Federpendel
Ein Körper schwingt an einer Feder auf und ab. Diagramme zeigen Ort, Geschwindigkeit und Energie während der Schwingung.
Physik – Jahrgangsstufe 12/13
Qualifikationsphase (G9: Jahrgangsstufen 12 und 13). Der Kernlehrplan nennt Inhaltsfelder für den Grundkurs (GK) und eigene für den Leistungskurs (LK), aber keine Verteilung auf Halbjahre; die Lernbereiche stehen deshalb bei 12 und 13 gleich. Die Codes sind von uns vergeben. Kernlehrplan Sekundarstufe II von 2026 (aufsteigend in Kraft ab 1. August 2027 mit der Einführungsphase).
Lernbereich GK-1Klassische Wellen und geladene Teilchen in Feldern (Grundkurs)
Federpendel, harmonische Schwingungen und Wellen mit Huygens, Interferenz und stehenden Wellen; elektrische und magnetische Felder und die Bahn von Elektronen im Fadenstrahlrohr.
GK-1.1Klassische Wellen
Federpendel, harmonische Schwingungen und Wellen, Huygens’sches Prinzip, Reflexion, Brechung, Beugung, Superposition, stehende Wellen, Polarisation sowie Doppelspalt und Gitter mit Licht.
Transversal- und Longitudinalwellen
Eine Welle läuft durch eine Kette von Teilchen. Jedes Teilchen schwingt nur auf der Stelle, quer oder längs zur Laufrichtung.
Interferenz zweier Kreiswellen
Zwei Kreiswellen überlagern sich und verstärken sich an manchen Stellen, an anderen löschen sie sich aus.
Stehende Wellen
Eine Welle wird am Ende zurückgeworfen, und es entsteht ein festes Muster aus Knoten und Bäuchen, wie auf einer Gitarrensaite.
Doppelspalt und Gitter
Laserlicht fällt durch einen Doppelspalt oder ein Gitter. Auf dem Schirm entsteht ein Muster aus hellen und dunklen Streifen.
GK-1.2Teilchen in Feldern
Elektrische und magnetische Felder, Feldstärke, Spannung und Flussdichte, Feldlinienbilder, Millikan-Versuch und Bahnformen geladener Teilchen in homogenen Feldern.
Feldlinien von Punktladungen
Zwei Ladungen, und das Feld ordnet sich neu. Eine Probeladung misst, wo die Kraft am größten ist.
Lorentzkraft und Fadenstrahlrohr
Elektronen fliegen in einem Magnetfeld auf einer leuchtenden Kreisbahn. Aus dem Radius bestimmst du eine Eigenschaft des Elektrons.
Lernbereich GK-2Quantenobjekte (Grundkurs)
Licht hat Teilchen-, Elektronen haben Welleneigenschaften: Photoeffekt, De-Broglie-Wellenlänge, Interferenz von Elektronen und die Deutung von Quantenobjekten.
GK-2.1Teilchenaspekte von Photonen
Energiequantelung von Licht und Photoeffekt.
Photoeffekt
Rotes Licht kann noch so hell sein, es löst kein einziges Elektron. Kurzwelliges Licht schafft es sofort. Für Wellen ist das rätselhaft, für Photonen nicht.
GK-2.2Wellenaspekt von Elektronen
De-Broglie-Wellenlänge und Interferenz von Elektronen.
Elektronenbeugung
Elektronen treffen auf eine dünne Graphitschicht und bilden Ringe auf dem Schirm, wie es nur Wellen tun.
GK-2.3Photon und Elektron als Quantenobjekte
Wellen- und Teilchenmodell, Wahrscheinlichkeitsdeutung, „Welcher-Weg“-Information und Kopenhagener Deutung.
Hierfür ist keine eigene Simulation geplant.
Lernbereich GK-3Elektrodynamik und Energieübertragung (Grundkurs)
Induktionsgesetz, Generator und Transformator, Fernübertragung von Energie, Kondensator laden und entladen sowie die elektromagnetische Schwingung.
GK-3.1Elektrodynamik
Magnetischer Fluss, elektromagnetische Induktion und Induktionsgesetz, Wechselspannung, Auf- und Entladung des Kondensators.
Elektromagnetische Induktion
Magnet rein, Zeiger schlägt aus. Magnet raus, Zeiger schlägt andersherum aus. Nach demselben Prinzip arbeitet jeder Generator.
Lade- und Entladekurve des Kondensators
Ein Kondensator lädt sich über einen Widerstand auf und entlädt sich wieder. Die Diagramme zeigen, wie Spannung und Strom sich mit der Zeit ändern.
GK-3.2Energieübertragung
Generator und Transformator, Freileitungen und die elektromagnetische Schwingung.
Elektromagnetische Induktion
Magnet rein, Zeiger schlägt aus. Magnet raus, Zeiger schlägt andersherum aus. Nach demselben Prinzip arbeitet jeder Generator.
Lernbereich GK-4Strahlung und Materie (Grundkurs)
Elektromagnetisches Spektrum und ionisierende Strahlung, Linienspektren und Energieniveaus der Atomhülle sowie Kernumwandlungen, Zerfallsgesetz, Kernspaltung und Kernfusion.
GK-4.1Strahlung
Spektrum elektromagnetischer Strahlung, ionisierende Strahlung, Geiger-Müller-Zählrohr und biologische Wirkungen.
Hierfür ist keine eigene Simulation geplant.
GK-4.2Atomphysik
Linienspektren, Energieniveauschema, Franck-Hertz-Versuch, Kern-Hülle-Modell und Röntgenstrahlung.
Atommodelle und Linienspektren
Jedes Element leuchtet in seinen eigenen Farben. Springt ein Elektron eine Stufe tiefer, entsteht genau eine Linie im Spektrum.
GK-4.3Kernphysik
Nukleonen, Zerfallsprozesse und Kernumwandlungen, Zerfallsgesetz und Halbwertszeit, Kernspaltung und -fusion.
Radioaktiver Zerfall und Halbwertszeit
Viele Atomkerne zerfallen zufällig, und ein Zählrohr knackt. Trotzdem ist nach jeder Halbwertszeit ungefähr die Hälfte übrig.
Lernbereich LK-1Ladungen, Felder und Induktion (Leistungskurs)
Elektrische und magnetische Felder mit Coulomb’schem Gesetz, Potential und Kondensator, Bahnen geladener Teilchen in Feldern sowie Induktion und Selbstinduktion.
LK-1.1Elektrische Ladungen und Felder
Ladungen, Feldstärke, Coulomb’sches Gesetz, Potential und Spannung, Kondensator und Kapazität mit Lade- und Entladekurven; magnetische Flussdichte.
Feldlinien von Punktladungen
Zwei Ladungen, und das Feld ordnet sich neu. Eine Probeladung misst, wo die Kraft am größten ist.
Lade- und Entladekurve des Kondensators
Ein Kondensator lädt sich über einen Widerstand auf und entlädt sich wieder. Die Diagramme zeigen, wie Spannung und Strom sich mit der Zeit ändern.
LK-1.2Bewegungen in Feldern
Geladene Teilchen in elektrischen Längs- und Querfeldern, Lorentzkraft und gekreuzte Felder.
Lorentzkraft und Fadenstrahlrohr
Elektronen fliegen in einem Magnetfeld auf einer leuchtenden Kreisbahn. Aus dem Radius bestimmst du eine Eigenschaft des Elektrons.
LK-1.3Elektromagnetische Induktion
Magnetischer Fluss, Induktionsgesetz, Lenz’sche Regel, Selbstinduktion und Induktivität.
Elektromagnetische Induktion
Magnet rein, Zeiger schlägt aus. Magnet raus, Zeiger schlägt andersherum aus. Nach demselben Prinzip arbeitet jeder Generator.
Lernbereich LK-2Schwingende Systeme und Wellen (Leistungskurs)
Mechanische und elektromagnetische Schwingungen mit Differentialgleichungen, Dämpfung und Resonanz, Wellenphänomene, Interferenz an Spalt und Gitter, Michelson-Interferometer und Hertz’scher Dipol.
LK-2.1Schwingungen und Wellen
Harmonische Schwingungen und ihre Kenngrößen, Wellengleichung, Huygens’sches Prinzip, Reflexion, Brechung, Beugung, Polarisation, Superposition und Michelson-Interferometer.
Transversal- und Longitudinalwellen
Eine Welle läuft durch eine Kette von Teilchen. Jedes Teilchen schwingt nur auf der Stelle, quer oder längs zur Laufrichtung.
Interferenz zweier Kreiswellen
Zwei Kreiswellen überlagern sich und verstärken sich an manchen Stellen, an anderen löschen sie sich aus.
Stehende Wellen
Eine Welle wird am Ende zurückgeworfen, und es entsteht ein festes Muster aus Knoten und Bäuchen, wie auf einer Gitarrensaite.
Doppelspalt und Gitter
Laserlicht fällt durch einen Doppelspalt oder ein Gitter. Auf dem Schirm entsteht ein Muster aus hellen und dunklen Streifen.
LK-2.2Schwingende Systeme
Federpendel, Fadenpendel, gedämpfte und erzwungene Schwingungen und Resonanz, Schwingkreis und Hertz’scher Dipol.
Federpendel
Ein Körper schwingt an einer Feder auf und ab. Diagramme zeigen Ort, Geschwindigkeit und Energie während der Schwingung.
Fadenpendel
Lenke ein Pendel aus, lass es los und miss, wie lange eine Schwingung dauert. Wovon hängt das ab? Auch mit großen Winkeln und Dämpfung.
Erzwungene Schwingung und Resonanz
Ein Motor treibt ein schwingendes Rad an. Trifft der Motor genau den richtigen Takt, schwingt das Rad besonders stark: Resonanz.
Lernbereich LK-3Quantenphysik (Leistungskurs)
Photoeffekt und Planck’sches Wirkungsquantum, Bremsstrahlung, Bragg-Reflexion und Elektronenbeugung, Wellenfunktion, Delayed-Choice-Experiment und Unbestimmtheitsrelation.
LK-3.1Teilchenaspekte von Photonen
Energiequantelung von Licht, Photoeffekt und Bremsstrahlung.
Photoeffekt
Rotes Licht kann noch so hell sein, es löst kein einziges Elektron. Kurzwelliges Licht schafft es sofort. Für Wellen ist das rätselhaft, für Photonen nicht.
LK-3.2Photonen und Elektronen als Quantenobjekte
Doppelspaltexperiment, Bragg-Reflexion, Elektronenbeugung, Wahrscheinlichkeitsdeutung, Delayed-Choice-Experiment und Kopenhagener Deutung.
Elektronenbeugung
Elektronen treffen auf eine dünne Graphitschicht und bilden Ringe auf dem Schirm, wie es nur Wellen tun.
Lernbereich LK-4Atom- und Kernphysik (Leistungskurs)
Atommodelle bis zum Potentialtopf, Energieniveaus und Röntgenstrahlung, Arten und Nachweis ionisierender Strahlung, Zerfallsgesetz und Altersbestimmung sowie Kernspaltung und Kernfusion.
LK-4.1Atomaufbau
Atommodelle, eindimensionaler Potentialtopf, Energieniveauschema, Linienspektren, Franck-Hertz-Versuch und Röntgenstrahlung.
Atommodelle und Linienspektren
Jedes Element leuchtet in seinen eigenen Farben. Springt ein Elektron eine Stufe tiefer, entsteht genau eine Linie im Spektrum.
LK-4.2Ionisierende Strahlung
Strahlungsarten, ihr Nachweis, ihre Eigenschaften und ihre Absorption.
Hierfür ist keine eigene Simulation geplant.
LK-4.3Radioaktiver Zerfall
Kernaufbau, Zerfallsreihen, Zerfallsgesetz, Halbwertszeit und Altersbestimmung mit C-14.
Radioaktiver Zerfall und Halbwertszeit
Viele Atomkerne zerfallen zufällig, und ein Zählrohr knackt. Trotzdem ist nach jeder Halbwertszeit ungefähr die Hälfte übrig.
LK-4.4Kernspaltung und -fusion
Bindungsenergien, Massendefekt und Kettenreaktion.
Hierfür ist keine eigene Simulation geplant.
Die Kurzbeschreibungen fassen den Lehrplan in eigenen Worten zusammen. Verbindlich ist der Originaltext. Originaltext: Kernlehrplan, Gymnasium, Physik, Jahrgangsstufe 12/13