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Physik

Vorbemerkungen

Klasse 8

Vertiefung – Individualisiertes Lernen – Projektunterricht (VIP)

20

Vertiefung

Individualisiertes Lernen

Projektunterricht

z. B.
Übungen
Anwendungen
Wiederholungen
z. B.
Selbstorganisiertes Lernen
Lernvereinbarungen
Binnendifferenzierung
z. B.
Planetenweg
Physik des Fahrrads
Lochkamera/Fernrohr
Analyse von physikalischen Angaben in Zeitungsartikeln
Bewegungen im Alltag und Sport
Sehfehlerkorrektur und Sehhilfen
Entstehung des Regenbogens
Bau von Musikinstrumenten
Die Themenauswahl des Projektunterrichts hat aus den nachfolgenden Bildungsplaneinheiten unter Beachtung Fächer verbindender Aspekte zu erfolgen.

BPE 1

Mechanik 1: Bewegungen und Kräfte

18

Die Schülerinnen und Schüler nutzen grundlegende Größen der Kinematik zur Beschreibung von Bewegungen. Sie erläutern die Änderungen von Bewegungszuständen sowie die Verformung von Körpern mithilfe des Kraftbegriffs. Sie planen Experimente zu Fragestellungen der Mechanik, führen diese aus und werten sie mithilfe geeigneter Medien aus. Sie unterscheiden physikalische Begriffe von Alltagsbegriffen.

BPE 1.1

Die Schülerinnen und Schüler beschreiben Bewegungen verbal und deuten diese anhand von Diagrammen. Sie erläutern Bewegungsabläufe mit physikalischen Größen.

Ort
vgl. BPE 4
Strecke

Zeit

Geschwindigkeit
einfache Berechnungen, Diagramme
Beschleunigung
qualitativ

BPE 1.2

Die Schülerinnen und Schüler analysieren Änderungen von Bewegungszuständen und Verformungen mithilfe von Kräften. Sie beschreiben die Zusammenhänge in Form von Ursache-Wirkungs-Aussagen und vergleichen den physikalischen Kraftbegriff mit dem Alltagsgebrauch des Begriffes „Kraft“.

Masse, Dichte

Gewichtskraft
Ortsfaktor
Trägheitsgesetz

Wechselwirkung

Grundgleichung der Mechanik
nur qualitativ
Reibung
nur qualitativ: Gleit‑, Haft und Rollreibung

BPE 1.3

Die Schülerinnen und Schüler überprüfen einfache Gesetze der Statik anhand von Experimenten und wenden diese Gesetze an.

Addition von Kräften
nur zeichnerisch
Hooke'sches Gesetz

Hebelgesetz
Schwerpunkt, ein- und zweiseitiger Hebel

BPE 2

Optik

12

Die Schülerinnen und Schüler beschreiben optische Phänomene zunächst in ihrer Alltagssprache und dann zunehmend in der Fachsprache. Die optischen Phänomene werden mittels der Strahlenoptik dargestellt und erklärt. Die Lernenden übertragen die Kenntnisse auf einfache optische Geräte. Sie beschreiben einfache Experimente zur Zerlegung von weißem Licht in seine Spektralfarben.

BPE 2.1

Die Schülerinnen und Schüler untersuchen experimentell optische Phänomene, beschreiben diese – ausgehend von ihrer Alltagssprache – zunehmend in der Fachsprache. Die Schülerinnen und Schüler wenden das Strahlenmodell zur Erklärung der beobachteten Phänomene an.

Lichtquellen
natürliche und künstliche Lichtquellen,
Gefahren durch optische Reize
Ausbreitungseigenschaften des Lichts, Lichtstrahlenmodell

Schatten, Konstruktion von Schattenräumen,
Mondphasen, Finsternisse

Reflexion, Reflexionsgesetz, Spiegelbilder
Sehvorgang, Glänzen und Glitzern, Rückspiegel, Kaleidoskop
Brechung, Totalreflexion
kein Brechungsgesetz
Farben, Spektrum

BPE 2.2

Mithilfe des Strahlenmodells des Lichts erklären die Schülerinnen und Schüler die Funktionsweise einfacher optischer Geräte.

Strahlengang an Sammellinsen
keine Linsengleichung
Lupe

Strahlengang am Prisma

Funktionsweise des Fernrohrs

BPE 3

Akustik

8

Die Schülerinnen und Schüler beschreiben akustische Phänomene und untersuchen diese experimentell. Sie verbinden ihre Wahrnehmungen mit der physikalischen Beschreibung.

BPE 3.1

Die Schülerinnen und Schüler beschreiben akustische Phänomene. Sie erklären, wie Schall wahrgenommen wird.

Hörerfahrungen
Ton, Klang, Geräusch, Knall
Schwingungsbilder mit dem Oszillografen
Schallquellen
Wahrnehmung des Schalls
Erzeugung des Schalls durch Schwingungen
Hörspektrum, technische Schallempfänger

BPE 3.2

Die Schülerinnen und Schüler erklären die Ausbreitung des Schalls. Sie deuten die Lautstärke mit der Amplitude und die Tonhöhe mit der Frequenz der Schallwelle.

Schallausbreitung
Schallgeschwindigkeit

Frequenz, Amplitude
Tonhöhe, Lautstärke
Gefahren durch akustische Reize

BPE 4

Aspekte der modernen Physik 1

6

Die Schülerinnen und Schüler diskutieren Aspekte der modernen Physik. Dabei reflektieren sie über die Bedeutung der Anfangsbedingungen zur Beschreibung einer Bewegung und über die Rolle des Bezugssystems. .

BPE 4.1

Die Schülerinnen und Schüler erklären die grundlegende Bedeutung des Bezugssystems zur Beschreibung von Bewegungen. Die Schülerinnen und Schüler erörtern die Bedeutung der Lichtgeschwindigkeit.

Bezugssysteme
Bedeutung von Anfangsbedingungen im jeweiligen Bezugssystem
Relativitätsprinzip
Nichtexistenz eines absolut ruhenden Bezugssystems
Lichtgeschwindigkeit als Naturkonstante
Besonderheit dieser Größe

BPE 5*

Vertiefung der Optik

6

Die Schülerinnen und Schüler lernen durch weitere Anwendungen die technischen Möglichkeiten einer Linse kennen. Mit der Spektralanalyse erkennen die Schülerinnen und Schüler eine physikalische Untersuchungsmethode kennen.

BPE 5.1

Die Schülerinnen und Schüler erklären, wie man mit einer Brille Fehlsichtigkeiten ausgleichen kann und beschreiben die Methode der Spektralanalyse.

Augenfehler und Korrektur
Kurz- und Weitsichtigkeit
vgl. Biologie
Fotoapparat
z. B. Tiefenschärfe, Zoom, Autofokus
Spektralanalyse

BPE 6*

Astronomie

6

Die Schülerinnen und Schüler lernen Sonne, Mond und Planeten als Bestandteile unserer weiteren Umwelt kennen. Die Schülerinnen und Schüler erkennen die Bewegungen der Himmelskörper als Ursache der Lichterscheinungen auf der Erde und am Himmel. Sie erlangen Kenntnisse über Entfernungen im Weltall und über Lebenszyklen von Sternen.

BPE 6.1

Die Schülerinnen und Schüler nennen die wichtigsten Objektarten und ordnen diese im Weltall, auch nach Größe und Entfernungen. Sie wenden dabei passende Längeneinheiten an.

Objektarten im Weltall
Fixsterne, Planeten, Monde, Galaxien
Tag und Nacht, Jahreszeiten, Finsternisse als Folgen der Erd- und Mondbewegungen
Nachweismöglichkeiten der Bewegungen von der Erdoberfläche aus können besprochen werden, z. B. Foucault'sches Pendel, Abweichungen vom freien Fall, Änderungen der Sternpositionen durch die Bahnbewegung der Erde (Aberration nach Bradley)
Entfernungen im Weltall: Lichtsekunde bis Lichtjahr
Skizzieren von Entfernungen und Größen Planetenwege

BPE 6.2

Die Schülerinnen und Schüler erklären astronomisch bedingte Lichterscheinungen. Sie diskutieren Anzeichen für die Gültigkeit des kopernikanischen Weltbildes.

Tag und Nacht, Jahreszeiten, Finsternisse als Folgen der Erd- und Mondbewegungen
Nachweismöglichkeiten der Bewegungen von der Erdoberfläche aus können besprochen werden, z. B. Foucaultsches Pendel, Abweichungen vom freien Fall, Änderungen der Sternpositionen durch die Bahnbewegung der Erde (Aberration nach Bradley)

BPE 6.3

Die Schülerinnen und Schüler nennen Energiequellen, Entwicklungsphasen und Zustände von Sternen.

Entwicklung von Sternen,
Kernfusion
Kontraktion, Gleichgewichtszustand, Erwähnung von Endzuständen wie Weiße Zwerge und Schwarze Löcher

BPE 7*

Vertiefung der Akustik

6

Die Schülerinnen und Schüler lernen die Akustik als interdisziplinäres Fachgebiet kennen. Der Einsatz von Schallwellen in der medizinischen Diagnostik und zu technischen Zwecken sind wichtige Anwendungen der Akustik. Musikinstrumente dienen zur Erzeugung von Tönen. Durch einen gezielten Schallschutz wird die Schallübertragung vermindert.

BPE 7.1

Die Schülerinnen und Schüler beschreiben Hörbereich und Stimmumfang. Sie bewerten Schallschutzmaßnahmen. Musikinstrumente werden von den Schülerinnen und Schülern beschrieben und klassifiziert.

Schallwellen in Natur und Technik
Ultraschall, Infraschall, Stimmbänder
Werkstoffprüfung mit Ultraschall, Ultraschall in der Medizin
Schallpegel, Lärm und Lärmschutz
Dezibel
Musikinstrumente
Saiten- und Blasinstrumente

Klasse 9

Vertiefung – Individualisiertes Lernen – Projektunterricht (VIP)

20

Vertiefung

Individualisiertes Lernen

Projektunterricht

z. B.
Übungen
Anwendungen
Wiederholungen
z. B.
Selbstorganisiertes Lernen
Lernvereinbarungen
Binnendifferenzierung
z. B.
Kraftumformende Einrichtungen im Alltag
Sinken-Schweben-Steigen-Schwimmen
Strömungen und Fliegen
Bau eines Celsiusthermometers
Wärmedämmung beim Hausbau
Wettererscheinungen
Kosmologische Weltbilder
Die Themenauswahl des Projektunterrichts hat aus den nachfolgenden Bildungsplaneinheiten unter Beachtung Fächer verbindender Aspekte zu erfolgen.

BPE 8

Mechanik 2: Energie - Arbeit - Leistung

16

Die Schülerinnen und Schüler beschreiben energetische Vorgänge in Alltag und Technik.
Dabei unterscheiden sie zwischen dem physikalischen Energiebegriff und dem Alltagsgebrauch des Begriffes Energie und ordnen Alltagsformulierungen wie „Energieerzeugung“ und „Energieverbrauch“ physikalisch ein.

BPE 8.1

Die Schülerinnen und Schüler beschreiben qualitativ die Energieformen. Ausgehend von der Berechnung der Lageenergie wenden sie den Energieerhaltungssatz auf einfache Beispiele an.

Energieformen

  • Lageenergie
  • Bewegungsenergie
  • Spannenergie


Energieerhaltung

Energieumwandlungen
Energieübertragung, Arbeit
Energieflussdiagramm
Hubarbeit, Reibungsarbeit, Federspannarbeit

BPE 8.2

Die Schülerinnen und Schüler entwerfen Experimente zur Fragestellung der mechanischen Leistung und werten diese qualitativ und quantitativ aus.

Leistung

Wirkungsgrad

BPE 9

Mechanik 3: Flüssigkeiten und Gase

10

Mithilfe des Druckes und der Auftriebskraft erklären die Schülerinnen und Schüler Erfahrungen aus der Alltagswelt.

BPE 9.1

Die Schülerinnen und Schüler geben die Definition des Drucks an und wenden diesen zur Erklärung einfacher Geräte an.

Druck
Funktionsweise

  • Manometer
  • hydraulische Presse

BPE 9.2

Ausgehend von dem hydrostatischen Druck erklären die Schülerinnen und Schüler das Zustandekommen des Auftriebs in Flüssigkeiten und in der Atmosphäre. Mithilfe der Auftriebskraft erklären sie Beobachtungen und Erfahrungen aus der Alltagswelt.

Hydrostatischer Druck
Luftdruck, Einfluss auf das Wetter
Auftrieb, Auftriebskraft
Archimedisches Prinzip

BPE 10

Wärmelehre 1: Grundlagen - Thermisches Verhalten von Festkörpern und Flüssigkeiten

12

Die Schülerinnen und Schüler beschreiben und vergleichen Aggregatzustände von Stoffen. Sie verknüpfen mit der Temperaturänderung das thermische Verhalten von Festkörpern und Flüssigkeiten. Energieumwandlungen und ‑übertragungen spielen eine wichtige Rolle bei thermischen Prozessen. Energieaspekte werden von den Schülerinnen und Schülern in Umweltfragen einbezogen.

BPE 10.1

Die Schülerinnen und Schüler erklären die physikalischen Größen Temperatur und thermische Energie. Sie beschreiben damit die Wärmeübertragung und wenden ihre Kennnisse bei Energiesparmaßnahmen an.

Temperatur
subjektives Temperaturempfinden, Thermometer, Temperatureinheiten, Temperatur als Zustandsgröße
Thermische Energie
Thermische Energiequellen
Sonne, irdische Brennstoffe
Wärme

Wärmeübertragung

  • Wärmeleitung
  • Konvektion
  • Wärmestrahlung
Wärmedämmung, thermisches Gleichgewicht, Richtung des Energietransports

BPE 10.2

Die Schülerinnen und Schüler beschreiben das Verhalten von Festkörpern und Flüssigkeiten bei Temperaturänderungen. Die Längenänderungen von Festkörpern infolge von Temperaturänderungen werden berechnet.

Aggregatzustände und ihre Änderungen
Abhängigkeit des Aggregatzustands vom Stoff und von der Temperatur
Längenänderung von Festkörpern
einfache Berechnungen
Volumenänderung von Festkörpern
qualitativ

BPE 10.3

Die Schülerinnen und Schüler beschreiben und berechnen an thermischen Vorgängen Energieumwandlungen und -übertragungen.

Wärmemenge Q

  • Schmelzen
  • Erstarren, spezifische Schmelzwärme
  • Sieden – Kondensieren, spezifische Verdampfungswärme
Anomalie des Wassers

BPE 11

Aspekte der modernen Physik 2

6

Die Schülerinnen und Schüler diskutieren Aspekte der modernen Physik. Dabei erkennen sie die grundlegende Bedeutung der Erhaltungssätze in der modernen Physik und erfahren eine erste Begründung des fundamentalen Zusammenhangs zwischen Energie und Masse.

BPE 11.1

Die Schülerinnen und Schüler erläutern die grundsätzliche Bedeutung von Erhaltungssätzen mithilfe einfacher Beispiele aus der modernen Physik

Grundsätzliche Bedeutung der Erhaltungssätze in der modernen Physik
weitere Erhaltungssätze
z. B. Ladungserhaltungssatz
Einblick in die Teilchenphysik

BPE 11.2

Die Schülerinnen und Schüler beschreiben den Zusammenhang zwischen Energie und Masse und wenden diesen Zusammenhang in einfachen Berechnungsbeispielen an.

Energie-Masse-Äquivalenz: \( E = m \cdot {c^2} \)
Zusammenführen zweier zuvor getrennter physikalischer Größen
einfache Berechnungsbeispiele

BPE 12*

Umweltphysik, alternative Energiequellen

6

Die Schülerinnen und Schüler setzen sich mit der Problematik der Energiegewinnung und Energiebereitstellung auseinander und sie diskutieren dabei deren Auswirkungen auf die Umwelt.

BPE 12.1

Die Schülerinnen und Schüler erörtern die Vor- und Nachteile von Alternativen zur aktuellen Technik in der Bereitstellung von Energie für Industrie, Haushalt und Verkehr.

Bereitstellung elektrischer Energie aus
Besichtigung eines Kraftwerks
  • thermischer Energie
z. B. fossile Energieträger, Biogas, Sonnenkraftwerk, Geothermie, Blockheizkraftwerke – „Kraft-Wärme-Kopplung“, Kernenergie
  • kinetischer Energie
z. B. Windkraftwerk, Laufwasserkraftwerk, Wellenkraftwerk
  • potenzieller Energie
z. B. Pumpspeicherkraftwerk, Gezeitenkraftwerk
  • Sonnenlicht
Solarpark
Standortvoraussetzungen
z. B. Großkraftwerke, Onshore- und Offshore-Windparks, dezentrale Kleinkraftwerke, Blockheizkraftwerk
  • Eingriffe in die Landschaft

Autoverkehr

  • alternative Antriebe
z. B. Gas‑, Wasserstoff‑, Elektrofahrzeuge
Hybridantrieb
Tankstellen

BPE 13*

Physikalische Weltbilder

6

Die Schülerinnen und Schüler kennen das Weltbild der Klassischen Physik und die Grundzüge des Weltbilds der modernen Physik. Sie erfahren, dass sich das Physikalische Weltbild im steten Wandel befindet.

BPE 13.1

Die Schülerinnen und Schüler beschreiben in groben Umrissen das Weltbild der Klassischen Physik und das Weltbild, wie es die moderne Physik zeichnet. Sie stellen in stark vereinfachter Form dar, wie sich der Übergang vom Weltbild der klassischen Physik zum Weltbild der modernen Physik vollzog. Sie beschreiben in Grundzügen das Weltbild der modernen Physik.

Weltbild der klassischen Physik
z. B. Kausalität, klassischer Determinismus, Objektivierbarkeit von Beobachtung und Messung
Übergang vom Weltbild der klassischen Physik zum Weltbild der modernen Physik
Begründung des Übergangs z. B. durch Beschreibung geeigneter quantenphysikalischer Gesetze
Grundzüge des Weltbilds der modernen Physik
z. B. veränderte Vorstellungen bezüglich des Determinismus, der Objektivierbarkeit, Rolle des Zufalls, Wahrscheinlichkeitsaussagen

BPE 14*

Grundgedanken der Relativitätstheorie

6

Die Schülerinnen und Schüler vertiefen die in den Bildungsplaneinheiten „Moderne Physik 1 und 2“ gewonnenen Erkenntnisse und erhalten einen groben Überblick über die Grundgedanken der Speziellen Relativitätstheorie. Die Schülerinnen und Schüler erkennen auch ohne Rechnungen die Grenzen der gewohnten Geschwindigkeitsaddition bei Relativbewegungen und die besondere Rolle der Lichtgeschwindigkeit.

BPE 14.1

Die Schülerinnen und Schüler beschreiben die Geschwindigkeitsaddition bei Relativbewegungen und die Folgerungen aus der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit.

Geschwindigkeitsaddition bei Relativbewegungen
Michelson-Morley-Experiment
Gleichberechtigung aller Inertialsysteme

Zeitdilatation
Längenkontraktion

Klasse 10

Vertiefung – Individualisiertes Lernen – Projektunterricht (VIP)

20

Vertiefung

Individualisiertes Lernen

Projektunterricht

z. B.
Übungen
Anwendungen
Wiederholungen
z. B.
Selbstorganisiertes Lernen
Lernvereinbarungen
Binnendifferenzierung
z. B.
Elektroinstallation in Gebäuden
Leitungsvorgänge in Flüssigkeiten
Halbleiterbauelemente
Anwendung und Berechnung elektrischer Schaltungen
Alternative Antriebskonzepte
Photovoltaik
Biologische Wirkung radioaktiver Strahlung
Anwendungen physikalischer Erkenntnisse in der Medizin
Die Themenauswahl des Projektunterrichts hat aus den nachfolgenden Bildungsplaneinheiten unter Beachtung Fächer verbindender Aspekte zu erfolgen.

BPE 15

Wärmelehre 2: Thermisches Verhalten von Gasen

10

Die Schülerinnen und Schüler können mithilfe der Gasgesetze die Zustandsänderungen idealer Gase erklären. Sie wenden dabei die Modellvorstellung der kinetischen Gastheorie an. Die Schülerinnen und Schüler bewerten den Treibhauseffekt und diskutieren Lösungsansätze.

BPE 15.1

Die Schülerinnen und Schüler beschreiben und berechnen das Verhalten von idealen Gasen mithilfe der Zustandsgrößen Druck, Volumen und Temperatur. Die Gesetzmäßigkeiten werden in Diagrammen dargestellt. Sie erklären die Funktionsweise von technischen Anwendungen mit den Grundbegriffen der Thermodynamik.

Gesetz von
Diagramme der Zustandsänderungen
  • Amontons
  • Boyle-Mariotte
  • Gay-Lussac

Absolute Temperatur

Kinetische Gastheorie
Ideales Gas
Teilchenmodell
Brown'sche Molekularbewegung
Zusammenhang zwischen Teilchenenergie und Temperatur, nur qualitativ
Thermische Energiewandler
Kühlschrank, Wärmepumpe, Wärmekraftwerk

BPE 15.2

Die Schülerinnen und Schüler beschreiben die Ursachen der globalen Erwärmung und bewerten die verschiedenen Lösungsansätze.

Treibhauseffekt

anthropogener und natürlicher Treibhauseffekt
Verwendung regenerativer Energie
Effizienter Umgang mit Energie
Strahlungsbilanz der Erde

BPE 16

Grundgrößen der Elektrizitätslehre

16

Die Schülerinnen und Schüler wenden die grundlegenden Größen der Elektrizitätslehre zur Beschreibung der Phänomene der Elektrostatik an. Sie führen Experimente zum einfachen und verzweigten Stromkreis durch. Die Schülerinnen und Schüler unterscheiden insbesondere die Begriffe elektrische Energie und elektrische Leistung. Sie setzen sich kritisch mit den Alltagsbegriffen zur Elektrizität auseinander.

BPE 16.1

Die Schülerinnen und Schüler führen einfache Experimente zur Elektrostatik durch und erklären die Phänomene mit den Begriffen Ladungstrennung und Influenz.

Elektrische Ladung
Ladungstrennung
Elektroskop
Influenz

BPE 16.2

Die Schülerinnen und Schüler erklären die Größen Spannung und Stromstärke und führen hierzu Messungen durch. Sie nennen die Wirkungen und die damit verbundenen Gefahren des elektrischen Stroms und sie erläutern die Schutzmaßnahmen bezüglich des elektrischen Stroms im Haushalt.

Elektrischer Stromkreis, Leiter, Isolatoren

Stromstärke

Spannung

Wirkungen und Gefahren des elektrischen Stroms
z. B. Nullleiter, Schutzschalter

BPE 16.3

Die Schülerinnen und Schüler untersuchen die Zusammenhänge zwischen Stromstärke, Spannung, Leistung und elektrischer Energie. Sie bestimmen und diskutieren ihren persönlichen Energiebedarf.

Elektrische Energie
Elektrische Leistung
Kilowattstunde, effizienter Umgang mit elektrischer Energie

BPE 16.4

Die Schülerinnen und Schüler ermitteln experimentell den Zusammenhang zwischen Spannung und Stromstärke. Sie berechnen aus der Definition des elektrischen Widerstandes fehlende Größen des Stromkreises. Die Schülerinnen und Schüler beschreiben die Gesetze des verzweigten und unverzweigten Stromkreises.

Ohm'sches Gesetz

Definition Widerstand
nur einfacher Stromkreis
spezifischer Widerstand
Reihen- und Parallelschaltung
Ersatzwiderstand
Teilspannungen und Teilstromstärken, nur zwei Widerstände

BPE 17

Elektromagnetismus

10

Die Schülerinnen und Schüler untersuchen und beschreiben magnetische und elektromagnetische Phänomene sowie deren Anwendung in Natur und Technik. Sie gewinnen Einblicke in das physikalische Feldkonzept.

BPE 17.1

Die Schülerinnen und Schüler erklären magnetische Grunderscheinungen und stellen statische magnetische Felder dar.

Magnetpole

Magnetfeld
Magnetfeld der Erde
Feldlinien

  • Stabmagnet
  • Hufeisenmagnet

BPE 17.2

Die Schülerinnen und Schüler beschreiben und erklären grundlegende elektromagnetische Phänomene und deren technische Anwendungen.

Magnetisches Feld eines stromdurchflossenen Leiters
Oerstedversuch
Elektromagnet

Kraft auf stromdurchflossenen Leiter im Magnetfeld
Leiterschaukel, Dreifingerregel

Prinzip des Elektromotors

Induktion
nur qualitativ
  • Prinzip des Generators

  • Prinzip des Transformators
Wechselspannung, Hochspannungsleitungen

BPE 18

Aspekte der modernen Physik 3

8

Die Schülerinnen und Schüler diskutieren Aspekte der modernen Physik. Sie setzen sich mit der Struktur der Materie, Kernzerfällen und den Eigenschaften radioaktiver Strahlung auseinander. Hierbei erfahren sie von den Bemühungen der Menschheit, zu ergründen, wie die uns umgebende Materie im Innersten aufgebaut ist.

BPE 18.1

Die Schülerinnen und Schüler beschreiben die Entwicklung der Atommodelle. Sie erläutern den Aufbau von Atomkernen und beschreiben den Unterschied von Elementen und Isotopen.

Atommodelle
historische Entwicklung des Atommodells von Demokrit bis Bohr
Aufbau des Atoms

Aufbau des Atomkerns

Isotope

BPE 18.2

Die Schülerinnen und Schüler benennen und beschreiben -, - und -Strahlung mithilfe ihrer Eigenschaften. Sie nennen die Maßeinheiten für radioaktive Strahlung.

Radioaktivität
Stabilität der Nuklide
natürliche Radioaktivität
\( \alpha \)‑, \( \beta \)‑, \( \gamma \)-Strahlen
Nachweis und Messung radioaktiver Strahlung
Strahlenschutz, medizinische Anwendungen

BPE 19*

Wetterkunde

6

Die Schülerinnen und Schüler erkennen, wie sich die Wetterphänomene physikalisch erklären lassen.

BPE 19.1

Die Schülerinnen und Schüler beschreiben und erklären Wetterphänomene.

Wolken
Luftfeuchtigkeit
Wind
globale und regionale Luftströmungen, Corioliskraft
Niederschlag
Kondensation, Verdunstung
Gewitter

BPE 20*

Grundgedanken der Quantenphysik

6

Die Schülerinnen und Schüler erfahren, dass in der Quantenphysik vertraute klassische Konzepte und Begriffe der Inhaltsspalte infrage zu stellen sind.

BPE 20.1

Die Schülerinnen und Schüler beschreiben mithilfe eines geeigneten Experiments, dass klassische Konzepte und Begriffe in der Quantenphysik infrage gestellt werden müssen.

Problematisierung des Kausalitätsprinzips und des klassischen Determinismus
z. B. Doppelspaltexperiment mit Elektronen
Problematisierung der Objektivierbarkeit von Beobachtung und Messung

BPE 21*

Elemente der Kernphysik

6

Die Schülerinnen und Schüler bewerten Chancen und Risiken bei der Nutzung von Kernenergie.

BPE 21.1

Die Schülerinnen und Schüler beschreiben den Unterschied von natürlicher und künstlicher Radioaktivität und benennen die Vor- und Nachteile der Nutzung der Kernphysik in Technik und Medizin.

Halbwertszeit radioaktiver Strahlung
grafische Darstellung, C-14-Methode
Kernumwandlungen
Kernspaltung und Kernfusion
Nutzen und Gefahren radioaktiver Strahlung
Kernkraftwerke, Anwendung in der Medizin,
ionisierende Wirkung

Operatorenliste

In den Zielformulierungen der Bildungsplaneinheiten werden Operatoren (= handlungsleitende Verben) verwendet. Diese Zielformulierungen (Standards) legen fest, welche Anforderungen die Schülerinnen und Schüler in der Regel erfüllen. Zusammen mit der Zuordnung zu einem der drei Anforderungsbereiche (AFB) dienen Operatoren einer Präzisierung. Dies sichert das Erreichen des vorgesehenen Niveaus und die angemessene Interpretation der Standards.

Anforderungsbereiche
Im Anforderungsbereich I beschränken sich die Aufgabenstellungen auf die Reproduktion und die Anwendung einfacher Sachverhalte und Fachmethoden, das Darstellen von Sachverhalten in vorgegebener Form sowie die Darstellung einfacher Bezüge.
Im Anforderungsbereich II verlangen die Aufgabenstellungen die Reorganisation und das Übertragen komplexerer Sachverhalte und Fachmethoden, die situationsgerechte Anwendung von Kommunikationsformen, die Wiedergabe von Bewertungsansätzen sowie das Herstellen einfacher Bezüge.
Im Anforderungsbereich III verlangen die Aufgabenstellungen das problembezogene Anwenden und Übertragen komplexer Sachverhalte und Fachmethoden, die situationsgerechte Auswahl von Kommunikationsformen, das Herstellen von Bezügen und das Bewerten von Sachverhalten.
Operator Erläuterung Zuordnung
AFB
abschätzen
durch begründete Überlegungen Größenordnungen physikalischer Größen angeben
II
analysieren, untersuchen
unter einer gegebenen Fragestellung wichtige Bestandteile oder Eigenschaften herausarbeiten, untersuchen (beinhaltet unter Umständen zusätzlich praktische Anteile)
II, III
anwenden
einen bekannten Sachverhalt oder eine bekannte Methode auf etwas Neues beziehen
II
aufbauen (Experimente)
Objekte und Geräte zielgerichtet anordnen und kombinieren
II
auswerten
Daten, Einzelergebnisse oder sonstige Elemente in einen Zusammenhang stellen und gegebenenfalls zu einer Gesamtaussage zusammenführen
II
begründen, zeigen
Sachverhalte auf Regeln, Gesetzmäßigkeiten bzw. kausale Zusammenhänge zurückführen
II, III
berechnen, bestimmen
aus Größengleichungen physikalische Größen gewinnen
I, II
beschreiben
Strukturen, Sachverhalte oder Zusammenhänge strukturiert und fachsprachlich richtig mit eigenen Worten wiedergeben
I, II
bestätigen
die Gültigkeit einer Hypothese, Modellvorstellung, Naturgesetzes durch ein Experiment verifizieren
II
bestimmen
einen Lösungsweg darstellen und das Ergebnis formulieren
I, II
beurteilen
zu einem Sachverhalt ein selbstständiges Urteil unter Verwendung von Fachwissen und Fachmethoden formulieren und begründen
II, III
bewerten
Sachverhalte, Gegenstände, Methoden, Ergebnisse etc. an Beurteilungskriterien oder Normen und Werten messen
II, III
darstellen
Sachverhalte, Zusammenhänge, Methoden und Bezüge in angemessenen Kommunikationsformen strukturiert wiedergeben
I, II
deuten
Sachverhalte in einen Erklärungszusammenhang bringen
II
diskutieren, erörtern
in Zusammenhang mit Sachverhalten, Aussagen oder Thesen unterschiedliche Positionen bzw. Pro- und Contra-Argumente einander gegenüberstellen und abwägen
II, III
dokumentieren
alle notwendigen Erklärungen, Herleitungen und Skizzen darstellen
I, II
durchführen (Experimente)
an einer Experimentieranordnung zielgerichtete Messungen und Änderungen vornehmen
I, II
entwerfen, planen (Experimente)
zu einem vorgegebenen Problem eine Experimentieranordnung erfinden
II, III
entwickeln, aufstellen
Sachverhalte und Methoden zielgerichtet miteinander verknüpfen. Eine Hypothese, eine Skizze, ein Experiment, ein Modell oder eine Theorie schrittweise weiterführen und ausbauen
III
erklären
einen Sachverhalt nachvollziehbar und verständlich machen
II
erläutern
einen Sachverhalt durch zusätzliche Informationen veranschaulichen und verständlich machen
II
ermitteln
einen Zusammenhang oder eine Lösung finden und das Ergebnis formulieren
I, II
herleiten
aus Größengleichungen durch mathematische Operationen eine physikalische Größe freistellen
II, III
interpretieren, deuten
kausale Zusammenhänge in Hinblick auf Erklärungsmöglichkeiten untersuchen und abwägend herausstellen
II, III
nennen, angeben
Elemente, Sachverhalte, Begriffe, Daten ohne Erläuterungen aufzählen
I
skizzieren
Sachverhalte, Strukturen oder Ergebnisse auf das Wesentliche reduziert übersichtlich darstellen
I,II
strukturieren, ordnen
vorliegende Objekte kategorisieren und hierarchisieren
II
überprüfen, prüfen, testen
Sachverhalte oder Aussagen an Fakten oder innerer Logik messen und eventuelle Widersprüche aufdecken
II, III
vergleichen
Gemeinsamkeiten, Ähnlichkeiten und Unterschiede ermitteln
II
zeichnen
eine möglichst exakte grafische Darstellung beobachtbarer oder gegebener Strukturen anfertigen.
II

Fußleiste