Transversal- und Longitudinalwellen
Eine Welle läuft durch eine Kette von Teilchen. Jedes Teilchen schwingt nur auf der Stelle, quer oder längs zur Laufrichtung.
PhysikLehrplan Rheinland-Pfalz · Gymnasium
Physik – Jahrgangsstufe 7–10
Klassenstufen 7 bis 10 (Mittelstufe): Der Rahmenlehrplan verteilt die zwölf Themenfelder in fester Reihenfolge auf drei Lernjahre, nennt aber keine Klassenstufen. Die Lernbereiche stehen deshalb bei 7, 8, 9 und 10 gleich und werden als eine Stufe gezeigt (Annahme, Entwurf, bitte am Lehrplan prüfen). Die Themenfelder sind im Lehrplan nummeriert.
Lernbereich 1Akustische Phänomene
Schall im Basiskonzept Wechselwirkung: schwingende Körper als Schallquellen, Amplitude und Frequenz, Sender-Träger-Empfänger-Modell, Schallgeschwindigkeit und Lärmschutz; Echo und Resonanz als Vertiefung.
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 2Optische Phänomene an Grenzflächen
Licht im Basiskonzept Wechselwirkung: Reflexion, Brechung und Absorption, Schatten im Strahlenmodell, Strahlenverläufe auch bei Linsen; Totalreflexion als Vertiefung.
Licht und Schatten
Eine Lampe wirft einen scharfen Schatten, zwei Lampen einen Halbschatten. Genauso entstehen Sonnen- und Mondfinsternis.
Reflexion am ebenen Spiegel
Laser auf den Spiegel, Winkel messen: Einfallswinkel gleich Ausfallswinkel, jedes Mal. Und warum steht die Kerze im Spiegel genauso weit hinten?
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.
Linsen und Bildentstehung
Verschiebe eine Kerze vor einer Linse und konstruiere das Bild mit drei besonderen Strahlen. Auf dem Schirm wird es scharf.
Lernbereich 3Thermische Ausdehnung in Experiment und Modell
Temperatur im Basiskonzept Materie: Volumen- und Längenänderung bei Erwärmung im Experiment, Deutung mit dem Teilchenmodell und seine Grenzen; Gase und absoluter Nullpunkt als Vertiefung.
Teilchenmodell und Temperatur
Eis schmilzt, Wasser siedet, und die Temperatur bleibt dabei stehen. Die Teilchen zeigen, wohin die Energie in der Zwischenzeit geht.
Gasgesetze
Kolben halb hineindrücken, und der Druck verdoppelt sich. Erwärmen, und das Gas schiebt den Kolben hinaus. Druck, Volumen und Temperatur hängen fest zusammen.
Lernbereich 4Dynamische Phänomene
Bewegungsänderungen im Basiskonzept Wechselwirkung: Geschwindigkeit mit Betrag und Richtung, Trägheit, Kraft als Maß der Wechselwirkung, Kraftpfeilpaare und Kräftegleichgewicht; Impuls als Vertiefung.
Gleichförmige und beschleunigte Bewegung (t-s- und t-v-Diagramme)
Ein Auto fährt gleichmäßig oder wird schneller. Dabei entstehen live die Diagramme für Weg, Geschwindigkeit und Beschleunigung.
Hookesches Gesetz
Hänge Gewichte an eine Feder und miss, wie weit sie sich dehnt. Doppelte Kraft heißt doppelte Dehnung.
Kräfte addieren und zerlegen
Zwei Kräfte ziehen an einem Punkt. Mit dem Kräfteparallelogramm findest du die Gesamtkraft oder zerlegst eine Kraft in zwei.
Elastische und unelastische Stöße
Zwei Gleiter stoßen auf einer Luftkissenbahn zusammen. Vorher und nachher wird verglichen, was erhalten bleibt.
Lernbereich 5Atombau und ionisierende Strahlung
Radioaktivität im Basiskonzept Materie: Kern-Hülle-Modell, elektrische Ladung, radioaktiver Zerfall und Halbwertszeit, Kernspaltung, Nutzen, Gefahren und Strahlenschutz.
Radioaktiver Zerfall und Halbwertszeit
Viele Atomkerne zerfallen zufällig, und ein Zählrohr knackt. Trotzdem ist nach jeder Halbwertszeit ungefähr die Hälfte übrig.
Lernbereich 6Spannung und Induktion
Elektrizität im Basiskonzept Energie: geschlossener Stromkreis, Spannung als Antrieb, Leistung und Energie (ΔE = P · Δt), Maschenregel und Generator mit Induktion.
Einfacher Stromkreis
Baue einen Stromkreis aus Batterie, Schalter und Lampe, als Aufbau und als Schaltplan. Ist der Kreis geschlossen, leuchtet die Lampe.
Reihen- und Parallelschaltung
Schalte Lampen hintereinander oder nebeneinander und miss Strom und Spannung an verschiedenen Stellen.
Elektromagnetische Induktion
Magnet rein, Zeiger schlägt aus. Magnet raus, Zeiger schlägt andersherum aus. Nach demselben Prinzip arbeitet jeder Generator.
Lernbereich 7Kosmos und Forschung
Physik als sich weiter entwickelnde Wissenschaft: Methode der Erkenntnisgewinnung, Recherche und Präsentation zu Themen moderner Physik wie Sternen, Raumfahrt oder Exoplaneten.
Hierfür ist keine eigene Simulation geplant.
Lernbereich 8Wärmetransporte und ihre Beeinflussung
Thermische Energieströme im Basiskonzept System: Temperaturdifferenz als Antrieb, thermischer Widerstand, Kühlung und Wärmedämmung, Wärmepumpe und Wärmekraftmaschine.
Hierfür ist keine eigene Simulation geplant.
Lernbereich 9Gesetzmäßigkeiten im elektrischen Stromkreis
Elektrizität im Basiskonzept System: Spannung, Stromstärke und Widerstand messen und berechnen, Knotenregel, U-I-Kennlinien, Leistung und Sicherheit im Umgang mit Strom.
Einfacher Stromkreis
Baue einen Stromkreis aus Batterie, Schalter und Lampe, als Aufbau und als Schaltplan. Ist der Kreis geschlossen, leuchtet die Lampe.
Reihen- und Parallelschaltung
Schalte Lampen hintereinander oder nebeneinander und miss Strom und Spannung an verschiedenen Stellen.
Ohmsches Gesetz
Spannung hoch, Strom hoch, immer im selben Verhältnis. Messpunkt für Messpunkt entsteht die Kennlinie, beim Lämpchen aber nicht ganz gerade.
Lernbereich 10Energiebilanzen und Wirkungsgrade
Maschinen im Basiskonzept Energie: Energieerhaltung, Energieflussdiagramme, ΔE = P · Δt = F · Δs, Wirkungsgrad und einfache Maschinen wie lose Rolle und Flaschenzug.
Energieerhaltung (Achterbahn)
Ein Wagen fährt Achterbahn: Energie-Säulen zeigen, wie sich Lageenergie und Bewegungsenergie ineinander umwandeln.
Hebelgesetz
Wie hebt ein Kind einen Erwachsenen auf der Wippe? Mit dem längeren Arm. Schubkarre und Flaschenöffner nutzen denselben Trick.
Schiefe Ebene
Ein Klotz liegt auf einer schrägen Ebene. Ab welchem Winkel rutscht er? Die Gewichtskraft wird dazu in zwei Teile zerlegt.
Lernbereich 11Sensoren im Alltag
Physikalische Grundprinzipien alltäglicher Technik: wie Sensoren und Signalwandler mit bekannten Wechselwirkungen Messgrößen in elektrische Signale umwandeln, etwa Mikrofon, CCD oder NTC.
Hierfür ist keine eigene Simulation geplant.
Lernbereich 12Praxis und Forschung
Selbstständig und fragengeleitet experimentieren: Hypothesen aufstellen, Experimente planen, durchführen und auswerten, mit Inhalten aus früheren oder neuen Themenfeldern.
Hierfür ist keine eigene Simulation geplant.
Die Kurzbeschreibungen fassen den Lehrplan in eigenen Worten zusammen. Verbindlich ist der Originaltext. Originaltext: Rahmenlehrplan und Lehrplan, Gymnasium, Physik, Jahrgangsstufe 7–10