Lichtquellen

Nur Lichterzeuger als Lichtquellen (direkte Lichtquellen); Ausbreitung des Lichts; Lichtgeschwindigkeit; Lichtbündel; Lichtstrahl; Lichtquellen als Energiequellen

Schatten und Finsternisse

Schattenraum; Schattenbild; Kernschatten; Halbschatten; Eigenschaften von Schattenbildern

Reflexion des Lichts

Diffuse und reguläre Reflexion

Farbigkeit und Zerlegung des Lichts

Der Regenbogen; Zerlegung des Lichts (Prisma); Farbaddition; Farbsubtraktion

Wie der Mensch hört

Sender-Empfänger-Modell (Ausbreitung von Schall in Luft und festen Körpern) Tonhöhe und Schwingungszahl (Frequenz) Lautstärke – Schwingungsweite (Amplitude) Frequenzumfang und Belastbarkeit des menschlichen Ohres (Lärmschäden)

Schallquellen

Schwingende Körper, schwingende Luft Musikinstrumente und andere Schallquellen Schallgeschwindigkeit in Luft Blitz und Donner Reflexion von Schall - Echo

Bilder am ebenen Spiegel

Bildentstehung am ebenen Spiegel; virtuelles Bild

Brechung

Übergang des Lichtes durch Grenzflächen verschiedener Medien; Prisma

Totalreflexion

Anwendungen der Totalreflexion; Naturerscheinungen

Lochkamera

Bildkonstruktion; ( Bau einer Lochkamera )

Sammellinse

Abbildung durch Linsen; Brennweite; Bildkonstruktion

Wärmequellen

Wärmequellen (Sonne, elektrischer Strom, Reibung,...)

Wärmespeicher

Wärmespeicher

Wärmeleitung

Wärmeleitfähigkeit verschiedener Stoffe, k-Wert

Wärmeströmung (Konvektion)

Thermik, Zentralheizung, Wärmeenergietransport

Wärmestrahlung

Heizsonne, Thermosflasche, Absorption von Wärmestrahlen, Sonnenkollektor

Wärmeisolation

Erwünschte und unerwünschte Wärmeausbreitung, sinnvoller Umgang mit (Wärme-)energie

Temperatur und ihre Messung

Subjektives Wärmeempfinden Begriffsbildung Temperatur Flüssigkeitsthermometer Temperaturmessung, grafische Darstellung der Messergebnisse Temperaturskala nach Celsius

Auswirkungen von Temperaturänderungen

Unterschiedliche Wärmeausdehnung bei festen Körpern und Flüssigkeiten stoffunabhängige Ausdehnung der Gase Anomalie des Wassers Aggregatzustände, Begriffe für Änderung der Zustandsformen Absoluter Nullpunkt und Kelvinskala

Gleichförmige und beschleunigte Bewegung

Begriffsbildung: Geschwindigkeit; Beschleunigung Weg-Zeit-Diagramme

Kräfte und ihre Wirkungen

Gewichtskraft; Einheit der Kraft Hookesches Gesetz Kräfte messen; Federwaage Kraft und Gegenkraft

Mehr Sicherheit im Straßenverkehr

Begriffsbildung Masse Masse und Gewichtskraft Trägheit der Masse Sicherheitsgurt und Sturzhelm

Die elektrische Ladung

Laden und Entladen; Positive und negative Ladung; Elektronen als Ladungsträger Elektronen im Stromkreis

Die elektrische Stromstärke

Strom zeigt Wirkung; Starke und schwache Ströme; Messen von Stromstärken Spannung und Stromstärke; Sicherungen schützen bei Kurzschluss und Überlastung

Die elektrische Spannung

Wichtige Spannungsquellen; Messen von Spannungen; Hochspannung

Der elektrische Widerstand

Widerstand und Länge, Querschnitt und Material des Leiters; Widerstand und Temperatur des Leiters So bestimmt man Widerstände (Ohmsches Gesetz); Elektrizität kann auch gefährlich sein

Die elektrische Leitfähigkeit

Gute Leiter – schlechte Leiter – Isolatoren; Leitfähigkeiten

Der elektrische Stromkreis

Schaltpläne und Schaltsymbole; Reihen- und Parallelschaltung Mehrere Geräte im Stromkreis; Stromstärke-, Spannungs- und Widerstandsberechnungen

Wirkungen des elektrischen Stromes

Die magnetische Wirkung; die Licht- und Wärmewirkung; Nutzung in verschiedenen Elektrogeräten; elektrische Leistung und elektrische Arbeit

Sicherer Umgang mit der Elektrizität

Schutzeinrichtungen; Schutzleitersystem; Schutzschalter; Missbrauch

Kraftsparende Werkzeuge

z.B. schiefe Ebene, Schraubendreher, Rad

Vorzüge einfacher Hebelwerkzeuge

Hebelgesetz

Kraftersparnis durch Räder und Rollen

Vorzüge von Seil und Rolle

Begriffsbildung „Arbeit“ und „Leistung“

unterschiedliche Arten von „Arbeit“ unterschiedliche „Leistungen“

Goldene Regel der Mechanik

Goldene Regel der Mechanik

Vergleich der Leistungen von Menschen und Maschinen

Problematik der „Leistungsmessung“

Wasser- und Windkraft als mechanischer Antrieb

Wasser, flüssig oder dampfförmig als Antriebskraft; Grenzen des Windes als mechanische Antriebskraft

Der Elektromotor als Antrieb

Funktion des Elektromotors; Problematik der Energiespeicherung

Verluste bei der Energieumwandlung

Energieerhaltungssatz; Begriffsklärung; Wirkungsgrad

Energiesparmöglichkeiten im Alltag

Einsparmöglichkeiten in der unmittelbaren Lebensumwelt der Schülerinnen und Schüler; regionale und globale Einsparmöglichkeiten

Erzeugung elektrischer Energie

Der Generator; Wärmekraftwerke (konventionell und nuklear); Windkraft und Photovoltaik; regenerative Energien; Brennstoffzelle

Der Transformator

Der Transformator

Praktische Anwendungen energietechnologischer Entwicklungen

Praktische Anwendungen energietechnologischer Entwicklungen

Umweltverträglichkeit verschiedener Energieträger

Nutzung unterschiedlicher Energieträger; Folgen für die Umwelt; Begriff der „Nachhaltigkeit“

Kraft – Wärme – Kopplung

Kraft – Wärme – Kopplung

Gleichförmige und gleichförmig beschleunigte Bewegung

Gleichförmige und gleichförmig beschleunigte Bewegung; Beschleunigung; Geschwindigkeit

Messreihen

Erstellen von Messreihen; Darstellung in Graphen; Interpretation der Ergebnisse

Kinetische Energie

Begriffsbildung an anschaulichen Beispielen; Bedeutung z.B. im Strassenverkehr

Molekularkinetische Deutung der Wärmevorgänge

Molekularkinetische Deutung der Wärmevorgänge

Arbeit und Energie

Klare Definitionen; Zusammenhang an konkreten Beispielen deutlich machen

Der Transformator

Messungen und Berechnungen im Mikro- und im Makrobereich

Praktische Anwendungen energietechnologischer Entwicklungen

Praktische Anwendungen energietechnologischer Entwicklungen

Radioaktivität; Atomenergie

Nutzen und Gefahren

Verfahren

Beobachten können. Beschreiben können, dabei Wesentliches von Unwesentlichem trennen und die Fachsprache angemessen verwenden können. Vermutungen über Ursachen anstellen können, auf bekannte Phänomene aus der Lebenswelt der Schülerinnen und Schüler verweisen und Analogien aufdecken können. Also kurz: Eine Hypothese oder einen hypothesenähnlichen Ansatz zur Klärung oder Deutung des unbekannten, aber prinzipiell für die Schülerinnen und Schüler durchschaubaren Zusammenhanges aufstellen können. Die verwendeten Analogien zu bekannten Erscheinungen sollen beschrieben werden. Dabei sollte die Verwendung von Fachliteratur und anderen Informationsmitteln erlaubt sein. Als besonders hohes Niveau ist die Entwicklung und Durchführung von Kontroll- und Bestätigungsexperimenten durch die Schülerinnen und Schüler anzusehen. Werden solche Aufgaben in Gruppenarbeit bearbeitet, dann sollen Schülerinnen und Schüler Teamfähigkeit und die Fähigkeit zu angemessener Mitarbeit in der Arbeitsgruppe zeigen.

Fähigkeiten und Fertigkeiten

Messen; Erstellen von Messreihen Angemessene Darstellung von Messergebnissen Beschreiben von Sachverhalten bei richtigem Gebrauch der physikalischen Fachsprache Bildung von Hypothesen und entsprechende Überprüfung Sachgerechte Modellbildung Umstellung von Formeln zur Berechnung einzelner Größen Sachangemessene Nutzung neuer Medien

Methoden

Lesen und Verstehen von Texten und grafischen Darstellungen Planung und Durchführung eines Experimentes Sicherer Umgang mit technischem Gerät in Schule und Alltag Problemlösendes Arbeiten in Gruppen Sachangemessener Einsatz moderner Medien

Kenntnisse

Grundbegriffe der Mechanik Grundbegriffe der Wärmelehre Grundbegriffe der E-Lehre Grundlagen der Energieformen und Energieumwandlungen