Hildegardis-Schule Bochum Schulinterner Lehrplan zum Kernlehrplan - Physik

Hildegardis-Schule
 Schulinterner Lehrplan Physik

Hildegardis-Schule Bochum
 Schulinterner Lehrplan
 zum Kernlehrplan

 Physik

Hildegardis-Schule
 Schulinterner Lehrplan Physik

 Sekundarstufen I + II
 (G9; Stand: 25.05.2020)

Inhalt
1. Rahmenbedingen der fachlichen Arbeit .............................................................................................................. 3
2. Entscheidungen zum Unterricht ............................................................................................................................. 6
 2.1 Unterrichtsvorhaben .......................................................................................................................................... 6
 2.1.1 Curricula Sekundarstufe I ............................................................................................................................ 6
 2.1.2 Curricula Sekundarstufe II ......................................................................................................................... 20
 I) Einführungsphase (fakultative Inhalte sind kursiv gedruckt) ......................................................................... 20
 II) Lehrplan Physik Q1 – Grundkurs .................................................................................................................... 21
 II) Lehrplan Physik Q2 - Grundkurs .................................................................................................................... 29
 III) Lehrplan Physik Q1 – Leistungskurs .............................................................................................................. 37
 IV) Lehrplan Physik Q2 – Leistungskurs.............................................................................................................. 53
 2.2 Fachdidaktische und fachmethodische Grundsätze .................................................................................. 64
 2.3 Leistungskonzept ............................................................................................................................................. 66
 2.3.1 Absprachen zur Facharbeit ....................................................................................................................... 67
 2.3.2 Leistungsbewertung im Distanzlernen...................................................................................................... 71
 2.4 Hausaufgabenkonzept ..................................................................................................................................... 72
 2.5 Lehr- und Lernmittel ........................................................................................................................................ 73
3. Entscheidungen zu fach- und unterrichtsübergreifenden Fragen ......................................................................... 74
4. Qualitätssicherung und Evaluation ........................................................................................................................ 75

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 Schulinterner Lehrplan Physik

1. Rahmenbedingen der fachlichen Arbeit
Die Hildegardis-Schule
Die Hildegardis-Schule ist ein vierzügiges Gymnasium ohne gebundenen Ganztag, an dem zurzeit ca. 850 Schülerin-
nen und Schüler von ca. 75 Lehrpersonen unterrichtet werden.

Leitbild unseres Schulprogramms sind die in unserem Schulwappen verankerten pädagogischen Ansprüche scientia,
disciplina und bonitas.

Durch eine fundierte fachliche Bildung in allen Aufgabenfeldern, wissenschaftspropädeutisches, fächerverbinden-
des und lebensweltbezogenes Arbeiten sollen unsere Schülerinnen und Schüler auf eine in wachsendem Maße
komplexe und vernetzte Studien- und Arbeitswelt vorbereitet werden, zugleich aber auch zweckfrei ihren persön-
lichen Horizont erweitern können und zu einer kritischen Auseinandersetzung mit Bildungsinhalten befähigt wer-
den.

Alle Mitglieder der Schulgemeinde verpflichten sich zu gegenseitigem Respekt, Anstrengungsbereitschaft und kon-
struktiver Lösung von Konflikten. Schülerinnen und Schüler sollen lernen, Verantwortung zu übernehmen, sowohl
durch eine aktive Mitgestaltung des Schullebens als auch durch eine zunehmend eigenständige Planung ihres Lern-
prozesses.

Die Vermittlung von Fach- und Methodenkompetenzen impliziert das übergeordnete Ziel unserer Arbeit: gemäß
dem Motto Sci vias unserer Namenspatronin Hildegard von Bingen wollen wir – auch durch ein breites außerunter-
richtliches Angebot – die Stärken unserer Schülerinnen und Schüler fördern und sie damit befähigen, ihre eigene
Persönlichkeit zu entdecken und zu entfalten sowie als mündige Bürger für sich und ihre Umwelt einzustehen.

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Aufgaben und Ziele des Fachs Physik im Kontext des Schulprogramms
Der Physikunterricht in der Sekundarstufe I vermittelt wichtige grundlegende Kenntnisse und Qualifikationen, in-
dem er Einsichten in Naturvorgänge eröffnet und für ein besseres Verständnis unserer natürlichen und technischen
Umwelt sorgt. Dabei lernen Schülerinnen und Schüler physikalische Sichtweisen kennen und erfahren Möglichkei-
ten und Grenzen naturwissenschaftlichen Denkens.

Der Physikunterricht der gymnasialen Oberstufe baut auf dem Physikunterricht der Sekundarstufe I auf und führt
die in den Richtlinien und Lehrplänen Physik, Gymnasium Sekundarstufe I formulierten Aufgaben und Ziele des
Faches fort. Er integriert und vertieft dort begonnene Konzepte, intensiviert die Quantifizierung physikalischer Phä-
nomene, präzisiert Modellvorstellungen, thematisiert Modellbildungsprozesse, führt hin zu umfangreicherer The-
oriebildung und berücksichtigt verstärkt wissenschaftstheoretische und philosophische Aspekte. Er nutzt in inhalt-
licher und zeitlicher Hinsicht in erhöhtem Maße selbstständige und kooperative Arbeitsformen.

Untersuchungen physikalischer Fragestellungen knüpfen an Erfahrungen und Kenntnissen der Schülerinnen und
Schüler aus deren Lebenswelt an. Der Physikunterricht vermittelt ihnen solche fachlichen Kompetenzen, die es ge-
statten, sich mit physikalischen Methoden den mit Hilfe der Physik beschreibbaren Bereich des jeweiligen Wirklich-
keitsausschnitts zu erschließen. Darüber hinaus gestattet er, in einer differenzierten Sichtweise fundierte Analysen,
Begründungen und Bewertungen für die Relevanz des physikalischen Teilbeitrags zur Klärung des in einem größeren
Rahmen angesprochenen Gesamtproblems zu geben. Die Anbindung von physikalischen Fragestellungen an die Le-
benswelt der Schülerinnen und Schüler impliziert fächerverbindende und fachübergreifende Vorgehensweisen,
ohne die eine lebenspraktische Bedeutsamkeit der untersuchten Fragestellungen nur schwer erkannt werden kann.

Die Betrachtung und Erschließung von komplexen Ausschnitten der Lebenswelt der Schülerinnen und Schüler er-
fordert in hohem Maße Kommunikations- und Handlungsfähigkeit, die insbesondere durch die angemessene Be-
rücksichtigung selbstständiger und kooperativer Arbeitsformen gefördert werden kann.

Die individuelle Förderung im Fach Physik wird durch eine äußere und einen Binnendifferenzierung gewährleistet.
Aspekte der äußeren Differenzierung liegen vor allem an verschiedenen Wettbewerben. Dies sind zum Beispiel die
Teilnahem an Wettbewerben wie der Physikolympiade, Freestyle-Physik oder Alberts Enkel. Eine binnendifferen-
zierende Förderung der SuS wird durch Anwendung vielfältiger Unterrichts-gestaltungen in Abhängigkeit von den
Rahmenbedingungen angestrebt, wie z.B. Schülerexperimente, Gruppenarbeit, Stationenlernen, Referate, sowie
kooperative Lernformen.

Unterrichtsbedingungen
Das Fach Physik wird zurzeit an der Hildegardis-Schule von vier fest angestellten Kolleginnen und Kollegen unter-
richtet. In der Sekundarstufe I findet der Unterricht zweistündig in den Jahrgangstufen 6, 8 und 9 statt, mit der
Wiedereinführung von G9 in den Jahrgangstufen 6,7,10 (je zweistündig) und 9.2 (dreistündig). Es stehen zwei Fach-
räume zur Verfügung (ein Experimentalraum und ein Medienraum). Bei Bedarf kann der Unterricht auch in einen
der Computerräume oder an außerschulische Lernorte verlegt werden.

Außerunterrichtliche Angebote
Die Schülerinnen und Schüler haben die Möglichkeit, allein oder in Kleingruppen an naturwissenschaftlichen Wett-
bewerben teilzunehmen. Als Beispiele sind zu nennen: Der Wettbewerb „Alberts Enkel“ der Matthias-Claudius-
Schule (Kl. 6-9), die Physik-Olympiade (ab Kl. 9) oder der „German Young Physicists‘ Tournament“ der RUB (ab EF).

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Außerdem können durch einen Kooperationsvertrag mit der MCS alle Schülerinnen und Schüler in den Herbst- und
Osterferien Kurse der Juniorakademie der Matthias-Claudius-Schule besuchen.

Kooperation mit außerschulischen Partnern / besondere fachbezogene Projekte
Wir arbeiten mit einer Reihe von außerschulischen Partnern zusammen, zu denen z.B. Projekte im Alfried-Krupp-
Schülerlabor der RUB, Schülerexperimente an der Fakultät für Physik der RUB, Schülerpraktika an der TH Georg
Agricola, sowie der Wissenschaftstag im Planetarium Bochum gehören.

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2. Entscheidungen zum Unterricht
2.1 Unterrichtsvorhaben
Im Folgenden wird die gemäß Fachkonferenzbeschluss verbindliche Verteilung der Unterrichtsvorhaben beider Se-
kundarstufen dargestellt. Diese Unterrichtsvorhaben weisen Wege zur systematischen Anlage und Weiterentwick-
lung sämtlicher in den Kernlehrplänen1 angeführter Kompetenzen aus.

Im Einzelnen werden folgende Farben und Symbole verwendet:

Freiraum (fakultativ): grün

Fachinterne Lernschleifen: 

Verbindlicher Beitrag zum Medienkonzept:

Möglichkeiten zu fächerverbindendem Arbeiten: :

Aspekte der Verkehrserziehung: 
Verbindlicher Beitrag zum Europacurriculum:

Um Spielraum für Vertiefungen, besondere Schülerinteressen, aktuelle Themen bzw. die Erfordernisse anderer be-
sonderer Ereignisse (z. B. Praktika, Klassenfahrten o. Ä.) zu erhalten, wurden im Rahmen dieses schulinternen Lehr-
plans ca. 75 Prozent der Bruttounterrichtszeit verplant.

2.1.1 Curricula Sekundarstufe I
Übersicht über die Unterrichtsvorhaben

 JAHRGANGSSTUFE 6

 Inhaltsfelder
 Schwerpunkte der
 Unterrichtsvorhaben Inhaltliche Schwer- Weitere Vereinbarungen
 Kompetenzentwicklung
 punkte

 6.1 Elektrische Geräte IF 2: Elektrischer Strom UF4: Übertragung und Ver- … zur Schwerpunktset-
 im Alltag und Magnetismus netzung zung
 Stromkreise und Schal- • physikalische Konzepte Makroebene, grundle-
 tungen: auf Realsituationen an- gende Phänomene, Um-
 Was geschieht in elektri- wenden
 schen Geräten? • Spannungsquellen gang mit Grundbegriffen
 • Leiter und Nichtleiter E4: Untersuchung und Ex- … zu Synergien
 • verzweigte Strom- periment  Informatik (Differen-
 ca. 14 Ustd. kreise • Experimente planen zierungsbereich): UND-,
 Wirkungen des elektri- und durchführen ODER- Schaltung
 schen Stroms: K1: Dokumentation
 • Wärmewirkung • Schaltskizzen erstellen,
 • magnetische Wirkung lesen und umsetzen
 • Gefahren durch K4: Argumentation
 Elektrizität
 • Aussagen begründen

1
 Kernlehrplan Physik vom 25.02.2019

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 JAHRGANGSSTUFE 6

 Inhaltsfelder
 Schwerpunkte der
 Unterrichtsvorhaben Inhaltliche Schwer- Weitere Vereinbarungen
 Kompetenzentwicklung
 punkte

6.2 Magnetismus – in- IF 2: Elektrischer Strom E3: Vermutung und Hypo- … zur Schwerpunktset-
teressant und hilfreich und Magnetismus these zung
 Magnetische Kräfte und • Vermutungen äußern
 Feld nur als Phänomen,
Warum zeigt uns der Felder: E4: Untersuchung und Ex- erste Begegnung mit
Kompass die Himmels- • Anziehende und ab- periment dem physikalischen
richtung? stoßende Kräfte • Systematisches Erkun- Kraftbegriff
 • Magnetpole den … zur Vernetzung
 • magnetische Felder  elektrisches Feld (IF 9)
 E6: Modell und Realität
ca. 6 Ustd. • Feldlinienmodell  Elektromotor und Ge-
 • Modelle zur Veran-
 • Magnetfeld der Erde nerator (IF 11)
 schaulichung
 Magnetisierung: … zu Synergien
 K1: Dokumentation
 • Magnetisierbare
 • Felder skizzieren  Erdkunde: Bestim-
 Stoffe mung der Himmelsrich-
 • Modell der Elemen- tungen
 tarmagnete
6.3 Wir messen Tempe- IF 1: Temperatur und E2: Beobachtung und Wahr- … zur Schwerpunktset-
raturen Wärme nehmung zung
 Thermische Energie: • Beschreibung von Phä- Einführung Modellbegriff
 nomenen
Wie funktionieren unter- • Wärme, Temperatur Erste Anleitung zum
schiedliche Thermome- und Temperaturmes- E4: Untersuchung und Ex- selbstständigen Experi-
ter? sung periment mentieren
 Wirkungen von Wärme: • Messen physikalischer
 … zur Vernetzung
 • Wärmeausdehnung Größen
ca. 10 Ustd. Ausdifferenzierung des
 E6: Modell und Realität Teilchenmodells  Elekt-
 • Modelle zur Erklärung ron-Atomrumpf und
 K1: Dokumentation Kern-Hülle-Modell (IF 9,
 • Protokolle nach vorge- IF 10)
 gebenem Schema … zu Synergien
 • Anlegen von Tabellen Beobachtungen, Be-
 • Die gleichm. Erwär- schreibungen, Proto-
 mung einer Wasser- kolle, Arbeits- und Kom-
 menge zeitaufgelöst munikationsformen  Bi-
 protokollieren und mit- ologie (IF 1)
 tels EXCEL in einem Dia-
 gramm darstellen kön-
 nen (→MKR)

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 Inhaltsfelder
 Schwerpunkte der
 Unterrichtsvorhaben Inhaltliche Schwer- Weitere Vereinbarungen
 Kompetenzentwicklung
 punkte

6.4 Leben bei verschie- IF 1: Temperatur und UF1: Wiedergabe und Erläu- … zur Schwerpunktset-
denen Temperaturen Wärme terung zung
 Thermische Energie: • Erläuterung von Phäno-
 Anwendungen, Phäno-
 • Wärme, Temperatur menen mene der Wärme im
Wie beeinflusst die Tem-
 • Fachbegriffe gegenei- Vordergrund, als Ener-
peratur Vorgänge in der Wärmetransport: nander abgrenzen gieform nur am Rande,
Natur? • Wärmemitführung,
 Wärmeleitung, Wär- UF4: Übertragung und Ver- Argumentation mit dem
 mestrahlung, Wär- netzung Teilchenmodell
ca. 10 Ustd.
 medämmung • physikalische Erklärun- Selbstständiges Experi-
 gen in Alltagssituatio- mentieren
 Wirkungen von Wärme: nen
 • Aggregatzustände … zur Vernetzung
 und ihre Verände- E2: Beobachtung und Wahr- Aspekte Energieerhal-
 rung, Wärmeausdeh- nehmung tung und Entwertung 
 nung • Unterscheidung Be- (IF 7)
 schreibung – Deutung
 Ausdifferenzierung des
 E6: Modell und Realität Teilchenmodells  Elekt-
 • Modelle zur Erklärung ron-Atomrumpf und
 und zur Vorhersage Kern-Hülle-Modell (IF 9,
 IF 10)
 K1: Dokumentation
 • Tabellen und Dia- … zu Synergien
 gramme nach Vorgabe Angepasstheit an Jahres-
 zeiten und extreme Le-
 bensräume  Biologie (IF
 1)
 Teilchenmodell  Che-
 mie (IF 1)
6.5 Physik und Musik IF 3: Schall UF4: Übertragung und Ver- … zur Schwerpunktset-
 Schwingungen und netzung zung
 Schallwellen: • Fachbegriffe und All- Nur qualitative Betrach-
Wie lässt sich Musik tagssprache
physikalisch beschrei- • Tonhöhe und Laut- tung der Größen, keine
ben? stärke; Schallausbrei- E2: Beobachtung und Wahr- Formeln
 tung nehmung … zur Vernetzung
 Schallquellen und Schall- • Phänomene wahrneh-  Teilchenmodell (IF1)
ca. 6 Ustd. men und Veränderun-
 empfänger:
 • Sender-Empfänger- gen beschreiben
 modell E5: Auswertung und
 Schlussfolgerung
 • Interpretationen von
 Diagrammen
 E6: Modell und Realität

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 Inhaltsfelder
 Schwerpunkte der
 Unterrichtsvorhaben Inhaltliche Schwer- Weitere Vereinbarungen
 Kompetenzentwicklung
 punkte
 • Funktionsmodell zur
 Veranschaulichung

6.6 Achtung Lärm! IF 3: Schall UF4: Übertragung und Ver- … zur Vernetzung
 Schwingungen und netzung  Teilchenmodell (IF1)
 Schallwellen: • Fachbegriffe und All-
Wie schützt man sich tagssprache
vor Lärm? • Schallausbreitung;
 Absorption, Reflexion B1: Fakten- und Situations-
 Schallquellen und Schall- analyse
ca. 4 Ustd.
 empfänger: • Fakten nennen und ge-
 • Lärm und Lärmschutz genüber Interessen ab-
 grenzen
 B3: Abwägung und Ent-
 scheidung
 • Erhaltung der eigenen
 Gesundheit
6.7 Schall in Natur und IF 3: Schall UF4: Übertragung und Ver-
Technik netzung
 Schwingungen und
 Schallwellen: • Kenntnisse übertragen
Schall ist nicht nur zum • Tonhöhe und Laut- E2: Beobachtung und Wahr-
Hören gut! stärke nehmung
 Schallquellen und Schall- • Phänomene aus Tier-
 empfänger: welt und Technik mit
ca. 2 Ustd. physikalischen Begriffen
 • Ultraschall in Tier-
 welt, Medizin und beschreiben.
 Technik
6.8 Sehen und gesehen IF 4: Licht UF1: Wiedergabe und Er- … zur Schwerpunktset-
werden läuterung zung
 Ausbreitung von Licht:
 • Lichtquellen und • Differenzierte Beschrei- Reflexion nur als Phäno-
 Lichtempfänger bung von Beobachtun- men
Sicher mit dem Fahrrad gen
im Straßenverkehr! • Modell des Licht-
 … zur Vernetzung
 strahls E6: Modell und Realität  Schall (IF 3)
 Sichtbarkeit und die Er- • Idealisierung durch das  Lichtstrahlmodell (IF
ca. 6 Ustd. scheinung von Gegen- Modell Lichtstrahl 5)
 ständen: K1: Dokumentation
 • Streuung, Reflexion • Erstellung präziser
 Zeichnungen

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 Inhaltsfelder
 Schwerpunkte der
 Unterrichtsvorhaben Inhaltliche Schwer- Weitere Vereinbarungen
 Kompetenzentwicklung
 punkte
 • Transmission; Ab-
 sorption
 • Schattenbildung
 6.9 Licht nutzbar ma- IF 4: Licht UF3: Ordnung und Systema- … zur Schwerpunktset-
 chen tisierung zung
 Ausbreitung von Licht:
 • Abbildungen • Bilder der Lochkamera nur einfache Abbildun-
 verändern gen
 Wie entsteht ein Bild in Sichtbarkeit und die Er- • Strahlungsarten verglei-
 einer (Loch-)Kamera? scheinung von Gegen- … zur Vernetzung
 chen
 Unterschiedliche Strah- ständen:  Abbildungen mit opti-
 • Schattenbildung K1: Dokumentation schen Geräten (IF 5)
 lungsarten – nützlich,
 • Erstellung präziser
 aber auch gefährlich!
 Zeichnungen
 B1: Fakten- und Situations-
 ca. 6 Ustd. analyse
 • Gefahren durch Strah-
 lung
 • Sichtbarkeit von Gegen-
 ständen verbessern
 B3: Abwägung und Ent-
 scheidung
 • Auswahl geeigneter
 Schutzmaßnahmen

Bei Zeitmangel können die Unterrichtsvorhaben 6.8 und 6.9 in die Jahrgangsstufe 7 verschoben werden.

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 JAHRGANGSSTUFE 7

 Inhaltsfelder Schwerpunkte der
 Unterrichtsvorhaben Weitere Vereinbarungen
 Inhaltliche Schwerpunkte Kompetenzentwicklung

7.1 Spiegelbilder im Stra- IF 5: Optische Instru- UF1: Wiedergabe und Er- … zur Schwerpunktset-
ßenverkehr mente läuterung zung
 Spiegelungen: • mathematische For- Vornehmlich Sicherheits-
 • Reflexionsgesetz mulierung eines phy- aspekte
Wie entsteht ein Spiegel- sikalischen Zusam-
bild? • Bildentstehung am … zur Vernetzung
 menhanges
 Planspiegel  Ausbreitung von Licht
 E6: Modell und Realität : Lichtquellen und
 Lichtbrechung:
ca. 6 Ustd. • Idealisierung (Licht- Lichtempfänger, Modell
 • Totalreflexion
 strahlmodell) des Lichtstrahls, Abbil-
 • Brechung an Grenz-
 dungen, Reflexion (IF 4)
 flächen
 Bildentstehung am Plan-
 spiegel  → Spiegeltele-
 skope (IF 6)
7.2 Die Welt der Farben IF 5: Optische Instru- UF3: Ordnung und Syste- … zur Schwerpunktset-
 mente matisierung zung:
 Lichtbrechung: • digitale Farbmodelle Erkunden von Farbmo-
Farben! Wie kommt es
dazu? • Brechung an Grenz- E5: Auswertung und dellen am PC
 flächen Schlussfolgerung
 • Parameter bei Refle- … zur Vernetzung:
 Licht und Farben:  Infrarotstrahlung,
ca. 6 Ustd. xion und Brechung
 • Spektralzerlegung sichtbares Licht und Ult-
 • Absorption E6: Modell und Realität raviolettstrahlung, Ab-
 • Farbmischung • digitale Farbmodelle sorption, Lichtenergie (IF
 4)
 Spektren  → Analyse
 von Sternenlicht (IF 6)
 Lichtenergie  → Pho-
 tovoltaik (IF 11)
 … zu Synergien:
 Schalenmodell  Chemie
  (IF 1), Farbensehen →
 Biologie (IF 7)
7.3 Das Auge – ein opti- IF 5: Optische Instru- E4: Untersuchung und Ex- … zur Schwerpunktset-
sches System mente periment zung
 Lichtbrechung: • Bildentstehung bei Bildentstehung, Einsatz
 Sammellinsen digitaler Werkzeuge (z. B.
Wie entsteht auf der • Brechung an Grenz-
 Geometriesoftware)
Netzhaut ein scharfes flächen E5: Auswertung und
Bild? • Bildentstehung bei Schlussfolgerung … zur Vernetzung
 Sammellinsen und • Parametervariation Linsen, Lochblende 
 Auge bei Linsensystemen Strahlenmodell  des
ca. 6 Ustd. Lichts, Abbildungen (IF 4)

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 JAHRGANGSSTUFE 7

 Inhaltsfelder Schwerpunkte der
 Unterrichtsvorhaben Weitere Vereinbarungen
 Inhaltliche Schwerpunkte Kompetenzentwicklung

 … zu Synergien
 Auge  → Biologie (IF 7)
7.4 Mit optischen Instru- IF 5: Optische Instru- UF2: Auswahl und An- … zur Schwerpunktset-
menten Unsichtbares mente wendung zung
sichtbar gemacht
 Lichtbrechung: • Brechung Erstellung von Präsentati-
 • Bildentstehung bei • Bildentstehung onen zu physikalischen
 optischen Instrumen- UF4: Übertragung und Sachverhalten
Wie können wir Zellen
und Planeten sichtbar ten Vernetzung … zur Vernetzung
machen? • Lichtleiter • Einfache optische Teleskope  → Beobach-
 Systeme tung von Himmelskör-
 Medienkonzept: Erstel- • Endoskop und Glasfa- pern  (IF 6)
ca. 20 Ustd. len von Powerpoint-Prä- serkabel … zu Synergien
 sentationen zu optischen K3: Präsentation Mikroskopie von Zellen
 Geräten (Auge, Fernrohr,
 • arbeitsteilige Präsen- → Biologie  (IF 1, IF
 Lupe usw.) in Kleingrup-
 tationen 2, IF 6)
 pen
7.5 Licht und Schatten im IF 6: Sterne und Weltall E1: Problem und Frage- … zur Schwerpunktset-
Sonnensystem Sonnensystem: stellung zung
 • Mondphasen • naturwissenschaftlich Naturwissenschaftliche
 beantwortbare Frage- Fragestellungen, ggf.
 • Mond- und Sonnen-
Wie entstehen Mondpha- stellungen auch aus historischer
 finsternisse
sen, Finsternisse und Jah- Sicht
reszeiten? • Jahreszeiten E2: Beobachtung und
 Wahrnehmung … zur Vernetzung
 • Differenzierte Be-  Schatten  (IF 4)
ca. 5 Ustd. schreibung von Be- … zu Synergien
 obachtungen Schrägstellung der Erd-
 E6: Modell und Realität achse, Beleuchtungszo-
 • Phänomene mithilfe nen, Jahreszeiten ↔ Erd-
 von gegenständlichen kunde  (IF 5)
 Modellen erklären

7.6 Objekte am Himmel IF 6: Sterne und Weltall UF3: Ordnung und Syste- … zur Vernetzung
 Sonnensystem: matisierung  Fernrohr  (IF 5),
 • Planeten • Klassifizierung von Spektralzerlegung des
Was kennzeichnet die Himmelsobjekten Lichts (IF 5)
verschiedenen Himmels- Universum:
 E7: Naturwissenschaftli-
objekte? • Himmelsobjekte
 ches Denken und Arbei-
 Sternentwicklung ten
ca. 6 Ustd. • gesellschaftliche Aus-
 wirkungen
 B2: Bewertungskriterien
 und Handlungsoptionen

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 JAHRGANGSSTUFE 7

 Inhaltsfelder Schwerpunkte der
 Unterrichtsvorhaben Weitere Vereinbarungen
 Inhaltliche Schwerpunkte Kompetenzentwicklung

 • Wissenschaftliche
 und andere Weltvor-
 stellungen verglei-
 chen
 Gesellschaftliche Rele-
 vanz (Raumfahrtprojekte)
7.6 Blitze und Gewitter IF 9: Elektrizität UF1: Wiedergabe und Er- … zur Schwerpunktset-
 Elektrostatik: läuterung zung
 • elektrische Ladungen • Korrekter Gebrauch Anwendung des Elektro-
Warum schlägt der Blitz der Begriffe Ladung, nen-Atomrumpf-Modells
 • elektrische Felder
ein? Spannung und Strom-
 • Spannung … zur Vernetzung
 stärke
 elektrische Stromkreise:  Elektrische Strom-
 • Unterscheidung zwi-
ca. 15 Ustd. • Elektronen-Atom- kreise  (IF 2)
 schen Einheit und
 rumpf-Modell Größen … zu Synergien
 Ladungstransport und E4: Untersuchung und Ex- Kern-Hülle-Modell 
 elektrischer Strom periment Chemie  (IF 5)
 • Umgang mit Ampere-
 und Voltmeter
 E5: Auswertung und
 Schlussfolgerung
 • Schlussfolgerungen
 aus Beobachtungen
 E6: Modell und Realität
 • Elektronen-Atom-
 rumpf-Modell
 • Feldlinienmodell
 Schaltpläne

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 JAHRGANGSSTUFE 9

 Unterrichtsvorha- Inhaltsfelder Schwerpunkte der Weitere Vereinbarun-
 ben Inhaltliche Schwerpunkte Kompetenzentwicklung gen

9.1 100 m in 10 Se- IF7: Bewegung, Kraft und UF1: Wiedergabe und Erläute- … zur Schwerpunktset-
kunden Energie rung zung:
 Bewegungen: • Bewegungen analysieren Einführung von Vektor-
 pfeilen für Größen mit
Wie schnell bin ich? • Geschwindigkeit E4: Untersuchung und Experi-
 Betrag und Richtung,
 • Beschleunigung ment
 Darstellung von realen
 • Aufnehmen von Messwer-
 Messdaten in Diagram-
ca. 6 Ustd. ten
 men
 • Systematische Untersu-
 chung der Beziehung zwi- … zur Vernetzung:
 schen verschiedenen Vari- Vektorielle Größen 
 ablen → Kraft (IF 7)
 E5: Auswertung und Schlussfol- … zu Synergien
 gerung Mathematisierung
 • Erstellen von Diagrammen physikalischer Gesetz-
 • Kurvenverläufe interpretie- mäßigkeiten in Form
 funktionaler Zusam-
 ren menhänge  Mathe-
 matik  (IF Funktio-
 nen)
9.2 Einfache Maschi- IF 7: Bewegung, Kraft und UF3: Ordnung und Systemati- … zur Schwerpunktset-
nen und Werk- Energie sierung zung
zeuge: Kleine Kräfte, Kraft: • Kraft und Gegenkraft Experimentelles Arbei-
lange Wege • Goldene Regel ten, Anforderungen an
 • Bewegungsänderung
 E4: Untersuchung und Experi- Messgeräte
 • Verformung
Wie kann ich mit • Wechselwirkungsprin- ment … zur Vernetzung
kleinen Kräften eine zip • Aufnehmen von Messwer- Vektorielle Größen,
große Wirkung erzie- • Gewichtskraft und ten Kraft  Geschwindig-
len? Masse • Systematische Untersu- keit  (IF 7)
 • Kräfteaddition chung der Beziehung zwi-
 … zu Synergien
 • Reibung schen verschiedenen Vari-
 Bewegungsapparat,
ca. 12 Ustd. ablen
 Goldene Regel der Mecha- Skelett, Muskeln  Bi-
 E5: Auswertung und Schlussfol- ologie  (IF 2), Lineare
 nik:
 gerung und proportionale
 • einfache Maschinen
 • Ableiten von Gesetzmäßig- Funktionen  Mathe-
 keiten (Je-desto-Beziehun- matik  (IF Funktio-
 gen) nen)
 B1: Fakten- und Situationsana-
 lyse
 • Einsatzmöglichkeiten von
 Maschinen
 • Barrierefreiheit

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 JAHRGANGSSTUFE 9

 Unterrichtsvorha- Inhaltsfelder Schwerpunkte der Weitere Vereinbarun-
 ben Inhaltliche Schwerpunkte Kompetenzentwicklung gen

9.3 Energie treibt al- IF 7: Bewegung, Kraft und UF1: Wiedergabe und Erläute- … zur Schwerpunktset-
les an Energie rung zung
 Energieformen: • Energieumwandlungsket- Energieverluste durch
 ten Reibung thematisieren,
Was ist Energie? Wie • Lageenergie Energieerhaltung erst
kann ich schwere • Bewegungsenergie UF3: Ordnung und Systemati-
 hier, Energiebilanzie-
Dinge heben? • Spannenergie sierung
 • Energieerhaltung rung
 Energieumwandlungen:
 • Energieerhaltung … zur Vernetzung
ca. 8 Ustd. Energieumwandlun-
 • Leistung
 gen, Energieerhaltung
   Goldene Regel
 (IF7)
 Energieumwandlun-
 gen, Energieerhaltung
  Energieentwertung
 (IF 1, IF 2)
 … zu Synergien
 Energieumwandlungen
  Biologie  (IF 2)
 Energieumwandlun-
 gen, Energieerhaltung
 → Biologie  (IF 4)
 Energieumwandlun-
 gen, Energieerhaltung,
 Energieentwertung →
 Biologie  (IF 7)
 Energieumwandlun-
 gen, Energieerhaltung
 → Chemie  (alle bis
 auf IF 1 und IF 9)

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9.4 Druck und Auftrieb • IF 8: Druck und Auf- UF1: Wiedergabe und Er- … zur Schwerpunktset-
 trieb läuterung zung
 Druck in Flüssigkeiten • Druck und Kraftwirkun- Anwendung experimen-
Was ist Druck? tell gewonnener Erkennt-
 und Gasen: gen
 • Druck als Kraft pro nisse
 UF2 Auswahl und Anwen-
ca. 10 Ustd. Fläche dung … zur Vernetzung
 • Schweredruck • Auftriebskraft Druck  Teilchenmodell
 • Luftdruck (Atmo-  (IF 1)
 sphäre) E5: Auswertung und Auftrieb  Kräfte (IF 7)
 • Dichte Schlussfolgerung
 … zu Synergien
 • Auftrieb • Schweredruck und
 Dichte  Chemie  (IF 1)
 • Archimedisches Luftdruck bestimmen
 Prinzip E6: Modell und Realität
 Druckmessung: • Druck und Dichte im
 • Druck und Kraftwir- Teilchenmodell
 kungen • Auftrieb im mathema-
 tischen Modell

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 JAHRGANGSSTUFE 10

 Inhaltsfelder Schwerpunkte der
 Unterrichtsvorhaben Weitere Vereinbarungen
 Inhaltliche Schwerpunkte Kompetenzentwicklung

10.1 Sicherer Umgang IF 9: Elektrizität UF4: Übertragung und … zur Schwerpunktset-
mit Elektrizität Vernetzung zung
 elektrische Stromkreise:
 • Anwendung auf All- Analogiemodelle (z.B.
 • elektrischer Wider-
 tagssituationen Wassermodell); Mathe-
Wann ist Strom gefähr- stand
 matisierung physikali-
lich? • Reihen- und Parallel- E4: Untersuchung und Ex-
 periment scher Gesetze; keine
 schaltung
 komplexen Ersatzschal-
 • Sicherungsvorrichtun- • Systematische Unter-
 suchung der Bezie- tungen
ca. 14 Ustd. gen
 hung zwischen ver- … zur Vernetzung
 elektrische Energie und
 schiedenen Variablen  Stromwirkungen  (IF
 Leistung
 E5: Auswertung und 2)
 Schlussfolgerung
 … zu Synergien
 • Mathematisierung Nachweis proportionaler
 (proportionale Zu- Zuordnungen; Umfor-
 sammenhänge, gra- mungen zur Lösung von
 phisch und rechne- Gleichungen  Mathe-
 risch) matik  (Funktionen
 E6: Modell und Realität erste Stufe)
 • Analogiemodelle und
 ihre Grenzen
 B3: Abwägung und Ent-
 scheidung
 Sicherheit im Umgang mit
 Elektrizität
10.2 Gefahren und Nut- IF 10: Ionisierende Strah- UF4: Übertragung und … zur Schwerpunktset-
zen ionisierender Strah- lung und Kernenergie Vernetzung zung
lung Atomaufbau und ionisie- • Biologische Wirkun- Quellenkritische Recher-
 rende Strahlung: gen und medizini- che, Präsentation
 sche Anwendungen
Ist ionisierende Strahlung • Alpha-, Beta-, Gamma … zur Vernetzung
gefährlich oder nützlich? Strahlung, E1: Problem und Frage- Atommodelle  Chemie
 • radioaktiver Zerfall, stellung  (IF 5)
 • Halbwertszeit, • Auswirkungen auf Radioaktiver Zerfall 
ca. 15 Ustd. • Röntgenstrahlung Politik und Gesell- Mathematik Exponential-
 schaft funktion (Funktionen
 Wechselwirkung von
 zweite Stufe) 
 Strahlung mit Materie: E7: Naturwissenschaftli-
 → Biologie  (SII, Muta-
 • Nachweismethoden, ches Denken und Arbei-
 tionen, 14C)
 • Absorption, ten
 • biologische Wirkun- • Nachweisen und
 gen, Modellieren
 • medizinische Anwen- K2: Informationsverarbei-
 dung, tung

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 JAHRGANGSSTUFE 10

 Inhaltsfelder Schwerpunkte der
 Unterrichtsvorhaben Weitere Vereinbarungen
 Inhaltliche Schwerpunkte Kompetenzentwicklung

 • Schutzmaßnahmen • Filterung von wichti-
 gen und nebensäch-
 lichen Aspekten

10.3 Energie aus Atom- IF 10: Ionisierende Strah- K2: Informationsverarbei- … zur Schwerpunktset-
kernen lung und Kernenergie tung zung
 Kernenergie: • Seriosität von Quel- Meinungsbildung, Quel-
 len lenbeurteilung, Entwick-
Ist die Kernenergie be- • Kernspaltung,
 lung der Urteilsfähigkeit
herrschbar? • Kernfusion, K4: Argumentation
 • Kernkraftwerke, • eigenen Standpunkt … zur Vernetzung
 • Endlagerung schlüssig vertreten  Zerfallsgleichung aus
ca. 10 Ustd. 10.1. 
 B1: Fakten- und Situati-
 → Vergleich der unter-
 Kernfusion in Europa: onsanalyse
 schiedlichen Energieanla-
 Länderübergreifende For- • Identifizierung rele-
 gen (IF 11)
 schung am Projekt ITER vanter Informatio-
 nen
 B3: Abwägung und Ent-
 scheidung
 • Meinungsbildung
10.4 Versorgung mit IF 11: Energieversorgung E4: Untersuchung und Ex-
 … zur Schwerpunktset-
elektrischer Energie periment
 zung
 Induktion und Elektro- • Planung von Experi-
Wie erfolgt die Übertra- magnetismus: menten mit mehr als Verantwortlicher Umgang
gung der elektrischen zwei Variablen mit Energie
 • Elektromotor
Energie vom Kraftwerk • Variablenkontrolle
 • Generator … zur Vernetzung
bis zum Haushalt? • Wechselspannung B2: Bewertungskriterien  Lorentzkraft, Energie-
 • Transformator und Handlungsoptionen wandlung  (IF 10)
 Bereitstellung und Nut- • Kaufentscheidungen  mechanische Leistung
ca. 14 Ustd. treffen und Energie (IF 7) ,
 zung von Energie:
 elektrische Leistung und
 • Energieübertragung Energie (IF 9) 
 • Energieentwertung
 • Wirkungsgrad

10.5 Energieversorgung IF 11: Energieversorgung UF4: Übertragung und
 … zur Schwerpunktset-
der Zukunft Vernetzung
 zung
 Bereitstellung und Nut- • Beiträge verschiede-
Wie können regenerative zung von Energie: ner Fachdisziplinen Verantwortlicher Umgang
Energien zur Sicherung zur Lösung von Prob- mit Energie, Nachhaltig-
 • Kraftwerke
der Energieversorgung lemen keitsgedanke
 • Regenerative Ener-
beitragen? gieanlagen … zur Vernetzung

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 JAHRGANGSSTUFE 10

 Inhaltsfelder Schwerpunkte der
 Unterrichtsvorhaben Weitere Vereinbarungen
 Inhaltliche Schwerpunkte Kompetenzentwicklung

 • Energieübertragung K2: Informationsverarbei- → Kernkraftwerk, Ener-
 ca. 5 Ustd. • Energieentwertung tung giewandlung (IF 10) 
 • Wirkungsgrad • Quellenanalyse
 … zu Synergien
 • Nachhaltigkeit B3: Abwägung und Ent- Energie aus chemischen
 scheidung Reaktionen  Chemie 
 Europäischer Energiever- • Filterung von Daten (IF 3, 10); Energiediskus-
 nach Relevanz sion  Erdkunde  (IF 5),
 bund
 B4: Stellungnahme und Wirtschaft-Politik  (IF 3,
 Reflexion 10)
 • Stellung beziehen

Freiräume (fakultativ) werden im Anschluss an die Evaluation nach dem ersten regulären Durchlauf ausgewiesen.

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2.1.2 Curricula Sekundarstufe II
I) Einführungsphase (fakultative Inhalte sind kursiv gedruckt)

 Bereich Fachaspekt Kompetenz Gegenstand Bemerkungen
 1 Lineare Bewegung UF 1 + 2 Fahrbahn - VIANA oder Galileo
 - gleichförmige Bewegung E1+2+4+5+6+7+9 - Messungen im
 - gleichmäßig beschleu- K1+2 Straßenverkehr
 nigte Bew. (freier Fall; waa- B1 - Physik und Sport
 gerechte und senkrechte - Unterrichtsgang
 Wurfbewegung) zum Simulator
 2 Newtonsche Gesetze UF2+1 - Reibungsversuche
 E3+8+13 - Freier Fall mit Luft-
 K4 reibung
 => Kräftegleichge-
 wicht
 3 Impuls UF1+3 Wasserrakete und Bau einer Wasserra-
 E5+7 Fahrbahn kete
 K2+3
 B2
 4 Energie UF1 Pendel Selbstbestimmtes
 E5+6+7+8 Planen und Durchf.
 K2 der Pendelversuche
 5 Kräfte bei der Kreisbewe- UF1+5 Zentralkraftmaschine Freizeitpark -> Fahr-
 gung E6+7+9 geschäfte als Kon-
 K2 text (Ketten-karus-
 B1 sell, Rotor)
 6 Gravitation UF4+5 Drehwaage Filme der ESA
 Energie und Arbeit im Gra- E12+13 Unterrichtsgang
 vitationsfeld K4 zum Planetarium
 B2
 7 Schwingungen (Resonanz) UF1+6+7 - Schattenprojektion Film „Brückenein-
 Eigenschwingung E5 der Kreisbewegung sturz“
 K1+3 - Fadenpendel
 8 Wellen UF1+6 Wellenwanne S-Übung: Ultra-
 Träger für Wellen E11 schallsender + Emp-
 K2 fänger
 Interferenz in der
 Aula

Stundenverteilung:
 Bereich 1 2 3 4 5 6 7 8 Summe
 Stun- 24 10 8 12 10 10 8 8 90
 den

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II) Lehrplan Physik Q1 – Grundkurs
 Unterrichtsvorhaben der Qualifikationsphase (Q1) – GRUNDKURS
 Kontext und Leitfrage Inhaltsfelder, Inhaltliche Schwer- Kompetenzschwerpunkte
 punkte

 1) Erforschung des Photons Quantenobjekte E2 Wahrnehmung und Messung

 Wie kann das Verhalten von Licht • Photon (Wellenaspekt) E5 Auswertung
 beschrieben und erklärt werden?
 K3 Präsentation
 Zeitbedarf: 14 Ustd.

 2) Erforschung des Elektrons Quantenobjekte UF1 Wiedergabe

 Wie können physikalische Eigen- • Elektron (Teilchenaspekt) UF3 Systematisierung
 schaften wie die Ladung und die
 E5 Auswertung
 Masse eines Elektrons gemessen
 werden? E6 Modelle
 Zeitbedarf: 15 Ustd.

 3) Photonen und Elektronen als Quantenobjekte E6 Modelle
 Quantenobjekte
 • Elektron und Photon (Teil- E7 Arbeits- und Denkweisen
 Kann das Verhalten von Elektronen chenaspekt, Wellenaspekt)
 • Quantenobjekte und ihre Eigen- K4 Argumentation
 und Photonen durch ein gemeinsa-
 mes Modell beschrieben werden? schaften B4 Möglichkeiten und Grenzen
 Zeitbedarf: 5 Ustd.

 4) Energieversorgung und Trans- Elektrodynamik UF2 Auswahl
 port mit Generatoren und UF4 Vernetzung
 Transformatoren • Spannung und elektrische Ener- E2 Wahrnehmung und Messung
 gie E5 Auswertung
 Wie kann elektrische Energie ge- • Induktion E6 Modelle
 wonnen, verteilt und bereitgestellt • Spannungswandlung K3 Präsentation
 werden? B1 Kriterien
 Zeitbedarf: 18 Ustd.

 5) Wirbelströme im Alltag Elektrodynamik UF4 Vernetzung

 Wie kann man Wirbelströme tech- • Induktion E5 Auswertung
 nisch nutzen?
 B1 Kriterien
 Zeitbedarf: 4 Ustd.

 Summe Qualifikationsphase (Q1) – GRUNDKURS: 56 Stunden

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Erforschung des Photons – Konkretisierung des Unterrichtsvorhabens

Inhalt Kompetenzen Experiment / Me- Kommentar/didaktische
 dium Hinweise
(Ustd. à 45 min) Die SuS…
Beugung und In- - veranschaulichen mithilfe der Wellenwanne Ausgangspunkt: Modellbil-
terferenz Lichtwel- Wellenwanne qualitativ unter Ver- dung mit Hilfe der Wellen-
lenlänge, Lichtfre- wendung von Fach-begriffen auf wanne
quenz, Kreiswel- der Grundlage des Huygens’schen
len, ebene Wellen, Prinzips Kreiswellen und ebene
Brechung Wellen, sowie die Phänomene
 Beugung, Interferenz, Reflexion
 und Brechung (K3),

 - bestimmen Wellenlängen und
 Frequenzen von Licht mit Doppel- quantitative Experi- Bestimmung der Wellenlän-
 spalt und Gitter (E5) auch als mente mit Laserlicht gen von Licht mit Doppel-
 Schülerversuch (E2) am Doppelspalt, Git- spalt und Gitter
 ter und Einzelspalt
 - erkennen Beugung und Interfe- Beugung und Interferenz am
(14 Ustd.) renz am Einzelspalt Einzelspalt optional
Quantelung der -demonstrieren anhand eines Expe- Hallwachsversuch Roter Faden: Von Hallwachs
Energie von Licht, riments zum Photoeffekt den Quan- bis Elektronenbeugung
Austrittsarbeit tencharakter von Licht und bestim- Vakuumphotozelle
 men den Zusammenhang von Bestimmung des
(7 Ustd.) Energie, Wellenlänge und Fre- Planck’schen Wir-
 quenz von Photonen sowie die kungsquantums und der Aus-
 Austrittsarbeit der Elektronen (E5, trittsarbeit
 E2),
 Hinweis: Formel für die
 max. kinetische Energie der
 Photoelektronen wird zu-
 nächst vorgegeben.

 Der Zusammenhang zwi-
 schen Spannung, Ladung
 und Überfüh-rungsarbeit
 wird ebenfalls vorgegeben
 und nur plausibel gemacht
 (keine Herleitung)
21 Ustd. Summe

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Erforschung des Elektrons – Konkretisierung des Unterrichtsvorhabens
Inhalt Kompetenzen Experiment / Medium Kommentar

(Ustd. à 45 Die SuS …
min)
Elementar- -erläutern anhand einer vereinfach- Ladungstennis mit Begriff des elektrischen
ladung ten Version des Millikanversuchs die Plattenkondensator Feldes in Analogie zum
 grund-legenden Ideen und Ergeb- Magnetfeld besprechen,
(5 Ustd.) nisse zur Bestimmung der Elemen- Millikanversuch Definition der Feldstärke
 tarladung (UF1, E5), Schwebefeldmethode über die Kraft auf einen
 (keine Stokes´sche Rei- Probekörper, in diesem
 - untersuchen, ergänzend zum Real- bung) Fall die Ladung
 experiment, Computersi-mulationen
 zum Verhalten von Quantenobjekten Auch als Simulation Homogenes E-Feld im
 (E6). möglich Plattenk., Zusammenhang
 zwischen Feldstärke im
 Plattenkondensator, Span-
 nung und Platten-abstand
 vorgeben und durch Aus-
 einanderziehen der gela-
 denen Platten demonstrie-
 ren
Elektro- -beschreiben Eigenschaften und e/m-Bestimmung mit Einführung der 3-Finger-
nenmasse Wirkungen homogener elektrischer dem Fadenstrahlrohr Regel und Angabe der
 und magnetischer Felder und erläu- und Helmholtzspulen- Gleichung für die Lorent-
(7 Ustd.) tern deren Definitionsgleichungen. paar zkraft:
 (UF2, UF1),
 auch Ablenkung des Einführung des Begriffs
 -bestimmen die Geschwindig-keits- Strahls mit Permanent- des magnetischen Feldes
 änderung eines Ladungs-trägers magneten (Lorentz- und des Zusammenhangs
 nach Durchlaufen einer elektrischen kraft) zwischen magnetischer
 Spannung (UF2) -modellieren Vor- Kraft, Leiterlänge und
 gänge im Fadenstrahlrohr (Energie evtl. Stromwaage bei Stromstärke.
 der Elektronen, Lorentzkraft) mathe- hinreichend zur Verfü-
 matisch, variieren Parameter und lei- gung stehender Zeit) Vertiefung des Zusam-
 ten dafür deduktiv Schlussfolgerun- menhangs zwischen
 gen her, die sich experimentell über- Messung der Stärke von Spannung, Ladung und
 prüfen lassen, und ermitteln die Magnetfeldern mit der Überführungsarbeit am
 Elektronenmasse (E6, E3, E5), Hallsonde Beispiel Elektronenka-
 none.
Streuung -erläutern die Aussage der de Brog- Experiment zur Elekt- Veranschaulichung der
von Elekt- lie-Hypothese, wenden diese zur Er- ronenbeugung an po- Bragg-Bedingung analog
ronen an klärung des Beugungsbildes beim lykristallinem Graphit zur Gitterbeugung
Festkör- Elekt-ronenbeugungsexperiment an
pern, de und bestimmen die Wellen-länge der
Broglie- Elektronen (UF1, UF2, E4).

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 Schulinterner Lehrplan Physik

Wellen-
länge

(3 Ustd.)
15 Ustd. Summe

Photon und Elektron als Quantenobjekte – Konkretisierung des Unterrichtsvorhabens
Inhalt Kompetenzen Experiment / Me- Kommentar
 dium
(Ustd. à 45 min) Die SuS…
Licht und Mate- -erläutern am Beispiel der Quan- Computersimulation Reflexion der Bedeutung
rie tenobjekte Elektron und Photon der Experimente für die
 die Bedeutung von Modellen als Doppelspalt Entwicklung der Quan-
 grundlegende Erkenntniswerk- tenphysik
 zeuge in der Physik (E6, E7), Photoeffekt

 -verdeutlichen die Wahrschein-
 lichkeitsinterpreta-tion für Quan-
 tenobjekte unter Verwendung
 geeigneter Darstellungen (Gra-
 phiken, Simulationsprogramme)
 (K3).

 (5 Ustd.) -zeigen an Beispielen die Gren-
 zen und Gültigkeitsbereiche von
 Wellen- und Teilchenmodellen
 für Licht und Elektronen auf
 (B4, K4),

 beschreiben und diskutieren die
 Kontroverse um die Kopen-ha-
 gener Deutung und den Welle-
 Teilchen-Dualismus (B4, K4).
5 Ustd. Summe

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Energieversorgung und Transport mit generatoren und Transformatoren- Konkretisierung des Unterrichtsvorhabens
Inhalt Kompetenzen Experiment / Me- Kommentar
 dium
(Ustd. à 45 min) Die SuS…
Wandlung von -erläutern am Beispiel der Lei- bewegter Leiter im Definition der Spannung
mechanischer in terschaukel das Auftreten einer (homogenen) Magnet- und Erläuterung anhand
elektrische Ener- Induktions-spannung durch die feld - von Beispielen für Ener-
gie:Elektro-mag- Wirkung der Lorentzkraft auf „Leiterschaukel-ver- gieumwandlungsprozesse
netische Induk- bewegte Ladungsträger (UF1, such“ bei Ladungstransporten,
tion E6), Anwendungsbeispiele.
 Messung von Span-
Induktions-span- -definieren die Spannung als nungen mit diversen Das Entstehen einer In-
nung Verhältnis von Energie und La- Spannungs-messgerä- duktionsspannung bei be-
 dung und bestimmen damit ten, z.B. Oszilloskop wegtem Leiter im Mag-
 (5 Ustd.) Energien bei elektrischen Lei- (nicht nur an der Lei- netfeld wird mit Hilfe der
 tungsvorgängen (UF2), terschaukel) Lorentzkraft erklärt, eine
 Beziehung zwischen In-
 -bestimmen die relative Orien- Gedankenexperimente duktions-spannung, Lei-
 tierung von Bewegungsrich- zur Überführungs-ar- terge-schwindigkeit und
 tung eines Ladungsträgers, beit, die an einer La- Stärke des Magnetfeldes
 Magnetfeldrichtung und resul- dung verrichtet wird. wird (deduktiv) hergelei-
 tierender Kraftwirkung mithilfe tet. Die an der Leiter-
 einer Drei-Finger-Regel (UF2, Deduktive Herleitung schaukel registrierten In-
 E6), der Beziehung zwi- duktions-spannungen
 schen U, v und B. werden mit Hilfe der her-
 -werten Messdaten, die mit ei- geleiteten Beziehung auf
 nem Oszilloskop bzw. mit ei- das Zeit-Geschwindig-
 nem Messwerterfassungs-sys- keit-Gesetz des bewegten
 tem gewonnen wurden, im Hin- Leiters zurückgeführt.
 blick auf Zeiten, Frequenzen
 und Spannungen aus (E2, E5).
Technisch prakti- -recherchieren bei vorgegebe- Internetquellen, Lehr- Hier bietet es sich an, ar-
kable Generato- nen Fragestellungen historische bücher, Firmeninfor- beitsteilige Präsenta-tio-
ren: Vorstellungen und Experimen- mationen, Filme und nen auch unter Einbezug
 te zu Induktionserscheinungen Applets zum Genera- von Realexperimenten
Erzeugung sinus- (K2), torprinzip anfertigen zu lassen.
förmiger Wech-
selspannungen -erläutern adressatenbezogen Experimente mit dre- Der Zusammenhang zwi-
 Zielsetzungen, Aufbauten und henden Leiter-schlei- schen induzierter Span-
(4 Ustd.) Ergebnisse von Experimenten fen in homogen-en nung und zeitlicher Ver-
 im Bereich der Elektrodynamik Magnetfeldern, Wech- änderung der senkrecht
 jeweils sprachlich angemessen selstromgeneratoren vom Magnet-feld durch-
 und verständlich (K3), -- erläu- setzten Fläche wird „de-
 tern das Entstehen sinusförmi- ruhende Induktions- duktiv“ erschlossen.
 ger Wechsel-spannungen in spule in wechsel
 Generatoren (E2, E6), strom oder sägezahn

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Inhalt Kompetenzen Experiment / Me- Kommentar
 dium
(Ustd. à 45 min) Die SuS…
 -erläutern das Entstehen sinus- durchflossener Feld-
 förmiger Wechsel-spannungen spule - mit Messwer-
 in Generatoren (E2, E6), terfassungs-system
 zur zeitauf-gelösten
 -werten Messdaten, die mit ei- Registrierung der In-
 nem Oszilloskop bzw. mit ei- duktions-spannung
 nem Messwerterfassung-system und des zeitlichen Ver-
 gewonnen wurden, im Hinblick laufs der Stärke des
 auf Zeiten, Frequen-zen und magne-tischen Feldes
 Spannungen aus (E2, E5).

 -führen Induktionserscheinun-
 gen an einer Leiterschleife auf
 die beiden grundlegenden Ur-
 sachen „zeitlich verände-rli-
 ches Magnetfeld“ bzw. „zeit-
 lich veränderliche Fläche“ zu-
 rück (UF3, UF4),
Nutzbar-ma- -erläutern Zielsetzungen, Auf- diverse „Netzteile“ Der Transformator wird
chung elektri- bauten und Ergebnisse von Ex- von Elektro-Kleingerä- eingeführt und die Über-
scher Energie perimenten im Bereich der ten (mit klassischem setzungsverhältnisse der
durch „Trans- Elektrodynamik sprachlich an- Transformator) Spannungen experimen-
forma-tion“ gemessen und verständlich tell ermittelt. Dies kann
 (K3), Internetquellen, Lehr- auch durch einen Schüler-
Transformator bücher, Firmeninfor- vortrag erfolgen (experi-
 -ermitteln die Übersetzungs- mationen Demo-Auf- mentell und medial ge-
(5 Ustd.) verhältnisse von Spannung und bautrans-formator stützt).Der Zusammen-
 Stromstärke beim Transfor-ma- mit geeigneten Mess- hang zwischen induzierter
 tor (UF1, UF2). geräten Spannung und zeitlicher
 Veränderung der Stärke
 -geben Parameter von Trans- des magnetischen Feldes
 formatoren zur gezielten Ver- wird experimentell im
 änderung einer elektrischen Lehrer-versuch erschlos-
 Wechselspannung an (E4), sen. Die registrierten
 Mess-diagramme werden
 von den SuS eigenständig
 ausgewertet.
Energieerhaltung -verwenden ein physikalisches Modellexperiment Hier bietet sich ein ar-
 Modellexperiment zu Freilei- (z.B. mit Hilfe von beitsteiliges Gruppen-
Ohm´sche „Ver- tungen, um techno-logische Aufbautransforma- puzzle an, in dem Mo-
luste“ Prinzipien der Bereit-stellung toren) zur Energie- dellexperimente einbezo-
 übertragung und zur gen werden.
(4 Ustd.) Bestimmung der
 „Ohm’schen Verluste“

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Inhalt Kompetenzen Experiment / Me- Kommentar
 dium
(Ustd. à 45 min) Die SuS…
 und Weiterleitung von elektri- bei der Übertragung
 scher Energie zu demon-strie- elektrischer Energie
 ren und zu erklären (K3), bei unterschiedlich ho-
 hen Spannungen
 -bewerten die Notwendigkeit
 eines geeigneten Transfor-mie-
 rens der Wechselspannung für
 die effektive Übertragung
 elektrischer Energie über große
 Entfernungen (B1),

 -zeigen den Einfluss und die
 Anwendung physikalischer
 Grundlagen in Lebenswelt und
 Technik am Beispiel der Be-
 reitstellung und Weiterleitung
 elektrischer Energie auf (UF4),

 -beurteilen Vor- und Nachteile
 verschiedener Möglichkeiten
 zur Übertragung elektrischer
 Energie über große Entfernun-
 gen (B2, B1, B4).
18 Ustd. Summe

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Wirbelströme im Alltag – Konkretisierung des Unterrichtsvorhabens
Inhalt Kompetenzen Experiment / Me- Kommentar
 dium
(Ustd. à Die SuS…
45 min)
Lenz´sche -erläutern anhand des Thomson´schen Freihandexperiment: Ausgehend von kogniti-
Regel Ringversuchs die Lenz´sche Regel Untersuchung der Re- ven Konflikten bei den
 (E5, UF4), lativbewegung eines Ringversuchen wird die
(4 Ustd.) aufgehängten Metall- Lenz´sche Regel erarbei-
 -bewerten bei technischen Prozessen rings und eines starken tet
 das Auftreten erwünschter bzw. nicht Stabmagneten
 erwünschter Wirbelströme (B1), Erarbeitung von Anwen-
 Thomson’scher Ring- dungsbeispielen zur
 versuch Lenz’schen Regel (z.B.
 Wirbelstrombremse bei
 diverse technische und Fahrzeugen oder an der
 spielerische Anwen- Kreissäge)
 dungen, z.B. Dämp-
 fungselement an einer
 Präzisionswaage, Wir-
 belstrombremse, „fal-
 lender Magnet“ im
 Kupfer-Rohr.
4 Ustd. Summe

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II) Lehrplan Physik Q2 - Grundkurs

Inhaltsfeld: Elektrodynamik – Strahlung und Materie

Kontext: Erforschung des Mikro- und Makrokosmos
Leitfrage: Wie gewinnt man Informationen zum Aufbau der Materie?
Inhaltliche Schwerpunkte: Energiequantelung der Atomhülle, Spektrum der elektromagnetischen Strah-
lung
Kompetenzschwerpunkte: Schülerinnen und Schüler können
(UF1) physikalische Phänomene und Zusammenhänge unter Verwendung von Theorien, übergeordneten
Prinzipien / Gesetzen und Basiskonzepten beschreiben und erläutern,
(E5) Daten qualitativ und quantitativ im Hinblick auf Zusammenhänge, Regeln oder mathematisch zu for-
mulierende Gesetzmäßigkeiten analysieren und Ergebnisse verallgemeinern,
(E2) kriteriengeleitet beobachten und messen sowie auch komplexe Apparaturen für Beobachtungen und
Messungen erläutern und sachgerecht verwenden,

Inhalt Kompetenzen Experiment / Medium Kommentar
(Ustd. à 45 min) Die Schülerinnen und Schüler…

Kern-Hülle-Mo- erläutern, vergleichen und beur- Literaturrecherche, Ausgewählte Beispiele für
dell teilen Modelle zur Struktur von Schulbuch Atommodelle
 Atomen und Materiebausteinen
(2 Ustd.)
 (E6, UF3, B4),

Energieniveaus erklären die Energie absorbierter Erzeugung von Linien- Deutung der Linienspek-
der Atomhülle und emittierter Photonen mit den spektren mit Hilfe von tren
 unterschiedlichen Energieni- Gasentladungslampen
(2 Ustd.)
 veaus in der Atomhülle (UF1,
 E6),

Quantenhafte erläutern die Bedeutung Franck-Hertz-Versuch Es kann das Bohr’sche
Emission und von Flammenfärbung und Li- Atommodell angesprochen
Absorption von nienspektren bzw. Spektralana- werden (ohne Rechnun-
Photonen lyse, die Ergebnisse des Franck- gen)
 Hertz-Versuches sowie die cha-
(3 Ustd.)
 rakteristischen Röntgenspek-
 tren für die Entwicklung von
 Modellen der diskreten Energie-
 zustände von Elektronen in der
 Atomhülle (E2, E5, E6, E7),

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Inhalt Kompetenzen Experiment / Medium Kommentar
(Ustd. à 45 min) Die Schülerinnen und Schüler…

Röntgenstrahlung erläutern die Bedeutung Aufnahme vonRönt- Im Zuge der „Elemente
 von Flammenfärbung und Li- genspektren (kann mit der Quantenphysik“ kann
(3 Ustd.)
 nienspektren bzw. Spektralana- interaktiven Bildschirm- die Röntgenstrahlung be-
 lyse, die Ergebnisse des Franck- experimenten (IBE) reits als Umkehrung des
 Hertz-Versuches sowie die cha- oder Lehrbuch gesche- Photoeffekts bearbeitet
 rakteristischen Röntgenspek- hen, falls keine werden
 tren für die Entwicklung von Schulröntgeneinrich-
 Mögliche Ergänzungen:
 Modellen der diskreten Energie- tung vorhanden ist)
 Bremsspektrum mit h-Be-
 zustände von Elektronen in der
 stimmung / Bragg-Refle-
 Atomhülle (E2, E5, E6, E7),
 xion

Sternspektren interpretieren Spektraltafeln des Flammenfärbung u. a. Durchstrahlung einer
und Fraunhoferli- Sonnenspektrums im Hinblick Na-Flamme mit Na- und
 Darstellung des Son-
nien auf die in der Sonnen- und Hg-Licht (Schattenbil-
 nenspektrums mit sei-
 Erdatmosphäre vorhandenen dung)
(3 Ustd.) nen Fraunhofer-linien
 Stoffe (K3, K1),
 Spektralanalyse
 erklären Sternspektren und
 Fraunhoferlinien (UF1, E5, K2),
 stellen dar, wie mit spektrosko-
 pischen Methoden Informatio-
 nen über die Entstehung und den
 Aufbau des Weltalls gewonnen
 werden können (E2, K1),

13 Ustd. Summe

Inhaltsfeld: Elektrodynamik – Mensch und Strahlung

Leitfrage: Wie wirkt Strahlung auf den Menschen?
Inhaltliche Schwerpunkte: Kernumwandlungen, Ionisierende Strahlung, Spektrum der elektromagneti-
schen Strahlung
Kompetenzschwerpunkte: Schülerinnen und Schüler können
(UF1) physikalische Phänomene und Zusammenhänge unter Verwendung von Theorien, übergeordneten
Prinzipien / Gesetzen und Basiskonzepten beschreiben und erläutern,
(B3) an Beispielen von Konfliktsituationen mit physikalisch-technischen Hintergründen kontroverse
Ziele und Interessen sowie die Folgen wissenschaftlicher Forschung aufzeigen und bewerten,