründen diese unter Verwendung der Fachsprache physikalisch und treffen qualitative Aussagen.
grenzen die abgeleiteten Größen Arbeit, Leistung und Energie voneinander und von deren Verwendung in der Alltagssprache ab und beschreiben damit mechanische Vorgänge. Aufgaben aus ihrem Erlebnisbereich (Natur und Technik) lösen sie mithilfe einfacher Berechnungen unter Berücksichtigung von Einheiten und sinnvoller Genauigkeitsangaben.
planen unter Anleitung ein Experiment zur Leistungsbestimmung, führen dieses durch und werten es anschließend aus. In einer Fehlerbetrachtung bewerten sie angeleitet die Qualität ihres Versuchsergebnisses und formulieren Vorschläge zur Verbesserung der Versuchsdurchführung.
unterscheiden die Übertragungsgröße Arbeit von der Speichergröße Energie, wenden ihre Kenntnisse über Energieerhaltung bei Energieumwandlungen an und bewerten die Qualität von Energieumwandlungen mithilfe des Wirkungsgrads.
beschreiben den Druck als Zustandsgröße von eingeschlossenen Flüssigkeiten und Gasen und interpretieren den Druck mithilfe des Teilchenmodells. Sie nutzen dieses Wissen, um hydraulische und pneumatische Anwendungen zu beschreiben und Berechnungen zum Druck sicher durchzuführen.
begründen den Schweredruck in Flüssigkeiten (mit freier Oberfläche) und den Luftdruck in altersgemäßer Fachsprache und nutzen dieses Wissen zum Bewerten von Risiken und Sicherheitsmaßnahmen, z. B. beim Tauchen und Bergsteigen.
Wahlpflichtfächergruppen II/III
erklären unter Verwendung des erweiterten Teilchenmodells die durch Zufuhr/Abgabe von Wärme oder Verrichtung von Reibungs- und Kompressionsarbeit an Körpern erfolgten Veränderungen und begründen damit die Volumenänderungen von Körpern bei Änderung der inneren Energie. Den Wärmebegriff verwenden sie dabei in fachsprachlich korrekten Formulierungen, die sie von alltagssprachlichen bewusst trennen.
grenzen die Temperatur als Maß für die mittlere Bewegungsenergie aller Teilchen eines Körpers von dem makroskopischen Prozess der Temperaturmessung ab und begründen die Existenz des absoluten Temperaturnullpunktes und dessen Unerreichbarkeit. Dem Anlass entsprechend wählen sie geeignete Temperaturmessgeräte aus.
begründen mithilfe der Anomalien von Wasser die jahreszeitlich unterschiedlichen Temperaturschichtungen von Gewässern und Phänomene wie Frostaufbrüche.
erklären mithilfe des Teilchenmodells Phänomene der Wärmeleitung, beschreiben Eigenschaften der Wärmestrahlung und begründen die Konvektion in Flüssigkeiten und Gasen mit den entstehenden Dichteunterschieden infolge von Temperaturänderungen.
recherchieren auf der Grundlage vorbereiteter Quellen Beispiele aus Alltag, Natur und Technik zu Wärmeleitung, Wärmestrahlung und Konvektion und zeigen Möglichkeiten auf, den Energietransport zu beeinflussen. Diese Informationen bereiten sie adressatengerecht auf und präsentieren sie unter Verwendung der Fachsprache.
beschreiben die Größenabhängigkeit der Temperaturänderung eines Festkörpers oder einer Flüssigkeit. Mithilfe der physikalischen Größe spezifische Wärmekapazität und des Erwärmungsgesetzes treffen sie quantitative Voraussagen zu alltäglichen Fragestellungen.
Wahlpflichtfächergruppen II/III
visualisieren mithilfe des Feldlinienmodells das magnetische Feld eines geraden stromdurchflossenen Leiters und einer stromdurchflossenen Spule und wenden diese Kenntnisse an, um den Aufbau und die Funktionsweise eines Elektromagneten und eines Elektromotors fachsprachlich korrekt zu beschreiben.
nutzen ihre Kenntnisse über die Zusammenhänge zwischen elektrischer Energie, Spannung, elektrischer Arbeit und Leistung, um mit diesen Größen unter Berücksichtigung der Einheiten und einer sinnvollen Genauigkeit Berechnungen durchzuführen.
unterscheiden verschiedene Leiter anhand ihrer Kennlinie, treffen jeweils Aussagen über den Zusammenhang zwischen elektrischer Spannung und Stromstärke und erklären den Kurvenverlauf bei reinmetallischen Leitern unter Verwendung bekannter Modellvorstellungen.
unterscheiden die Definition des elektrischen Widerstands vom Gesetz von Ohm, wenden dieses in einfachen Berechnungen an und beurteilen dessen Gültigkeitsbereich.
nutzen ihre experimentell gewonnenen Kenntnisse über die verschiedenen Abhängigkeiten der Größe des elektrischen Widerstands eines Drahts, um das Widerstandsgesetz herzuleiten und damit Berechnungen durchzuführen.
Wahlpflichtfächergruppe I
beschreiben Bewegungsabläufe mithilfe von Zeit-Weg-Diagrammen und grenzen die Durchschnitts- von der Momentangeschwindigkeit ab. Sie reflektieren mit ihrem Wissen den Geschwindigkeitsbegriff im Straßenverkehr.
identifizieren eine konstante Kraft als Ursache für eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung (z. B. freier Fall), indem sie Änderungen von Bewegungszuständen analysieren. Mit den entsprechenden Bewegungsgleichungen führen sie unter Berücksichtigung der Einheiten und sinnvoller Genauigkeit Berechnungen durch. In alltagsrelevanten Kontexten, zum Beispiel im Straßenverkehr, bestimmen sie mithilfe der Grundgleichung der Mechanik die Beträge wirkender Kräfte und herrschender Beschleunigungen.
nutzen das Prinzip der Energieerhaltung, um die kinetische Energie quantitativ zu erfassen und Vorhersagen zu alltäglichen Situationen zu treffen.
verwenden den Impulserhaltungssatz, um Abschätzungen aus ihrer Erfahrungswelt (auch im Straßenverkehr) und Berechnungen zu zentralen Stoßvorgängen durchzuführen.
Wahlpflichtfächergruppe I
verwenden Stromstärke- und Spannungsmessgeräte sachgerecht, um anhand von geeigneten elektrischen Schaltungen Gesetzmäßigkeiten für Stromstärken und Spannungen in verschiedenen elektrischen Stromkreisen selbständig zu untersuchen.
wenden die Gesetzmäßigkeiten für Reihen- und Parallelschaltungen sowohl bei alltäglichen Problemstellungen als auch bei Berechnungen von Innenwiderständen und Messbereichserweiterungen von Spannungs- und Stromstärkemessgeräten an.
wenden die UVW-Regel der linken Hand an, um grundlegende Induktionsphänomene zu begründen und formulieren nach experimentellen Beobachtungen das Induktionsgesetz.
wenden die Regel von Lenz bei der Beschreibung und Begründung von einfachen Induktionsversuchen und der Entstehung und Anwendung von Wirbelströmen, z. B. in Bremssystemen, an.
wenden wahlweise die UVW-Regel der linken Hand auf eine sich gleichmäßig drehende Leiterschleife im homogenen Magnetfeld oder das Prinzip der Energieerhaltung auf den unbelasteten (und belasteten) Generator an, um mit dem Wissen über grundlegende Induktionsphänomene die experimentellen Beobachtungen zu begründen. Hierbei verwenden sie fachsprachlich korrekte Argumentationsketten.
bewerten durch Analyse entsprechender, vorgegebener Quellen (z. B. Energieversorger vor Ort, Anschauungsmodelle) den Aufbau und Einsatz unterschiedlicher Wechselspannungsgeneratoren als Energiewandler in Industrie und Technik.
beschreiben den Aufbau und die Funktionsweise eines Transformators auf der Grundlage ihrer Kenntnisse zur Induktion und wenden die Konzepte der Energieerhaltung und Energieentwertung auf Transformatoren an. Sie berücksichtigen dabei die technischen Möglichkeiten zur Erhöhung des Wirkungsgrads.
stellen einfache Systeme zur Übertragung elektrischer Energie über weite Strecken dar und führen, auch unter Berücksichtigung von Wirkungsgraden, Berechnungen zur Energieübertragung durch, um damit die Verwendung von Transformatoren zu begründen.
Wahlpflichtfächergruppe I
beantworten weiterführende Fragestellungen auch zum Aufbau von Atomen, von Atomkernen und der Kernbausteine (Quarks), indem sie sich weitgehend selbständig anhand geeigneter Quellen über Themengebiete der Atom- und Kernphysik informieren. Sie nutzen das erweiterte Atommodell, um ihre Kenntnisse (Entdeckung der Radioaktivität, α-, β- und γ-Strahlung und ihre Eigenschaften, Möglichkeiten der Trennung und des Nachweises der Strahlungsarten, ...) in einen größeren Kontext zu stellen.
beschreiben den α- und β-Zerfall (als Zerfall unter Aussendung von Teilchenstrahlung) und den γ-Zerfall (als Übergang eines Atomkerns vom metastabilen in den stabilen Zustand unter Abgabe von Energie). Mithilfe der Äquivalenz von Masse und Energie begründen sie den Massendefekt.
veranschaulichen die charakteristischen Größen des radioaktiven Zerfalls mithilfe von Analogiebetrachtungen. Sie verwenden mathematische Verfahren ebenso wie Kernzerfallsgleichungen und Zerfallsdiagramme zur Beantwortung anwendungsbezogener Fragestellungen.
bewerten auf der Grundlage vorbereiteter Quellen Gefahren und Nutzen der Radioaktivität unter historischen, energetischen, technischen, ökologischen und medizinischen Aspekten. Diese Informationen bereiten sie adressatengerecht auf und präsentieren sie unter Verwendung der Fachsprache und geeigneter Darstellungsformen.
Wahlpflichtfächergruppe I
erläutern den Einsatz, die Notwendigkeit und die Grenzen der Verwendung unterschiedlicher Energieträger anhand der Energieumwandlungen und Energieentwertungen bei nicht gekoppelten Kraftwerkstypen und führen dazu entsprechende Berechnungen durch.
beziehen die Vorteile gekoppelter Systeme (z. B. Blockheizkraftwerke, Gas- und Dampfturbinenkraftwerke) bei der Bereitstellung von Energie beispielsweise hinsichtlich ihrer Wirkungsgrade und der technischen Umsetzbarkeit ein, um Auswirkungen auf die Erde (z. B. Treibhauseffekt), auch unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit, zu bewerten.
nutzen ihr physikalisches Wissen, um aktuell verwendete und noch zu erprobende Techniken zur Energiespeicherung oder zum Energietransport bezüglich der Umsetzbarkeit und der Auswirkungen auf die Umwelt einzuschätzen. Dabei beziehen sie die Möglichkeiten und die Verantwortlichkeit des eigenen Handelns in ihre Überlegungen mit ein.
Wahlpflichtfächergruppen II/III
beschreiben Bewegungsabläufe mithilfe von Zeit-Weg-Diagrammen und grenzen die Durchschnitts- von der Momentangeschwindigkeit ab. Sie reflektieren mit ihrem Wissen den Geschwindigkeitsbegriff im Straßenverkehr.
identifizieren eine konstante Kraft als Ursache für eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung (z. B. freier Fall), indem sie Änderungen von Bewegungszuständen analysieren. Mit den entsprechenden Bewegungsgleichungen führen sie unter Berücksichtigung der Einheiten und sinnvoller Genauigkeit Berechnungen durch. In alltagsrelevanten Kontexten, zum Beispiel im Straßenverkehr, bestimmen sie mithilfe der Grundgleichung der Mechanik die Beträge wirkender Kräfte und herrschender Beschleunigungen.
nutzen das Prinzip der Energieerhaltung, um die kinetische Energie quantitativ zu erfassen und Vorhersagen zu alltäglichen Situationen zu treffen.
Wahlpflichtfächergruppen II/III
wenden die Gesetzmäßigkeiten für Reihen- und Parallelschaltungen bei alltäglichen Problemstellungen an, um damit Berechnungen durchzuführen und Vorhersagen zu treffen.
wenden die Regel von Lenz bei der Beschreibung und Begründung von einfachen Induktionsversuchen und der Entstehung und Anwendung von Wirbelströmen, z. B. in Bremssystemen, an.
wenden das Prinzip der Energieerhaltung an, um mit dem Wissen über grundlegende Induktionsphänomene die experimentellen Beobachtungen beim Generator zu begründen. Hierbei verwenden sie fachsprachlich korrekte Argumentationsketten.
bewerten durch Analyse entsprechender, vorgegebener Quellen (z. B. Energieversorger vor Ort, Anschauungsmodelle) den Aufbau und Einsatz unterschiedlicher Wechselstromgeneratoren als Energiewandler in Industrie und Technik.
beschreiben den Aufbau und die Funktionsweise des Transformators auf der Grundlage ihrer Kenntnisse zur Induktion und wenden die Konzepte der Energieerhaltung und Energieentwertung auf Transformatoren an. Sie berücksichtigen dabei die technischen Möglichkeiten zur Erhöhung des Wirkungsgrads.
stellen einfache Systeme zur Übertragung elektrischer Energie über weite Strecken dar und führen, auch unter Berücksichtigung von Wirkungsgraden, Berechnungen zur Energieübertragung durch, um damit die Verwendung von Transformatoren zu begründen.
Wahlpflichtfächergruppen II/III
beantworten Fragestellungen zu Entdeckung der Radioaktivität, zur α-, β- und γ-Strahlung und ihren Eigenschaften und zu den radioaktiven Zerfällen, indem sie sich weitgehend selbständig anhand geeigneter Quellen über diese Themengebiete informieren. Diese Informationen bereiten sie adressatengerecht auf und präsentieren sie unter Verwendung der Fachsprache und geeigneter Darstellungsformen.
bewerten auf der Grundlage vorbereiteter Quellen Gefahren und Nutzen der Radioaktivität unter historischen, energetischen, technischen, ökologischen und medizinischen Aspekten. Unter Verwendung erworbener Fachkenntnisse nehmen sie bei einem Meinungsaustausch einen begründeten Standpunkt ein.
Wahlpflichtfächergruppen II/III
unterscheiden sowohl Wärmekraftmaschinen als auch Wärmekraftwerke in Aufbau, Funktionsweise und Umweltbelastung voneinander und bewerten deren Verwendung im Alltag. Dabei nehmen sie unter Verwendung erworbener Fachkenntnisse bei einem Meinungsaustausch einen begründeten Standpunkt ein. Diesen bereiten sie adressatengerecht auf und präsentieren ihn unter Verwendung der Fachsprache.
erläutern den Einsatz, die Notwendigkeit und die Grenzen bei der Verwendung unterschiedlicher Energieträger anhand der Energieumwandlungen und Energieentwertungen bei nicht gekoppelten Kraftwerkstypen.
beziehen die Vorteile gekoppelter Systeme (z. B. Blockheizkraftwerke und Gas- und Dampfturbinenkraftwerke) bei der Bereitstellung von Energie beispielsweise hinsichtlich ihrer Wirkungsgrade und der technischen Umsetzbarkeit ein, um Auswirkungen auf die Erde (z. B. Treibhauseffekt), auch unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit, zu bewerten.
nutzen ihr physikalisches Wissen um aktuell verwendete und noch zu erprobende Techniken zur Energiespeicherung oder zum Energietransport bezüglich der Umsetzbarkeit und der Auswirkungen auf die Umwelt einzuschätzen. Dabei beziehen sie die Möglichkeiten und die Verantwortlichkeit des eigenen Handelns mit in ihre Überlegungen ein.
