Fahrplan Physik - Oberstufe
erarbeitet von der Fachschaft Physik am Gymnasium Trittau
Stand 20.11.2016
KEIN Verlaufsplan, reine inhaltliche Planung!
Thema Mechanik, Einführung Bewegungslehre
Für die Zeitplanung
Stichworte
Wesentliche Inhalte
Bewegungsformen, Bewegungsarten Gleichförmige und beschleunigte Bewegung
Geradlinige Bewegung Strecke, Geschwindigkeit, Beschleunigung s(t)-, v(t), a(t) — Diagramme und Gesetze Bewegungsgleichungen
12ff
Freier Fall
Fallbeschleunigung, spezielle Bewegungsgleichungen mit a=-g Richtung und Betrag von Größen Steighöhe, Steigzeit Unabhängigkeitsprinzip (Superpositionsprinzip) Bahnkurve Wurfparabel Wurfweite Wurfhöhe Abwurfwinkel optimieren Vektorielle Betrachtung der Einzelgeschwindigkeiten
20
Senkrechter Wurf Waagerechter Wurf
Einführungsphase, 1. Halbjahr
Schiefer Wurf
Kreisbewegung
Masse und Impuls
Reibung erzeugt negative Beschleuni- Simulation mit Tabellenkalkulation gung Ballistische Kurve Winkel- und Bahngeschwindigkeit Frequenz, Umlaufzeit Zentripetalbeschleunigung / Zentripetalkraft (Arbeit mit Vektoren) Definition Trägheitsprinzip Impulserhaltung Stöße elastischer Stoß unelastischer Stoß
Seite 1
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Metzler, S.
24
29 28 30
ja 32ff
36 39ff 40
Einführungsphase, 1. Halbjahr
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KEIN Verlaufsplan, reine inhaltliche Planung!
Thema Kraft
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Stichworte
Wesentliche Inhalte
Newtonsche Axiome
Trägheitsprinzip Wechselwirkungsprinzip (actio = reactio) Impulsänderung Kraftdefinition, F=ma, F=Dp/Dt Zentripetalkraft / Zentripetalbeschleunigung Reibungskoeffizienten Schiefe Ebene Luftwiderstand, Newtonsche und Stokesche Reibung cW -Wert
Reibungskräfte
Energie
Arbeit Energieformen Energieerhaltung Stöße
Gravitation
Nur Profil?
44
57ff
als Energieübertragung / -umwandlung kinetische, potentielle Energie Spannenergie Anwendung auf Fallgeschwindigkeit Energieerhaltung bei Stößen Weltbilder Keplersche Gesetze Gravitationskraft, -gesetz Anwendung auf Gewichtskraft, Herleiten g Gezeiten Gravitationsfeld, -feldstärke Arbeit und potentielle Energie im Gravitationsfeld Gravitationspotential Kosmische Geschwindigkeiten, Fluchtgeschwindigkeiten
Seite 2
Metzler, S.
62ff 65ff 70ff 82ff 86 88ff
ja
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Stand 20.11.2016
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Thema Mechanische Schwingungen und Wellen
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Stichworte
Wesentliche Inhalte
Schwingungen
Schwingungsbeschreibende Größen: Frequenz, Amplitude, Elongation, Schwingungsdauer Hookesches Gesetz, rücktreibende Kraft, Federkonstante Bewegungsgesetze – y(t) (bzw. s(t)), v(t), a(t) Harmonische Schwingung als Projektion der Kreisbewegung Federpendel, Fadenpendel Thompsonsche Schwingungsgleichung – Schwingungsdauer Differentialgleichung gedämpfte Schwingungen Überlagerung von Schwingungen Welle als räumliche Ausbreitung einer Schwingung Wellenlänge, Frequenz, Wellengeschwindigkeit (Phasengeschwindigkeit), Phase, Gangunterschied Wellengleichung Wellenarten – Transversal, Longitudinal Beugung Interferenz Huygenssches Prinzip Stehende Welle, Reflexion – Kundtsches Rohr Akustik Doppler-Effekt
Einführungsphase, 2.Halbjahr
Harmonische Schwingungen
Wellen
Eigenschaften von Wellen
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Metzler, S. 108ff
111 112 114 ja ja
117 116 118 Allg. 125 Licht: 300
132ff 135 140ff ja 128
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Thema Elektrische und magnetische Felder
Für die Zeitplanung
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Wesentliche Inhalte
Elektrische Ladung
Ladungsarten Kräfte zwischen geladenen Körpern Feldstärke Darstellung von Feldern Gewitter Coulombsches Kraftgesetz Kondensator, Kapazität, Energiespeicher Arbeit im elektrischen Feld Spannung Potential Millikan-Experiment Glühelektrischer Effekt – Hochvakuumdiode Bewegung elektrisch geladener Körper im Feld Oszilloskop Wirkung Magnetfeld auf bewegte Ladungen, sowohl frei als auch im Leiter Messen Kraft auf stromdurchflossene Leiter – Stromwaage Form Magnetfeld mit Eisenspänen Definition Feldstärke B = F/IL Lorentzkraft auf freie Teilchen, FL = QvB Vektorielle Form, FL = Q v x B Feldstärke von Spulen mit Hallsonde ausmessen Spulenfeld quantitativ, B=µNI/L Polarlichter – Form und Teilchenbahnen spezifische Ladung von Elektronen messen (Q/m), dabei Kräftegleichgewicht auf Kreisbahn wiederholen Geschwindigkeitsfilter, Massenspektrograph Kräftegleichgewicht Hall-Effekt Halbleiter-Theorie als Exkurs, Bändermodell einfachst Ausmessen des B-Feldes und Kalibrieren von Helmholtzspulen, Korrektur der Q/m-Messung Unterschiedliche Formen Massenspektrograph
Elektrisches Feld
Qualifikationsphase 1.Jahr, 1. Halbjahr
Energie im elektrischen Feld
Anwendungen
Magnetfeld
Anwendungen
Gekreuzte Felder
Seite 4
Nur Profil?
ja
ja ja ja
ja ja ja
Metzler, S.
Fahrplan Physik - Oberstufe
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Stand 20.11.2016
KEIN Verlaufsplan, reine inhaltliche Planung!
Qualifikationsphase 1.Jahr, 2.Halbjahr
Thema Wellenoptik
Qualifikationsphase 2.Jahr, 1. Halbjahr
Teilcheneigenschaften des Lichts Welleneigenschaften der Materie
Für die Zeitplanung
Stichworte
Wesentliche Inhalte
Interferenz und Beugung beim Licht
Doppelspalt, Gitter Kohärenz, Gangunterschied Einzelspalt Wellenlängen und kontinuierliches Spektrum Linienspektren Polarisation
Experimente
Photoeffekt – Quantenhafte Energieübertragung
Deutung
Plancksches Wirkungsquantum, Austrittsarbeit Umgekehrter Photoeffekt Comptoneffekt Impulserhaltung beim Comptoneffekt mit Rechnung Röntgenbremsstrahlung, kurzwellige Grenze Aufbau Röntgenröhre Entstehen einer photographischen Abbildung, Gitterinterferenz mit langer Belichtung Wahrscheinlichkeitsinterpretation Interferometer mit Polarisationsfiltern Deutung - „Welcher Weg Information“ Freie Teilchen – Doppelspaltexperiment Freie Teilchen – Tunneleffekt
Seite 5
Nur Profil?
ja
ja ja
ja ja
Metzler, S. 302ff 303 306 305, 330ff 332 320
Fahrplan Physik - Oberstufe
erarbeitet von der Fachschaft Physik am Gymnasium Trittau
Stand 20.11.2016
KEIN Verlaufsplan, reine inhaltliche Planung!
Thema
Qualifikationsphase 2.Jahr, 2. Halbjahr
Quantenphysik des Atoms
Wahlthema Relativitätstheorie
Für die Zeitplanung
Stichworte
Wesentliche Inhalte
Atomaufbau
Wiederholung – Rutherford-Experiment Wasserstoffspektrum, Rydberg-Formel Franck-Hertz-Versuch, quantenhafte Absorption Bohrsches Atommodell, halbklassische Näherung Schalenmodell, Quantenzahlen von Elektronen, Orbitalformen Linearer Potentialtopf Schrödinger-Gleichung Lineare Farbstoffmoleküle – Farbe zu Länge Chemische Bindung quantenphysikalisch betrachtet Übergang Quantenwelt – klassische Physik: Quanteneigenschaften von größeren Objekten (Wellen, Beugung)
Kinematik
Dynamik Allgemeine RT
Reisen mit Lichtgeschwindigkeit – was sieht man? Konstanz der Lichtgeschwindigkeit – Michelson-Morley-Interferometer Inertialsysteme – Galilei-Transfomationen Lichtuhren – Synchronisation Zeitdilatation, geometrische Herleitung Hafele-Keating-Experiment Myonen im Speicherring Längenkontraktion Minkowski-Diagramme Lorentz-Transformation Addition von Geschwindigkeiten, Experiment von Fizeau Relativistische Masse – Kinetische Energie und Gesamtenergie E = mc² und Konsequenzen - Bindungsenergien Äquivalenz von träger und schwerer Masse Äquivalenz von System im Gravitationsfeld und gleichmäßig beschleunigtem Bezugssystem
Seite 6
Nur Profil?
ja ja ja ja ja
ja
Metzler, S.
