Keine Kompetenz enthält diesen Suchbegriff.
Sachkompetenz
zu grundlegenden physikalischen Größen des Alltags Formelzeichen, gebräuchliche Einheiten und Messgeräte angeben sowie ihre jeweilige Größenordnung abschätzen
Alltagsphänomene der Physik ihren Teilgebieten zuordnen
bei der Bestimmung von Längen und Zeiten geeignete Messgeräte auswählen und diese sach- und sicherheitsgerecht einsetzen
Erkenntnisgewinnungskompetenz
für einfache Vorgänge Beobachtungskriterien festlegen
bei einfachen Vorgängen Vermutungen darüber aufstellen, welche Wirkungen die Veränderung einzelner Bedingungen haben können und diese experimentell überprüfen
die Plausibilität von Messergebnissen einschätzen
die Notwendigkeit der Variablenkontrolle von Experimenten als Beitrag zum Erkenntnisprozess bei einfachen Experimenten, z. B. zur Massenabhängigkeit von Pendeln oder Proportionalität zwischen Masse und Volumen, erkennen
Kommunikationskompetenz
einfache Erscheinungen und Vorgänge aus Natur und Technik hilfsmittelfrei beobachten und das Beobachtete beschreiben
Bewertungskompetenz
die Bedeutung physikalischer Weltbetrachtung im Kontext des wissenschaftlichen Fortschritts auch im Sinne einer nachhaltigeren Lebensgestaltung reflektieren
die Eignung von Apps zur Messungen von Längen und Zeiten beurteilen
Sachkompetenz
altersgerecht Vermutungen zur Ursache optischer Phänomene äußern
einfache optische Phänomene in Alltagszusammenhängen erkennen
die Schattenbildung, Reflexion und Bildentstehung mit dem Modell „Lichtstrahl“ erklären und dieses zur zeichnerischen Darstellung des Strahlengangs verwenden
die Brechung und die Totalreflexion an ebenen Grenzflächen qualitativ beschreiben und mithilfe von Simulationen visualisieren
die Bildentstehung am ebenen Spiegel und an der Sammellinse beschreiben und die Eigenschaften von Bildern angeben
einfache Experimente zur Ausbreitung von Licht an Grenzflächen überwiegend angeleitet planen, durchführen und auswerten
Messergebnisse nach Anleitung in Tabellen und Diagrammen darstellen und als Je-desto-Beziehung auswerten
nach vorgegebenem Schema Protokolle von ausgewählten einfachen Experimenten anfertigen
Erkenntnisgewinnungskompetenz
das Reflexionsgesetz in Alltagssituationen anwenden
Ursachen möglicher Messabweichungen nennen
Kommunikationskompetenz
die Bilder von Spiegeln, Sammellinsen sowie Lochkameras vergleichen und ihre Qualität bewerten
nach Anleitung aus vorgegebenen Medien, z. B. zu den Finsternissen, einzelne Informationen und Daten entnehmen
Beobachtungen, physikalische Zusammenhänge und Arbeitsergebnisse in der Alltagssprache unter Einbeziehung erster Fachbegriffe verständlich mitteilen
altersgerechte Präsentationen der Arbeitsergebnisse erstellen
Bewertungskompetenz
den Einfluss der Beleuchtung und von reflektierenden Materialien auf die Verkehrssicherheit beurteilen
Sachkompetenz
Reinstoffe und Stoffgemische unterscheiden
typische Stoffeigenschaften angeben
Formelzeichen der Größen Masse, Volumen, Dichte, Weg, Zeit und Geschwindigkeit angeben und deren Einheiten umrechnen
Aggregatzustände unterscheiden
Dichten flüssiger und fester Körper aus vorgegebenen oder gemessenen Massen und Volumina berechnen
verschiedene Bewegungsformen von Körpern angeben
Geschwindigkeiten bei gleichförmigen Bewegungen und Durchschnittsgeschwindigkeiten bei ungleichförmigen Bewegungen berechnen
Experimente zur Dichte und zur Geschwindigkeit von Körpern nach Vorgaben durchführen und auswerten
Erkenntnisgewinnungskompetenz
die Brown’sche Bewegung als Folge der Stöße der Moleküle deuten
Aggregatzustände mithilfe des Zusammenhalts der Teilchen beschreiben und unter Verwendung digitaler Simulationen visualisieren
Stoffeigenschaften als Ordnungsprinzip anwenden
aus verschiedenen Messverfahren das geeignete auswählen
Kommunikationskompetenz
Beispiele für Bewegungen von Körpern angeben und als Ortsveränderung relativ zu einem Bezugspunkt beschreiben
gleichförmige und ungleichförmige Bewegungen unterscheiden
𝑠(𝑡)-Diagramme anlegen sowie Wege und Zeiten ablesen und Geschwindigkeiten vergleichen
Bewegungen im 𝑠(𝑡)-Diagramm auch unter Verwendung geeigneter digitaler Werkzeuge erfassen und darstellen
Bewertungskompetenz
Verhaltensregeln im Straßenverkehr begründen
Sachkompetenz
Längen- und Volumenänderung von Stoffen bei Temperaturänderung mit dem Teilchenmodell erklären
Aggregatzustände von ausgewählten Stoffen bei vorgegebener Temperatur angeben
Wärmeaustausch zwischen Körpern verschiedener Temperaturen beschreiben
natürliche und technische Wärmequellen angeben
Arten der Wärmeübertragung nennen und Beispielen zuordnen
Aufbau eines Flüssigkeitsthermometers beschreiben und die Funktionsweise erklären
Experimente zur Temperaturmessung nach Anleitung durchführen und auswerten
Erkenntnisgewinnungskompetenz
Zusammenhang zwischen der Bewegung der Teilchen und der Temperatur eines Körpers erfassen
Thermometer geeignet auswählen sowie sach- und sicherheitsgerecht verwenden
Kommunikationskompetenz
zeitliche Temperaturverläufe auch unter Verwendung geeigneter digitaler Werkzeuge erfassen und darstellen
Bewertungskompetenz
Bedeutung der Anomalie des Wassers erläutern
Unterschied zwischen Temperaturmessung und Temperaturempfindung erkennen und adäquate Handlungsstrategien, z. B. zur Gesunderhaltung, ableiten
Sachkompetenz
Magnetfelder als realexistierend erfahren
das System „Magnet – Magnetfeld“ beschreiben
die Wechselwirkung eines Magneten mit verschiedenen Körpern charakterisieren
Anwendungen von Dauermagneten im Alltag beschreiben
Apps zur Bestimmung von Himmelsrichtungen nutzen
Erkenntnisgewinnungskompetenz
den Wirkungsbereich eines Magneten als magnetisches Feld modellieren
Experimente zum Dauermagnetismus planen, durchführen und auswerten
unerwünschte Wirkungen von Magneten erkunden und in geeigneter Weise dokumentieren
störende Einflüsse bei der Bestimmung der Nordrichtung mit dem Kompass erkennen und minimieren
Kommunikationskompetenz
Feldlinienbilder von Magneten skizzieren und interpretieren
das magnetische Feld mithilfe des Feldlinienmodells auch unter Nutzung von Simulationssoftware darstellen
die Entwicklung des Kompasses sowie seine Nutzung in der Geschichte im Internet recherchieren und adressatengerecht präsentieren
Bewertungskompetenz
Bedeutung des Kompasses in historischen, gesellschaftlichen und alltäglichen Zusammenhängen reflektieren
die Eignung von Apps zur Bestimmung von Himmelsrichtungen beurteilen
Sachkompetenz
die Ortsabhängigkeit der Gewichtskraft eines Körpers und den Unterschied zur Masse eines Körpers erklären
die Gewichtskraft eines Körpers mit der Anziehung zwischen Körper und Erde erklären
die Gewichtskraft eines Körpers berechnen
Kräfte mit Kraftpfeilen darstellen und deren Länge und Richtung als Kraftbetrag und Kraftrichtung interpretieren
Kräfte mittels Pfeildarstellung addieren und subtrahieren
das Hebelgesetz auf einseitige und zweiseitige Hebel anwenden
die mechanische Arbeit für einfache Fälle berechnen
den Energieerhaltungssatz der Mechanik in abgeschlossenen mechanischen Systemen formulieren
den Wirkungsgrad einer Anlage als Quotient aus nutzbarer und aufgewandter Arbeit berechnen
Erkenntnisgewinnungskompetenz
die Erfahrbarkeit einer Kraft durch Wirkungen beschreiben
Zusammenhänge zwischen der mechanischen Arbeit und der mechanischen Energie angeben
Experimente zum gegenseitigen Einwirken von Körpern planen oder nach Vorgaben durchführen und auswerten
die Goldene Regel der Mechanik formulieren und auf Beispiele anwenden
Kommunikationskompetenz
das Prinzip einer Kraftmessung erläutern
Bewertungskompetenz
die Verwendung von kraftumformenden Einrichtungen für die nachhaltige Lebensgestaltung, z. B. Rollstuhlrampen, beurteilen und bewerten
einschätzen, welche Idealisierungen für die Beschreibung praktischer Probleme mithilfe des Energieerhaltungssatzes der Mechanik notwendig sind
Sachkompetenz
Phänomene der statischen Elektrizität erkennen und auf Ladungstrennungen zurückführen
Blitze und andere elektrische Schläge als Beispiele für Entladeströme angeben
die elektrische Ladung mithilfe der Elementarladung beschreiben
die elektrische Spannung als Antrieb des Stromflusses erkennen
die Beeinflussung des elektrischen Stromes durch den Antrieb und die Hemmung beschreiben
die Wirkungen des elektrischen Stromes erläutern
mithilfe des Feldlinienmodells das Feld eines Plattenkondensators beschreiben
das elektrische Feld für die Erläuterung von Kraftwirkungen zwischen geladenen Körpern nutzen
Experimente zur Messung elektrischer Größen nach Anleitung durchführen und auswerten
Größenordnungen der Spannung und der Stromstärke bei elektrostatischen Phänomenen und in Stromkreisen angeben
Erkenntnisgewinnungskompetenz
Naturerscheinungen mithilfe von Entladungsvorgängen beschreiben
Kommunikationskompetenz
das elektrische Feld mithilfe des Feldlinienmodells auch unter Nutzung von Simulationssoftware darstellen
das elektrische und das magnetische Feld vergleichen
die Teile des einfachen Stromkreises und die Energieumwandlungen fachsprachlich genau beschreiben
Bewertungskompetenz
grundlegende Verhaltensweisen und Sicherheitsmaßnahmen beim Umgang mit elektrischen Geräten erläutern und begründen
Sachkompetenz
Aggregatzustandsänderungen eines Körpers mit dem Teilchenmodell beschreiben
Wärmezufuhr und -abgabe bei Aggregatzustandsänderungen angeben
Bedingungen für das Auftreten ausgewählter Wetterphänomene (z. B. Nebel, Hagel) angeben
Tabellenwerte aus dem Tafelwerk ermitteln
Experimente zu Temperaturverlauf und Wärmeaustausch nach Anleitung durchführen und auswerten
einfache thermodynamische Systeme hinsichtlich der Durchlässigkeit ihrer Grenzen kennzeichnen
Beeinflussung des Wärmestromes durch Antrieb und Hemmung beschreiben
einfache Bilanzen für Wärmeaustauschprozesse aufstellen und einzelne Größen berechnen
Erkenntnisgewinnungskompetenz
Energieerhaltungssatz auf thermodynamische Vorgänge anwenden
zufällige und systematische Messabweichungen und deren Ursachen erkennen
Analogiebetrachtungen zwischen elektrischem Strom und Wärmestrom vornehmen
Kommunikationskompetenz
Aufbau und die prinzipielle Wirkungsweise eines Sonnenkollektors und eines Treibhauses beschreiben
Bewertungskompetenz
Bedeutung der spezifischen Wärmekapazität von Wasser und anderen Stoffen in Natur und Technik beurteilen
Nutzung der Sonnenergie als Maßnahme zur Bekämpfung des Klimawandels erkennen
Sachkompetenz
mithilfe der Druckgleichung Aussagen über die Vergrößerung und die Verkleinerung des Druckes formulieren
konkrete Druckwerte berechnen und gebräuchliche Einheiten des Druckes angeben
den Druck in Gewässern und in der Luft als Schweredruck deuten
Beispiele für die allseitige Ausbreitung des Druckes in Flüssigkeiten und Gasen angeben
das Sinken, Schweben, Steigen und Schwimmen eines Körpers in einer Flüssigkeit erklären
Auftriebskräfte auf Druckunterschiede zurückführen
einen Zusammenhang zwischen der Schwimmfähigkeit eines Körpers und den Dichten von Körper und Flüssigkeit herstellen
das Aufsteigen eines Ballons mithilfe der Gesamtdichte des Ballons und der Gasdichte erklären
Erkenntnisgewinnungskompetenz
Experimente zum Auftrieb planen sowie nach Vorgaben durchführen und auswerten
Kräfte an Tragflächen von Flugzeugen und Flügeln von Windkraftanlagen in strömender Luft erklären und ihre Nutzung erläutern
Kommunikationskompetenz
die Entwicklung der Luftfahrt in Verbindung mit historischen Persönlichkeiten recherchieren und auch unter Verwendung digitaler Werkzeuge präsentieren
Anwendungen für das Sinken, Schweben, Aufsteigen und Schwimmen in Natur und Technik recherchieren und präsentieren
Bewertungskompetenz
Einfluss von abschmelzenden Polkappen auf den Meeresspiegel modellhaft reflektieren
Sachkompetenz
das Vielteilchensystem auf Gase übertragen
Veränderungen von Zustandsgrößen bei ausgewählten thermodynamischen Prozessen an Beispielen berechnen
den prinzipiellen Aufbau eines Verbrennungsmotors beschreiben und seine Funktionsweise analysieren
den prinzipiellen Aufbau eines Kühlschrankes oder einer Wärmepumpe beschreiben und seine/ihre Wirkungsweise erklären
Erkenntnisgewinnungskompetenz
Zusammenhänge zwischen den Zustandsgrößen qualitativ auch unter Verwendung von Computersimulationen ableiten
den 1. Hauptsatz der Thermodynamik zur Beschreibung ausgewählter Prozesse anwenden
Kommunikationskompetenz
Energieflussdiagramme bei technischen Anwendungsbeispielen darstellen bzw. auswerten
bei der Beschreibung von technischen Anwendungen und der Erklärung der jeweiligen Funktionsweise auch geeignete digitale Medien nutzen
Bewertungskompetenz
die Umweltproblematik von Verbrennungsmotoren reflektieren
Sachkompetenz
den elektrischen Widerstand eines Bauelementes mithilfe des Teilchenkompetenz modells beschreiben
den elektrischen Widerstand eines Bauelementes aus Spannung und Stromstärke berechnen
die Abhängigkeiten des elektrischen Widerstandes eines geraden Leiters beschreiben und anwenden
die Funktionsweise der Potenziometerschaltung erläutern
Stromstärken, Spannungen, Widerstände und Leistungen berechnen
die Energieaufteilung in Reihen- und Parallelschaltungen beschreiben
das Magnetfeld um stromführende Leiter und um Spulen beschreiben und mit dem Feld eines Dauermagneten vergleichen
den Zusammenhang von Magnetfeld, Stromstärke und Kraftwirkung hinsichtlich Betrag und Richtung erläutern (UVW-Regel)
Experimente zum Zusammenhang zwischen elektrischen Größen nach Anleitung durchführen und auswerten
elektrische Messgeräte sach- und sicherheitsgerecht einsetzen
Erkenntnisgewinnungskompetenz
das elektromotorische Prinzip durch experimentelle Untersuchungen ableiten
zufällige und systematische Messabweichungen und deren Ursachen erkennen Kommunikatons- – den Aufbau eines Gleichstrommotors auch mithilfe von Simulationen beschreiben und seine prinzipielle Wirkungsweise erklären
Anwendungen von Elektromotoren recherchieren und die Ergebnisse präsentieren
das Energieflussdiagramm eines Elektromotors erläutern und den Wirkungsgrad bestimmen
Bewertungskompetenz
den Energiebedarf im Haushalt nach Leistung und Zeitdauer ermitteln und daraus das energiebewusste Handeln im Sinne eines nachhaltigen Konsums begründen
die Umweltproblematik von Elektromotoren im Zusammenhang mit der Elektromobilität reflektieren
Sachkompetenz
das Entstehen einer Induktionsspannung erläutern
die Selbstinduktion als Rückwirkung des Magnetfeldes der felderzeugenden Spule beschreiben
für den Wechselstromgenerator den zeitlichen Verlauf von Spannung und Stromstärke darstellen und die Bedeutung der Effektivwerte beschreiben
für den idealen Transformator Spannungen, Stromstärken, Windungszahlen und übertragene Leistungen berechnen
die Wirkung der Belastung auf die Vorgänge im Transformator beschreiben
den Aufbau von reinen und dotierten Halbleitern beschreiben und elektrische Eigenschaften ableiten
das Entstehen einer Grenzschicht beim p-n-Übergang erklären
die Freisetzung zusätzlicher Ladungsträger durch Lichteinfall beschreiben
den Platzbedarf für Solarzellen zur nachhaltigen Energieversorgung mithilfe einfacher Modellrechnungen ermitteln
Experimente an ausgewählten Geräten und Bauelementen nach Vorgaben durchführen und auswerten
Erkenntnisgewinnungskompetenz
Experimente zur Ermittlung der Abhängigkeiten der Größe der Induktionsspannung auch unter Verwendung von Computersimulationen auswerten
Kommunikationskompetenz
den prinzipiellen Aufbau von Wechselstromgenerator und Transformator beschreiben und deren Wirkungsweisen erklären
Bewertungskompetenz
die Vorteile der Transformierbarkeit der elektrischen Wechselspannung für eine widerstandsfähige Energieversorgung an Beispielen erläutern
den Einsatz von Glühlampen und Leuchtdioden (LED) unter den Aspekten der Nachhaltigkeit vergleichen
Sachkompetenz
das Modell „Punktmasse“ beschreiben
die Kraft als Wechselwirkungsgröße beschreiben und in verschiedenen Bezugssystemen erkennen
die Kräftezerlegung an Beispielen erläutern und mithilfe geeigneter digitaler Werkzeuge visualisieren
konkreten Bewegungen ihre zugehörigen Bahnformen und Bewegungsarten zuordnen
verschiedene Bewegungen als ungestörte Überlagerung einzelner Bewegungen beschreiben
die gleichförmige Kreisbewegung als beschleunigte Bewegung über die Radialkraft charakterisieren
Bewegungszustandsänderungen auf Wechselwirkungen zurückführen
die Größengleichungen für die potenzielle und die kinetische Energie angeben und anwenden
den Energieerhaltungssatz unter Einbindung der mechanischen Arbeit anwenden
die bei konkreten Bewegungsvorgängen auftretende Reibungsarbeit berechnen
Erkenntnisgewinnungskompetenz
hypothesengeleitete Experimente zu Bewegungsvorgängen mit und ohne Reibung planen sowie nach Vorgabe durchführen und auswerten
die Abgeschlossenheit von mechanischen Systemen im Kontext der Erhaltungssätze bewerten
den Wirkungsgrad als Verhältnis von nutzbarer und aufgewandter Leistung erkennen
die Unmöglichkeit eines Perpetuum mobile 1. Art mit dem Energieerhaltungssatz begründen und erkennen, dass jeder mechanische Vorgang mit einer Wärmeabgabe verbunden ist
Kommunikationskompetenz
Alltagserfahrungen mithilfe der Newton’schen Axiome erklären
Bewegungen von Körpern in geeigneten Diagrammen veranschaulichen und Flächen unter den Graphen interpretieren
Bewertungskompetenz
auf den Straßenverkehr bezogene Sach- und Anwendungsaufgaben selbstständig lösen und die Ergebnisse auch unter Verwendung digitaler Werkzeuge sachgerecht beurteilen
die Bedeutung der Vergrößerung bzw. Verkleinerung der Reibung im Alltag reflektieren
die Leistung bei mechanischen Vorgängen im Sport beurteilen
Sachkompetenz
Licht mit dem Strahlenmodell beschreiben
die Reflexion und die Brechung von Licht beschreiben
das Fermat’sche Prinzip als grundlegendes Naturgesetz anschaulich beschreiben
die Abbildungsgleichung und den Abbildungsmaßstab für dünne Linsen herleiten und anwenden
Grenzen des Strahlenmodells am Beispiel der Dispersion exemplarisch erkennen
Erkenntnisgewinnungskompetenz
Hypothesen zum Strahlenverlauf an Linsen formulieren und geeignete Untersuchungen und Experimente zur Überprüfung planen, durchführen und auswerten
das Brechungsgesetz quantitativ herleiten
Experimente zur Ausbreitung des Lichtes planen, durchführen und quantitativ auswerten
Kommunikationskompetenz
Daten angemessen auch mithilfe digitaler Werkzeuge aufbereiten und veranschaulichen
den Aufbau eines Fernrohres beschreiben und die Funktionsweise mit dem Strahlenmodell erläutern
Bewertungskompetenz
die Bedeutung der Lichtleiter für die globale Kommunikation und Informationsübertragung beurteilen
Sachkompetenz
den Aufbau von Atomkernen mithilfe des Periodensystems der Elemente beschreiben
die Vorgänge im Atomkern bei der Entstehung der verschiedenen Strahlungsarten mit Zerfallsgleichungen beschreiben
den radioaktiven Zerfall als stochastischen Prozess erläutern
die Zerfallskurve darstellen und interpretieren
die Eigenschaften radioaktiver Strahlung (Durchdringungsvermögen, Ionisierungsvermögen, Verhalten in elektrischen und magnetischen Feldern) beschreiben
Möglichkeiten zum Nachweis radioaktiver Strahlung erklären
Erkenntnisgewinnungskompetenz
Experimente zu Eigenschaften radioaktiver Strahlung planen und auswerten
aus Daten die Aktivität (Mittelwert und Streuung) eines radioaktiven Präparates bestimmen sowie ihre zeitliche Veränderung mithilfe digitaler Werkzeuge analysieren
Halbwertszeiten radioaktiver Isotope graphisch aus Zerfallskurven bestimmen und zur Lösung anwendungsbezogener Fragestellungen nutzen
die Energiefreisetzung bei Kernspaltung oder Kernfusion mit der Verringerung der Kernmasse erklären
Kommunikationskompetenz
die prinzipielle Wirkungsweise von Anwendungen radioaktiver Strahlung recherchieren und präsentieren
die Ambivalenz der Anwendung von Radionukliden in der Medizin diskutieren
das Prinzip der C14-Methode zur Altersbestimmung erläutern und die Genauigkeit dieser Methode diskutieren
Bewertungskompetenz
Gefahren und Nutzen der Anwendung radioaktiver Strahlung einordnen, bewerten und Verhaltensregeln ableiten
die Energiebereitstellung durch Kernumwandlung unter den Aspekten der Nachhaltigkeit auch unter Verwendung digitaler Werkzeuge recherchieren, diskutieren und beurteilen
Sachkompetenz
das Gravitationsgesetz qualitativ mit dem Feldlinienmodell sowie quantitativ mit der Gravitationskraft auf einen Körper und mit der Gravitationsfeldstärke beschreiben
Berechnungen im homogenen Feld durchführen
das Gravitationsgesetz für Berechnungen anwenden
1. kosmische Geschwindigkeit herleiten
Bahnformen von Satelliten in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit vergleichen
Erkenntnisgewinnungskompetenz
den Ortsfaktor der Fallbeschleunigung als Gravitationsfeldstärke an einem Ort einordnen
Kommunikationskompetenz
die Kepler’schen Gesetze und das Gravitationsgesetz am Beispiel des heliozentrischen Weltbildes aus astronomischer Sicht darstellen und auf weitere Systeme anwenden
Missionen der Raumfahrt recherchieren und präsentieren
die Bedeutung einer globalen Wetterbeobachtung erkennen und dieses Wissen zur Analyse von Veränderungen von Ökosystemen in Bezug auf die Folgen des Klimawandels nutzen
Bewertungskompetenz
Einsatz von Satelliten im niedrigen und mittleren Erdorbit für die Klimaforschung und die Navigation auch in digitalen Medien recherchieren und bewerten
Sachkompetenz
Bestandteile des elektromagnetischen Spektrums nennen und bezüglich der Energie charakterisieren
Reflexions- und Absorptionsvermögen von Körpern in Abhängigkeit von ihrer Farbe beschreiben
Strahlungshaushalt der Erde darstellen
Eis-Albedo-Wechselwirkung erläutern
ein vorgegebenes Experiment zum Einfluss von CO2 als Infrarot- Absorber auf die Temperatur eines abgeschlossenen Systems durchführen und auswerten sowie Schlussfolgerungen über das physikalische System Erdatmosphäre ziehen
das Stefan-Boltzmann-Gesetz insbesondere für die Strahlungsleistung der Erde mit und ohne Atmosphäre sowie mit CO2-angereicherter Atmosphäre exemplarisch anwenden und grafisch darstellen
natürlichen und anthropogenen Treibhauseffekt definieren und klar voneinander abgrenzen
Ursachen des anthropogenen Treibhauseffektes erklären
Rückkopplungsprozesse im Klimasystem an einem Beispiel (abschmelzende Eisflächen, Permafrost, Wasserdampf, Methanhydrate in den Ozeanen) beschreiben
Kippelemente im Klimasystem mithilfe vorgegebener Quellen benennen
Erkenntnisgewinnungskompetenz
Experiment zur Bestimmung der Solarkonstanten am Schulort weitgehend selbstständig planen, durchführen und auswerten
geeignete Simulationssoftware zur Darstellung des Treibhauseffektes und des Strahlungshaushaltes der Erde sowie zur unterschiedlichen Absorption von Strahlung durch Moleküle in der Luft nutzen
Kommunikationskompetenz
Energieflüsse in der Erdatmosphäre graphisch darstellen und daran den Einfluss von Treibhausgasen auf die Temperatur der Erdoberfläche im Strahlungsgleichgewicht erkennen
in physikalisch schlüssigen Argumentationen die Vorgänge erklären, die zur Erwärmung der Erdatmosphäre führen
einer fachwissenschaftlichen Quelle Informationen zu Ursprung und Konsequenzen anthropogener Einflüsse auf das Klima der Erde entnehmen und die physikalisch schlüssige Argumentationsweise in dieser Quelle analysieren
experimentelle Untersuchungen sowie durch andere fachtypische Arbeitsweisen (z. B. Auswertung vorgegebener oder recherchierter Quellen) gewonnene Ergebnisse selbständig dokumentieren, ggf. unter Verwendung angemessener Formen der Mathematisierung
Arbeitsergebnisse sach- und adressatengerecht in mündlichen Beiträgen, Referaten oder anhand von Dokumentationen auch unter Nutzung digitaler Medien präsentieren
Bewertungskompetenz
Maßnahmen zur Einhaltung aktueller Klimaschutzziele auf individueller und gesellschaftlicher Ebene zusammenstellen und ihre Relevanz diskutieren
mit Argumenten auf der Basis physikalischer Erkenntnisse auseinandersetzen und die Interessenlagen der Autoren erörtern
einen begründeten Standpunkt bei mündlichem und schriftlichem Meinungsaustausch einnehmen
Nutzen und Risiken einer technischen Anwendung hinsichtlich des Klimawandels nach selbständig ausgewählten Kriterien abwägen sowie die Konsequenzen für Mensch und Umwelt diskutieren
Sachkompetenz
Einheiten, Merkmale und Messmöglichkeiten wesentlicher physikalischer Größen angeben
Zusammenhänge zwischen ausgewählten elektrischen, mechanischen, optischen und thermodynamischen Größen darstellen und zur Beschreibung realer Vorgänge nutzen
selbstständig Experimente nach Vorgaben durchführen und auswerten: • Bestimmung einer physikalischen Größe • Bestimmung des Zusammenhangs zwischen zwei physikalischen Größen
Messwerte mithilfe digitaler Werkzeuge erfassen, dokumentieren und auswerten
bereitgestellte elektrische und nichtelektrische Messgeräte sicher einsetzen
Erkenntnisgewinnungskompetenz
Experimente zu gegebenen Problemstellungen planen
vorgegebene Größen zielgerichtet verändern bzw. konstant halten
den Einfluss von Messabweichungen auf das Ergebnis beschreiben und Möglichkeiten zur Verringerung aufzeigen
aus Messwerten einfache mathematische Zusammenhänge ableiten
aus Messwerten in vorgegebenen mathematischen Zusammenhängen Konstanten ermitteln und damit z. B. Abhängigkeiten nachweisen
Kommunikationskompetenz
Lehrbücher, Kompendien und andere Quellen zur Vorbereitung und Auswertung der Experimente nutzen
das Vorgehen zur Lösung physikalischer Probleme unter Einbeziehung von Experimenten diskutieren
verschiedene Möglichkeiten der Durchführung eines Experimentes vergleichen und bewerten
das Vorgehen und die Ergebnisse von Experimenten in verschiedenen Formen zusammenhängend darstellen und präsentieren
Bewertungskompetenz
Risiken und Sicherheitsmaßnahmen beim Experimentieren mithilfe physikalischen Wissens bewerten und entsprechend berücksichtigen
Sachkompetenz
die vektorielle Größe Kraft in verschiedenen Bezugssystemen erkennen und beschreiben
kinematische Abläufe mit dem Modell „Punktmasse“ beschreiben
Bewegungen als ungestörte Überlagerung einzelner Bewegungen beschreiben
die gleichförmige Kreisbewegung als gleichmäßig beschleunigte Bewegung charakterisieren und in verschiedenen Bezugssystemen beschreiben
den Impuls als Zustandsgröße charakterisieren
die Energieerhaltung in einem abgeschlossenen System beschreiben und anwenden
Erkenntnisgewinnungskompetenz
für Würfe Bahngleichungen entwickeln und daraus die Wurfweite und die Wurfhöhe mathematisch ableiten
Bilanzgleichungen für die Erhaltungsgröße Energie aufstellen und auswerten
die Abgeschlossenheit von mechanischen Systemen im Kontext des Energieerhaltungssatzes bewerten
Kommunikationskompetenz
die Newton’schen Axiome begründet anwenden
Bewegungsdiagramme zeichnen, interpretieren und daraus Größen ermitteln
Bewertungskompetenz
Vorsichtsmaßnahmen im Straßenverkehr mit physikalischen Gesetzen begründen
Sachkompetenz
die Entstehung mechanischer Schwingungen beschreiben
Energiebilanzen und Energieumwandlungen in schwingenden Systemen aufstellen und beschreiben
die Gleichung für die Periodendauer eines Federschwingers anwenden
harmonische Schwingungen und Wellen mithilfe der Kenngrößen beschreiben
die Sinusfunktion zur Beschreibung von harmonischen Schwingungen auch mithilfe digitaler Werkzeuge verwenden
die Ausbreitung mechanischer Wellen beschreiben und mit dem Huygens’schen Prinzip deuten
longitudinale und transversale Wellen vergleichen und Polarisation als Eigenschaft von Transversalwellen deuten
die Reflexion einer erzeugten stehenden Welle zur Bestimmung der Wellenlänge anwenden
Erkenntnisgewinnungskompetenz
Experimente zu mechanischen Schwingungen planen, durchführen und auswerten
an ausgewählten Beispielen empirische Daten realer Schwinger erheben, z. B. mit einer Videoanalyse
die Grenzen des Modells „Harmonischer Oszillator“ beurteilen
die Energieübertragung zwischen Oszillatoren auf deren Kopplung zurückführen
Polarisierbarkeit als Eigenschaft transversaler Wellen beschreiben
Interferenzphänomene für stehende Wellen beschreiben und erklären
Kommunikationskompetenz
die Kopplung von Oszillatoren des Wellenträgers sowie die Notwendigkeit eines Trägermediums für mechanische Wellen begründen
harmonische Wellen mit Gangunterschied, Kohärenz und Phase vergleichen
Bewertungskompetenz
Gefahren durch Resonanz beurteilen und Sicherheitsmaßnahmen begründen
Sachkompetenz
Licht als elektromagnetischen Sachverhalt beschreiben und in das elektromagnetische Spektrum einordnen
die Wellenlänge von Licht aus Interferenzphänomenen bestimmen
das Interferenzmuster von polychromatischem Licht am Gitter erklären
die Entstehung des Spektrums von weißem Licht am Doppelspalt erklären
Polarisation von Licht als Unterscheidungskriterium für Longitudinal- und Transversalwellen anwenden
Erkenntnisgewinnungskompetenz
Ausbreitung von Licht innerhalb eines Mediums durch die gleichförmige Bewegung beschreiben und die Vakuumlichtgeschwindigkeit als Obergrenze für Geschwindigkeiten von Objekten benennen
Experimente zur Ausbreitung und Wellennatur des Lichtes planen, durchführen und quantitativ auswerten
Hypothesen zur Interferenz des Lichtes am Doppelspalt aufstellen sowie geeignete Untersuchungen und Experimente zur Überprüfung planen, durchführen und auswerten
Phänomene der Wellenoptik beobachten, beschreiben und erklären
Zusammenhänge zwischen optischen Phänomenen (Dispersion, Polarisation, Streuung) und Alltagserfahrungen herstellen
Kommunikationskompetenz
Sachverhalte und Phänomene der Wellenoptik unter Verwendung der Fachsprache im Wellenmodell mit geeigneten Analogien und Darstellungen beschreiben, veranschaulichen und erklären
Bewertungskompetenz
sichtbares Licht sowie Infrarot- und Ultraviolettstrahlung unterscheiden und mit Beispielen ihre jeweilige biologische und chemische Wirkung reflektieren
die Entwicklung von Erkenntnissen der Physik am Beispiel des Lichtes darstellen
den Beitrag der Solarenergie zur Energiewende reflektieren
Sachkompetenz
elektrische Felder qualitativ und quantitativ unter Einbeziehung des Modells „Feldlinien“ und der Feldstärke beschreiben
Nachweismöglichkeiten für das elektrische Feld beschreiben
die Arbeit in homogenen elektrischen Feldern berechnen
die Kraftwirkungen zwischen geladenen Körpern in elektrischen Feldern beschreiben und zur Erklärung von Bewegungen von elektrisch geladenen Körpern nutzen
Bewegungen elektrisch geladener Körper in homogenen elektrischen Feldern mithilfe des Superpositionsprinzips auch unter Nutzung von Simulationen beschreiben
die Bewegung elektrisch geladener Körper energetisch beschreiben und den Energieerhaltungssatz nutzen
das Auf- und Entladen eines Kondensators qualitativ auch unter Beachtung der Parameter Kapazität und Widerstand beschreiben
Experimente zum Entladen eines Kondensators nach Anleitung durchführen und auch unter Anwendung der Exponentialfunktion auswerten
Erkenntnisgewinnungskompetenz
Experimente zum Laden oder Entladen eines Kondensators planen und bei der Auswertung Messunsicherheiten qualitativ analysieren
den Zusammenhang von elektrischen und konstruktiven Größen am Plattenkondensator quantitativ beschreiben
die Bewegung von Ladungsträgern im elektrischen Feld beschreiben und mit Wurfbewegungen vergleichen
die Grenzen des Modells „Feldlinien“ aufzeigen
Kommunikationskompetenz
relevante Informationen aus Feldlinienbildern entnehmen und diese in passender Struktur und angemessener Fachsprache wiedergeben
die Bahnen bewegter Ladungsträger im elektrischen Querfeld kausal korrekt strukturiert beschreiben
Bewertungskompetenz
den Einsatz von Speicherkondensatoren z. B. in Fahrradrücklichtern aus Sicht der Verkehrssicherheit beurteilen
Sachkompetenz
das magnetische Feld von Dauermagneten, stromführenden Leitern und Spulen mit dem Modell „Feldlinien“ beschreiben
die Entstehung der Lorentzkraft erklären und ihre Wirkungen mithilfe der UVW-Regel folgern
die Wirkungen von magnetischen Feldern auf die Bewegung von Ladungsträgern erklären
das magnetische Feld einer stromdurchflossenen Spule als Träger von Energie erläutern
Erkenntnisgewinnungskompetenz
die idealisierte Beschreibung von elektrischen und magnetischen Feldern mit der Realität vergleichen
Kommunikationskompetenz
das elektromotorische Prinzip beschreiben und Richtungsbeziehungen am Beispiel des Schaukelversuches erläutern
Bewertungskompetenz
die Funktion des Magnetfeldes der Erde auch als Schutzmantel vor kosmischer Strahlung begründen und die Bedeutung für die Entwicklung des Lebens reflektieren
Sachkompetenz
die bei Versuchen zur Induktion beobachtbaren Phänomene erklären
den Betrag einer Induktionsspannung unter Verwendung des Induktionsgesetzes berechnen
die Funktionsweise eines Transformators erklären
elektromagnetische Schwingungen am Schwingkreis qualitativ unter energetischen Aspekten beschreiben und mit der Schwingung eines horizontalen Federschwingers oder eines Fadenpendels vergleichen
Erkenntnisgewinnungskompetenz
Induktionsspannungen als Ergebnis der wirkenden Lorentzkraft auf die Ladungsträger eines in einem Magnetfeld bewegten Leiters erklären
ein Experiment zum Transformator planen und auswerten
die Energiefernleitung erklären und den Energieerhaltungssatz dabei anwenden
das Auftreten einer Induktionsspannung unter Verwendung des Induktionsgesetzes fachsprachlich korrekt begründen
Bewertungskompetenz
lokale und globale Probleme der Energieversorgung reflektieren
die Bedeutung von Wechselstrom bei technischen Anwendungen diskutieren
ein technisches Gerät, bei dem sehr große Induktionsspannungen erzeugt werden (z. B. Hochspannungstransformator), hinsichtlich entstehender Risiken beurteilen
Sachkompetenz
die qualitativen Vorhersagen der klassischen Elektrodynamik zur Energie der Photoelektronen mit Bezug auf die Frequenz und die Intensität des Lichtes erläutern
Teilchen- und Welleneigenschaften von Photonen und Elektronen beschreiben
Quantenobjekte als quantenphysikalische Systeme von klassischen Objekten aufgrund besonderer Eigenschaften und des besonderen Verhaltens unterscheiden
die Gültigkeit des Energieerhaltungssatzes in der Quantenphysik an Beispielen aufzeigen, Energiebilanzen aufstellen und anwenden
die Wesenszüge der Quantenphysik an Beispielen und Experimenten, z. B. am Doppelspaltexperiment, erläutern
Erkenntnisgewinnungskompetenz
den Widerspruch der experimentellen Befunde des Photoeffekts zur klassischen Physik erläutern und den Photoeffekt mithilfe der Einstein’schen Photonenhypothese deuten
ein Experiment zur Bestimmung eines Näherungswertes für das Planck’sche Wirkungsquantum planen und auswerten
Simulationssoftware bei der Untersuchung von Quantenobjekten, z. B. Experiment von Jönsson, nutzen
Kommunikationskompetenz
die Eigenschaften und das Verhalten von Quantenobjekten als Ergebnisse der Auswertung von Simulations- und Gedankenexperimenten präsentieren
die Grenzen des Teilchenmodells und des klassischen Wellenmodells aus verschiedenen Perspektiven in passender Struktur und angemessener Fachsprache wiedergeben
Bewertungskompetenz
das Auftreten eines Paradigmenwechsels in der Physik am Beispiel der Beschreibung der Eigenschaften und des Verhaltens von Quantenobjekten (Photonen, Elektronen) im Vergleich zur Beschreibung mit klassischen Modellen reflektieren und seine Bedeutung in Wissenschaft und Technik bewerten
Sachkompetenz
das quantenphysikalische Atommodell im Energiestufen- und Orbitalmodell des Wasserstoffatoms anwenden
die Energiequantelung bei den Atomspektren nachweisen
die Wellenlänge von Spektrallinien aus den Energieniveaustufen berechnen
Erkenntnisgewinnungskompetenz
im Bereich der Quantenphysik den strengen Determinismus der klassischen Physik durch den Wesenszug der stochastischen Vorhersagbarkeit ersetzen
Orbitale im quantenphysikalischen Atommodell als Folge besonderer Energiezustände erkennen
Kommunikationskompetenz
am Beispiel der historischen Entwicklung der Atommodelle aufzeigen, dass Widersprüche zwischen Realität und Modell zur Entwicklung eines quantenphysikalischen Atommodells geführt haben
Recherchen zu Problemen und Fragestellungen der Quantenphysik auch unter Nutzung digitaler Medien durchführen und präsentieren
Bewertungskompetenz
den Einfluss der Quantenphysik auf Grundannahmen zur physikalischen Erkenntnis und auf Veränderungen des Weltbildes bewerten
die Auswirkungen der physikalischen Weltbetrachtung mit scheinbar paradoxen Eigenschaften von Quantenobjekten wie eingeschränkter Anschaulichkeit und unbeständigen Erscheinungsformen, die sich nicht mit unseren Alltagserfahrungen und Denktraditionen vereinbaren lassen aber dennoch präzise Vorhersagen über das Verhalten von Quantenobjekten ermöglichen, auf alltägliche Anwendungen in der Medizin, Elektronik, Digital-, Laser- oder Kommunikationstechnik reflektieren
Sachkompetenz
Einheiten, Merkmale und Messmöglichkeiten wesentlicher physikalischer Größen angeben
Zusammenhänge zwischen ausgewählten mechanischen, elektromagnetischen und optischen Größen beschreiben
variable und konstant zu haltende Größen identifizieren
geeignete Messgeräte begründet auswählen und sicher einsetzen
aus Messwerten in vorgegebenen mathematischen Zusammenhängen Konstanten ermitteln
Erkenntnisgewinnungskompetenz
Zu zwei gegebenen Problemstellungen Hypothesen aufstellen und Experimente zu ihrer Überprüfung planen sowie selbstständig nach Vorgaben durchführen und auswerten • Bestimmung von physikalischen Größen bzw. Näherungswerten für Naturkonstanten (z. B. Fallbeschleunigung, Brechzahl, Flussdichte, Wirkungsquantum) • Bestimmung von Zusammenhängen zwischen physikalischen Größen (z. B. Federkonstante und Eigenfrequenz) • Untersuchung physikalischer Vorgänge (z. B. Wurf, Entladung eines Kondensators) • Messwerterfassung mit Sensoren und Auswertung mithilfe des Computers (z. B. Ausschaltvorgänge)
Messunsicherheiten als Teil des Messergebnisses beschreiben und
aus Messwerten mathematische Zusammenhänge ableiten
Phänomene physikalisch modellieren, dabei theoretische Überlegungen und experimentelle Erkenntnisse aufeinander beziehen
die Eignung von Untersuchungsverfahren zur Prüfung bestimmter Hypothesen beurteilen
die Relevanz von Modellen, Theorien, Hypothesen und Experimenten für die physikalische Erkenntnisgewinnung reflektieren
Kommunikationskompetenz
selbstständig auch digitale Quellen zur Vorbereitung und Auswertung der Experimente nutzen
Vorgehensweisen zur Lösung physikalischer Probleme unter Einbeziehung von Experimenten diskutieren
das Vorgehen und die Ergebnisse von Experimenten in verschiedenen Formen zusammenhängend darstellen und präsentieren
Bewertungskompetenz
Risiken und Sicherheitsmaßnahmen beim Experimentieren mithilfe physikalischen Wissens bewerten und entsprechend berücksichtigen
Sachkompetenz
mathematische Modelle zur Beschreibung physikalischer Situationen anpassen und anwenden
die zur Aufgabenbearbeitung vorgenommenen Vereinfachungen und Idealisierungen begründen
Phänomene unter Nutzung physikalischer Modelle und Theorien erklären
Erkenntnisgewinnungskompetenz
komplexe Aufgaben in Teilprobleme zerlegen und Bearbeitungsstrategien entwickeln
aus gegebenen Daten mathematische Zusammenhänge ableiten
physikalische Probleme mit Skizzen veranschaulichen
die Eignung von Modellen oder Theorien für die Lösung von Problemen beurteilen Kommuni- – selbstständig Quellen zur Wiederholung von Kenntnissen, die zur kations- Bearbeitung der Aufgaben notwendig sind, nutzen
aus den zu den Aufgaben gehörenden Materialien (Texte, Zeichnungen, Diagramme) relevante Informationen entnehmen
das Vorgehen zur Lösung physikalischer Probleme darstellen
die Lösung von Aufgaben nachvollziehbar und unter Einbeziehung fachspezifischer Formen darstellen
die erarbeitete Lösung und den Lösungsweg kritisch reflektieren und auf Plausibilität prüfen
gültige Argumentationsketten für die Argumentation verwenden
Bewertungskompetenz
sich reflektiert und rational in einem außerfachlichen Kontext (z. B. Kompetenz „Handystrahlung“, Informationsübertragung, Antennen und Sendemasten) ein eigenes Urteil bilden
Sachkompetenz
die Entstehung mechanischer Schwingungen beschreiben
Energiebilanzen und Energieumwandlungen in schwingenden Systemen aufstellen und beschreiben
die Gleichung für die Periodendauer eines Federschwingers und Fadenpendels anwenden
harmonische Schwingungen mithilfe der Kenngrößen beschreiben
die Sinus- und Kosinusfunktion zur Beschreibung von harmonischen Schwingungen auch mithilfe digitaler Werkzeuge verwenden
am Beispiel der Resonanz eines schwingenden Systems die Auswirkungen der Erregerfrequenz und der Dämpfung auf die Amplitude beschreiben und beurteilen
schwach gedämpfte Schwingungen mithilfe der geschwindigkeitsproportionalen Dämpfung erklären und mathematisch beschreiben
Erkenntnisgewinnungskompetenz
Experimente zu mechanischen Schwingungen planen, durchführen und auswerten
an ausgewählten Beispielen empirische Daten realer Schwinger erheben, z. B. mit einer Videoanalyse
das lineare Kraftgesetz als Bedingung für die Entstehung einer mechanischen harmonischen Schwingung erkennen
die Grenzen des Modells „Harmonischer Oszillator“ beurteilen
schwach gedämpfte Schwingungen auf Energieverluste zurückführen und durch abklingende e-Funktionen als Einhüllende deuten
Kommunikationskompetenz
harmonische und gedämpfte Schwingungen auch mithilfe digitaler Werkzeuge grafisch darstellen
die Auswirkung der Intensität der Dämpfung auf harmonische Schwingungen vergleichen
Beispiele beschreiben, bei denen die Kopplung zwischen Schwingern zu chaotischen Bewegungen führen kann
Bewertungskompetenz
Gefahren durch Resonanz beurteilen und Sicherheitsmaßnahmen begründen
Sachkompetenz
die Ausbreitung mechanischer Wellen beschreiben und mit dem Huygens’schen Prinzip deuten
longitudinale und transversale Wellen vergleichen und Polarisation als Eigenschaft von Transversalwellen deuten
die Reflexion einer erzeugten stehenden Welle zur Bestimmung der Wellenlänge anwenden
Grundgrößen der Akustik nennen und anwenden
hörbaren Schall von Infra- und Ultraschall unterscheiden
Schwingungen als Ursache von Schall und das Hören als Aufnahme von Schallschwingungen durch das Ohr identifizieren
ein Experiment zur Bestimmung der Schallgeschwindigkeit auswerten
Erkenntnisgewinnungskompetenz
zeitliche und räumliche Entwicklung einer harmonischen eindimensionalen Welle in einer mathematischen Darstellung auch mithilfe digitaler Werkzeuge beschreiben
Polarisierbarkeit als Eigenschaft transversaler Wellen beschreiben
die Speicherung von Energie in stehenden Wellen erkennen
Interferenzphänomene für stehende Wellen beschreiben und erklären
den Schall elektronisch aufzeichnen und nach Kriterien auswerten
Kommunikationskompetenz
die Kopplung von Oszillatoren des Wellenträgers sowie die Notwendigkeit eines Trägermediums für mechanische Wellen begründen
harmonische Wellen mit Gangunterschied, Kohärenz und Phase vergleichen
den Aufbau einfacher technischer Geräte zur Anwendung des Schalls recherchieren und deren Wirkungsweise auch mithilfe digitaler Medien adressatengerecht präsentieren
Bewertungskompetenz
Auswirkungen von Schall auf Menschen im Alltag sowie in ausgewählten Berufen anhand von Schallfeldgrößen erläutern und geeignete Schutzmaßnahmen gegen die Gefährdungen durch Schall diskutieren
die Wirkungen des Ultraschalls auf ungeborenes Leben bewerten
Sachkompetenz
Licht als elektromagnetischen Sachverhalt beschreiben und in das elektromagnetische Spektrum einordnen
die Wellenlänge von Licht aus Interferenzphänomenen bestimmen
das Interferenzmuster von polychromatischem Licht am Gitter erklären
die Entstehung des Spektrums von weißem Licht am Doppelspalt erklären
die Abhängigkeit der Energie einer elektromagnetischen Welle von der Frequenz benennen
Polarisation von Licht als Unterscheidungskriterium für Longitudinal- und Transversalwellen anwenden
Erkenntnisgewinnungskompetenz
Experimente zur Ausbreitung und Wellennatur des Lichtes planen, durchführen und quantitativ auswerten
Hypothesen zur Interferenz des Lichtes am Doppelspalt aufstellen sowie geeignete Untersuchungen und Experimente zur Überprüfung planen, durchführen und auswerten
Phänomene der Wellenoptik beobachten, beschreiben und erklären
Kleinwinkelnäherung bei Interferenz am Doppelspalt nutzen und ihre Anwendbarkeit im konkreten Fall beurteilen
Zusammenhänge zwischen optischen Phänomenen (Dispersion, Polarisation, Streuung) und Alltagserfahrungen herstellen
Kommunikationskompetenz
Sachverhalte und Phänomene der Wellenoptik unter Verwendung der Fachsprache im Wellenmodell mit geeigneten Analogien und Darstellungen beschreiben, veranschaulichen und sprachlich differenziert erklären
den Aufbau einfacher Interferometer recherchieren und deren Wirkungsweise auch mithilfe digitaler Medien adressatengerecht präsentieren
Bewertungskompetenz
sichtbares Licht sowie Infrarot- und Ultraviolettstrahlung unterscheiden und mit Beispielen ihre jeweilige biologische und chemische Wirkung reflektieren
die Entwicklung der Erkenntnisse der Physik am Beispiel des Lichtes auch unter Nutzung digitaler Werkzeuge darstellen
den Beitrag der Solarenergie zur Energiewende reflektieren
Sachkompetenz
die vektorielle Größe Kraft in verschiedenen Bezugssystemen erkennen und beschreiben
kinematische Abläufe mit dem Modell „Punktmasse“ beschreiben
Bewegungen als ungestörte Überlagerung einzelner Bewegungen beschreiben
die gleichförmige Kreisbewegung als gleichmäßig beschleunigte Bewegung charakterisieren und in verschiedenen Bezugssystemen beschreiben
die Geschwindigkeit zweier Körper nach einem Stoß mithilfe des Energie- und Impulserhaltungssatz herleiten
den Impuls als Zustandsgröße charakterisieren und seine Änderung durch die Prozessgröße Kraftstoß anwenden
die Energieerhaltung und die Impulserhaltung in einem abgeschlossenen System beschreiben und anwenden
zentrale vollkommen elastische bzw. unelastische Stöße beschreiben und zuordnen
Erkenntnisgewinnungskompetenz
für den waagerechten Wurf die Bahngleichung entwickeln und daraus die Wurfweite mathematisch ableiten
für den senkrechten Wurf die Wurfhöhe mathematisch ableiten
Bilanzgleichungen für die Erhaltungsgrößen Energie und Impuls aufstellen und auswerten
das Rückstoßprinzip auf die Impulserhaltung zurückführen
Experimente zu Momentanwerten des Weges, der Geschwindigkeit und der Beschleunigung planen, durchführen und auswerten
Simulationsexperimente zur Untersuchung von Bewegungen mit geschwindigkeitsabhängiger Reibung auswerten
die Abgeschlossenheit von mechanischen Systemen im Kontext der Erhaltungssätze bewerten
die universellere Anwendbarkeit des Impulserhaltungssatzes gegenüber dem Energieerhaltungssatz erkennen
Kommunikationskompetenz
die Newton’schen Axiome begründet anwenden
Bewegungsdiagramme zeichnen, interpretieren und daraus Größen ermitteln
aus Messwerten mithilfe von Tabellenkalkulationsprogrammen Graphen erzeugen und Trends einzeichnen
das Rückstoßprinzip auf Fortbewegungen anwenden
Bewertungskompetenz
Stoßvorgänge im Straßenverkehr analysieren
Vorsichtsmaßnahmen im Straßenverkehr mit physikalischen Gesetzen begründen
Sachkompetenz
elektrische Felder qualitativ und quantitativ unter Einbeziehung des Modells „Feldlinien“ und der Feldstärke beschreiben
Nachweismöglichkeiten für das elektrische Feld beschreiben
das Coulomb’sches Gesetz interpretieren und mithilfe des Gesetzes Berechnungen durchführen
die Arbeit in elektrischen Feldern unter Beachtung der Bedingungen berechnen
die Kraftwirkungen zwischen geladenen Körpern in elektrischen Feldern beschreiben und zur Erklärung von Bewegungen von elektrisch geladenen Körpern nutzen
Bewegungen elektrisch geladener Körper in elektrischen Feldern und Gravitationsfeldern mithilfe des Superpositionsprinzips auch unter Nutzung von Simulationen beschreiben und die Bahngleichungen herleiten
die Bewegung elektrisch geladener Körper energetisch beschreiben und den Energieerhaltungssatz zur Berechnung der Bewegung elektrisch geladener Teilchen nutzen
das Auf- und Entladen eines Kondensators auch quantitativ beschreiben und berechnen
Experimente zum Laden oder Entladen eines Kondensators durchführen und auswerten (dabei Anwendung der e-Funktion)
die Durchführung und statistische Auswertung des Millikan-Versuches erläutern
Erkenntnisgewinnungskompetenz
Experimente zum Laden oder Entladen eines Kondensators planen und bei der Auswertung Messunsicherheiten qualitativ analysieren
den Zusammenhang von elektrischen und konstruktiven Größen am Plattenkondensator quantitativ beschreiben und die Wirkung des Dielektrikums mithilfe der Polarisation erklären
Analogien zwischen dem Radialfeld einer Punktladung und dem einer Zentralmasse sowie zwischen dem Coulomb’schen Gesetz und dem Gravitationsgesetz herstellen
die Bewegung von Ladungsträgern im elektrischen Feld beschreiben und mit Wurfbewegungen vergleichen
die Grenzen des Modells „Feldlinien“ aufzeigen
die Bedeutung der Quantisierung der Ladung als Ergebnis des Millikan- Versuches auch unter Nutzung von Simulationen darstellen
Kommunikationskompetenz
sich den Aufbau und die Funktionsweise der Elektronenstrahlröhre oder des Linearbeschleunigers gezielt selbstständig erarbeiten
die Durchführung und statistische Auswertung des Millikan-Versuches strukturiert darlegen
Bewertungskompetenz
den Einsatz der Technologie von Linearbeschleunigern als Beschleuniger mit fester Frequenz beurteilen und die Umsetzung in
Sachkompetenz
das magnetische Feld von Dauermagneten, stromführenden Leitern und Spulen mit dem Modell „Feldlinien“ und quantitativ beschreiben
die Entstehung der Lorentzkraft erklären und ihre Wirkungen mithilfe der UVW-Regel folgern
den Hall-Effekt erklären und die Hall-Spannung zur Magnetfeldmessung nutzen
die Wirkungen von magnetischen Feldern auf die Bewegung von Ladungsträgern erklären und berechnen
das magnetische Feld als Träger von Energie erläutern
einen Versuch zur Bestimmung der spezifischen Ladung beschreiben und auswerten
Erkenntnisgewinnungskompetenz
Experimente zum Magnetismus planen, durchführen und auswerten
die idealisierte Beschreibung von elektrischen und magnetischen Feldern mit der Realität vergleichen
die Bestimmung der Horizontalkomponente des Erdmagnetfeldes beschreiben sowie geeignete Experimente auch unter Nutzung digitaler Werkzeuge planen und durchführen
Kommunikationskompetenz
das elektromotorische Prinzip beschreiben und Richtungsbeziehungen am Beispiel des Schaukelversuches erläutern
den Aufbau des Massenspektrographen beschreiben sowie die prinzipielle Wirkungsweise erklären
Bewertungskompetenz
die Funktion des Magnetfeldes der Erde auch als Schutzmantel vor kosmischer Strahlung begründen und die Bedeutung für die Entwicklung des Lebens reflektieren
Sachkompetenz
die bei Versuchen zur Induktion beobachtbaren Phänomene erklären
den Zusammenhang zwischen den Baugrößen einer Spule und ihrer Induktivität erläutern
das Auftreten einer Induktionsspannung unter Verwendung des Induktionsgesetzes erklären, ihre Größe berechnen und die Induktivität einer Spule ableiten
die Rückwirkung eines belasteten Transformators erklären
Erkenntnisgewinnungskompetenz
Induktionsspannungen als Ergebnis der wirkenden Lorentzkraft auf die Ladungsträger eines in einem Magnetfeld bewegten Leiters erklären
ein Experiment zum Transformtor planen und auswerten
die Energiefernleitung erklären und den Energieerhaltungssatz dabei anwenden
Kommunikationskompetenz
die Lenz‘sche Regel und das Auftreten von Wirbelströmen zur Erklärung der Wirkungsweise technischer Anwendungen nutzen
Bewertungskompetenz
lokale und globale Probleme der Energieversorgung reflektieren
ein technisches Gerät, bei dem sehr große Induktionsspannungen erzeugt werden, hinsichtlich entstehender Risiken beurteilen
Sachkompetenz
die charakteristischen Größen des Wechselstromes beschreiben
die elektromagnetische Schwingung auch unter energetischen Aspekten beschreiben und mit der mechanischen Schwingung vergleichen
Erkenntnisgewinnungskompetenz
Experimente zu Wechselstromwiderständen planen, durchführen und auswerten
Kommunikationskompetenz
𝑢(𝑡)und 𝑖(𝑡)-Diagramme elektromagnetischer Schwingungen auch unter Nutzung digitaler Werkzeuge auswerten
Bewertungskompetenz
Leistungen und Grenzen der technischen Anwendung von Gleich- und Wechselstrom erkennen
die Bedeutung von Wechselstrom bei technischen Anwendungen diskutieren
Sachkompetenz
das Relativitätsprinzip und das Postulat der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit in Inertialsystemen erläutern
die Abhängigkeit der Masse eines Körpers von seiner Geschwindigkeit begründen und ihre Berücksichtigung bei Beschleunigern erläutern
die dynamische Masse und die relativistische kinetische Energie berechnen und mithilfe dieser Größen Phänomene in Natur und Technik erklären
Erkenntnisgewinnungskompetenz
Experimente zum Nachweis des Äthers und zum Nachweis der Zeitdilatation bzw. Längenkontraktion beschreiben und auswerten
Gedankenexperimente darstellen, analysieren und die Relevanz der Einstein’schen Postulate reflektieren (z. B. Lichtsignale im Einsteinzug, Zwillingsparadoxon)
die Lorentz-Transformation als Verallgemeinerung der Galilei-Transformation nachvollziehen und den Lorentzfaktor zur Beschreibung relativistischer Phänomene wie Zeitdilatation, Längenkontraktion oder dynamischer Masse nutzen
die Gleichung zur Berechnung der relativistischen Masse aus der bei der Beschleunigung eines Körpers zugeführten Energie herleiten
das Relativitätsprinzip mit Ausblick auf die allgemeine Relativitätstheorie (schwere Masse träge Masse, Ablenkung des Lichtes im Gravitationsfeld) erweitern
begründet entscheiden, ob ein konkretes physikalisches Problem eine relativistische Betrachtung erfordert
Kommunikationskompetenz
die Berücksichtigung der Erkenntnisse der Relativitätstheorie bei technischen Anwendungen recherchieren und auch unter Nutzung digitaler Medien adressatengerecht präsentieren
Bewertungskompetenz
philosophische Implikationen der Relativitätstheorie bezüglich der historischen Veränderung der Begriffe „absoluter Raum“ und „absolute Zeit“ erläutern
die Bedeutung der Energie-Masse-Beziehung für Erforschung und Nutzung der Kernspaltung und Kernfusion zur Energiegewinnung reflektieren
die Bedeutung der Erkenntnis, dass in der Sonne energiefreisetzende Kernfusionsprozesse stattfinden, aus historischer Sicht reflektieren
Sachkompetenz
die qualitativen Vorhersagen der klassischen Elektrodynamik zur Energie der Photoelektronen mit Bezug auf die Frequenz und die Intensität des Lichtes erläutern
Teilchen- und Welleneigenschaften von Photonen und Elektronen beschreiben
Quantenobjekte als quantenphysikalische Systeme von klassischen Objekten aufgrund besonderer Eigenschaften und des besonderen Verhaltens unterscheiden
die Gültigkeit des Energieerhaltungssatzes in der Quantenphysik an Beispielen aufzeigen, Energiebilanzen aufstellen und anwenden
die Wesenszüge der Quantenphysik an Beispielen und Experimenten, z. B. am Doppelspaltexperiment bzw. am Mach-Zehnder-Interferometer, qualitativ beschreiben
das Quadrat der Wellenfunktion qualitativ als Maß für die Aufenthaltswahrscheinlichkeit deuten
Erkenntnisgewinnungskompetenz
den Widerspruch der experimentellen Befunde des Photoeffekts zur klassischen Physik erläutern und den Photoeffekt mithilfe der Einstein’schen Photonenhypothese deuten
Experimente zur Messung des Planck’schen Wirkungsquantums planen und auswerten
die Intensitätsverteilung des Doppelspaltexperiments quantitativ mit dem Zeigerformalismus beschreiben
die Superposition der Möglichkeiten vor dem quantenphysikalischen Messvorgang erkennen und die Konsequenzen des quantenphysikalischen Messvorgangs mit dem Wesenszug der Eindeutigkeit der Messergebnisse bewerten
an Beispielen die Bedeutung der Unbestimmtheitsrelation von Heisenberg für den Messprozess erläutern
Simulationssoftware bei der Untersuchung von Quantenobjekten nutzen, z. B. Experiment von Jönsson, Mach-Zehnder-Interferometer
Vorgänge beim Durchgang von Strahlung durch Materie am Beispiel des Compton-Effekts beschreiben
Kommunikationskompetenz
die Eigenschaften und das Verhalten von Quantenobjekten als Ergebnisse der Auswertung von Simulations- und Gedankenexperimenten präsentieren
Experimente aus der aktuellen Forschung mithilfe der Wesenszüge der Quantenphysik analysieren und präsentieren
die Grenzen des Teilchenmodells und des klassischen Wellenmodells aus verschiedenen Perspektiven in passender Struktur sowie sprachlich und fachsprachlich präzise reflektieren
Bewertungskompetenz
das Auftreten eines Paradigmenwechsels in der Physik am Beispiel der Beschreibung der Eigenschaften und des Verhaltens von Quantenobjekten (Photonen, Elektronen) im Vergleich zur Beschreibung mit klassischen Modellen reflektieren und seine Bedeutung in Wissenschaft und Technik bewerten
Sachkompetenz
das quantenphysikalische Atommodell im Energiestufen- und Orbitalmodell des Wasserstoffatoms anwenden
den Versuchsaufbau des Franck-Hertz-Experimentes erklären
die Energiequantelung bei den Atomspektren nachweisen
die Wellenlänge von Spektrallinien aus den Energieniveaustufen berechnen
Erkenntnisgewinnungskompetenz
die Analogie stehender mechanischer Wellen und stehender Wellenfunktionen des Elektrons im Modell „Eindimensionaler Potenzialtopf“ erkennen sowie den Zusammenhang zwischen diesen stehenden Wellen und den Aufenthaltswahrscheinlichkeiten des Elektrons in der Atomhülle reflektieren
im Bereich der Quantenphysik den strengen Determinismus der klassischen Physik durch den Wesenszug der stochastischen Vorhersagbarkeit ersetzen
Simulationssoftware, z. B. zum Potenzialtopf, bei der Untersuchung von Quantenobjekten nutzen
Orbitale im quantenphysikalischen Atommodell als Folge besonderer Energiezustände erkennen
die Ergebnisse des Franck-Hertz-Experimentes mithilfe der Energiequantelung deuten
Entstehung des kontinuierlichen und diskreten Röntgenspektrums auch mithilfe des Moseley’schen Gesetzes erklären
Kommunikationskompetenz
am Beispiel der historischen Entwicklung der Atommodelle aufzeigen, dass Widersprüche zwischen Realität und Modell zur Entwicklung eines quantenphysikalischen Atommodells geführt haben
Recherchen zu komplexen Problemen und Fragestellungen der Quantenphysik auch unter Nutzung digitaler Medien durchführen und präsentieren
Bewertungskompetenz
den Einfluss der Quantenphysik auf Grundannahmen zur physikalischen Erkenntnis und auf Veränderungen des Weltbildes bewerten
die Auswirkungen der physikalischen Weltbetrachtung mit scheinbar paradoxen Eigenschaften von Quantenobjekten, wie eingeschränkter Anschaulichkeit und unbeständigen Erscheinungsformen, die sich nicht mit unseren Alltagserfahrungen und Denktraditionen vereinbaren lassen, aber dennoch präzise Vorhersagen über das Verhalten von Quantenobjekten ermöglichen, anhand alltäglicher Anwendungen aus Medizin, Elektronik, Digital-, Laser- und Kommunikationstechnik reflektieren
Sachkompetenz
Einheiten, Merkmale und Messmöglichkeiten wesentlicher physikalischer Größen angeben
Zusammenhänge zwischen ausgewählten mechanischen, elektromagnetischen und optischen Größen beschreiben
variable und konstant zu haltende Größen identifizieren
geeignete Messgeräte begründet auswählen und sicher einsetzen
aus Messwerten in vorgegebenen mathematischen Zusammenhängen Konstanten ermitteln
Erkenntnisgewinnungskompetenz
zu gegebenen Problemstellungen Hypothesen aufstellen und Experimente zu ihrer Überprüfung planen sowie selbstständig nach Vorgaben durchführen und auswerten • Bestimmung von physikalischen Größen bzw. Näherungswerten für Naturkonstanten (z. B. Brechzahl, Flussdichte, Wirkungsquantum) • Bestimmung von Zusammenhängen zwischen physikalischen Größen (z. B. Länge einer Spule und magnetische Kraftwirkung) • Untersuchung physikalischer Vorgänge (z. B. Schwingungen, Entladung eines Kondensators) • Messwerterfassung mit Sensoren und Auswertung mithilfe des Computers (z. B. Ein- und Ausschaltvorgänge)
Messunsicherheiten als Teil des Messergebnisses beschreiben und verschiedene Möglichkeiten zur Verringerung von Messabweichungen aufzeigen
aus Messwerten mathematische Zusammenhänge ableiten
Phänomene physikalisch modellieren, dabei theoretische Überlegungen und experimentelle Erkenntnisse aufeinander beziehen
die Eignung von Untersuchungsverfahren zur Prüfung bestimmter Hypothesen beurteilen
die Relevanz von Modellen, Theorien, Hypothesen und Experimenten für die physikalische Erkenntnisgewinnung reflektieren
Kommunikationskompetenz
selbstständig auch digitale Quellen zur Vorbereitung und Auswertung der Experimente nutzen
Vorgehensweisen zur Lösung physikalischer Probleme unter Einbeziehung von Experimenten diskutieren
das Vorgehen und die Ergebnisse von Experimenten in verschiedenen Formen zusammenhängend darstellen und präsentieren
verschiedene Möglichkeiten der Durchführung eines Experiments vergleichen und bewerten
Bewertungskompetenz
Risiken und Sicherheitsmaßnahmen beim Experimentieren mithilfe physikalischen Wissens bewerten und entsprechend berücksichtigen
Sachkompetenz
mathematische Modelle zur Beschreibung physikalischer Situationen anpassen und anwenden
die Mittel der Differential- und Integralrechnung gezielt nutzen
die zur Aufgabenbearbeitung vorgenommenen Vereinfachungen und Idealisierungen begründen
Erkenntnisgewinnungskompetenz
komplexe Aufgaben in Teilprobleme zerlegen und Bearbeitungsstrategien entwickeln
physikalische Probleme mit Skizzen veranschaulichen
aus gegebenen Daten mathematische Zusammenhänge ableiten und mit theoretischen Zusammenhängen in Beziehung setzen
die Eignung von Modellen oder Theorien für die Lösung von Problemen beurteilen
Kommunikationskompetenz
selbstständig Quellen zur Wiederholung von Kenntnissen, die zur Bearbeitung der Aufgaben notwendig sind, nutzen
aus den zu den Aufgaben gehörenden Materialien (Texte, Zeichnungen, Diagramme) relevante Informationen entnehmen
das Vorgehen zur Lösung physikalischer Probleme darstellen und diskutieren
die Lösung von Aufgaben nachvollziehbar und unter Einbeziehung fachspezifischer Formen darstellen
die erarbeitete Lösung und den Lösungsweg kritisch reflektieren und auf Plausibilität prüfen
Bewertungskompetenz
sich reflektiert und rational in einem außerfachlichen Kontext (z. B. Kompetenz Lärm, „Handystrahlung“, Informationsübertragung, Antennen und Sendemasten) ein eigenes Urteil bilden
Sachkompetenz
elektrische und magnetische Felder mit dem Modell „Feldlinien“ beschreiben
Nachweismöglichkeiten für elektrisches und magnetisches Feld beschreiben
die Kraftwirkungen in elektrischen und magnetischen Feldern beschreiben
das Entladen eines Kondensators qualitativ auch unter Beachtung der Parameter Kapazität und Widerstand beschreiben
Experimente zum Entladen eines Kondensators nach Anleitung durchführen und auswerten
das magnetische Feld einer stromdurchflossenen Spule als Träger von Energie erläutern
Erkenntnisgewinnungskompetenz
ein Experiment zum Entladen eines Kondensators planen und bei der Auswertung Messunsicherheiten qualitativ analysieren
den Zusammenhang von elektrischen und konstruktiven Größen am Plattenkondensator beschreiben
die idealisierte Beschreibung von elektrischen und magnetischen Feldern mit der Realität vergleichen
die Grenzen des Modells „Feldlinien“ aufzeigen
Kommunikationskompetenz
relevante Informationen aus Feldlinienbildern entnehmen und diese in passender Struktur und angemessener Fachsprache wiedergeben
Bewertungskompetenz
den Einsatz von Speicherkondensatoren, z. B. in Fahrradrücklichtern, aus Sicht der Verkehrssicherheit beurteilen
Sachkompetenz
die Kraftwirkungen zwischen geladenen Körpern zur Erklärung von Bewegungen von elektrisch geladenen Körpern nutzen
Bewegungen elektrisch geladener Körper in homogenen elektrischen Feldern mithilfe des Superpositionsprinzips auch unter Nutzung von Simulationen beschreiben
die Bewegung elektrisch geladener Körper energetisch beschreiben und den Energieerhaltungssatz nutzen
die Entstehung der Lorentzkraft erklären und ihre Wirkungen mithilfe der UVW-Regel folgern
die Wirkungen von magnetischen Feldern auf die Bewegung von Ladungsträgern erklären
Erkenntnisgewinnungskompetenz
die Bewegung von Ladungsträgern im elektrischen Feld beschreiben
Kommunikationskompetenz
die Bahnen bewegter Ladungsträger im elektrischen Querfeld kausal korrekt strukturiert beschreiben
das elektromotorische Prinzip beschreiben und Richtungsbeziehungen am Beispiel des Schaukelversuches erläutern
Bewertungskompetenz
die Funktion des Magnetfeldes der Erde auch als Schutzmantel vor kosmischer Strahlung begründen und die Bedeutung für die Entwicklung des Lebens reflektieren
Sachkompetenz
die bei Versuchen zur Induktion beobachtbaren Phänomene erklären
den Betrag einer Induktionsspannung unter Verwendung des Induktionsgesetzes berechnen
die Funktionsweise eines Transformators erklären
Erkenntnisgewinnungskompetenz
Induktionsspannungen als Ergebnis der wirkenden Lorentzkraft auf die Ladungsträger eines in einem Magnetfeld bewegten Leiters erklären
ein Experiment zum Transformator planen und auswerten
Kommunikationskompetenz
das Auftreten einer Induktionsspannung unter Verwendung des Induktionsgesetzes fachsprachlich korrekt begründen
Bewertungskompetenz
alltägliche Anwendungen der Induktion, z. B. Induktionsschleifen oder induktives Laden, reflektieren
Sachkompetenz
die Entstehung mechanischer Schwingungen beschreiben
Energiebilanzen und Energieumwandlungen in schwingenden Systemen aufstellen und beschreiben
die Gleichung für die Periodendauer eines Fadenpendels anwenden
harmonische Schwingungen mithilfe der Kenngrößen beschreiben
die Sinusfunktion zur Beschreibung von harmonischen Schwingungen verwenden
elektromagnetische Schwingungen am Schwingkreis qualitativ unter energetischen Aspekten beschreiben und mit der Schwingung eines horizontalen eines Fadenpendels vergleichen
Erkenntnisgewinnungskompetenz
Experimente zu mechanischen Schwingungen planen, durchführen und auswerten
an ausgewählten Beispielen empirische Daten realer Schwinger erheben, z. B. mit einer Videoanalyse
das Modell der harmonischen Schwingung zurück auf Alltagssituationen beziehen und seine Generalisierbarkeit reflektieren
Kommunikationskompetenz
ihr Wissen über aus physikalischer Sicht gültige Argumentationsketten zur Entwicklung eigener, innerfachlicher Argumentationen nutzen, z. B. zur Beschreibung der Vorgänge in einem Schwingkreis
Bewertungskompetenz
Sicherheitsmaßnahmen zur Schwingungsdämpfung in Alltagssituationen beurteilen
sich reflektiert und rational in einem außerfachlichen Kontext ein eigenes Urteil bilden
Sachkompetenz
die Ausbreitung mechanischer Wellen beschreiben und mit dem Huygens’schen Prinzip deuten
longitudinale und transversale Wellen vergleichen
Polarisation als Eigenschaft von Transversalwellen deuten
Licht als elektromagnetischen Sachverhalt beschreiben und in das elektromagnetische Spektrum einordnen
das Interferenzmuster von polychromatischem Licht am Gitter erklären
die Entstehung des Spektrums von weißem Licht am Doppelspalt erklären
die Reflexion einer erzeugten stehenden Welle zur Bestimmung der Wellenlänge anwenden
Erkenntnisgewinnungskompetenz
Experimente zur Ausbreitung und Wellennatur des Lichtes planen, durchführen und quantitativ auswerten
Phänomene der Wellenoptik beobachten, beschreiben und erklären
Zusammenhänge zwischen optischen Phänomenen (Dispersion, Polarisation, Streuung) und Alltagserfahrungen herstellen
Interferenzphänomene für stehende Wellen beschreiben und erklären
Hypothesen zur Interferenz des Lichtes am Doppelspalt aufstellen sowie geeignete Untersuchungen und Experimente zur Überprüfung planen, durchführen und auswerten
Kommunikationskompetenz
Sachverhalte und Phänomene der Wellenoptik unter Verwendung der Fachsprache im Wellenmodell mit geeigneten Analogien und Darstellungen beschreiben, veranschaulichen und erklären
die Entstehung stehender Wellen in sachgerechten Darstellungsformen, auch mithilfe digitaler Werkzeuge veranschaulichen
Eigenschaften und Anwendungen von Frequenzbereichen des elektromagnetischen Spektrums sach- und adressatengerecht unter Einsatz geeigneter analoger und digitaler Medien präsentieren
Bewertungskompetenz
sich reflektiert und rational in außerfachlichen Kontexten (z. B. „Handystrahlung“) ein eigenes Urteil bilden
Sachkompetenz
Teilchen- und Welleneigenschaften von Photonen und Elektronen beschreiben
Quantenobjekte als quantenphysikalische Systeme von klassischen Objekten aufgrund besonderer Eigenschaften und des besonderen Verhaltens unterscheiden
die Gültigkeit des Energieerhaltungssatzes in der Quantenphysik an Beispielen aufzeigen
die Wesenszüge der Quantenphysik an Beispielen und Experimenten, z. B. am Doppelspaltexperiment, erläutern
Erkenntnisgewinnungskompetenz
den Widerspruch der experimentellen Befunde des Photoeffekts zur klassischen Physik erläutern und den Photoeffekt mithilfe der Einstein’schen Photonenhypothese deuten
ein Experiment zur Bestimmung eines Näherungswertes für das Planck’sche Wirkungsquantum planen und auswerten
Kommunikationskompetenz
die Grenzen des Teilchenmodells und des klassischen Wellenmodells aus verschiedenen Perspektiven in passender Struktur und angemessener Fachsprache wiedergeben
Bewertungskompetenz
das Auftreten eines Paradigmenwechsels in der Physik am Beispiel der Beschreibung der Eigenschaften und des Verhaltens von Quantenobjekten (Photonen, Elektronen) im Vergleich zur Beschreibung mit klassischen Modellen reflektieren und seine Bedeutung in Wissenschaft und Technik bewerten
Sachkompetenz
die Entstehung von Absorptions- und Emissionslinien unter Nutzung eines Energieniveauschemas erklären
das quantenphysikalische Atommodell im Energiestufen- und Orbitalmodell des Wasserstoffatoms anwenden
die Wellenlänge von Spektrallinien aus den Energieniveaustufen berechnen
Erkenntnisgewinnungskompetenz
Orbitale im quantenphysikalischen Atommodell als Folge besonderer Energiezustände erkennen
Fragestellungen zur Analyse von Linienspektren entwickeln
Kommunikationskompetenz
Orbitale des Wasserstoffatoms mithilfe geeigneter Software veranschaulichen
Recherchen zu Problemen und Fragestellungen der Quantenphysik auch unter Nutzung digitaler Medien durchführen und präsentieren
Bewertungskompetenz
den Einfluss der Quantenphysik auf Grundannahmen zur physikalischen Erkenntnis und auf Veränderungen des Weltbildes bewerten
alltägliche Anwendungen in der Medizin, Elektronik, Digital-, Laser- oder Kommunikationstechnik reflektieren
