Sichtbarkeit von Körpern

Lichtquellen, Lichtausbreitung, Streuung, Schattenbildung durch zwei Lichtquellen, Finsternisse, Lichtgeschwindigkeit

Reflexion des Lichtes

Reflexion an spiegelnden Flächen, Reflexionsgesetz am ebenen Spiegel, Reflexion am Hohlspiegel, Konstruktion des Strahlengangs unter Zuhilfenahme von Randstrahlen

Bilder durch Spiegel

Virtuelle Bilder am ebenen Spiegel, Reelle und virtuelle Bilder am Hohlspiegel

Lichtbrechung

Lichtbrechung, Brechungsgesetz, Totalreflexion, Umkehrbarkeit des Lichtweges, Planparallele Platte, Prisma, Lichtleiter, Lichtbrechung in Konvex- und Konkavlinsen; Konstruktion des Strahlengangs

Bilder durch Linsen

Reelle und virtuelle Bilder, Bildkonstruktionen; Optische Geräte; Fotoapparat und Auge, Augenfehler und Korrekturmöglichkeiten, Projektoren

Licht und Farbe

Kontinuierliches Spektrum, Entstehung des Regenbogens, additive und subtraktive Farbmischung

Fakultative Unterrichtsinhalte/Aufgaben

Bau einer Lochkamera Akustik: Töne, Schwingungen, Musikinstrumente

Arbeitsmethoden der Schülerinnen und Schüler/Hinweise und Erläuterungen

Entwickeln einer Modellvorstellung: Lichtstrahlen als Abstraktion von Lichtbündeln Arbeitsgleiche und arbeitsteilige Schülerexperimente Häusliche Freihandversuche Geometrische Konstruktionen mit Geodreieck und Lineal Umgang mit einer Kamera im Alltag Handhabung von Projektionsgeräten: Beamer, Tageslichtprojektor, Diaprojektor Umgang mit Lernsoftware zur Optik

Wärme und Empfinden

Wärmeempfinden, Wärmezustand und Temperatur, Temperaturmessungen, Flüssigkeitsthermometer, Temperaturskala nach Celsius

Wärme und Stoffe

Wärmeausdehnung fester, flüssiger und gasförmiger Stoffe, Längenausdehungskonstante verschiedener Stoffe, Berechnung der Längenausdehnung fester Stoffe, Bimetall, Anomalie des Wassers, Aggregatzustände, Wärmeleitung, Wärmemitführung, Wärme im Teilchenbild, Brownsche Bewegung, Absoluter Nullpunkt und Kelvinskala

Wärme und Umwelt

Wärmestrahlung, Emission, Absorption, Reflexion, Wärmeisolierung und Wärmedämmung, Kollektoren

Fakultative Unterrichtsinhalte/Aufgaben

Zentralheizung, Kühlschrank, Wärmepumpe

Arbeitsmethoden der Schülerinnen und Schüler/Hinweise und Erläuterungen

Schätzen von Temperaturen im Alltag Erstellen einer Celsius-Skala Benutzung von verschiedenen Thermometern Umrechnung von Thermometerskalen (Celsius, Fahrenheit, Kelvin) Handhabung von digitalen und elektronischen Thermometern Einsatz des Taschenrechners als Rechenhilfsmittel Untersuchen und Messen von Temperaturschichten in Gewässern

Kräfte und ihre Wirkungen

Erkennbarkeit der Kräfte an ihren Wirkungen, Hookesches Gesetz, Krafteinheit, Kräfte als Vektoren, Kräfteparallelogramm, zeichnerische Ermittlung einer resultierenden Kraft, Kraft und Gegenkraft, Gewichtskraft, Masse als Stoff- und Körpereigenschaft, Masse und Gewichtskraft, Masseneinheit, Dichte

Kräfte und Werkzeuge bzw. Maschinen

Hebel, Hebelgesetz, Drehmoment, Feste und lose Rollen, Flaschenzug, Arbeit und Leistung in der Mechanik, Goldene Regel der Mechanik, Energieerhaltungssatz, Reibung

Fakultative Unterrichtsinhalte/Aufgaben

Gleichförmig - geradlinige Bewegung, Bewegungen im Straßenverkehr Anwendungen des Hebels im Alltag

Arbeitsmethoden der Schülerinnen und Schüler/Hinweise und Erläuterungen

Funktionsbeschreibungen einfacher Maschinen zur Entlastung für den Menschen Funktionsmodelle zeichnen und bauen Versuche mit Alltagsgegenständen planen und durchführen Technische Geräte in ihrer Funktion analysieren Veränderungen von Versuchsbedingungen in ihren Wirkungen abschätzen Prinzip der Kraftersparnis auch in komplexen Geräten suchen Zeichnerische Ermittlung von Kräften Internet als Informationsquelle nutzen

Strom und Stromkreise

Einfacher Stromkreis, Gute und schlechte Leiter, Isolatoren, Parallel- und Reihenschaltung gleicher Glühlampen (anschaulich, ohne Berechnungen), Gefahren durch den elektrischen Strom, Erdschluss, Schutzkontaktsystem, Elektronen als Ladungsträger

Strom und Wirkungen

Wärme- und Lichtwirkung des Stromes

Magnetismus

Ferromagnetische Stoffe, Kraftwirkungen und Feldlinienbilder, Magnetisieren und entmagnetisieren; Oerstedversuch, Elektromagnete, Wirkung magnetischer Felder aufeinander, Drehspule

Strom und Gesetze

Kontaktelektrizität, Elektrische Ladung und Ladungstransport, Definition der Stromstärke und Spannung, Stromstärke und Spannungsmessungen, Zusammenhang zwischen den Größen, Ohmsches Gesetz, Definitionsgleichung für den Widerstand, Abhängigkeiten des Widerstands von Material, Länge und Querschnitt des Leiters, Reihen- und Parallelschaltung von Widerständen, Kirchhoffsche Gesetze, Berechnungen in einfachen Parallel- und Reihenschaltungen

Fakultative Unterrichtsinhalte/Aufgaben

Stromkreise am Fahrrad/im Haus Gleichstrommotor

Arbeitsmethoden der Schülerinnen und Schüler/Hinweise und Erläuterungen

Aus Versuchen und Messreihen Gesetzmäßigkeiten ableiten Aus Gesetzen Definitionsgleichungen entwickeln Messreihen graphisch darstellen Computer als Messgeräte einsetzen Tabellenkalkulationsprogramme zur Auswertung und Darstellung von Messreihen einsetzen Messfehler abschätzen und bewerten Haushaltsgeräte in Aufbau und Funktion beschreiben

Druck und Kräfte

Definition des Drucks, Druckeinheiten

Druck und Gewichtskräfte

Schweredruck im Wasser und in der Luft, Druckmessungen

Druck und Auftriebskräfte

Auftrieb, Archimedisches Prinzip, Schwimmen

Fakultative Unterrichtsinhalte/Aufgaben

Fliegen Barometer Pumpen

Arbeitsmethoden der Schülerinnen und Schüler/Hinweise und Erläuterungen

Druckmessungen Häusliche Luftdruckmessungen über längere Zeiträume Erstellen von Diagrammen Datenerfassung mit dem Computer (z.B. Excel) Recherchen und Informationssuche in verschiedenen Medien

Gleichförmige Bewegungen

Weg – Zeit – Gesetz; Berechnung von Bewegungen unter Verwendung der entsprechenden Maßeiheiten

Gleichmäßig beschleunigte Bewegungen

Geschwindigkeit – Zeit – Gesetz, Weg – Zeit – Gesetz bei beschleunigten Bewegungen; Freier Fall, Newtonsches Kraftgesetz

Fakultative Unterrichtsinhalte/Aufgaben

Bewegungsabläufe im Straßenverkehr Kreisbewegung als beschleunigte Bewegung

Arbeitsmethoden der Schülerinnen und Schüler/Hinweise und Erläuterungen

Abschätzen, vergleichen und messen von Geschwindigkeiten im Straßenverkehr Anwendung mathematischer Vorkenntnisse zur Herleitung von Gesetzen Computer als digitale Mess- und Zeiterfassungsgeräte Computeranimation zur Veranschaulichung von Bewegungsabläufen Erstellen von s – t sowie v – t Diagrammen

Halbleiterbauteile, Transistoren in der Technik

Fotowiderstand, NTC - Widerstand, Halbleiterdiode, Leuchtdiode

Halbleitertechnik als Wirtschaftsfaktor

Unterhaltungselektronik, Kommunikationselektronik, EDV - Technik

Fakultative Unterrichtsinhalte/Aufgaben

Leuchtstoffröhre, Brownsche Röhre Leitungsvorgänge in Halbleitern, Solarzelle Digitale Schaltungen

Arbeitsmethoden der Schülerinnen und Schüler/Hinweise und Erläuterungen

Eigenen häuslichen Umgang mit der Halbleitertechnik untersuchen und kritisch bewerten Durchführung von Experimenten zur Funktion einzelner Bauteile Untersuchung von elektronischen Geräten Untersuchung der Hardware – Bestandteile eines Computers

Atomzerfall

Natürliche Radioaktivität, Entstehung, Nachweis und Wirkungen, Strahlenarten, Halbwertszeit

Atomspaltung

Kernspaltung, kontrollierte und unkontrollierte Kettenreaktion

Auswirkungen radioaktiver Strahlung

Strahlenbelastung, Strahlenschäden, Strahlenschutz

Fakultative Unterrichtsinhalte/Aufgaben

Kernreaktoren Folgen von Reaktorunfällen Entsorgung

Arbeitsmethoden der Schülerinnen und Schüler/Hinweise und Erläuterungen

Betriebserkundungen Informationsermittlung durch Presseveröffentlichungen und Internetrecherchen Befragungen und Interviews von Zeitzeugen oder Politikern Durchführung von Planspielen Messungen der natürlichen Radioaktivität

Energie und Elektrizität

Induktion, Generator, Wechselspannung, Elektrische Leistung, Arbeit, Energie; Einheiten; Transformatoren

Energie und Wärme

Wärme als Energieform, Wärmemengen, Spezifische Wärme, Berechnung von Wärmemengen

Energie und Umwandlungen

Potentielle und Kinetische Energie, Erhaltungssatz der Energie, Energieumwandlungen in technischen Geräten: Verbrennungsmotoren als Energiewandler, Wirkungsgrad, Perpetuum mobile

Energie und Erzeugung

Konventionelle und nukleare Wärmekraftwerke, Wasser und Wind als Energieträger, Nachwachsende Energie, Solarenergie

Energie und Bedarf

Energieverbrauch von Haushaltsgeräten, Energiebedarf eines privaten Haushaltes

Fakultative Unterrichtsinhalte/Aufgaben

Energiesparende Elektrogeräte im Privathaushalt, Vergleichsrechnungen, internationaler Energieverbund

Arbeitsmethoden der Schülerinnen und Schüler/Hinweise und Erläuterungen

Auswerten von Typenschildern und Energieverbrauchsrechnungen Auswertung von Informationsmaterial von Energieversorgungsunternehmern Planung von Energieeinsparmaßnahmen im Alltag Betriebserkundungen in Energieversorgungsunternehmen Nutzung der neuen Kommunikationsmittel zur Informationssuche Rechnungen zur Energieumwandlung Vermittlung der Erkenntnisse an Dritte (Energiesparwoche an der Schule, Infotafeln) Zusammenarbeit mit außerschulischen Experten oder Gruppen Einsatz von Verbrauchsmessgeräten

Fähigkeiten, Fertigkeiten und Qualifikationen

Richtiger Gebrauch der physikalischen Begriffe und Einheiten Umstellen von Formeln Berechnung und Umwandlung von physikalischen Größen Graphische Darstellung von Messergebnissen und Messreihen Gebrauch des Computers als Messgerät sowie als Informationsquelle Beschreiben von Sachverhalten und technischen Geräten mit physikalischen Fachbegriffen Hypothesen bilden und auf verschiedene Weisen überprüfen Experimente unter Anleitung planen, durchführen und auswerten Versuchsergebnisse angemessen protokollieren Einfache Modelle zur Erklärung physikalischer Phänomene benutzen Aus Beobachtungen in Natur und Technik Fragen zum physikalischen Hintergrund stellen In Gruppen unter Anleitung zielorientiert und selbstständig arbeiten

Kenntnisse

Grundbegriffe und Gesetze der Mechanik Gesetze der gleichförmigen und gleichmäßig beschleunigten Bewegung Grundbegriffe und Gesetze der Elektrizitätslehre (Einfacher Stromkreis, Reihenschaltung, Parallelschaltung) Funktion von Halbleiterbauteilen Radioaktiver Zerfall und Kernspaltung Arbeit, Leistung und Energie in verschiedenen Formen Energieerhaltung und Energieumwandlung Funktionsweise technischer Geräte

Arbeitsmethoden

Vorstellung für Größenordnungen entwickeln und abschätzen Sicherer Umgang mit technischen, besonders elektrischen Geräten Alltagsaufgaben mit Hilfe mathematischer Regeln bearbeiten Einsatz des Taschenrechners Entnehmen von Informationen aus Texten, Tabellen und Diagrammen