Physik – Jahrgangsstufe 12

Lernbereich GK-1Mechanische und elektromagnetische Schwingungen und Wellen (Grundkurs)

Harmonische Schwingungen am Federpendel, Schwingkreis, Wellen mit Reflexion, Brechung, Beugung und Interferenz, stehende Wellen und Licht als Welle am Doppelspalt und Gitter.

Federpendel

Ein Körper schwingt an einer Feder auf und ab. Diagramme zeigen Ort, Geschwindigkeit und Energie während der Schwingung.

Klasse 10–12Baden-Württemberg: Jgst. 12/13Bayern: Jgst. 11, 12Berlin: Jgst. 9/10, 11Brandenburg: Jgst. 9/10, 11Bremen: Jgst. 11/12Hamburg: Jgst. 10, 11/12Hessen: Jgst. 12Niedersachsen: Jgst. 12/13Nordrhein-Westfalen: Jgst. 12/13Rheinland-Pfalz: Jgst. 12/13Saarland: Jgst. 12Sachsen: Jgst. 10, 12Sachsen-Anhalt: Jgst. 11/12Schleswig-Holstein: Jgst. 11, 12/13

Transversal- und Longitudinalwellen

Eine Welle läuft durch eine Kette von Teilchen. Jedes Teilchen schwingt nur auf der Stelle, quer oder längs zur Laufrichtung.

Klasse 10–12Baden-Württemberg: Jgst. 12/13Bayern: Jgst. 11Berlin: Jgst. 9/10, 12Brandenburg: Jgst. 9/10, 12Bremen: Jgst. 11/12Hamburg: Jgst. 11/12Hessen: Jgst. 12Niedersachsen: Jgst. 12/13Nordrhein-Westfalen: Jgst. 12/13Rheinland-Pfalz: Jgst. 7–10, 12/13Saarland: Jgst. 12Sachsen: Jgst. 10, 12Sachsen-Anhalt: Jgst. 11/12Schleswig-Holstein: Jgst. 11, 12/13

Interferenz zweier Kreiswellen

Zwei Kreiswellen überlagern sich und verstärken sich an manchen Stellen, an anderen löschen sie sich aus.

Klasse 10–13Baden-Württemberg: Jgst. 12/13Bayern: Jgst. 11, 12Berlin: Jgst. 9/10, 12Brandenburg: Jgst. 9/10, 12Bremen: Jgst. 11/12Hamburg: Jgst. 11/12Hessen: Jgst. 12Niedersachsen: Jgst. 12/13Nordrhein-Westfalen: Jgst. 12/13Rheinland-Pfalz: Jgst. 12/13Saarland: Jgst. 12, 13Sachsen: Jgst. 10, 12Sachsen-Anhalt: Jgst. 11/12Schleswig-Holstein: Jgst. 11, 12/13

Stehende Wellen

Eine Welle wird am Ende zurückgeworfen, und es entsteht ein festes Muster aus Knoten und Bäuchen, wie auf einer Gitarrensaite.

Klasse 11–13Baden-Württemberg: Jgst. 12/13Bayern: Jgst. 11, 12Berlin: Jgst. 12Brandenburg: Jgst. 12Bremen: Jgst. 11/12Hamburg: Jgst. 11/12Hessen: Jgst. 12Niedersachsen: Jgst. 12/13Nordrhein-Westfalen: Jgst. 12/13Rheinland-Pfalz: Jgst. 12/13Saarland: Jgst. 12Sachsen: Jgst. 12Sachsen-Anhalt: Jgst. 11/12Schleswig-Holstein: Jgst. 11, 12/13

Doppelspalt und Gitter

Laserlicht fällt durch einen Doppelspalt oder ein Gitter. Auf dem Schirm entsteht ein Muster aus hellen und dunklen Streifen.

Klasse 10–13Baden-Württemberg: Jgst. 12/13Bayern: Jgst. 11, 12, 13Berlin: Jgst. 12Brandenburg: Jgst. 12Bremen: Jgst. 11/12Hamburg: Jgst. 11/12Hessen: Jgst. 13Niedersachsen: Jgst. 12/13Nordrhein-Westfalen: Jgst. 12/13Rheinland-Pfalz: Jgst. 12/13Saarland: Jgst. 13Sachsen: Jgst. 10, 12Sachsen-Anhalt: Jgst. 11/12Schleswig-Holstein: Jgst. 11, 12/13

Lernbereich GK-2Praktikum Optik und Schwingungen (Grundkurs)

Experimentelle Aufgaben zu Schwingungen und Optik und Analyse von Messunsicherheiten.

Hierfür ist keine eigene Simulation geplant.

Lernbereich GK-3Quantenobjekte (Grundkurs)

Photoeffekt und Photonenmodell, De-Broglie-Wellenlänge und Beugung von Elektronen sowie stochastische Deutung und Komplementarität.

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.

Klasse 12–13Baden-Württemberg: Jgst. 12/13Bayern: Jgst. 13Berlin: Jgst. 12Brandenburg: Jgst. 12Bremen: Jgst. 11/12Hamburg: Jgst. 11/12Hessen: Jgst. 13Niedersachsen: Jgst. 12/13Nordrhein-Westfalen: Jgst. 12/13Rheinland-Pfalz: Jgst. 12/13Saarland: Jgst. 13Sachsen: Jgst. 12Sachsen-Anhalt: Jgst. 11/12Schleswig-Holstein: Jgst. 12/13

Elektronenbeugung

Elektronen treffen auf eine dünne Graphitschicht und bilden Ringe auf dem Schirm, wie es nur Wellen tun.

Klasse 12–13 · UniBaden-Württemberg: Jgst. 12/13Bayern: Jgst. 13Berlin: Jgst. 12Brandenburg: Jgst. 12Bremen: Jgst. 11/12Hamburg: Jgst. 11/12Hessen: Jgst. 13Niedersachsen: Jgst. 12/13Nordrhein-Westfalen: Jgst. 12/13Rheinland-Pfalz: Jgst. 12/13Saarland: Jgst. 13Sachsen: Jgst. 12Sachsen-Anhalt: Jgst. 11/12Schleswig-Holstein: Jgst. 12/13

Lernbereich GK-4Atomvorstellungen (Grundkurs)

Bohr’sches Modell, Energieniveaus und diskrete Spektren, Orbitale und Laser.

Atommodelle und Linienspektren

Jedes Element leuchtet in seinen eigenen Farben. Springt ein Elektron eine Stufe tiefer, entsteht genau eine Linie im Spektrum.

Klasse 12–13Baden-Württemberg: Jgst. 12/13Bayern: Jgst. 13Berlin: Jgst. 12Brandenburg: Jgst. 12Bremen: Jgst. 11/12Hamburg: Jgst. 11/12Hessen: Jgst. 13Niedersachsen: Jgst. 12/13Nordrhein-Westfalen: Jgst. 12/13Rheinland-Pfalz: Jgst. 12/13Saarland: Jgst. 13Sachsen: Jgst. 12Sachsen-Anhalt: Jgst. 11/12Schleswig-Holstein: Jgst. 12/13

Lernbereich GK-W1Anwendungen der Physik (Wahlbereich Grundkurs)

Doppler-Effekt beim Schall, Ultraschall in der Medizin und Röntgenstrahlung.

Doppler-Effekt

Ein Krankenwagen fährt vorbei, und der Ton wird tiefer. Die Wellenfronten zeigen warum. Auf Wunsch zum Anhören.

Klasse 10–12Baden-Württemberg: Jgst. 12/13Bremen: Jgst. 11/12Rheinland-Pfalz: Jgst. 12/13Sachsen: Jgst. 12Schleswig-Holstein: Jgst. 11, 12/13

Lernbereich GK-W2Radioaktivität (Wahlbereich Grundkurs)

Strahlungsarten, Nuklidkarte, Zerfallsgesetz, Halbwertszeit und Aktivität.

Radioaktiver Zerfall und Halbwertszeit

Viele Atomkerne zerfallen zufällig, und ein Zählrohr knackt. Trotzdem ist nach jeder Halbwertszeit ungefähr die Hälfte übrig.

Klasse 8–13Baden-Württemberg: Jgst. 9/10Bayern: Jgst. 10, 13Berlin: Jgst. 9/10Brandenburg: Jgst. 9/10Bremen: Jgst. 7–9Hamburg: Jgst. 8, 9Hessen: Jgst. 9/10, 13Niedersachsen: Jgst. 9/10, 11, 12/13Nordrhein-Westfalen: Jgst. 7–10, 12/13Rheinland-Pfalz: Jgst. 7–10, 12/13Saarland: Jgst. 10, 11Sachsen: Jgst. 9, 12Sachsen-Anhalt: Jgst. 10Schleswig-Holstein: Jgst. 7–10, 12/13

Lernbereich LK-1Mechanische und elektromagnetische Schwingungen (Leistungskurs)

Feder- und Fadenpendel mit linearem Kraftgesetz, gedämpfte Schwingungen, Resonanz und Schwingkreis im Vergleich.

Federpendel

Ein Körper schwingt an einer Feder auf und ab. Diagramme zeigen Ort, Geschwindigkeit und Energie während der Schwingung.

Klasse 10–12Baden-Württemberg: Jgst. 12/13Bayern: Jgst. 11, 12Berlin: Jgst. 9/10, 11Brandenburg: Jgst. 9/10, 11Bremen: Jgst. 11/12Hamburg: Jgst. 10, 11/12Hessen: Jgst. 12Niedersachsen: Jgst. 12/13Nordrhein-Westfalen: Jgst. 12/13Rheinland-Pfalz: Jgst. 12/13Saarland: Jgst. 12Sachsen: Jgst. 10, 12Sachsen-Anhalt: Jgst. 11/12Schleswig-Holstein: Jgst. 11, 12/13

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.

Klasse 10–12Baden-Württemberg: Jgst. 12/13Bayern: Jgst. 11Berlin: Jgst. 9/10, 11Brandenburg: Jgst. 9/10, 11Bremen: Jgst. 11/12Hamburg: Jgst. 10, 11/12Hessen: Jgst. 12Niedersachsen: Jgst. 12/13Nordrhein-Westfalen: Jgst. 12/13Rheinland-Pfalz: Jgst. 12/13Saarland: Jgst. 12Sachsen: Jgst. 10, 12Sachsen-Anhalt: Jgst. 11/12Schleswig-Holstein: Jgst. 11, 12/13

Erzwungene Schwingung und Resonanz

Ein Motor treibt ein schwingendes Rad an. Trifft der Motor genau den richtigen Takt, schwingt das Rad besonders stark: Resonanz.

Klasse 10–13 · UniBaden-Württemberg: Jgst. 12/13Bayern: Jgst. 11, 12Berlin: Jgst. 9/10, 11Brandenburg: Jgst. 9/10, 11Bremen: Jgst. 11/12Hamburg: Jgst. 11/12Hessen: Jgst. 12Niedersachsen: Jgst. 12/13Nordrhein-Westfalen: Jgst. 12/13Rheinland-Pfalz: Jgst. 7–10, 12/13Saarland: Jgst. 12, 13Sachsen: Jgst. 10, 12Sachsen-Anhalt: Jgst. 11/12Schleswig-Holstein: Jgst. 11, 12/13

Lernbereich LK-2Mechanische und elektromagnetische Wellen (Leistungskurs)

Fortschreitende und stehende Wellen, Reflexion, Brechung, Beugung und Interferenz, Hertz’sche Wellen und Licht am Doppelspalt, Gitter und Einzelspalt.

Transversal- und Longitudinalwellen

Eine Welle läuft durch eine Kette von Teilchen. Jedes Teilchen schwingt nur auf der Stelle, quer oder längs zur Laufrichtung.

Klasse 10–12Baden-Württemberg: Jgst. 12/13Bayern: Jgst. 11Berlin: Jgst. 9/10, 12Brandenburg: Jgst. 9/10, 12Bremen: Jgst. 11/12Hamburg: Jgst. 11/12Hessen: Jgst. 12Niedersachsen: Jgst. 12/13Nordrhein-Westfalen: Jgst. 12/13Rheinland-Pfalz: Jgst. 7–10, 12/13Saarland: Jgst. 12Sachsen: Jgst. 10, 12Sachsen-Anhalt: Jgst. 11/12Schleswig-Holstein: Jgst. 11, 12/13

Interferenz zweier Kreiswellen

Zwei Kreiswellen überlagern sich und verstärken sich an manchen Stellen, an anderen löschen sie sich aus.

Klasse 10–13Baden-Württemberg: Jgst. 12/13Bayern: Jgst. 11, 12Berlin: Jgst. 9/10, 12Brandenburg: Jgst. 9/10, 12Bremen: Jgst. 11/12Hamburg: Jgst. 11/12Hessen: Jgst. 12Niedersachsen: Jgst. 12/13Nordrhein-Westfalen: Jgst. 12/13Rheinland-Pfalz: Jgst. 12/13Saarland: Jgst. 12, 13Sachsen: Jgst. 10, 12Sachsen-Anhalt: Jgst. 11/12Schleswig-Holstein: Jgst. 11, 12/13

Stehende Wellen

Eine Welle wird am Ende zurückgeworfen, und es entsteht ein festes Muster aus Knoten und Bäuchen, wie auf einer Gitarrensaite.

Klasse 11–13Baden-Württemberg: Jgst. 12/13Bayern: Jgst. 11, 12Berlin: Jgst. 12Brandenburg: Jgst. 12Bremen: Jgst. 11/12Hamburg: Jgst. 11/12Hessen: Jgst. 12Niedersachsen: Jgst. 12/13Nordrhein-Westfalen: Jgst. 12/13Rheinland-Pfalz: Jgst. 12/13Saarland: Jgst. 12Sachsen: Jgst. 12Sachsen-Anhalt: Jgst. 11/12Schleswig-Holstein: Jgst. 11, 12/13

Doppelspalt und Gitter

Laserlicht fällt durch einen Doppelspalt oder ein Gitter. Auf dem Schirm entsteht ein Muster aus hellen und dunklen Streifen.

Klasse 10–13Baden-Württemberg: Jgst. 12/13Bayern: Jgst. 11, 12, 13Berlin: Jgst. 12Brandenburg: Jgst. 12Bremen: Jgst. 11/12Hamburg: Jgst. 11/12Hessen: Jgst. 13Niedersachsen: Jgst. 12/13Nordrhein-Westfalen: Jgst. 12/13Rheinland-Pfalz: Jgst. 12/13Saarland: Jgst. 13Sachsen: Jgst. 10, 12Sachsen-Anhalt: Jgst. 11/12Schleswig-Holstein: Jgst. 11, 12/13

Lernbereich LK-3Praktikum Optik und Schwingungen (Leistungskurs)

Experimentelle Aufgaben und quantitative Analyse von Messunsicherheiten.

Hierfür ist keine eigene Simulation geplant.

Lernbereich LK-4Quantenobjekte (Leistungskurs)

Photoeffekt, Photonenimpuls, Elektronenbeugung, Wellenfunktion, Unschärferelation und Delayed-Choice-Experiment.

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.

Klasse 12–13Baden-Württemberg: Jgst. 12/13Bayern: Jgst. 13Berlin: Jgst. 12Brandenburg: Jgst. 12Bremen: Jgst. 11/12Hamburg: Jgst. 11/12Hessen: Jgst. 13Niedersachsen: Jgst. 12/13Nordrhein-Westfalen: Jgst. 12/13Rheinland-Pfalz: Jgst. 12/13Saarland: Jgst. 13Sachsen: Jgst. 12Sachsen-Anhalt: Jgst. 11/12Schleswig-Holstein: Jgst. 12/13

Elektronenbeugung

Elektronen treffen auf eine dünne Graphitschicht und bilden Ringe auf dem Schirm, wie es nur Wellen tun.

Klasse 12–13 · UniBaden-Württemberg: Jgst. 12/13Bayern: Jgst. 13Berlin: Jgst. 12Brandenburg: Jgst. 12Bremen: Jgst. 11/12Hamburg: Jgst. 11/12Hessen: Jgst. 13Niedersachsen: Jgst. 12/13Nordrhein-Westfalen: Jgst. 12/13Rheinland-Pfalz: Jgst. 12/13Saarland: Jgst. 13Sachsen: Jgst. 12Sachsen-Anhalt: Jgst. 11/12Schleswig-Holstein: Jgst. 12/13

Lernbereich LK-5Atomvorstellungen (Leistungskurs)

Atommodelle, Energieniveaus und Spektren, Potentialtopf, Lumineszenz, Laser und Röntgenspektrum.

Atommodelle und Linienspektren

Jedes Element leuchtet in seinen eigenen Farben. Springt ein Elektron eine Stufe tiefer, entsteht genau eine Linie im Spektrum.

Klasse 12–13Baden-Württemberg: Jgst. 12/13Bayern: Jgst. 13Berlin: Jgst. 12Brandenburg: Jgst. 12Bremen: Jgst. 11/12Hamburg: Jgst. 11/12Hessen: Jgst. 13Niedersachsen: Jgst. 12/13Nordrhein-Westfalen: Jgst. 12/13Rheinland-Pfalz: Jgst. 12/13Saarland: Jgst. 13Sachsen: Jgst. 12Sachsen-Anhalt: Jgst. 11/12Schleswig-Holstein: Jgst. 12/13

Lernbereich LK-6Thermodynamik (Leistungskurs)

Allgemeine Gasgleichung, isochore, isobare und isotherme Zustandsänderungen, Hauptsätze, Carnot- und Stirling-Prozess und Wirkungsgrad.

Gasgesetze

Kolben halb hineindrücken, und der Druck verdoppelt sich. Erwärmen, und das Gas schiebt den Kolben hinaus. Druck, Volumen und Temperatur hängen fest zusammen.

Klasse 8–13 · UniBaden-Württemberg: Jgst. 9/10Bayern: Jgst. 9Berlin: Jgst. 7/8Brandenburg: Jgst. 7/8Bremen: Jgst. 10Hessen: Jgst. 9/10Niedersachsen: Jgst. 9/10Nordrhein-Westfalen: Jgst. 7–10Rheinland-Pfalz: Jgst. 7–10, 12/13Saarland: Jgst. 8, 10Sachsen: Jgst. 12Sachsen-Anhalt: Jgst. 7/8Schleswig-Holstein: Jgst. 12/13

Lernbereich LK-W1Eigenschaften der Atomkerne (Wahlbereich Leistungskurs)

Strahlungsarten, Kernumwandlungen, Zerfallsgesetz und Wechselwirkung mit Materie.

Radioaktiver Zerfall und Halbwertszeit

Viele Atomkerne zerfallen zufällig, und ein Zählrohr knackt. Trotzdem ist nach jeder Halbwertszeit ungefähr die Hälfte übrig.

Klasse 8–13Baden-Württemberg: Jgst. 9/10Bayern: Jgst. 10, 13Berlin: Jgst. 9/10Brandenburg: Jgst. 9/10Bremen: Jgst. 7–9Hamburg: Jgst. 8, 9Hessen: Jgst. 9/10, 13Niedersachsen: Jgst. 9/10, 11, 12/13Nordrhein-Westfalen: Jgst. 7–10, 12/13Rheinland-Pfalz: Jgst. 7–10, 12/13Saarland: Jgst. 10, 11Sachsen: Jgst. 9, 12Sachsen-Anhalt: Jgst. 10Schleswig-Holstein: Jgst. 7–10, 12/13

Lernbereich LK-W2Deterministisches Chaos (Wahlbereich Leistungskurs)

Nichtlineare Systeme, Attraktoren und begrenzte Vorhersagbarkeit.

Hierfür ist keine eigene Simulation geplant.