Brechung und Totalreflexion
Ein Lichtstrahl knickt beim Übergang in Glas oder Wasser ab. Bei flachem Winkel kann er nicht mehr hinaus: Totalreflexion, wie in der Glasfaser.
PhysikLehrplan Hessen · Gymnasium
Physik – Jahrgangsstufe 9/10
Stufe 2: zusätzliche Schwerpunkte bis zum Ende der Jahrgangsstufe 9/10; die Inhalte von Stufe 1 (Jahrgangsstufe 6–8) werden vorausgesetzt. Die Lernbereiche stehen bei 9 und 10 gleich. Beide Jahrgänge werden deshalb als eine Stufe gezeigt. Die Nummern (Inhaltsfeld.Schwerpunkt) sind von uns vergeben.
Lernbereich 1Haus der Naturwissenschaften
Physik im Verbund mit Chemie und Biologie einordnen, historische und aktuelle Erkenntniswege kennen und Messgenauigkeit beurteilen.
1.1Besonderheiten und Gemeinsamkeiten der Physik, Chemie und Biologie
Arbeitsweisen der drei Naturwissenschaften vergleichen.
Hierfür ist keine eigene Simulation geplant.
1.2Historische und aktuelle Erkenntniswege der Physik
An Beispielen zeigen, wie physikalisches Wissen entsteht; Messfehler einschätzen.
Hierfür ist keine eigene Simulation geplant.
Lernbereich 2Erweiterung der Sinne
Ausbreitung von Licht und Schall vergleichen, optische Phänomene erklären und optische Abbildungen (z. B. mit Linsen) erzeugen; Schallgeschwindigkeit bestimmen.
2.1Schall, Licht und ihre Ausbreitung
Ausbreitung von Licht und Schall vergleichen, auch die Schallgeschwindigkeit.
Hierfür ist keine eigene Simulation geplant.
2.2Optische Phänomene
Phänomene wie Spiegelbilder, Brechung und Totalreflexion physikalisch erklären.
2.3Optische Abbildungen
Bilder mit Linsen und optischen Instrumenten erzeugen und zeichnerisch konstruieren.
Linsen und Bildentstehung
Verschiebe eine Kerze vor einer Linse und konstruiere das Bild mit drei besonderen Strahlen. Auf dem Schirm wird es scharf.
Lernbereich 3Energie in Umwelt und Technik
Energie wird quantifiziert: Energieformen und Umwandlungsketten, Energieerhaltung und Wirkungsgrade.
3.1Energie als quantifizierbare Größe
Energien berechnen und in Joule angeben.
Energieerhaltung (Achterbahn)
Ein Wagen fährt Achterbahn: Energie-Säulen zeigen, wie sich Lageenergie und Bewegungsenergie ineinander umwandeln.
3.2Energieformen und ihre Umwandlung
Umwandlungsketten aufstellen und Wirkungsgrade bestimmen.
Energieerhaltung (Achterbahn)
Ein Wagen fährt Achterbahn: Energie-Säulen zeigen, wie sich Lageenergie und Bewegungsenergie ineinander umwandeln.
3.3Prinzip der Energieerhaltung und dessen Anwendung
Energieerhaltung nutzen, um Vorgänge vorherzusagen.
Energieerhaltung (Achterbahn)
Ein Wagen fährt Achterbahn: Energie-Säulen zeigen, wie sich Lageenergie und Bewegungsenergie ineinander umwandeln.
Lernbereich 4Elektrizität im Alltag
Stromstärke, Spannung und Widerstand quantitativ; komplexere Schaltungen als Systeme; elektrostatische Erscheinungen durch Ladungen erklären.
4.1Einfluss von Widerständen auf die Stärke des elektrischen Stroms
Zusammenhang von Spannung, Stromstärke und Widerstand untersuchen.
Ohmsches Gesetz
Spannung hoch, Strom hoch, immer im selben Verhältnis. Messpunkt für Messpunkt entsteht die Kennlinie, beim Lämpchen aber nicht ganz gerade.
4.2Stromkreise als Systeme
Reihen- und Parallelschaltungen als Ganzes betrachten; Strom als Ladung pro Zeit, Spannung als Energie pro Ladung.
Reihen- und Parallelschaltung
Schalte Lampen hintereinander oder nebeneinander und miss Strom und Spannung an verschiedenen Stellen.
4.3Elektrostatische Phänomene
Aufladung, Anziehung und Abstoßung mit Ladungen erklären.
Hierfür ist keine eigene Simulation geplant.
Lernbereich 5Wettererscheinungen und Klima
Wärmeübertragung, Druck als Zustandsgröße und Druck- bzw. Temperaturunterschiede als Antrieb von Wetter und Klima; Einfluss des Menschen auf das Klima.
5.1Übertragung thermischer Energie
Wärmeleitung, Wärmeströmung und Wärmestrahlung untersuchen.
Hierfür ist keine eigene Simulation geplant.
5.2Druck als physikalische Zustandsgröße
Druck in Abhängigkeit von anderen Größen darstellen.
Gasgesetze
Kolben halb hineindrücken, und der Druck verdoppelt sich. Erwärmen, und das Gas schiebt den Kolben hinaus. Druck, Volumen und Temperatur hängen fest zusammen.
5.3Druck- und Temperaturunterschiede
Wettererscheinungen als Ausgleich von Unterschieden erklären.
Hierfür ist keine eigene Simulation geplant.
Lernbereich 6Fortbewegung und Mobilität
Kräfte als Wechselwirkung, Trägheit, Wirkungen von Kräften (Bewegungsänderung, Verformung) und Leistung von Mensch und Technik.
6.1Wechselwirkung von Körpern
Kräfte treten immer paarweise zwischen zwei Körpern auf.
Hierfür ist keine eigene Simulation geplant.
6.2Trägheit eines Körpers
Trägheit als Beharrungsvermögen; Bedeutung für die Verkehrssicherheit.
Hierfür ist keine eigene Simulation geplant.
6.3Wirkungen von Kräften
Kräfte ändern Bewegungen und verformen Körper; Kräfte darstellen und messen.
Kräfte addieren und zerlegen
Zwei Kräfte ziehen an einem Punkt. Mit dem Kräfteparallelogramm findest du die Gesamtkraft oder zerlegst eine Kraft in zwei.
Hookesches Gesetz
Hänge Gewichte an eine Feder und miss, wie weit sie sich dehnt. Doppelte Kraft heißt doppelte Dehnung.
6.4Menschliche und technische Leistungen und deren Vergleich
Eigene körperliche Leistung bestimmen und mit Maschinen vergleichen.
Hierfür ist keine eigene Simulation geplant.
Lernbereich 7Technik im Dienst des Menschen
Kraftwandler wie Hebel und Rollen, Auftrieb in Flüssigkeiten und Gasen sowie die magnetische Wirkung des Stroms und elektromagnetische Energiewandler.
7.1Kraft wandelnde Systeme
Gesetzmäßigkeiten an Hebel, Rolle und schiefer Ebene untersuchen; Gleichgewicht.
Schiefe Ebene
Ein Klotz liegt auf einer schrägen Ebene. Ab welchem Winkel rutscht er? Die Gewichtskraft wird dazu in zwei Teile zerlegt.
Hebelgesetz
Wie hebt ein Kind einen Erwachsenen auf der Wippe? Mit dem längeren Arm. Schubkarre und Flaschenöffner nutzen denselben Trick.
7.2Phänomen Auftrieb
Schwimmen, Schweben und Sinken experimentell untersuchen und erklären.
Hierfür ist keine eigene Simulation geplant.
7.3Magnetische Wirkung des elektrischen Stroms
Elektromagnete und elektromagnetische Energiewandler wie Motoren verstehen.
Hierfür ist keine eigene Simulation geplant.
Lernbereich 8Zukunftssichere Energieversorgung
Erzeugung elektrischer Energie in Kraftwerken, Speicherung und Transport (Transformation der Spannung) sowie Versorgungsnetze.
8.1Umwandlung verschiedener Energieformen in elektrische Energie
Generatoren und andere Wandler erklären.
Elektromagnetische Induktion
Magnet rein, Zeiger schlägt aus. Magnet raus, Zeiger schlägt andersherum aus. Nach demselben Prinzip arbeitet jeder Generator.
8.2Großenergieanlagen
Kraftwerkstypen vergleichen.
Hierfür ist keine eigene Simulation geplant.
8.3Speicherung und Transport von Energie
Speicher und Hochspannungsübertragung mit Transformatoren untersuchen.
Hierfür ist keine eigene Simulation geplant.
8.4Energieversorgungsnetze
Zentrale und dezentrale Versorgung bewerten.
Hierfür ist keine eigene Simulation geplant.
Lernbereich 9Physik in der Verantwortung
Radioaktiver Zerfall und ionisierende Strahlung: Wirkung, Gefahren, Schutz sowie Chancen und Risiken von Technologien.
9.1Radioaktive Zerfallsprozesse
Zerfall mit Atommodellen beschreiben und Zerfallsdaten auswerten.
Radioaktiver Zerfall und Halbwertszeit
Viele Atomkerne zerfallen zufällig, und ein Zählrohr knackt. Trotzdem ist nach jeder Halbwertszeit ungefähr die Hälfte übrig.
9.2Auswirkungen verschiedener Strahlungsarten
Alpha-, Beta- und Gammastrahlung, Gefährdungen und Schutzmaßnahmen.
Hierfür ist keine eigene Simulation geplant.
9.3Konsequenzen der Nutzung physikalischer Forschungsergebnisse
Chancen und Risiken technologischer Entwicklungen abwägen.
Hierfür ist keine eigene Simulation geplant.
Die Kurzbeschreibungen fassen den Lehrplan in eigenen Worten zusammen. Verbindlich ist der Originaltext. Originaltext: Kerncurriculum, Gymnasium, Physik, Jahrgangsstufe 9/10