Kinematik · 10 Stunden

Bewegungsgrößen gleichförmige Bewegung gleichmäßig beschleunigte Bewegung

Dynamik · 10 Stunden

Wechselwirkungskonzept für Kräfte Trägheit Wechselwirkungsprinzip Grundgleichung der Mechanik

Erhaltungssätze der Mechanik · 10 Stunden

Energie; Impuls Energieerhaltungssatz Impulserhaltungssatz

Kreisbewegung · 6 Stunden

beschreibende Größen gleichförmige Kreisbewegung als beschleunigte Bewegung

Kinematik · 10 Stunden

Formale und begriffliche Grundkenntnisse bereitstellen und den Umgang mit den Bewegungsgrößen einüben. Entsprechend der didaktischen Absicht ist eine Kombination mit dem Baustein Dynamik bedenkenswert. Begriffsbildung, Mathematisierung und Idealisierung im Sinne des Methodenlernens fördern.

Dynamik · 10 Stunden

Eine Vertrautheit mit dem Kraftkonzept bewirken und den Umgang mit der Grundgleichung einüben. Bei einem Aufbau der Mechanik über den Impuls oder die Impulsströme den Baustein Erhaltungssätze der Mechanik integrieren.

Erhaltungssätze der Mechanik · 10 Stunden

Die Idee der Erhaltung und die Methode des Bilanzierens in ihrer Bedeutung demonstrieren. Bei einem Zugang über mengenartige Größen diesen Baustein vorziehen. Eine Fortführung des Energiekonzeptes in entsprechenden Bausteinen der Qualifikationsphase beachten.

Kreisbewegung · 6 Stunden

Formale und begriffliche Grundkenntnisse bereitstellen. Eine integrierte Behandlung in Kombination mit anderen Bausteinen ist möglich.

Reibung · 6 Stunden

Fall in Luft Anfahr- und Bremsvorgänge

Wurfbewegungen · 6 Stunden

Superpositionsprinzip waagerechter Wurf schiefer Wurf

Gravitation · 6 Stunden

Gravitationsgesetz Satellitenbewegungen

Physik und Verkehr · 6 Stunden

Größenordnungen von Geschwindigkeiten, Beschleunigungen, Kräften, Energien im Straßenverkehr sicherheitstechnische Konsequenzen; Sicherheitsregeln

Physik und Sport · 6 Stunden

Größenordnungen von Geschwindigkeiten, Beschleunigungen, Kräften beim Sport biomechanische Grundlagen sporttechnische und sportmedizinische Konsequenzen

Reibung · 6 Stunden

Die Bedeutung der Reibung bei realen Bewegungsvorgängen experimentell bewusst und mit Formeln plausibel machen. Ein ausführliches Beispiel reicht. Entsprechende Formeln angeben und Modellbildungssysteme nutzen.

Wurfbewegungen · 6 Stunden

Einen sichereren Umgang mit Bewegungsproblemen herbeiführen. Dieser Baustein kann als Übungs- und Vertiefungsinsel genutzt werden. Simulationen und Modellbildungssysteme nutzen.

Gravitation · 6 Stunden

Ein Grundwissen vermitteln und die kombinierte Nutzung gewonnener Erkenntnisse und Methoden einüben. Eine Kombination mit dem Baustein Kreisbewegung ist bedenkenswert. Der Einsatz von Computersimulationen ist empfehlenswert.

Physik und Verkehr · 6 Stunden

Fachinhalte vertiefen und ergänzen und an verkehrsphysikalischen Fragestellungen anwenden. Ein projektartiges Arbeiten bietet sich an. Unter der Thematik können auch entsprechende Pflichtbausteine behandelt werden.

Physik und Sport · 6 Stunden

Fachinhalte vertiefen und ergänzen und an sportphysikalischen Fragestellungen anwenden. Fachübergreifende Aspekte der Thematik nutzen. Ein projektartiges Arbeiten bietet sich an. Unter der Thematik können auch entsprechende Pflichtbausteine behandelt werden.

Elektrizität I · 10 Stunden

elektrische Ladung; Stromstärke; elektrische Influenz elektrisches Feld; Feldstärke elektrische Spannung

Elektrizität II · 10 Stunden

Bewegung einer Punktladung im elektrischen Feld Kondensator; Kapazität

Elektrizität und Magnetismus I · 10 Stunden

elektrische und magnetische Felder im Vergleich Lorentzkraft; Magnetische Feldstärke Induktion; Lenzsche Regel

Schwingungen · 10 Stunden

Schwingungsphänomene und beschreibende Größen harmonische Schwingung; Schwingungsdauerformel elektromagnetischer Schwingkreis in Analogie zum mechanischen Oszillator

Wellen · 10 Stunden

Wellenphänomene und beschreibende Größen; Interferenzprinzip Licht als Welle; Doppelspaltexperiment elektromagnetisches Spektrum

Mikroobjekte I · 10 Stunden

quantenmechanisches Verhalten von freien Elektronen und von Photonen am Doppelspalt De-Broglie-Beziehung h-Bestimmung; Fotoeffekt

Atomphysik I · 10 Stunden

Elektron-Atom-Wechselwirkung (Franck-Hertz-Versuch) Linienspektren; Termschema Atommodell

Kernphysik I · 10 Stunden

Kernprozesse (radioaktiver Zerfall, Fission, Fusion) Bindungsenergie einfaches Kernmodell

Elektrizität I · 10 Stunden

Einen ausreichenden Phänomenbereich aufzeigen und einen Einblick in die Tragfähigkeit des Feldkonzeptes geben. Die Behandlung des homogenen Feldes reicht aus. Den Zeitrahmen nicht durch überdehnte Wiederholungen der Inhalte aus der Sekundarstufe I gefährden.

Elektrizität II · 10 Stunden

Begriffliche Grundkenntnisse und Formeln bereitstellen und üben. Dieser Baustein dient der Übung. Das Methodenlernen fördern. Praktikum: Kondensatorentladung

Elektrizität und Magnetismus I · 10 Stunden

Für die nachfolgenden Pflichtbausteine reichen Überblick und Grundfertigkeiten aus. Eine beabsichtigte Vertiefung ist nur im Wahlbaustein Elektrizität und Magnetismus II möglich.

Schwingungen · 10 Stunden

Formale und begriffliche Grundkenntnisse bereitstellen. Formelinterpretationen und qualitative Analogiebetrachtungen haben Vorrang vor umfangreichen Herleitungen. Beabsichtigte Vertiefungen und Ergänzungen sind nur in Verbindung mit dem Wahlbaustein Schwingungen und Wellen möglich.

Wellen · 10 Stunden

Formale und begriffliche Grundkenntnisse bereitstellen. Beabsichtigte Vertiefungen, Ergänzungen und Praktika sind mit den entsprechenden Wahlbausteinen möglich. Eine informative Darstellung des elektromagnetischen Spektrums ist ausreichend.

Mikroobjekte I · 10 Stunden

Die quantenphysikalische Denkweise als Fundament naturwissenschaftlicher Bildung aufzeigen. Bestätigung der Einstein-Gleichung durch den Fotoeffekt.

Atomphysik I · 10 Stunden

Die Idee der Quantisierung zur Einsicht bringen. Ein angemessenes Grundwissen vermitteln Rechnungen dem Zeitrahmen anpassen. Beabsichtigte Vertiefungen und Ergänzungen sind nur in Verbindung mit dem Wahlbaustein Atomphysik II möglich.

Kernphysik I · 10 Stunden

Ein Überblickwissen vermitteln. Die Beschränkung auf den Minimalkurs erfordert einen strukturorientierten Zugang. Ein experimentell orientierter Zugang ist nur in Verbindung mit dem Wahlbaustein Kernphysik II möglich.

Geschichte der Physik · 10 Stunden

wissenschaftliche Revolutionen (Copernicus, Galilei, Einstein, quantenphysikalische Revolution) physikhistorische Fallbeispiele

Entropie · 10 Stunden

Entropie als Wärme Entropieerzeugung und Entropiestrom entropische Betrachtung von Naturphänomenen

Energiegewinnung · 10 Stunden

Energieerzeugungstechniken Leistungsvergleiche Schutz der Erdatmosphäre

Chaos und Fraktale · 10 Stunden

Beispiele von Chaosphänomenen und fraktalen Strukturen Merkmale und Systembedingungen (Bifurkation, Nichtlinearität, Sensitivität, Strukturen im Chaos) chaotischer Systeme strukturelle Ähnlichkeiten in verschiedenen Bereichen

Elektronik · 10 Stunden

elektronische Grundschaltungen Eigenleitung; Störstellenleitung Halbleiterdiode; Transistor als Schaltelement

Elektrizität und Magnetismus II · 10 Stunden

e/m-Bestimmung Induktionsgesetz Induktivität; Selbstinduktion

Wechselstrom · 10 Stunden

Wechselspannung; Effektivwert Impedanzen; Phasenverschiebungen Wechselstromkreise

Elektromagnetische Wellen · 10 Stunden

Rückkopplung offener Schwingkreis Ausbreitung elektromagnetischer Wellen

Physik und Medizin · 10 Stunden

elektrische Leitungsvorgänge im menschlichen Körper elektrochemische Vorgänge; Ruhe- und Aktionspotentiale; EKG; EEG

Schwingungen und Wellen · 10 Stunden

Schwingungsformen (freie gedämpfte, erzwungene Schwingungen, Resonanz, gekoppelte Schwingungen) Wellenexperimente

Akustik · 10 Stunden

Schallphänomene und Schallwellenmodell Schallwahrnehmung (Schallfeldgrößen, Ohr, Lärmschutz)

Wellenoptik · 10 Stunden

Licht als Welle Interferenzphänomene (Auflösungsvermögen, dünne Schichten, Holographie, ...)

Mikroobjekte II · 10 Stunden

experimentelle Belege (Bragg-Reflexion, Elektronenbeugung, Grenzwellenlänge) Heisenberg'sche Unschärferelation Interpretationen der Quantenphysik

Atomphysik II · 10 Stunden

historische Atomistik Leistungen der Atommodelle (Laser, charakteristische Röntgenstrahlung, Luminiszenz, ...) Anwendungen der Röntgenstrahlung in Medizin und Technik

Kernphysik II · 10 Stunden

Nachweis- und Messmethoden Experimente zur Absorption und zum Zerfallsgesetz Fissions- und Fusionsreaktoren

Elementarteilchenphysik · 10 Stunden

Fundamentalteilchen; fundamentale Wechselwirkungen und Austauschteilchen Standardmodell als Ordnungsschema experimentelle Befunde; offene Fragen

Relativität · 10 Stunden

Prinzipien der Relativität Konsequenzen experimentelle Belege

Astronomie · 10 Stunden

Sternbilder; scheinbare tägliche und jährliche Sternbewegungen scheinbare Sonnenbewegung Planetenbewegungen vor dem Fixsternhimmel: Schleifenbewegung, Ungleichförmigkeit, Kepler-Gesetze

Astrophysik · 10 Stunden

Zustandsgrößen der Sonne: Radius, Masse, mittlere Dichte, effektive Temperatur Masse-Leuchtkraft-Beziehung; Sternentwicklung Standardsonnenmodell

Kosmologie und Weltbilder · 10 Stunden

Struktur des Universums Entwicklung des Universums (Urknalltheorie, Hintergrundstrahlung, Hubble-Gesetz, Weltalter) historische Weltbilder

Wärmekraftmaschinen · 10 Stunden

Gesetze des idealen Gases thermodynamische Maschinen (Wärmepumpe, Stirling-Motor)

Strömungsphysik · 10 Stunden

Strömungsphänomene und Strömungsarten Kontinuitätsgleichung; Strömungsgesetze dynamischer Auftrieb

Strahlenschutz · 10 Stunden

Strahlenquellen; Radionuklide Strahlendosen; Transferfaktoren biologische Strahlenwirkung Grenzwerte; Strahlenschutz

Geschichte der Physik · 10 Stunden

Die kulturhistorische Bedeutung der Physik bewusst machen und/oder physikhistorische Bezüge herstellen. Eine thematische Auswahl treffen. Entsprechend der didaktischen Absicht kann der Baustein als Block unterrichtet werden oder in andere Bausteine im Sinne einer genetischen Rekonstruktion integriert werden.

Entropie · 10 Stunden

Die fundamentale gebietsübergreifende Bedeutung des Entropiebegriffs zur Einsicht bringen. Eine eventuelle Ergänzung mit dem Wahlbaustein Energiegewinnung bedenken. Zur Darstellung von Strömen eignen sich Modellbildungssysteme.

Energiegewinnung · 10 Stunden

Inhaltliche Grundlagen für Bewertungsansätze schaffen. Fachübergreifende Aspekte der Thematik nutzen. Schwerpunktsetzung nach Rahmenbedingungen (Unterrichtsform, örtliche Gegebenheiten, Interessen, ...) vornehmen. Eventuelle Vorbereitung durch geeignete Bausteine bedenken.

Chaos und Fraktale · 10 Stunden

Einen kontrastiven Einblick in Phänomene und in den transdisziplinären Charakter der Thematik geben. Auf eine dem Grundfach unangemessene Formalisierung verzichten. Die Beschäftigung mit der logistischen Gleichung bietet sich an. Fächerübergreifende Bezüge der Thematik nutzen.

Elektronik · 10 Stunden

Einen Einblick in elektronische Grundschaltungen geben und experimentelle Fertigkeiten fördern. Es bietet sich an, den Baustein komplett als Praktikum durchzuführen. Praktikum: elektronische Grundschaltungen

Elektrizität und Magnetismus II · 10 Stunden

Grundfertigkeiten durch experimentelles und quantitatives Arbeiten vertiefen. Dieser Baustein ist eine Vertiefungsinsel und erleichtert die Behandlung des Wechselstroms und der elektromagnetischen Schwingungen. Praktikum: Ein- und Ausschaltvorgänge einer Spule

Wechselstrom · 10 Stunden

Grundfertigkeiten durch experimentelles und quantitatives Arbeiten ausbauen. Die Zusammenhänge experimentell und grafisch verdeutlichen. Praktikum: Wechselstromkreise

Elektromagnetische Wellen · 10 Stunden

Kenntnis und Einsicht auf experimenteller Grundlage schaffen. Eine Kombination mit dem Baustein Wellen ist bedenkenswert. Interessen der Lernenden und Lehrenden aufgreifen. Praktikum: MW-Empfänger, Modulation

Physik und Medizin · 10 Stunden

Einen informativen Einblick geben und Wissen in Bezüge setzen. Fachübergreifende Aspekte der Thematik nutzen. Die vielfältigen Methoden der Informationsbeschaffung anwenden und ausserschulische Lernorte nutzen.

Schwingungen und Wellen · 10 Stunden

Den Beschäftigungsgrad mit der Thematik erhöhen, sowie inhaltliche und experimentelle Erweiterungen vornehmen. Eine Themenauswahl treffen und Schwerpunkte setzen. Phänomene und Experimente haben Vorrang vor formalen Beschreibungen. Parallelexperimente (Wasser-, Schall-, Mikro-, Lichtwellen) nutzen.

Akustik · 10 Stunden

Den Beschäftigungsgrad mit Wellen erhöhen bzw. ein elementares Verständnis der Schallwahrnehmung anstreben. Der Zeitrahmen erfordert eine Schwerpunktsetzung. Zum Thema Lärm bietet sich ein projektartiges Arbeiten an. Alltagsbedeutung herausstellen und fachübergreifende Bezüge nutzen.

Wellenoptik · 10 Stunden

Inhaltliche und erkenntnistheoretische Vertiefungen und Ergänzungen im Sinne einer intensiveren Durchdringung und Vertrautheit anstreben. Dieser Baustein ermöglicht in Kombination mit den Bausteinen Wellen und Mikroobjekte I eine umfassende Behandlung des Themas Licht. Praktikum: Wellenlängenbestimmung

Mikroobjekte II · 10 Stunden

Experimentelle und erkenntnistheoretische Vertiefungen der quantenphysikalischen Denkweise vornehmen. Den Zeitrahmen durch eine exemplarische Behandlung der experimentellen Befunde wahren. Die Problematik der Interpretation auf der Basis der experimentellen Befunde am Doppelspaltexperiment thematisieren.

Atomphysik II · 10 Stunden

Das Wissen über atomare Vorgänge inhaltlich und physikhistorisch ergänzen. Anhand ausgewählter Beispiele den Intensitätsgrad der Beschäftigung erhöhen. Eine Kombination mit dem Wahlbaustein Geschichte der Physik bedenken.

Kernphysik II · 10 Stunden

Kenntnis und Einsicht auf experimenteller Grundlage schaffen. Dieser Baustein ist eine experimentelle Vertiefungsinsel. Interessen der Lernenden und Lehrenden aufgreifen. Die vielfältigen Methoden der Informationsbeschaffung nutzen.

Elementarteilchenphysik · 10 Stunden

Einen Einblick in die Ergebnisse der modernen Grundlagenforschung geben. Zur Veranschaulichung elementarer Wechselwirkungen bieten sich Feynman-Diagramme an. Informationen und elementarisierte Darstellungen in geeigneten Medien nutzen.

Relativität · 10 Stunden

Erkenntnisse aus der Relativitätstheorie als Fundament naturwissenschaftlicher Bildung darstellen. Den Grad der formalen Darstellungen zugunsten eines Gesamtüberblicks beschränken. Die wissenschaftstheoretische und kulturhistorische Bedeutung von Physik als theoriegeleitete Erfahrungswissenschaft verdeutlichen.

Astronomie · 10 Stunden

Grundwissen bereitstellen und einen Überblick über Phänomene und Gesetzmäßigkeiten geben. Für eine dynamische Erklärung der Planetenbewegungen ist ein Rückgriff auf den Wahlbaustein Gravitation notwendig. Ggf. ist das Gravitationsgesetz vorzugeben. Das vielfältige Medienangebot nutzen. Praktikumsmöglichkeiten nutzen.

Astrophysik · 10 Stunden

Einen Einblick in Fragen, Probleme und Methoden der Astrophysik geben. Grundkenntnisse aus der Atom- und Kernphysik sind Voraussetzung. Sternentwicklung als Abriss.

Kosmologie und Weltbilder · 10 Stunden

Grundfragen der Menschheit bewusst machen und naturwissenschaftliche Antworten anbieten. Dieser Baustein kann auch ohne den Wahlbaustein Astrophysik unterrichtet werden. Informationen und elementarisierte Darstellungen in geeigneten Medien nutzen.

Wärmekraftmaschinen · 10 Stunden

Ein Verständnis für Möglichkeiten und Grenzen thermodynamischer Maschinen schaffen. Das Gas als Arbeitsmittel thermodynamischer Maschinen und die Entropie als Energieentwertung als Leitidee herausstellen. Eine Kombination mit den Bausteinen Entropie und Energiegewinnung ist bedenkenswert.

Strömungsphysik · 10 Stunden

Einen Einblick in Phänomene, Gesetzmäßigkeiten und Anwendungen der Strömungsphysik an exemplarischen Beispielen geben. Die zu behandelnden Gesetze ergeben sich aus den gewählten Beispielen. Eine Vollständigkeit wird nicht angestrebt. Ein projektartiges Arbeiten bietet sich an.

Strahlenschutz · 10 Stunden

Inhaltliche Grundlagen für Bewertungsansätze schaffen. Im Sinne physikalischer Anwendungen ist dieser Baustein eine Alternative zum Wahlbaustein Kernphysik II. Fachübergreifende Aspekte der Thematik nutzen.

Kinematik · 10 Stunden

Bewegungsgrößen gleichförmige Bewegung gleichmäßig beschleunigte Bewegung

Dynamik · 10 Stunden

Wechselwirkungskonzept für Kräfte Trägheit Wechselwirkungsprinzip Grundgleichung der Mechanik

Erhaltungssätze der Mechanik · 10 Stunden

Energie; Impuls Energieerhaltungssatz Impulserhaltungssatz

Kreisbewegung · 6 Stunden

beschreibende Größen gleichförmige Kreisbewegung als beschleunigte Bewegung

Methoden der Mechanik · 10 Stunden

Kraftansatz; Energieansatz Messwerterfassung und Fehlerbetrachtungen mechanischer Größen

Elektrische Wechselwirkung I · 10 Stunden

elektrische Ladung; Stromstärke elektrische Influenz Coulomb-Wechselwirkung Radialfeld; elektrische Feldstärke

Elektrische Wechselwirkung II · 10 Stunden

Bewegung einer Punktladung im homogenen elektrischen Feld Kondensator elektrische Feldenergie Elementarladung

Kinematik · 10 Stunden

Formale und begriffliche Grundkenntnisse bereitstellen und einen sicheren Umgang mit den Bewegungsgrößen einüben. Entsprechend der didaktischen Absicht ist eine Kombination mit dem Baustein Dynamik bedenkenswert. Begriffsbildung, Mathematisierung und Idealisierung im Sinne des Methodenlernens fördern.

Dynamik · 10 Stunden

Eine Vertrautheit mit dem Kraftkonzept bewirken und einen sicheren Umgang mit der Grundgleichung einüben. Bei einem Aufbau der Mechanik über den Impuls oder die Impulsströme den Baustein Erhaltungssätze der Mechanik integrieren.

Erhaltungssätze der Mechanik · 10 Stunden

Das Konzept der Erhaltung und die Methode des Bilanzierens in ihrer Bedeutung demonstrieren und deren Anwendung einüben. Bei einem Zugang über mengenartige Größen diesen Baustein vorziehen. Eine Fortführung des Energiekonzeptes in entsprechenden Bausteinen der Qualifikationsphase beachten.

Kreisbewegung · 6 Stunden

Formale und begriffliche Grundkenntnisse bereitstellen und einüben. Eine integrierte Behandlung in Kombination mit anderen Bausteinen ist möglich.

Methoden der Mechanik · 10 Stunden

Die kombinierte Nutzung gewonnener Erkenntnisse und Methoden einüben. Methodenlernen anhand komplexerer Problemstellungen zur Mechanik fördern. Eine gesplittete Behandlung in Kombination mit anderen Mechanikbausteinen ist möglich.

Elektrische Wechselwirkung I · 10 Stunden

Grundkenntnisse und ein strukturierendes Überblickswissen bereitstellen. Die Begrifflichkeit kann auch über das homogene Feld angegangen werden. Den Zeitrahmen nicht durch überzogene Rechnungen gefährden.

Elektrische Wechselwirkung II · 10 Stunden

Ein solides Grundwissen vermitteln. Beabsichtigte Vertiefungen und Ergänzungen sind in Verbindung mit dem Wahlbaustein Teilchen in Feldern möglich. Praktikum: Äquipotentiallinien

Relativistische Dynamik · 6 Stunden

Masse-Energie-Äquivalenz Zusammenhänge zwischen Energie, Impuls, Geschwindigkeit Grenzfälle

Reibung · 6 Stunden

Fall in Luft Anfahr- und Bremsvorgänge

Wurfbewegungen · 6 Stunden

Superpositionsprinzip waagerechter Wurf schiefer Wurf

Gravitation · 6 Stunden

Gravitationsgesetz Satellitenbewegungen

Physik und Verkehr · 6 Stunden

Größenordnungen von Geschwindigkeiten, Beschleunigungen, Kräften, Energien im Strassenverkehr sicherheitstechnische Konsequenzen; Sicherheitsregeln

Physik und Sport · 6 Stunden

Größenordnungen von Geschwindigkeiten, Beschleunigungen, Kräften beim Sport biomechanische Grundlagen sporttechnische und sportmedizinische Konsequenzen

Relativistische Dynamik · 6 Stunden

Einen Einblick in relativistische Zusammenhänge geben und ein Bewusstsein vom Grenzfallcharakter der Newton'schen Mechanik erzeugen. Entsprechende Formeln angeben und interpretieren. Modellbildungssysteme nutzen. Der Baustein kann auch in der Qualifikationsphase behandelt werden.

Reibung · 6 Stunden

Die Bedeutung der Reibung bei realen Bewegungsvorgängen experimentell bewusst und mit Formeln plausibel machen. Ein ausführliches Beispiel reicht. Entsprechende Formeln angeben und Modellbildungssysteme nutzen.

Wurfbewegungen · 6 Stunden

Einen sichereren Umgang mit Bewegungsproblemen herbeiführen. Dieser Baustein kann als Übungs- und Vertiefungsinsel genutzt werden. Simulationen und Modellbildungssysteme nutzen.

Gravitation · 6 Stunden

Ein Grundwissen vermitteln und die kombinierte Nutzung gewonnener Erkenntnisse und Methoden einüben. Eine Kombination mit dem Baustein Kreisbewegung ist bedenkenswert. Der Einsatz von Computersimulationen ist empfehlenswert.

Physik und Verkehr · 6 Stunden

Fachinhalte vertiefen und ergänzen und an verkehrsphysikalischen Fragestellungen anwenden. Ein projektartiges Arbeiten bietet sich an. Unter der Thematik können auch entsprechende Pflichtbausteine behandelt werden.

Physik und Sport · 6 Stunden

Fachinhalte vertiefen und ergänzen und an sportphysikalischen Fragestellungen anwenden. Fachübergreifende Aspekte der Thematik nutzen. Ein projektartiges Arbeiten bietet sich an. Unter der Thematik können auch entsprechende Pflichtbausteine behandelt werden.

Magnetische Wechselwirkung · 10 Stunden

Magnetfelder und bewegte Ladungen magnetische Feldstärke; Lorentzkraft Halleffekt

Elektromagnetische Wechselwirkung I · 10 Stunden

Induktion allgemeines Induktionsgesetz Lenz'sche Regel; Selbstinduktion; Induktivität

Mechanische Schwingungen I · 10 Stunden

Schwingungsphänomene und beschreibende Größen Bewegungsgleichung und Bewegungsgesetze der freien linearen Schwingung Schwingungsdauerformel; Energie des linearen Oszillators

Elektromagnetische Schwingungen · 10 Stunden

elektromagnetischer Schwingkreis; Analogie zum mechanischen Oszillator Thomson-Formel Energie des elektrischen Schwingkreises gedämpfte Schwingungen

Mechanische Wellen · 10 Stunden

Entstehung und Ausbreitung von Wellen Beschreibende Größen und Wellengleichung Interferenz; Huygens'sches Prinzip stehende Wellen

Wellenoptik I · 10 Stunden

Doppelspaltexperiment und Wellenmodell des Lichts Auflösungsvermögen Polarisation elektromagnetisches Spektrum

Mikroobjekte I · 10 Stunden

quantenmechanisches Verhalten von freien Elektronen und Photonen am Doppelspalt (experimentelle Befunde) Wahrscheinlichkeitswelle Heisenberg'sche Unschärferelation

Mikroobjekte III · 10 Stunden

Fotoeffekt Comptoneffekt

Atomphysik I · 10 Stunden

Elektron-Atom-Wechselwirkung (Franck-Hertz-Versuch) Linienspektren; Termschema Atommodell; Periodensystem

Kernphysik I · 10 Stunden

Kernprozesse (radioaktiver Zerfall; Fission; Fusion) Bindungsenergie einfaches Kernmodell

Energie und Entropie · 10 Stunden

Energieströme und Energieträger Entropie als Energieträger; Entropieerzeugung und Entropiestrom entropische Betrachtungen

Magnetische Wechselwirkung · 10 Stunden

Ein solides Grundwissen vermitteln. Strukturelle Gesichtspunkte durch Analogiebetrachtungen und Vergleiche betonen. Empfehlenswert ist die Verknüpfung mit dem Wahlbaustein Teilchen in Feldern.

Elektromagnetische Wechselwirkung I · 10 Stunden

Ein solides Grundwissen vermitteln. Entsprechend der didaktischen Absicht (grundlagenorientiert vs. anwendungsorientiert) empfiehlt sich die Verknüpfung dieses Grundlagenbausteins mit einem entsprechenden Wahlbaustein. Der enge Zeitrahmen kann damit entschärft werden.

Mechanische Schwingungen I · 10 Stunden

Ein solides Grundwissen vermitteln. Die Rolle der Mathematik kann hier eindrucksvoll zur Einsicht gebracht werden, indem die Thematik mit den zur Verfügung stehenden Mitteln der Analysis angegangen wird. Mathematisieren, Formelinterpretation und Analogiedenken im Sinne des Methodenlernens fördern. Praktikum: Schwingungsdauer

Elektromagnetische Schwingungen · 10 Stunden

Ein strukturierendes Grundwissen vermitteln. Im Gegensatz zum Grundfach sind hier Herleitungen aus der Differentialgleichung angebracht. Mathematisieren, Formelinterpretation und Analogiedenken im Sinne des Methodenlernens fördern.

Mechanische Wellen · 10 Stunden

Ein solides Grundwissen vermitteln. Im Gegensatz zum Grundfach sind hier vertiefende Übungen zu empfehlen. Es kann auch sinnvoll sein, interaktive Computersimulationen zu nutzen. Praktikum: Stehende Wellen

Wellenoptik I · 10 Stunden

Eine Vertrautheit mit dem Wellenmodell herstellen und dessen Anwendung auf Lichtphänomene fördern. Ergänzend oder ersatzweise sind unter Beachtung des Zeitrahmens auch andere Experimente möglich (Fresnelspiegel, Einfachspalt, Gitter,...). Eine evtl. Fortführung in dem Wahlbaustein Wellenoptik II bedenken.

Mikroobjekte I · 10 Stunden

In die quantenphysikalische Denkweise als Fundament naturwissenschaftlicher Bildung einführen. Die Problematik der Begriffsbildung auf der Basis der experimentellen Befunde am Doppelspaltexperiment thematisieren.

Mikroobjekte III · 10 Stunden

Solide Kenntnisse über experimentelle Befunde bereitstellen und Fertigkeiten im fomalen Umgang fördern. Die Effekte als die Formen der Photon-Elektron-Wechselwirkung verdeutlichen. Beim traditionellen Einstieg in die Quantenphysik über den Fotoeffekt müsste dieser vorgezogen werden.

Atomphysik I · 10 Stunden

Die Idee der Quantisierung atomarer Vorgänge zur Einsicht bringen und ein solides Grundwissen bereitstellen. Beabsichtigte Vertiefungen und Ergänzungen sind nur in Verbindung mit dem Wahlbaustein Atomphysik II möglich. Praktikum: Linienspektren

Kernphysik I · 10 Stunden

Ein Grundwissen vermitteln. Die Beschränkung auf den Minimalkurs erfordert einen strukturorientierten Zugang. Ein experimentell orientierter Zugang ist nur in Verbindung mit dem Wahlbaustein Kernphysik II möglich.

Energie und Entropie · 10 Stunden

Die Aspekte und die fundamentale, gebietsübergreifende Bedeutung des Energiebegriffs und des Entropiebegriffs zur Einsicht bringen. Eine eventuelle Ergänzung durch die Wahlbausteine Energiegewinnung und Thermodynamik bedenken. Empfehlenswert ist der direkte Zugang zum Entropiebegriff über die Entropie als Energieträger ΔE=T ΔS.

Energiegewinnung · 10 Stunden

Energietechniken Leistungsvergleiche Energiespeicher

Teilchen in Feldern · 10 Stunden

e/m-Bestimmung Teilchenbeschleuniger; Massenspektrometer e-Bestimmung (Millikan-Experiment)

Elektromagnetische Wechselwirkung II · 10 Stunden

Magnetfeld einer Spule; magnetische Feldenergie Maxwell-Gleichungen Felder und Bezugssysteme; Lorentz-Transformation

Elektromagnetische Wechselwirkung III · 10 Stunden

Magnetfeld einer Spule; magnetische Feldenergie technische Anwendungen der Induktion (Generator, MHD-Generator, Tachometer, Induktionsschleifen, Wirbelstrombremse, Drosselspule, Funkeninduktor, ...)

Elektromagnetische Wechselwirkung IV · 10 Stunden

Wechselspannung; Effektivwert Impedanzen; Phasenverschiebung Wechselstromkreise

Mechanische Schwingungen II · 10 Stunden

freie gedämpfte Schwingungen Schwingungsformen (erzwungene Schwingungen; Resonanz; anharmonische Schwingungen; Überlagerung von Schwingungen; gekoppelte Schwingungen)

Nichtlineare dynamische Systeme · 10 Stunden

Beispiele nichtlinearer dynamischer Systeme; Chaosphänomene Merkmale und Systembedingungen ; Beschreibung chaotischer Phänomene Strukturen im Chaos; Sensitivität

Elektromagnetische Wellen · 10 Stunden

Rückkopplung offener Schwingkreis Ausbreitung elektromagnetischer Wellen Modulation

Akustische Wellen · 10 Stunden

Schallerzeugung (Ton, Klang, Geräusch, Musikinstrumente,...) Schallausbreitung (Schallgeschwindigkeit, Wellenmodell, Interferenz, Dopplereffekt) Schallwahrnehmung (Schallfeldgrößen, Ohr, Lärmschutz, technische Akustik)

Wellenoptik II · 10 Stunden

Interferenzphänomene in der Natur (dünne Schichten) technische Anwendungen der Lichtinterferenz (Holografie, Interferometrie, räumliches Filtern, ...)

Mikroobjekte II · 10 Stunden

Braggreflexion; Elektronenbeugung Röntgenstrahlung; Grenzwellenlänge

Atomphysik II · 10 Stunden

quantenmechanische Atommodelle (Eindimensionaler Potentialtopf, Orbitale) Leistungen der Atommodelle (chemische Bindung, charakteristische Röntgenstrahlung, Luminiszenz, Laser, ...)

Kernphysik II · 10 Stunden

Nachweis- und Messmethoden Experimente zur Absorption, zum Zerfallsgesetz, zur Zählstatistik quantenmechanische Bezüge (Tunneleffekt, Beta-Zerfall, ...)

Kernphysik III · 10 Stunden

Strahlenquellen; Radionuklide Strahlendosen; Transferfaktoren biologische Strahlenwirkung Grenzwerte; Strahlenschutz

Elementarteilchenphysik · 10 Stunden

Fundamentalteilchen; fundamentale Wechselwirkungen und Austauschteilchen Standardmodell als Ordnungsschema experimentelle Befunde; offene Fragen

Elektronik · 10 Stunden

elektronische Schaltungen Dimensionierung von Schaltungen Eigenleitung; Störstellenleitung

Festkörperphysik · 10 Stunden

Bändermodell Eigenschaften von Festkörpern (elektrische, thermische, magnetische, optische)

Relativistische Kinematik I · 10 Stunden

Relativität der Gleichzeitigkeit; Relativitätsprinzip; Bezugssysteme Folgerungen und Konsequenzen (Lorentz-Kontraktion, Zeitdilatation, Zwillingsparadoxon) experimentelle Belege

Relativistische Kinematik II · 10 Stunden

Raum-Zeit-Diagramme Folgerungen und Konsequenzen (Lorentz-Kontraktion, Zeitdilatation, Paradoxa) experimentelle Belege

Relativistische Dynamik · 10 Stunden

Masse-Energie-Äquivalenz Zusammenhänge zwischen Energie, Impuls, Geschwindigkeit Grenzfälle

Interpretationen der Quantenphysik · 10 Stunden

Naturphilosophische Probleme (Realität, Indeterminismus, Messprozess, ...) Interpretationen der Quantenphysik und erkenntnistheoretische Fragestellungen experimentelle Befunde

Astronomie · 10 Stunden

Sternbilder; scheinbare tägliche und jährliche Sternbewegungen Scheinbare Sonnenbewegung Planetenbewegungen vor dem Fixsternhimmel: Schleifenbewegung, Ungleichförmigkeit, Kepler-Gesetze

Astrophysik · 10 Stunden

Zustandsgrößen der Sonne: Radius, Masse, mittlere Dichte, effektive Temperatur Masse-Leuchtkraft-Beziehung; Sternentwicklung Standardsonnenmodell

Kosmologie und Weltbilder · 10 Stunden

Struktur des Universums Entwicklung des Universums (Urknalltheorie; Hintergrundstrahlung; Hubble-Gesetz; Weltalter) historische Weltbilder

Geschichte der Physik · 10 Stunden

wissenschaftliche Revolutionen (Copernicus, Galilei, Einstein, quantenphysikalische Revolution) physikhistorische Fallbeispiele

Strahlenbiophysik · 10 Stunden

harte Röntgenstrahlung; Schwächungsgesetze; Abschirmung Energiedeposition im Gewebe; Überlagerung von Röntgenstrahlen Dosis-Effekt-Kurven; linear-quadratische Funktionen; fraktionierte Bestrahlung

Strömungsphysik · 10 Stunden

Strömungsphänomene und Strömungsarten Kontinuitätsgleichung; Strömungsgesetze (Bernoulli-Gleichung, Stokes'sches Gesetz, Reynolds-Zahl) dynamischer Auftrieb

Thermodynamik · 10 Stunden

Gesetze des idealen Gases thermodynamische Maschinen (Wärmepumpe, Stirling-Motor) Entropie als Energieentwertung

Physik der Atmosphäre / Geophysik · 10 Stunden

Aufbau der Atmosphäre; atmosphärische Kreisläufe Strahlungsgesetze; Strahlungsbilanz; Klimamodelle Luftbewegungen; Wetter Erdgestalt; Erdbeben; Ebbe und Flut

Energiegewinnung · 10 Stunden

Inhaltliche Grundlagen für Bewertungsansätze schaffen. Fachübergreifende Aspekte der Thematik nutzen. Schwerpunktsetzung nach Rahmenbedingungen (Unterrichtsform, örtliche Gegebenheiten, Interessen, ...) vornehmen. Eventuelle Vorbereitung durch geeignete Bausteine bedenken.

Teilchen in Feldern · 10 Stunden

Inhalte ergänzen und vertiefen. Praktika, Referate, Exkursionen, Computersimulationen bieten sich an. Fachübergreifende Bezüge nutzen. Praktikum: e/m-Bestimmung

Elektromagnetische Wechselwirkung II · 10 Stunden

Ein höheres Maß an Vertrautheit und ein tieferes Verständnis bewirken. Anhand dieses physikalisch-grundlagenorientierten Bausteins kann exemplarisch der Prozess der Theorienbildung in der Physik verdeutlicht werden. Eine evtl. Fortführung im Wahlbaustein Relativitätstheorie I bedenken. Auf eine angemessene Elementarisierung achten.

Elektromagnetische Wechselwirkung III · 10 Stunden

Ein höheres Maß an Vertrautheit und ein tieferes Verständnis bewirken. Dieser technisch-anwendungsorientierte Baustein stellt eine didaktische Alternative zum Baustein Elektromagnetische Wechselwirkung II dar. Schülereigentätigkeit durch Gruppenarbeit und projektartiges Arbeiten fördern.

Elektromagnetische Wechselwirkung IV · 10 Stunden

Inhaltlich und experimentell erweitern und vertiefen. Es empfiehlt sich, diesen technisch-anwendungsorientierten Baustein experimentell anzugehen. Entsprechend der Geräteausstattung bieten sich Schülerübungen und Stationenpraktika an. Praktikum: Wechselstromkreise

Mechanische Schwingungen II · 10 Stunden

Ein strukturierendes Überblickwissen vermitteln. Schwerpunkte setzen und eine Auswahl treffen. Die Thematik hat einen hohen Anwendungsbezug und eignet sich als Vorbereitung für den Baustein Nichtlineare dynamische Systeme. Modellbildungssysteme nutzen.

Nichtlineare dynamische Systeme · 10 Stunden

Einen Überblick mit einem vertiefteren Einblick anhand exemplarischer Beispiele geben. Beim innerphysikalischen Zugang über Schwingungen die Differentialgleichungen mit Rechnern bearbeiten. Ein fachübergreifender Zugang über allgemeine chaotische Systeme führt vorzugsweise zu einer diskreten Darstellung mittels Differenzengleichungen.

Elektromagnetische Wellen · 10 Stunden

Kenntnis und Einsicht auf experimenteller Grundlage schaffen. Fragestellungen aus der Funktechnik exemplarisch angehen und experimentell behandeln. Interessen der Lernenden und Lehrenden aufgreifen.

Akustische Wellen · 10 Stunden

Den Beschäftigungsgrad mit Wellen erhöhen und einen Überblick mit einem vertiefteren Einblick anstreben. Der Zeitrahmen erfordert eine Schwerpunktsetzung. Ein projektartiges Arbeiten bietet sich an. Schülerinteressen aufgreifen, Alltagsbedeutung herausstellen, fachübergreifende Bezüge nutzen. Praktikum: Schallgeschwindigkeit

Wellenoptik II · 10 Stunden

Einen Überblick mit einem vertiefteren Einblick anhand exemplarischer Beispiele geben. Dieser Baustein dient der Erweiterung und Vertiefung. Interessen von Lernenden und Lehrenden aufgreifen und Schwerpunkte setzen. Die Gelegenheit zur Förderung der Schülereigentätigkeit durch Schülerexperimente, Gruppenarbeit und projektartiges Arbeiten nutzen.

Mikroobjekte II · 10 Stunden

Durch experimentelles Arbeiten den Beschäftigungsgrad erhöhen. Dieser Baustein ist eine experimentelle Vertiefungsinsel zu den Bausteinen Mikroobjekte I und Mikroobjekte III.

Atomphysik II · 10 Stunden

Das Wissen über atomare Vorgänge durch eine intensivere Beschäftigung erweitern und vertiefen. Die Atommodelle nicht zu formalisiert angehen. Den Zeitrahmen durch die Behandlung exemplarisch ausgewählter Beispiele wahren. Eine Kombination mit dem Wahlbaustein Geschichte der Physik bedenken.

Kernphysik II · 10 Stunden

Kenntnis und Einsicht auf experimenteller Grundlage schaffen und inhaltlich vertiefen. Anzahl und Umfang der Experimente dem Zeitrahmen anpassen. Quantenmechanische Begründungen nicht zu formalisiert angehen.

Kernphysik III · 10 Stunden

Inhaltliche Grundlagen für Bewertungsansätze schaffen und einen Überblick in Strahlenbelastungen mittels Größenvergleichen geben. Dieser Baustein kann ohne den Baustein Kernphysik II unterrichtet werden. Fachübergreifende Aspekte der Thematik nutzen.

Elementarteilchenphysik · 10 Stunden

Einen Einblick in die Ergebnisse der modernen Grundlagenforschung geben. Zur Veranschaulichung elementarer Wechselwirkungen bieten sich Feynman-Diagramme an. Informationen und elementarisierte Darstellungen in geeigneten Medien nutzen.

Elektronik · 10 Stunden

Das Denken in Baugruppen und den Aufbau wichtiger Schaltungen einüben. Der Eigenwert des Bausteins liegt im selbsttätigen und verständigen Umgang mit elektronischen Schaltungen (Praktikum). Eine theoretische Untermauerung ist nur mit dem Wahlbaustein Festkörperphysik möglich.

Festkörperphysik · 10 Stunden

In grundlegende Modellvorstellungen einführen und anhand exemplarischer Beispiele einen vertieften Einblick geben. Die Behandlungstiefe richtet sich nach der Kursfolge und inwieweit quantenmechanische Kenntnisse bereitstehen.

Relativistische Kinematik I · 10 Stunden

In die relativistische Denkweise der Kinematik als Fundament naturwissenschaftlicher Bildung einführen. Die wissenschaftstheoretische Bedeutung von Physik als theoriegeleitete Erfahrungswissenschaft verdeutlichen. Den Mangel an Experimentiermöglichkeiten durch Nutzung von Bild-, Film- und Simulationsmaterialien ausgleichen.

Relativistische Kinematik II · 10 Stunden

Kenntnisse und Einsichten vertiefen und ergänzen. In Kombination mit dem Baustein Relativistische Kinematik I die Thematik an Hand von Diagrammen und Rechnungen intensiver behandeln.

Relativistische Dynamik · 10 Stunden

Einen vertieften Einblick in relativistische Zusammenhänge geben und ein Bewusstsein vom Grenzfallcharakter der Newtonschen Mechanik erzeugen. Falls die Thematik in der Einführungsphase behandelt wurde, entfällt dieser Baustein hier. Er kann ohne relativistische Kinematik unterrichtet werden Modellbildungssysteme nutzen.

Interpretationen der Quantenphysik · 10 Stunden

Naturphilosophische Grundfragen bewusst machen und naturwissenschaftliche Antworten anbieten. Die Problematik der Interpretationen auf der Basis der experimentellen Befunde am Doppelspaltexperiment thematisieren.

Astronomie · 10 Stunden

Grundkenntnisse und einen Überblick über Phänomene und Gesetzmäßigkeiten geben. Für eine dynamische Erklärung der Planetenbewegungen ist ein Rückgriff auf den Wahlbaustein Gravitation notwendig. Ggf. ist das Gravitationsgesetz vorzugeben. Das vielfältige Medienangebot nutzen. Praktikumsmöglichkeiten nutzen.

Astrophysik · 10 Stunden

Einen Einblick in Fragen, Probleme und Methoden der Astrophysik geben. Im Vergleich zum Grundfach das Argumentationsniveau durch innerphysikalische Bezüge erhöhen. Grundkenntnisse aus der Atom- und Kernphysik sind Voraussetzung. Sternentwicklung als Abriss.

Kosmologie und Weltbilder · 10 Stunden

Grundfragen der Menschheit bewusst machen und naturwissenschaftliche Antworten anbieten. Dieser Baustein kann ohne den Baustein Astrophysik unterrichtet werden. Informationen und elementarisierte Darstellungen in geeigneten Medien nutzen.

Geschichte der Physik · 10 Stunden

Die kulturhistorische Bedeutung der Physik bewusst machen und/oder physikhistorische Bezüge herstellen. Eine thematische Auswahl treffen. Entsprechend der didaktischen Absicht kann der Baustein als Block unterrichtet werden oder in andere Bausteine im Sinne einer genetischen Rekonstruktion integriert werden.

Strahlenbiophysik · 10 Stunden

Einen Einblick in eine Strahlenanwendung der modernen Medizin geben. Der Baustein kann nur in Verbindung mit den Bausteinen Mikroobjekte III und Kernphysik III unterrichtet werden. Zur Erstellung von Überlagerungsprofilen ist der Rechnereinsatz empfehlenswert.

Strömungsphysik · 10 Stunden

Einen Überblick mit einem vertiefteren Einblick unter Schwerpunktsetzung geben. Schülerinteressen aufgreifen, die Alltagsbedeutung herausstellen und fachübergreifende Bezüge nutzen. Ein projektartiges Arbeiten bietet sich an. Praktikum: Sinkgeschwindigkeiten

Thermodynamik · 10 Stunden

Ein Verständnis für Möglichkeiten und Grenzen thermodynamischer Maschinen erreichen. Das Gas als Arbeitsmittel thermodynamischer Maschinen und die Entropie als Energieentwertung als Leitidee herausstellen. Eine Kombination mit dem Baustein Energie und Entropie ist bedenkenswert. Fachübergreifende Bezüge nutzen.

Physik der Atmosphäre / Geophysik · 10 Stunden

Anwendungen der Physik in Nachbardisziplinen verdeutlichen. Der Zeitrahmen erfordert eine Themenauswahl. Eine Kombination mit dem Wahlbaustein Thermodynamik bzw. Strömungsphysik unter entsprechender Schwerpunktsetzung ist bedenkenswert. Fachübergreifende Bezüge nutzen.