7. WAHRNEHMUNG UND MESSUNG

Die Schülerinnen und Schüler können den Zusammenhang und den Unterschied zwischen der Wahrnehmung beziehungsweise Sinneswahrnehmung und ihrer physikalischen Beschreibung bei folgenden Themenstellungen reflektieren:

Inhalte

• Wahrnehmung: Lautstärke, Tonhöhe, Hören – Messung: Amplitude, Frequenz
• Wahrnehmung: Schwere – Messung: Schwerkraft, Gravitationsfeldstärke
• Wahrnehmung: Helligkeit und Schatten, Farben, Sehen – physikalische Beschreibung: Streuung, Reflexion, Brechung, Beugung, Interferenz – Messung: Intensität, Frequenz
• Wahrnehmung: warm, kalt, Wärmeempfindung – Messung: Temperatur

8. GRUNDLEGENDE PHYSIKALISCHE GRÖSSEN

Neben dynamischen Betrachtungsweisen kennen die Schülerinnen und Schüler vor allem die Erhaltungssätze und können sie vorteilhaft zur Lösung physikalischer Fragestellungen einsetzen. Die Schülerinnen und Schüler kennen technische Möglichkeiten zum „Energiesparen“ und zur Reduzierung von „Entropieerzeugung“. Die Schülerinnen und Schüler können mit weiteren grundlegenden physikalischen Größen umgehen:

Inhalte

• Zeit, Masse, Massendichte, Temperatur, Druck
• Energie (Energieerhaltung)
• elektrische Stromstärke, elektrisches Potenzial, elektrische Spannung, elektrische Ladung (Ladungserhaltung)
• Kraft, Geschwindigkeit, Impuls (Impulserhaltung), Beschleunigung
• Entropie (Entropieerzeugung)
• qualitativ: Zentripetalkraft, Drehimpuls (Drehimpulserhaltung)
• elektrische Feldstärke, Kapazität
• magnetische Flussdichte, Induktivität
• Frequenz, Periodendauer, Amplitude, Wellenlänge, Ausbreitungsgeschwindigkeit

9. STRUKTUREN UND ANALOGIEN

Die Schülerinnen und Schüler können das magnetische und elektrische Feld als physikalisches System beschreiben und die Grundlagen der Maxwelltheorie verstehen, in der die Elektrodynamik auf vier Aussagen zurückgeführt wird; ihre Vorstellungen und Ausdrucksweisen über Schwingungen und Wellen in eine angemessene Fachsprache überführen. Grundkenntnisse werden bei folgenden Themen erwartet:

Inhalte

• Schall und Licht
• Strom, Antrieb (Ursache) und Widerstand
• Feld (qualitativ)
 - Gravitationsfeld
 - elektromagnetisches Feld (elektrisches und magnetisches Feld, Induktion)
• Schwingung (qualitativ)
 - harmonische mechanische und elektromagnetische Schwingung
• Welle (qualitativ)
 - mechanische und elektromagnetische Welle
• Energiespeicher und Energietransport auch in Feldern

10. NATURERSCHEINUNGEN UND TECHNISCHE ANWENDUNGEN

Die Schülerinnen und Schüler können weitere Erscheinungen in der Natur und wichtige Geräte funktional beschreiben.

Inhalte

• Erde: atmosphärische Erscheinungen, Treibhauseffekt, Erdmagnetfeld
• Mensch: physikalische Abläufe im menschlichen Körper, medizinische Geräte, Sicherheitsaspekte
• Alltagsgeräte (zum Beispiel Elektromotor)
• Energieversorgung: Kraftwerke und ihre Komponenten (zum Beispiel Generator) – auch regenerative Energieversorgung (zum Beispiel Solarzelle, Brennstoffzelle)
• Informationstechnologie und Elektronik – auch Schaltungen mit elektronischen Bauteilen

11. STRUKTUR DER MATERIE

Die Schülerinnen und Schüler können Teilchenmodelle an geeigneten Stellen anwenden und kennen deren jeweilige Grenzen; die Struktur der Materie auf der Basis einer quantenphysikalischen Modellvorstellung beschreiben.

Inhalte

• Atomhülle
• Energie-Quantisierung, Folgerungen aus der Schrödingergleichung
• Atomkern

• Aspekte der Elementarteilchenphysik – Überblick: Leptonen, Hadronen, Quarks

12. TECHNISCHE ENTWICKLUNGEN UND IHRE FOLGEN

Die Schülerinnen und Schüler können bei weiteren technischen Entwicklungen Chancen und Risiken abwägen; Möglichkeiten reflektieren, durch die negative Folgen für Mensch und Umwelt minimiert werden.

Inhalte

• natürlicher und anthropogener Treibhauseffekt
• Kernspaltung, Radioaktivität
• Chancen und Risiken weiterer technischer Anwendungen

13. MODELLVORSTELLUNGEN UND WELTBILDER

Die Schülerinnen und Schüler können Grenzen der klassischen Physik benennen; die grundlegenden Gedanken der Quanten- und Atomphysik, Untersuchungsmethoden und erkenntnistheoretische Aspekte formulieren.

Inhalte

• geschichtliche Entwicklung von Modellen und Weltbildern (zum Beispiel Sonnensystem, Universum, Folgerungen aus der speziellen Relativitätstheorie, Kausalität, deterministisches Chaos)
• Quantenphysik
• Merkmale und Verhalten von Quantenobjekten: Interferenzfähigkeit (Superposition der Möglichkeiten), stochastisches Verhalten, Verhalten beim Messprozess, Komplementarität, Nichtlokalität