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Sach- und Methodenkompetenz — Körper und Stoffe
Körper als abgegrenzte Menge eines Stoffs oder mehrerer Stoffe charakterisieren.
Masse und Volumen als physikalische Größen beschreiben.
den Zusammenhang zwischen Masse und Volumen eines Körpers grafisch darstellen und interpretieren.
die Dichte eines Körpers mit Hilfe seiner Kenntnisse über Volumen und Masse als physikalische Größe beschreiben, berechnen und experimentell bestimmen.
Sach- und Methodenkompetenz — Kraft
die Kraft als physikalische Größe charakterisieren.
mechanische Wechselwirkungen zwischen Körpern beschreiben.
Kraftwirkungen unterscheiden.
Reibungs- und Gewichtskraft sowie weitere Kraftarten charakterisieren.
Reibungs- und Gewichtskraft messen.
den Zusammenhang zwischen Kraft und Längenänderung einer Feder grafisch darstellen, das hookesche Gesetz interpretieren und anwenden.
die Kraft als gerichtete physikalische Größe zeichnerisch darstellen.
eine kraftumformende Einrichtung beschreiben, erklären und Berechnungen durchführen.
Sach- und Methodenkompetenz — Druck
den Druck als physikalische Größe charakterisieren.
zwischen Druckkraft und Druck unterscheiden und beide Größen berechnen.
die Ursachen des Schweredrucks und seine Abhängigkeit von anderen physikalischen Größen qualitativ beschreiben.
den Auftrieb als Folge des Schweredrucks beschreiben.
den Druck als eine Eigenschaft von Flüssigkeiten und Gasen mit Hilfe des Teilchenmodells erklären.
seine Kenntnisse über den Druck an einem ausgewählten Beispiel (z. B. hydraulische Anlage) anwenden.
Sach- und Methodenkompetenz — Mechanische Energie
die mechanische Arbeit, die mechanische Leistung und die mechanische Energie als physikalische Größen charakterisieren.
die mechanische Arbeit und mechanische Leistung berechnen.
zwischen potentieller und kinetischer Energie unterscheiden.
die potentielle Energie (Lageenergie) berechnen.
den Energieerhaltungssatz der Mechanik an einem ausgewählten Beispiel (z. B. geneigte Ebene) anwenden.
den Wirkungsgrad charakterisieren und bei der Beschreibung von Energieumwandlungen anwenden.
Selbst- und Sozialkompetenz
Experimente einzeln und im Team vorbereiten, durchführen und auswerten.
den sparsamen und umweltschonenden Umgang mit Energie und Materialien begründen und daraus Konsequenzen für das eigene Handeln ableiten.
seine Erkenntnisse unter Verwendung der physikalischen Fachsprache dokumentieren und präsentieren.
sich in Fachräumen und beim Experimentieren regelgerecht verhalten und arbeiten.
Sach- und Methodenkompetenz — Ladung als elektrische Grunderscheinung
Ladungsarten anhand von Kraftwirkungen charakterisieren.
die Ladung eines Körpers als Elektronenmangel oder -überschuss erklären.
das elektrische Feld im Sinne der berührungsfreien Kraftwirkung im Raum beschreiben.
das elektrische Feld mit Hilfe von Feldlinien modellhaft beschreiben.
Sach- und Methodenkompetenz — Stromkreise
den grundlegenden Aufbau eines Stromkreises beschreiben und mit Hilfe von Schaltzeichen skizzieren.
Stromkreise aufbauen.
zwischen Leitern und Nichtleitern (Isolatoren) unterscheiden.
den Stromfluss in Metallen beschreiben.
die Reihen- und Parallelschaltung von Bauelementen unterscheiden.
die Wirkungen des elektrischen Stroms beschreiben, elektrische Energie und Arbeit im Zusammenhang mit den dabei auftretenden Energieumwandlungen charakterisieren.
Sach- und Methodenkompetenz — Größen der Elektrizität
die elektrische Stromstärke, die elektrische Spannung und den elektrischen Widerstand als physikalische Größen charakterisieren.
die elektrische Stromstärke und die elektrische Spannung messen.
den elektrischen Widerstand als Quotient aus Spannung und Stromstärke berechnen.
das ohmsche Gesetz experimentell nachweisen, grafisch darstellen und interpretieren.
Gesetzmäßigkeiten für die Reihen- und Parallelschaltung von Widerständen ermitteln und anwenden.
die Abhängigkeit des Widerstands von Länge, Querschnitt und Material qualitativ beschreiben.
die elektrische Leistung als Produkt aus Spannung und Stromstärke berechnen.
Sach- und Methodenkompetenz — Elektrische Leitungsvorgänge
Leitungsvorgänge in Gasen und Halbleitern anhand je einer ausgewählten Anwendung beschreiben (z. B. Leuchtstofflampe, Fotowiderstand, Thermistor).
am Beispiel der Halbleiterdiode die Leitungsvorgänge am pn-Übergang beschreiben und erklären.
Selbst- und Sozialkompetenz
seine Beobachtungen und Erkenntnisse unter Verwendung der physikalischen Fachsprache dokumentieren und adressatengerecht präsentieren.
seine Beobachtungen und Arbeitsmethoden reflektieren.
die Gefahren des elektrischen Stroms beurteilen und situationsgerechtes Handeln ableiten.
Experimente einzeln und im Team vorbereiten, durchführen und auswerten.
Sach- und Methodenkompetenz — Temperatur und Wärme
die Temperatur als physikalische Größe charakterisieren.
verschiedene Temperaturskalen vergleichen.
den absoluten Nullpunkt der Temperatur mit Hilfe seiner Kenntnisse über das Teilchenmodell charakterisieren.
Wärme und thermische Energie als physikalische Größen charakterisieren und voneinander unterscheiden.
an ausgewählten thermodynamischen Prozessen Energieumwandlungen und -übertragungen beschreiben.
die Bedeutung der spezifischen Wärmekapazität von Stoffen erklären.
die Grundgleichung der Wärmelehre interpretieren und bei der Lösung von einfachen Aufgaben anwenden.
komplexe Aufgabenstellungen (z. B. Mischungstemperatur) mit Hilfe der Grundgleichung der Wärmelehre lösen.
anhand praktischer Beispiele die temperaturabhängige Volumenänderung von Körpern beschreiben und erklären.
Volumenänderungen rechnerisch bestimmen (z. B. eindimensional als Längenänderung bei festen Körpern).
die Anomalie des Wassers beschreiben.
Sach- und Methodenkompetenz — Wärme und Aggregatzustandsänderungen
verschiedene Aggregatzustände vergleichen und Aggregatzustandsänderungen mit Hilfe des Teilchenmodells erklären.
Umwandlungswärmen bei Aggregatzustandsänderungen experimentell nachweisen.
das Temperatur-Wärme-Diagramm interpretieren.
Aggregatzustandsänderungen unter energetischen Gesichtspunkten beschreiben.
Umwandlungswärmen rechnerisch ermitteln.
Selbst- und Sozialkompetenz
Entscheidungen im Hinblick auf Energie unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit bewerten und Konsequenzen für das eigene Handeln ableiten.
die Bedeutung physikalischer Erkenntnisse für persönliche und gesellschaftliche Entscheidungen einschätzen.
die Bedeutung der Anomalie des Wassers für die Natur beurteilen.
konzentriert, selbstständig und verantwortungsbewusst Messungen durchführen und auswerten.
sich beim Experimentieren regelgerecht verhalten und die Festlegungen des Arbeitsschutzes einhalten.
Sach- und Methodenkompetenz — Lichtausbreitung
Lichtquellen und beleuchtete Körper unterscheiden und Beispiele zuordnen.
die allseitige und geradlinige Ausbreitung des Lichts unter Verwendung des Modells Lichtstrahl beschreiben.
die Schattenbildung an Körpern zeichnerisch darstellen.
die Entstehung der Mond- und Sonnenfinsternis beschreiben und erklären.
Sach- und Methodenkompetenz — Reflexion
Strahlenverläufe bei der Reflexion am ebenen Spiegel zeichnen.
die Gültigkeit des Reflexionsgesetzes experimentell bestätigen.
Beispiele aus Natur und Technik nennen und mit Hilfe der Reflexion erklären.
Sach- und Methodenkompetenz — Brechung
die Brechung des Lichts beschreiben und Strahlenverläufe zeichnen.
für den Übergang des Lichts von Luft in Glas sowie Luft in Wasser und umgekehrt den Einfalls- und Brechungswinkel messen.
das Brechungsgesetz qualitativ für den Übergang des Lichts vom optisch dichteren zum optisch dünneren Medium und umgekehrt formulieren.
die Totalreflexion und ihre Bedingungen beschreiben.
Sach- und Methodenkompetenz — Bildentstehung an optischen Linsen
optische Linsen unterscheiden und einen Überblick über deren Einsatz geben.
den Strahlenverlauf an Sammellinsen mit Hilfe der Hauptstrahlen unter Verwendung des Brennpunkts sowie der Linsenebene beschreiben und zeichnen.
reelle Bilder an Sammellinsen konstruieren und Eigenschaften der Bilder bestimmen.
virtuelle Bilder an Sammellinsen konstruieren und Eigenschaften der Bilder bestimmen.
virtuelle und reelle Bilder bezüglich ihrer Eigenschaften unterscheiden.
seine Kenntnisse über die Bildentstehung zur Erklärung der Wirkungsweise eines optischen Gerätes (z. B. Projektor, Fotoapparat) anwenden.
Selbst- und Sozialkompetenz
seine Beobachtungen und eingesetzten Arbeitsmethoden reflektieren.
optische Sachverhalte exakt darstellen und konstruieren.
seine Erkenntnisse bzgl. optischer Sachverhalte unter Verwendung der physikalischen Fachsprache dokumentieren und adressatengerecht präsentieren.
in kooperativen Arbeitsformen lernen und Verantwortung für den gemeinsamen Arbeitsprozess übernehmen.
Sach- und Methodenkompetenz
Magnete durch das Vorhandensein zweier untrennbar verbundener Pole und die Kraftwirkung auf ferromagnetische Stoffe, stromdurchflossene Leiter und andere Magnete charakterisieren.
das magnetische Feld mit Hilfe von Feldlinien modellhaft beschreiben.
das magnetische Feld im Sinne der berührungsfreien Kraftwirkung im Raum beschreiben und mit dem elektrischen Feld vergleichen.
das Magnetfeld der Erde beschreiben.
den Aufbau und die Wirkungsweise von Elektromagneten beschreiben.
die Abhängigkeit der Stärke des Magnetfeldes von Stromstärke, Windungszahl und Spulenlänge quantitativ beschreiben.
den Einfluss des Eisenkerns auf die Stärke des Magnetfeldes einer Spule beschreiben und erklären.
die Kraftwirkung auf einen stromdurchflossenen Leiter im Magnetfeld beschreiben.
eine Anwendung magnetischer Wirkungen (z. B. Elektromotor, Lautsprecher, Relais, Türöffner) beschreiben.
die Induktionsbedingungen benennen und das Induktionsgesetz qualitativ formulieren.
den Aufbau eines Generators und Transformators beschreiben sowie die Wirkungsweise erklären.
Gleich- und Wechselspannung anhand des zeitlichen Verlaufs vergleichen.
die Kenngrößen Frequenz, Periodendauer und Amplitude am Beispiel der Wechselspannung beschreiben.
die Energieübertragung im Stromverbundnetz beschreiben und erklären.
Selbst- und Sozialkompetenz
konzentriert und verantwortungsbewusst Experimente im Team vorbereiten, durchführen und auswerten.
in kooperativen Arbeitsformen lernen und Verantwortung für den gemeinsamen Arbeitsprozess übernehmen.
auf der Grundlage seiner physikalischen Kompetenz Schlussfolgerungen für den Umgang mit elektrischer Energie ableiten.
den Elektromagnetismus als eine wesentliche Quelle des hohen gesellschaftlichen Lebensstandards einschätzen.
Sach- und Methodenkompetenz — Bewegungen
den Begriff der Bewegung definieren.
den Weg, die Zeit, die Geschwindigkeit sowie die Beschleunigung als physikalische Größen charakterisieren, messen und berechnen.
die geradlinig gleichförmige Bewegung mit Hilfe von Gleichungen und Diagrammen beschreiben.
die geradlinig gleichmäßig beschleunigte Bewegung mit Hilfe von Gleichungen und Diagrammen beschreiben.
die Bewegungsgesetze auf den freien Fall und andere Beispiele anwenden sowie Diagramme interpretieren.
den waagerechten Wurf als überlagerte Bewegung (Superposition) beschreiben und auf Beispiele anwenden.
die Bewegungsformen und -arten unterscheiden.
die gleichförmige Kreisbewegung mit Hilfe von Bahngeschwindigkeit, Umlaufzeit und Drehzahl beschreiben.
die Winkelgeschwindigkeit als eine physikalische Größe zur Beschreibung von Kreisbewegungen charakterisieren.
Schwingungen als periodische Bewegungen mit Hilfe ihrer Kenngrößen sowie der grafischen Darstellung beschreiben.
periodische Energieumwandlungen bei Schwingungen qualitativ beschreiben.
eine Welle als Ausbreitung einer Schwingung im Raum mit Hilfe ihrer Kenngrößen beschreiben und Beispiele benennen.
die Welle als besondere Form der Energieübertragung definieren.
Beispiele für die Ausbreitung von Wellen und ihre Anwendungen beschreiben.
Sach- und Methodenkompetenz — Kräfte
Teilkräfte und resultierende Kräfte bestimmen (z. B. an der geneigten Ebene).
Alltagsvorgänge mit Hilfe der newtonschen Gesetze erklären.
das newtonsche Grundgesetz zur Berechnung von Beschleunigungen und Kräften bei Bewegungsvorgängen anwenden.
das newtonsche Grundgesetz in komplexen Berechnungen anwenden.
die Dynamik der gleichförmigen Kreisbewegung mit Hilfe der Radialkraft und Radialbeschleunigung erklären und quantitativ beschreiben.
die Gravitation als elementare Grunderscheinung beschreiben.
das Gravitationsgesetz interpretieren und quantitativ anwenden.
Beispiele für das Wirken der Gravitation beschreiben (z. B. Gewichtskraft, Gezeiten, Planetenbewegung).
Sach- und Methodenkompetenz — Erhaltungssätze
verschiedene Energieformen benennen und Beispielen zuordnen.
die Energie als Zustandsgröße definieren.
den Zusammenhang zwischen Arbeit und Energie darstellen und mit Hilfe von Beispielen erklären.
die Energieumwandlung, -übertragung und -speicherung am Beispiel der Versorgung mit elektrischer Energie beschreiben.
die Gleichung zur Berechnung der kinetischen Energie anwenden.
den Wirkungsgrad von Energieumwandlungen an ausgewählten Beispielen beschreiben und berechnen.
den allgemeinen Energieerhaltungssatz auf verschiedene Prozesse anwenden.
den Energieerhaltungssatz der Mechanik rechnerisch anwenden.
den Kraftstoß und den Impuls als physikalische Größen charakterisieren und auf verschiedene Sachverhalte anwenden.
den Zusammenhang zwischen Kraftstoß und Impuls darstellen.
den Impulserhaltungssatz auf verschiedene Prozesse anwenden.
die Erhaltungssätze auf zentrale elastische und unelastische Stoßprozesse rechnerisch anwenden.
Selbst- und Sozialkompetenz
Ziele für seine eigene Arbeit und die Arbeit der Lerngruppe festlegen, Vereinbarungen treffen und deren Umsetzung realistisch beurteilen.
aus seinen Kenntnissen über die Kinematik und Dynamik Konsequenzen für das Verhalten (z. B. im Straßenverkehr) ableiten.
konzentriert, selbstständig und verantwortungsbewusst Messungen planen, durchführen und auswerten.
ausgehend von seinen Kenntnissen über die newtonschen Gesetze das Wirken von kausalen Zusammenhängen verallgemeinern und in seine persönlichen Entscheidungen einbeziehen.
im Team eine Diskussionsrunde zur Effizienz der Nutzung verschiedener Energien vorbereiten und führen.
Sach- und Methodenkompetenz
die Bestandteile eines Atomkerns unterscheiden.
die Zusammensetzung von Atomkernen mit Hilfe der Symbolschreibweise bestimmen.
Isotope unterscheiden.
α-, β- und γ-Strahlung mit Hilfe ihrer Eigenschaften unterscheiden.
Nachweismöglichkeiten radioaktiver Strahlung nennen.
Maßnahmen des Strahlenschutzes nennen.
die Kernumwandlung beim radioaktiven Zerfall an einem Beispiel beschreiben.
die Entstehung von α-, β- und γ-Strahlung beschreiben sowie die zugehörigen Zerfallsgleichungen angeben.
den Begriff der Halbwertszeit definieren.
die grafische Darstellung des zeitlichen Verlaufs eines radioaktiven Zerfalls interpretieren und die Halbwertszeit bestimmen.
ein Beispiel für die Anwendung von Radionukliden beschreiben.
Selbst- und Sozialkompetenz
sich unter Verwendung naturwissenschaftlicher Kenntnisse und unter Berücksichtigung ökonomischer sowie ökologischer Gesichtspunkte einen persönlichen Standpunkt zur Anwendung radioaktiver Strahlung bilden.
sich mit den Meinungen anderer zum Thema Radioaktivität sachlich und tolerant auseinandersetzen.
in Bezug auf den Strahlenschutz Konsequenzen für das eigene Handeln ableiten.
Sach- und Methodenkompetenz — Kraft
die Kraft als Wechselwirkungsgröße sowie Kraftarten charakterisieren.
Kräfte, Teilkräfte und resultierende Kräfte experimentell und grafisch bestimmen ↑.
Kräfte berechnen ↑ und als gerichtete physikalische Größe zeichnerisch darstellen.
den Zusammenhang zwischen Kraft und Längenänderung einer Feder grafisch darstellen, das hookesche Gesetz interpretieren und anwenden ↑.
Alltagsvorgänge mit Hilfe der newtonschen Gesetze erklären.
das newtonsche Grundgesetz in komplexen Berechnungen anwenden ↑.
die Dynamik der gleichförmigen Kreisbewegung mit Hilfe der Radialkraft und Radialbeschleunigung erklären ↑.
die Gravitation als elementare Grunderscheinung beschreiben.
das Gravitationsgesetz interpretieren und quantitativ anwenden ↑.
Beispiele für das Wirken der Gravitation beschreiben (z. B. Gewichtskraft, Gezeiten, Planetenbewegung).
Sach- und Methodenkompetenz — Bewegungen
den Begriff der Bewegung definieren und mit Hilfe von physikalischen Größen charakterisieren.
geradlinig gleichförmige und gleichmäßig beschleunigte Bewegungen mit Hilfe von Gleichungen und Diagrammen beschreiben.
die Bewegungsgesetze auf den freien Fall und andere Beispiele anwenden sowie Diagramme interpretieren.
den waagerechten Wurf als überlagerte Bewegung (Superposition) beschreiben und auf Beispiele anwenden ↑.
die gleichförmige Kreisbewegung mit Hilfe von Bahngeschwindigkeit, Umlaufzeit, Drehzahl und Winkelgeschwindigkeit ↑ beschreiben.
Selbst- und Sozialkompetenz
Experimente einzeln und im Team vorbereiten, durchführen und auswerten.
sich in Fachräumen und beim Experimentieren regelgerecht verhalten.
seine Erkenntnisse adressatengerecht unter Verwendung der physikalischen Fachsprache dokumentieren und präsentieren.
aus seinen Kenntnissen über die Kinematik und Dynamik Konsequenzen für das Verhalten (z. B. im Straßenverkehr) ableiten.
ausgehend von seinen Kenntnissen über die newtonschen Gesetze das Wirken von kausalen Zusammenhängen verallgemeinern und in seine persönlichen Entscheidungen einbeziehen.
seine Vorgehensweise beim Analysieren und Lösen von Aufgaben sowie beim Präsentieren von Arbeitsergebnissen reflektieren.
Sach- und Methodenkompetenz — Größen der Elektrizität
die elektrische Ladung, die elektrische Stromstärke, die elektrische Spannung und den elektrischen Widerstand als physikalische Größen charakterisieren.
die elektrische Stromstärke und die elektrische Spannung messen.
den elektrischen Widerstand als Quotient aus Spannung und Stromstärke berechnen.
das ohmsche Gesetz experimentell nachweisen, grafisch darstellen und interpretieren ↑.
Gesetzmäßigkeiten für die Reihen- und Parallelschaltung von Widerständen ermitteln und anwenden ↑.
die Abhängigkeit des Widerstands von Länge, Querschnitt und Material qualitativ beschreiben ↑.
die elektrische Leistung als Produkt aus Spannung und Stromstärke berechnen ↑.
Sach- und Methodenkompetenz — Elektrische Leitungsvorgänge
Leitungsvorgänge in Gasen und Halbleitern anhand je einer ausgewählten Anwendung beschreiben (z. B. Leuchtstofflampe, Fotowiderstand, Thermistor).
am Beispiel der Halbleiterdiode die Leitungsvorgänge am pn-Übergang beschreiben und erklären ↑.
Selbst- und Sozialkompetenz
seine Beobachtungen und Arbeitsmethoden reflektieren.
die Gefahren des elektrischen Stroms beurteilen und situationsgerechtes Handeln ableiten.
konzentriert und verantwortungsbewusst Experimente im Team vorbereiten, durchführen und auswerten.
in kooperativen Arbeitsformen lernen und Verantwortung für den gemeinsamen Arbeitsprozess übernehmen.
sein Fachwissen nutzen, um Schlussfolgerungen für den Umgang mit elektrischer Energie abzuleiten.
Sach- und Methodenkompetenz — Temperatur und Wärme
Temperatur, Wärme und thermische Energie als physikalische Größen charakterisieren.
die Grundgleichung der Wärmelehre interpretieren und bei der Lösung von einfachen Aufgaben anwenden.
komplexe Aufgabenstellungen (z. B. Mischungstemperatur) mit Hilfe der Grundgleichung der Wärmelehre lösen ↑.
anhand praktischer Beispiele die temperaturabhängige Längen- und Volumenänderung von Körpern beschreiben und erklären.
Längen- und Volumenänderungen rechnerisch bestimmen ↑.
Sach- und Methodenkompetenz — Wärme und Aggregatzustandsänderungen
verschiedene Aggregatzustände vergleichen und Aggregatzustandsänderungen mit Hilfe des Teilchenmodells erklären.
Umwandlungswärmen bei Aggregatzustandsänderungen experimentell nachweisen.
das Temperatur-Wärme-Diagramm interpretieren ↑.
Aggregatzustandsänderungen unter energetischen Gesichtspunkten beschreiben.
Umwandlungswärmen rechnerisch ermitteln ↑.
Selbst- und Sozialkompetenz
Entscheidungen im Hinblick auf Energie unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit bewerten und Konsequenzen für das eigene Handeln ableiten.
die Bedeutung physikalischer Erkenntnisse für persönliche und gesellschaftliche Entscheidungen einschätzen.
konzentriert, selbstständig und verantwortungsbewusst Messungen durchführen und auswerten.
sich beim Experimentieren regelgerecht verhalten und die Festlegungen des Arbeitsschutzes einhalten.
seinen eigenen und den Lernfortschritt der Mitschüler reflektieren und einschätzen.
Sach- und Methodenkompetenz — Reflexion und Brechung
die Reflexion und Brechung des Lichts beschreiben sowie Strahlenverläufe zeichnen.
für den Übergang des Lichts von Luft in Glas sowie Luft in Wasser und umgekehrt den Einfalls- und Brechungswinkel messen ↑.
das Brechungsgesetz qualitativ für den Übergang des Lichts vom optisch dichteren zum optisch dünneren Medium und umgekehrt formulieren ↑.
die Totalreflexion und ihre Bedingungen beschreiben ↑.
Sach- und Methodenkompetenz — Bildentstehung an optischen Linsen
den Strahlenverlauf an Sammellinsen mit Hilfe der Hauptstrahlen unter Verwendung des Brennpunkts sowie der Linsenebene beschreiben und zeichnen.
reelle Bilder an Sammellinsen konstruieren und Eigenschaften der Bilder bestimmen.
virtuelle Bilder an Sammellinsen konstruieren und Eigenschaften der Bilder bestimmen ↑.
virtuelle und reelle Bilder bezüglich ihrer Eigenschaften unterscheiden ↑.
Selbst- und Sozialkompetenz
seine Beobachtungen und eingesetzten Arbeitsmethoden reflektieren.
optische Sachverhalte exakt darstellen und konstruieren.
seine Erkenntnisse bzgl. optischer Sachverhalte unter Verwendung der physikalischen Fachsprache dokumentieren und adressatengerecht präsentieren.
in kooperativen Arbeitsformen lernen und Verantwortung für den gemeinsamen Arbeitsprozess übernehmen.
Sach- und Methodenkompetenz
die Arbeit, die Leistung sowie die potentielle und die kinetische Energie ↑ berechnen.
verschiedene Prozesse mit Hilfe des allgemeinen Energieerhaltungssatzes beschreiben und erklären.
physikalische Größen unter Verwendung des Energieerhaltungssatzes der Mechanik berechnen ↑.
den Wirkungsgrad von Energieumwandlungen an ausgewählten Beispielen beschreiben und berechnen.
den Kraftstoß und den Impuls als physikalische Größen charakterisieren und auf verschiedene Sachverhalte anwenden ↑.
den Zusammenhang zwischen Kraftstoß und Impuls darstellen ↑.
den Impulserhaltungssatz auf verschiedene Prozesse anwenden ↑.
die Erhaltungssätze auf zentrale elastische und unelastische Stoßprozesse rechnerisch anwenden ↑.
Selbst- und Sozialkompetenz
den sparsamen und umweltschonenden Umgang mit Energie und Materialien begründen und daraus Konsequenzen für das eigene Handeln ableiten.
seine Vorgehensweise beim Analysieren und Lösen von Aufgaben sowie beim Präsentieren von Arbeitsergebnissen reflektieren.
Informationen und Aussagen hinterfragen, bewerten und sich eine Meinung bilden.
im Team eine Diskussionsrunde zur Effizienz der Nutzung verschiedener Energien vorbereiten und führen.
Sach- und Methodenkompetenz
die Zusammensetzung von Atomkernen mit Hilfe der Symbolschreibweise bestimmen.
Isotope unterscheiden ↑.
α-, β- und γ-Strahlung mit Hilfe ihrer Eigenschaften unterscheiden und Nachweismöglichkeiten beschreiben.
die Entstehung von α-, β- und γ-Strahlung beschreiben sowie die zugehörigen Zerfallsgleichungen angeben ↑.
die grafische Darstellung des zeitlichen Verlaufs eines radioaktiven Zerfalls interpretieren und die Halbwertszeit bestimmen ↑.
Selbst- und Sozialkompetenz
sich unter Verwendung naturwissenschaftlicher Kenntnisse und unter Berücksichtigung ökonomischer sowie ökologischer Gesichtspunkte einen persönlichen Standpunkt zur Anwendung radioaktiver Strahlung bilden.
sich mit den Meinungen anderer zum Thema Radioaktivität sachlich und tolerant auseinandersetzen.
Informationen und Aussagen hinterfragen, bewerten und sich eine Meinung bilden.
in Bezug auf den Strahlenschutz Konsequenzen für das eigene Handeln ableiten.
Sach- und Methodenkompetenz — Grundlegendes Anforderungsniveau — Elektrisches Feld
die elektrische Ladung als physikalische Größe definieren und als ganzzahliges Vielfaches der Elementarladung darstellen.
den Zusammenhang von elektrischer Stromstärke und transportierter Ladung anhand der Gleichung Ī = ΔQ/Δt beschreiben.
ausgewählte homogene und inhomogene elektrische Felder qualitativ durch Feldlinienbilder und quantitativ durch physikalische Größen beschreiben.
Kraftwirkungen zwischen Punktladungen mit Hilfe des coulombschen Gesetzes analysieren.
die elektrische Feldstärke mit Hilfe der Gleichung E = F_el/Q definieren.
die Feldstärke in homogenen Feldern und im elektrischen Radialfeld berechnen.
die elektrische Spannung als physikalische Größe mit Hilfe der elektrischen Verschiebungsarbeit definieren.
den prinzipiellen Aufbau von Kondensatoren und ihre Funktion als ladungs- und energiespeichernde Bauelemente beschreiben.
die Stärke des homogenen elektrischen Feldes im Kondensator aus der Spannung zwischen den Platten und ihrem Abstand ermitteln.
die Vorgänge beim Laden und Entladen eines Kondensators beschreiben und ihren zeitlichen Verlauf anhand der Diagramme I(t) und U(t) grafisch darstellen.
die Kapazität als physikalische Größe definieren und die Gleichung C = Q/U anwenden.
den Einfluss eines Dielektrikums auf die Kapazität beschreiben.
den Einfluss des Plattenabstands und der Plattenfläche auf die Kapazität eines Plattenkondensator qualitativ und quantitativ beschreiben und die Gleichung C = ε₀·εᵣ·A/d anwenden.
an einem ausgewählten Beispiel das elektrische Feld als Energiespeicher charakterisieren.
den Millikan-Versuch als grundlegendes Experiment zur Bestimmung der Elementarladung einordnen und seinen prinzipiellen Aufbau beschreiben.
die Bewegung geladener Teilchen im elektrischen Feld parallel zu den Feldlinien beschreiben, erklären und berechnen.
Sach- und Methodenkompetenz — Grundlegendes Anforderungsniveau — Magnetisches Feld
anhand des Oerstedt-Versuchs die bewegte elektrische Ladung als Ursache für Magnetfelder kennzeichnen.
die magnetische Flussdichte als physikalische Größe zur quantitativen Beschreibung des Magnetfeldes mit Hilfe der Gleichung B = F/(I·ℓ) definieren und damit magnetische Feldkräfte ermitteln.
den Einfluss der Stromstärke, der Windungszahl und Achsenlänge der Spule und eines Stoffs auf die Stärke des homogenen Magnetfeldes einer zylinderförmigen Spule qualitativ und quantitativ beschreiben.
die Richtung der Lorentzkraft auf eine senkrecht zu den magnetischen Feldlinien bewegte elektrische Ladung bestimmen und ihren Betrag ermitteln.
die Kreisbewegung geladener Teilchen im homogenen Magnetfeld erklären und ihre Anwendung bei der Bestimmung der spezifischen Ladung von Elektronen beschreiben.
Sach- und Methodenkompetenz — Grundlegendes Anforderungsniveau — Induktion
den Zusammenhang zwischen dem Entstehen einer Induktionsspannung und der zeitlichen Änderung der magnetischen Flussdichte oder der wirksam durchsetzten Fläche qualitativ beschreiben.
den magnetischen Fluss als physikalische Größe definieren.
das faradaysche Induktionsgesetz in der Form U_i = −N·ΔΦ/Δt qualitativ und quantitativ bei Berechnungen und Interpretationen von Diagrammen anwenden.
in bewegten elektrischen Leitern die Polarität der Induktionsspannung ermitteln.
den Zusammenhang zwischen dem faradayschen Induktionsgesetz und der Wirkungsweise von Generator und Transformator beschreiben.
die lenzsche Regel auf ausgewählte Beispiele anwenden.
die Selbstinduktion erklären und die Wirkungen beschreiben.
mit Hilfe der Gleichungen U_i = −L·ΔI/Δt und L = μ₀·μᵣ·N²·A/ℓ physikalische Größen ermitteln.
an einem ausgewählten Beispiel das Magnetfeld als Energiespeicher charakterisieren.
Sach- und Methodenkompetenz — Erhöhtes Anforderungsniveau — Elektrisches Feld
die Vorgänge in Metallen und Isolatoren bei der elektrischen Influenz und der elektrischen Polarisation beschreiben.
den Anstieg des Graphen Q(t) und die Fläche unter dem Graphen I(t) physikalisch deuten.
das coulombsche Gesetz und das Gravitationsgesetz miteinander vergleichen.
die elektrische Verschiebungsarbeit im Radialfeld als Fläche unter dem Graphen FC (r) interpretieren und bestimmen.
die Gleichung zur Berechnung der elektrischen Feldstärke im homogenen Feld eines Kondensators herleiten.
den Verlauf der Kurven in den Diagrammen I(t) und U(t) begründen.
aus dem Diagramm I(t) die im Kondensator gespeicherte Ladung ermitteln.
den Einfluss eines Dielektrikums auf die Kapazität erklären.
die Gleichung E_el = 1/2·Q·U und daraus weitere Gleichungen zur Berechnung dieser Energie herleiten.
beim Millikan-Versuch die Schwebemethode beschreiben und mit Hilfe der Analyse der wirkenden Kräfte elektrische Ladungen der Tröpfchen berechnen.
die Bewegung geladener Teilchen im elektrischen Feld senkrecht zu den Feldlinien in Analogie zum waagerechten Wurf beschreiben, erklären und berechnen.
Sach- und Methodenkompetenz — Erhöhtes Anforderungsniveau — Magnetisches Feld
den Einfluss des Winkels zwischen der Geschwindigkeit der geladenen Teilchen und den Feldlinien des Magnetfeldes auf die Lorentzkraft beschreiben.
das Zusammenwirken elektrischer und magnetischer Felder am Beispiel des Geschwindigkeitsfilters, des Massenspektrographen und des Zyklotrons beschreiben und erklären sowie ausgewählte physikalische Größen zu den genannten Beispielen berechnen.
die Bewegung geladener Teilchen im Magnetfeld qualitativ beschreiben, wenn diese schräg zu den Feldlinien eintreten.
Sach- und Methodenkompetenz — Erhöhtes Anforderungsniveau — Induktion
physikalische Größen mit dem faradayschen Induktionsgesetz in der differentiellen Form berechnen.
in bewegten elektrischen Leitern den Betrag der Induktionsspannung mit Hilfe der Gleichung |U_i| = B·ℓ·v bestimmen.
die Gleichung U(t) für die sinusförmige Wechselspannung herleiten.
die Entstehung von Wirbelströmen und deren Anwendungen beschreiben.
die Gleichung U_i = −L·dI/dt bei der Interpretation von Diagrammen und der Näherungsbestimmung von Induktivitäten anwenden.
die Energie des Magnetfelds mit der Gleichung E_magn = 1/2·L·I² bestimmen.
Selbst- und Sozialkompetenz
auf der Grundlage seiner gewachsenen physikalischen Kompetenz eigenständig gesellschaftsrelevante Schlussfolgerungen für den verantwortungsvollen Umgang mit Energie ableiten.
sich selbstständig Arbeitsziele setzen und die vorgesehene Experimentier- bzw. Arbeitszeit einhalten.
seine Beobachtungen und Erkenntnisse präzise und sachlogisch darstellen.
Sach- und Methodenkompetenz — Grundlegendes Anforderungsniveau — Mechanische Schwingungen
die Gleichungen y(t), v(t) und a(t) und die zugehörigen grafischen Darstellungen interpretieren und mit ihrer Hilfe den Ablauf einer harmonischen Schwingung beschreiben.
die Abhängigkeit der Schwingungsdauer eines Federschwingers und eines Fadenpendels von anderen physikalischen Größen beschreiben und die entsprechenden Gleichungen interpretieren.
den Ablauf harmonischer Schwingungen mit Hilfe des Energieerhaltungssatzes qualitativ beschreiben, erklären und voraussagen.
Ursachen der Dämpfung einer Schwingung benennen.
Resonanz bei erzwungenen Schwingungen charakterisieren.
Sach- und Methodenkompetenz — Grundlegendes Anforderungsniveau — Elektromagnetische Schwingungen
die Funktionen U(t) und I(t) grafisch darstellen und den jeweiligen Effektivwert ermitteln.
das Verhalten des ohmschen Widerstands, des Kondensators und der idealen Spule im Gleich- und Wechselstromkreis beschreiben, vergleichen und erklären.
den ohmschen, den kapazitiven und den induktiven Widerstand von Bauelementen bestimmen.
den prinzipiellen Aufbau eines idealen Schwingkreises beschreiben.
den Ablauf einer Schwingung im idealen Schwingkreis beschreiben und erklären.
die thomsonsche Schwingungsgleichung interpretieren und anwenden.
Energieumwandlungen im Schwingkreis beschreiben und Ursachen für die Dämpfung nennen.
Beispiele für Resonanz bei Schwingkreisen beschreiben und erklären sowie in diesem Zusammenhang die induktive Kopplung erörtern.
Anwendungsbeispiele für Schwingkreise nennen.
Sach- und Methodenkompetenz — Grundlegendes Anforderungsniveau — Mechanische Wellen
die Ausbreitung einer Welle anschaulich darstellen (z. B. Diagramme, Wellenfronten und –normalen) und Kenngrößen zuordnen.
die Grundgleichung der Wellenlehre c = λ·f interpretieren und anwenden.
Reflexion, Brechung, Beugung und Interferenz als wesentliche Eigenschaften von Wellen charakterisieren.
mit Hilfe des Gangunterschieds Interferenzmaxima und -minima erklären.
stehende Wellen als besonderes Phänomen der Wellenausbreitung einordnen und Beispiele dafür nennen.
Sach- und Methodenkompetenz — Grundlegendes Anforderungsniveau — Hertzsche Wellen
den Aufbau des hertzschen Dipols als offenen Schwingkreis und die Vorgänge in ihm beschreiben und erklären.
aus Analogiebetrachtungen zu den mechanischen Wellen auf Eigenschaften elektromagnetischer Wellen schließen.
Anwendungen hertzscher Wellen nennen.
Sach- und Methodenkompetenz — Erhöhtes Anforderungsniveau — Mechanische Schwingungen
die Gleichungen y(t), v(t) und a(t) herleiten.
unter Verwendung des linearen Kraftgesetzes die Ursachen für die Entstehung harmonischer Schwingungen beschreiben.
die Gleichungen für die Schwingungsdauer eines Federschwingers und eines Fadenpendels herleiten.
die potentielle und kinetische Energie eines harmonischen Oszillators berechnen, grafisch darstellen und die Gleichungen anwenden.
den Zusammenhang zwischen Erregerfrequenz und Amplitude des Resonators bei erzwungenen Schwingungen qualitativ beschreiben und auf Beispiele anwenden.
Sach- und Methodenkompetenz — Erhöhtes Anforderungsniveau — Elektromagnetische Schwingungen
die Phasenbeziehung zwischen Stromstärke und Spannung am ohmschen Widerstand, am Kondensator und an der Spule im Wechselstromkreis beschreiben.
physikalische Größen in Reihenschaltungen mit Hilfe von Zeigerdiagrammen berechnen.
zwischen realer und idealer Spule unterscheiden.
die thomsonsche Schwingungsgleichung herleiten.
Analogiebetrachtungen zwischen mechanischen und elektromagnetischen Schwingungen als Erkenntnismethode der Physik anwenden.
den Zusammenhang zwischen der Erregerfrequenz und der Stromstärke in einem Reihenschwingkreis bei erzwungenen Schwingungen beschreiben und erklären.
Sach- und Methodenkompetenz — Erhöhtes Anforderungsniveau — Mechanische Wellen
zwischen tranversalen und longitudinalen Wellen unterscheiden und Schallwellen sowie andere Wellenarten zuordnen.
mit Hilfe des huygensschen Prinzips Reflexion, Brechung, Beugung und Interferenz beschreiben, erklären, voraussagen sowie das Brechungsgesetz herleiten.
mit Hilfe des Gangunterschieds Interferenzmaxima und -minima ermitteln.
den akustischen Dopplereffekt beschreiben und qualitativ erklären.
Sach- und Methodenkompetenz — Erhöhtes Anforderungsniveau — Hertzsche Wellen
elektromagnetische Wellen als sich ausbreitende und miteinander verknüpfte elektrische und magnetische Felder beschreiben.
Polarisation als weitere typische Welleneigenschaft charakterisieren.
Selbst- und Sozialkompetenz
den Experimentierprozess entsprechend der Aufgabenstellung selbstständig und zielgerichtet planen und durchführen.
seine Beobachtungen und eingesetzten Arbeitsmethoden reflektieren und die Erfahrungen für zukünftige Bearbeitungsstrategien nutzen.
Risiken und Sicherheitsmaßnahmen bei der Nutzung von elektromagnetischer Strahlung (Mobilfunk) in Experimenten, im Alltag und bei modernen Technologien bewerten.
Sach- und Methodenkompetenz — Grundlegendes Anforderungsniveau — Strahlenmodell des Lichtes
die Grundlagen des Strahlenmodells nennen.
das Reflexionsgesetz und Brechungsgesetz mathematisch formulieren.
mit Hilfe von Brechzahlen optische Eigenschaften verschiedener Medien vergleichen.
Strahlenverläufe in Prismen, planparallelen Platten und Lichtleitern zeichnen und berechnen.
die Gleichung für den Abbildungsmaßstab und die Abbildungsgleichung für dünne Linsen anwenden.
den Aufbau und die prinzipielle Wirkungsweise eines Fernrohres oder eines Mikroskops beschreiben.
Sach- und Methodenkompetenz — Grundlegendes Anforderungsniveau — Wellenmodell des Lichts
die Notwendigkeit der Einführung des Wellenmodells begründen.
mit Hilfe der Dispersion die spektrale Lichtzerlegung am Prisma beschreiben und die Entstehung des Regenbogens diesbezüglich zuordnen.
Beugung und Interferenz am Doppelspalt beschreiben und die Entstehung von Maxima und Minima erklären.
die Gleichungen zur Berechnung von Beugungs- und Interferenzerscheinungen Δx = k·λ, Δx = (2k+1)·λ/2, sin(α) = Δx/b und tan(α) = s_k/e beim Berechnen von Wellenlängen und Spaltabständen sowie der spektralen Lichtzerlegung anwenden.
Beugungs- und Interferenzerscheinungen an optischen Gittern in Analogie zum Doppelspalt einordnen.
die Polarisation des Lichts den Welleneigenschaften zuordnen.
die Farben des sichtbaren Bereichs und weitere Wellenlängenbereiche des Lichts in das elektromagnetische Spektrum einordnen.
Sach- und Methodenkompetenz — Erhöhtes Anforderungsniveau — Strahlenmodell des Lichtes
die Gleichung für den Abbildungsmaßstab und die Abbildungsgleichung für dünne Linsen herleiten.
Sach- und Methodenkompetenz — Erhöhtes Anforderungsniveau — Wellenmodell des Lichts
die Kohärenz des Lichts als Voraussetzung für die Beobachtbarkeit von Interferenzerscheinungen charakterisieren.
die Gleichungen zur Berechnung von Beugungs- und Interferenzerscheinungen herleiten.
Beugungs- und Interferenzerscheinungen an optischen Gittern in Analogie zum Doppelspalt beschreiben, erklären und berechnen.
die Interferenz an dünnen, planparallelen Schichten bei senkrechtem Lichteinfall beschreiben, erklären und berechnen.
Selbst- und Sozialkompetenz
bei Unklarheiten fachsprachlich korrekt nachfragen.
seine Beobachtungen und Erkenntnisse unter Verwendung der physikalischen Fachsprache dokumentieren und adressatengerecht präsentieren.
sich selbstständig Arbeitsziele setzen und die vorgesehene Experimentier- bzw. Arbeitszeit einhalten.
Sach- und Methodenkompetenz — Erhöhtes Anforderungsniveau — Kinematische Grundlagen der speziellen Relativitätstheorie
das klassische Relativitätsprinzip und das Michelson-Experiment in die Entwicklung der speziellen Relativitätstheorie einordnen.
die einsteinschen Postulate sowie die Zeitdilatation und die Längenkontraktion als grundlegende Effekte der speziellen Relativitätstheorie inhaltlich beschreiben.
Experimente zum Beleg der grundlegenden Effekte der speziellen Relativitätstheorie nennen.
Sach- und Methodenkompetenz — Erhöhtes Anforderungsniveau — Dynamik der speziellen Relativitätstheorie
die Gleichungen für die relativistische Massenänderung, den relativistischen Impuls sowie die relativistische Masse-Energie-Beziehung interpretieren und anwenden.
den Energieerhaltungssatz unter relativistischen Bedingungen E_ges = m₀·c² + E_kin interpretieren und anwenden.
Experimente und Phänomene zur Bestätigung der relativistischen Massenänderung und der relativistischen Masse-Energie-Beziehung nennen.
Selbst- und Sozialkompetenz
auf Unbekanntes bzw. Unvorhergesehenes angemessen und konstruktiv reagieren.
sich eigenständig zusätzliche Informationsquellen für den Wissenserwerb erschließen.
sich in andere Denkweisen einarbeiten, sie akzeptieren und tolerieren sowie ihre Möglichkeiten und Grenzen erkennen.
Sach- und Methodenkompetenz — Grundlegendes Anforderungsniveau — Quantenphysik des Lichts
den äußeren lichtelektrischen Effekt beschreiben, Widersprüche zum Wellenmodell benennen und sie mit Hilfe des Quantenmodells lösen.
mit Hilfe der Begriffe Lichtquant und plancksches Wirkungsquantum die Grundlagen des Quantenmodells vom Licht beschreiben.
die Einsteingleichung und ihre grafische Darstellung interpretieren und damit das plancksche Wirkungsquantum sowie Energiebeträge und Ablösearbeiten bestimmen.
anhand von historischen Experimenten belegen, dass dem Licht gleichermaßen Wellen- und Teilcheneigenschaften zugeordnet werden können.
Sach- und Methodenkompetenz — Erhöhtes Anforderungsniveau — Quantenphysik des Lichts
den Photonen Masse und Impuls als Teilcheneigenschaften zuordnen und diese berechnen.
den Compton-Effekt als Quantenstoß beschreiben und erklären.
den Energie- und Impulserhaltungssatz beim Compton-Effekt zur Berechnung physikalischer Größen anwenden.
die Gleichung für die Wellenlängenänderung beim Compton-Ef-fekt interpretieren.
den Welle-Teilchen-Dualismus als Verknüpfung von Wellen- und Teilcheneigenschaften der Quanten kennzeichnen.
die stochastische Deutung des Taylorexperiments im Hinblick auf den Welle-Teilchen-Dualis-mus des Lichts beim Doppelspaltexperiment einordnen.
die Bedeutung der heisenbergschen Unschärferelation für die Beschreibung der Eigenschaften von Quanten einordnen.
Sach- und Methodenkompetenz — Erhöhtes Anforderungsniveau — Quantenphysik des Elektrons
Materiewellen in Analogie zum Licht charakterisieren.
die de-Broglie-Gleichung für Materiewellen interpretieren und anwenden.
ein Experiment zum Nachweis der Welleneigenschaften von Elektronen beschreiben.
Selbst- und Sozialkompetenz
physikalische und nichtphysikalische Phänomene aufmerksam und bewusst wahrnehmen.
sich eigenständig zusätzliche Informationsquellen für den Wissenserwerb erschließen.
auf Unbekanntes bzw. Unvorhergesehenes angemessen und konstruktiv reagieren.
sich in andere Denkweisen einarbeiten, sie akzeptieren und tolerieren sowie ihre Möglichkeiten und Grenzen erkennen.
sich mit verschiedenen Hypothesen und Postulaten kritisch auseinandersetzen, sachgerecht reflektieren und einordnen.
Sach- und Methodenkompetenz — Grundlegendes Anforderungsniveau — Physik der Atomhülle
die rutherfordschen Streuversuche und das rutherfordsche Atommodell in die Entwicklung der Vorstellungen vom Atomaufbau einordnen.
das Linienspektrum des Wasserstoffatoms beschreiben.
die bohrschen Postulate sowie Vorzüge und Grenzen des bohrschen Atommodells nennen.
das Energieniveauschema des Wasserstoffatoms interpretieren sowie Wellenlängen und Frequenzen für das emittierte und absorbierte Licht berechnen.
die Entstehung von Röntgenstrahlen prinzipiell beschreiben, ihre Eigenschaften und Anwendungsbeispiele nennen.
die induzierte Emission von Licht im Hinblick auf die Wirkungsweise eines Lasertyps einordnen.
wesentliche Eigenschaften des Laserlichts und Beispiele seiner Anwendungen nennen.
einen Ausblick auf die Weiterentwicklung der Modellvorstellungen über das Atom geben.
Sach- und Methodenkompetenz — Grundlegendes Anforderungsniveau — Kernphysik
unter Verwendung seiner erworbenen Kenntnisse über den Aufbau des Atomkerns die Bedeutung der Kernkräfte für die Stabilität des Atomkerns erklären.
den Massendefekt beschreiben.
mit Hilfe des Massendefekts die Bedeutung der Kernbindungsenergie erklären.
sein Wissen über radioaktive Strahlung zur Beschreibung von Zerfallsreihen anwenden.
den radioaktiven Zerfall mit Hilfe der Gleichung N(t) = N₀·e^(−λ·t) beschreiben, berechnen und dabei seine Kenntnisse über die Halbwertszeit anwenden.
die Aktivität als physikalische Größe zur Beschreibung des Zerfallsvorgangs charakterisieren.
Sach- und Methodenkompetenz — Erhöhtes Anforderungsniveau — Physik der Atomhülle
die bohrsche Quantenbedingung mit Hilfe der Gleichung m·vₙ·rₙ = n·h/(2π) beschreiben.
das Energieniveauschema des Wasserstoffatoms für die Hauptquantenzahlen berechnen.
den Aufbau des Franck-Hertz-Versuchs beschreiben und erklären sowie seine Ergebnisse interpretieren.
zwischen Röntgenbremsstrahlung und charakteristischer Röntgenstrahlung unterscheiden.
den grundlegenden Aufbau und die prinzipielle Wirkungsweise eines Lasertyps beschreiben.
Sach- und Methodenkompetenz — Erhöhtes Anforderungsniveau — Kernphysik
den Atomkern mit Hilfe des Potentialtopfmodells beschreiben.
den Massendefekt und Kernbindungsenergie berechnen.
die grafische Darstellung des Zusammenhangs zwischen Bindungsenergie je Nukleon und der Massenzahl im Hinblick auf die Energiefreisetzung bei Kernfusion und -spaltung interpretieren.
ungesteuerte und gesteuerte Kettenreaktionen unterscheiden.
Aufbau eines Reaktortyps prinzipiell beschreiben und seine Wirkungsweise grundlegend erklären.
die Gleichung T₁/₂ = ln 2/λ herleiten, interpretieren und anwenden.
die C-14 Methode als eine Möglichkeit der Nutzung natürlicher radioaktiver Strahlung einordnen.
einen Ausblick auf weitere kernphysikalische Anwendungen geben.
Selbst- und Sozialkompetenz
über die Verantwortung der Wissenschaftler sowie Sicherheits- und Umweltaspekte sachgerecht diskutieren.
sich unter Verwendung naturwissenschaftlicher Kenntnisse und unter Berücksichtigung ökonomischer sowie ökologischer Gesichtspunkte einen persönlichen Standpunkt zur Anwendung radioaktiver Strahlung bilden.
sich mit den Meinungen anderer zum Thema Radioaktivität sachlich und tolerant auseinandersetzen.
in Bezug auf den Strahlenschutz Konsequenzen für das eigene Handeln ableiten.
auf der Grundlage seiner gewachsenen physikalischen Kompetenz eigenständig gesellschaftsrelevante Schlussfolgerungen für den verantwortungsvollen Umgang mit Energie ableiten.
sich mit dem „Für und Wider“ der Atomenergienutzung auseinandersetzen.
Sach- und Methodenkompetenz — Grundlegendes Anforderungsniveau — Grundlagen der Thermodynamik
den Zustand und die Zustandsänderungen thermodynamischer Systeme aus phänomenologischer Sicht beschreiben und vereinfacht mit Hilfe der Teilchenvorstellungen deuten.
Sach- und Methodenkompetenz — Grundlegendes Anforderungsniveau — Zustandsänderungen des idealen Gases
die Merkmale des Modells ideales Gas nennen.
die Zusammenhänge zwischen den Zustandsgrößen p, V und T beschreiben und interpretieren sowie die allgemeine Zustandsgleichung in der Form p·V/T = konst. und ihre Spezialfälle (isochor, isobar und isotherm) bei der Berechnung von Zustandsänderungen anwenden.
die verschiedenen Zustandsänderungen grafisch darstellen sowie grafische Darstellungen interpretieren.
Sach- und Methodenkompetenz — Grundlegendes Anforderungsniveau — Hauptsätze der Thermodynamik
den ersten Hauptsatz der Thermodynamik auf isotherme, isobare und isochore Zustandsänderungen anwenden.
die adiabatische Zustandsänderung als weitere Möglichkeit für Zustandsänderungen einordnen.
den vereinfachten Aufbau und die prinzipiellen Wirkungsweisen sowie Energieflussdiagramme von Wärmekraftmaschinen und Wärmepumpen/Kältemaschinen im Hinblick auf den 2. Hauptsatz der Thermodynamik miteinander vergleichen.
den thermischen Wirkungsgrad als physikalische Größe in diesem Zusammenhang einordnen.
Sach- und Methodenkompetenz — Erhöhtes Anforderungsniveau — Zustandsänderungen des idealen Gases
die Zusammenhänge zwischen den Zustandsgrößen p, V und T mit Hilfe der Gleichungen p·V = n·R·T, p·V = m·R_s·T und p·V = N·k·T beschreiben und diese Gleichungen zur Berechnung physikalischer Größen anwenden.
bei der Arbeit mit diesen Gleichungen die Größe Stoffmenge und die Avogadrokonstante verwenden.
Sach- und Methodenkompetenz — Erhöhtes Anforderungsniveau — Hauptsätze der Thermodynamik
die Bedeutung der spezifischen Wärmekapazitäten cp und cV für energetische Betrachtungen isobarer und isochorer Vorgänge erklären und ihren Unterschied begründen.
die Volumenarbeit als Fläche im p-V-Diagramm deuten sowie bei isobaren und isothermen Zustandsänderungen berechnen.
den thermischen Wirkungsgrad als physikalische Größe charakterisieren und berechnen.
den stirlingschen Kreisprozess beschreiben und im p-V-Dia-gramm grafisch darstellen sowie seinen thermischen Wirkungsgrad berechnen.
weitere reale Kreisprozesse im Überblick beschreiben und vergleichen.
Sach- und Methodenkompetenz — Erhöhtes Anforderungsniveau — Kinetisch-statistische Thermodynamik
zwischen der kinetisch-statisti-schen und der phänomenologischen Betrachtungsweise unterscheiden und deren Besonderheiten an einem Beispiel verdeutlichen.
mit Hilfe der kinetisch-statisti-schen Betrachtungsweise Vorgänge wie Diffusion und Wärmeausbreitung sowie physikalische Größen wie Druck und Temperatur deuten.
die grafische Darstellung der maxwellschen Geschwindigkeitsverteilung interpretieren und in diesem Zusammenhang die wahrscheinlichste, die mittlere und die mittlere quadratische Geschwindigkeit einordnen.
die Grundgleichung der kinetischen Gastheorie interpretieren und zur Berechnung physikalischer Größen anwenden.
den Zusammenhang zwischen der mittleren quadratischen Geschwindigkeit der Teilchen und der absoluten Temperatur des idealen Gases beschreiben und bei der Berechnung physikalischer Größen anwenden.
Selbst- und Sozialkompetenz
gesellschaftspolitische Entscheidungen unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit bewerten.
Möglichkeiten und Grenzen der praktischen Umsetzung theoretischer Erkenntnisse in der Technik diskutieren.
aktuelle Vorschläge für den Klimaschutz aus der Sicht der Thermodynamik werten, eigene und fremde Sichtweisen einbeziehen und daraus persönliche Schlussfolgerungen für das Verhalten ableiten.
