Physik

Physik – Was ist das?

Physik ist eine besondere Art der Auseinandersetzung mit der Natur, die durch ihre Erkenntnisse unser Leben stark verändert und unser Weltbild revolutioniert hat. Ohne die Erkenntnisse der Physik gäbe es keine Flugzeuge, Fernseher oder Smartphones. Auch auf fundamentale Fragen des Menschen wie „Woraus besteht die Welt?“ hat die Physik erstaunliche Einsichten geliefert.

Der Erfolg der Physik beruht auf ihren speziellen Denkweisen und Methoden. Dazu gehört die präzise Bildung von Begriffen, eine Beschreibung der Welt in vereinfachten Modellen und die Überprüfung der gefundenen Naturgesetze durch systematische Experimente.

Die Denkweisen und Methoden werden im Physikunterricht am THG schrittweise in den unterschiedlichen Teilgebieten und Jahrgängen erlernt – angefangen von ersten kleinen Schülerexperimenten zum Thema Licht in der Klasse 6 bis zu eigenständig durchgeführten Facharbeiten über ein selbst gewähltes Thema in der Oberstufe. Dabei ist von Beginn an die Schulung eines strukturierten und klaren Denkens ein zentraler Bestandteil.

Die Physik am THG knüpft an die natürliche Neugier der Kinder an und nimmt sie mit auf eine spannende Reise zu immer tieferen Erkenntnissen über die Welt. Diese mündet in der Oberstufe mit der Behandlung von Relativitätstheorie und Quantenmechanik in ein neues Weltbild, dessen tieferes Verständnis einem ohne Physikunterricht verschlossen bleibt. Damit ist Physik von höchstem Bildungswert. Albert Einstein hat das so ausgedrückt: „Wichtig ist, dass man nie aufhört zu fragen.

Wann lernt man was?

Sekundarstufe I

In der Sekundarstufe I werden die typischen Denk- und Arbeitsweisen der Physik erlernt. Dazu gehört für die Schüler, eigene Experimente zu planen, durchzuführen und auszuwerten. Aber auch die Erstellung einer ordentlichen Mappe zum Unterricht ist wichtig. Die Welt durch Modelle besser zu verstehen ist ebenfalls ein elementarer Bestandteil des Unterrichts.

Es werden keine regulären Klassenarbeiten im Fach Physik geschrieben, aber schriftliche Überprüfungen des Lernerfolges durchgeführt.

Die inhaltlichen Schwerpunkte sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt.

Jahrgangsstufe 6
2 Wochenstunden
Optik
Ohne Licht kein Sehen, Lichtquellen und -empfänger, Ausbreitung des Lichts, Schattenbildung
Akustik
Schallquellen und Schallempfänger, Schallausbreitung, Tonhöhe und Lautstärke, Funktion des Ohres, Gefahr durch Lärm
Temperatur und Wärme
Wärmeausdehnung,Wärmetransport, Aggregatzustände
Elektrischer Strom und Magnetismus
Stromkreise, Wirkungen des Stroms, Magnetismus
Jahrgangsstufe 7
2 Wochenstunden
Optik
Spiegelbilder, Welt der Farben, Bildentstehung im Auge, optische Instrumente, Licht und Schatten im Weltraum
Jahrgangsstufe 9
2 Wochenstunden
Mechanik
Geschwindigkeit, Kräfte, Gewichtskraft und Masse, Hebel und Flaschenzug, mechanische Arbeit und Energie, Druck, Auftriebskraft

Energie, Leistung, Wirkungsgrad
Aufbau und Funktionsweise eines Kraftwerkes, regenerative Energieanlagen, Energie und Leistung, Energieumwandlung und Wirkungsgrad, Energieerhaltung, Elektromotor und Generator
Jahrgangsstufe 10
2 Wochenstunden
Elektrizität
Einführung von Stromstärke und Spannung, Spannungen und Stromstärken bei Reihen- und Parallelschaltungen, elektrischer Widerstand , Ohm’sches Gesetz, Transformator

Radioaktivität und Kernenergie
Aufbau der Atome, radioaktive Strahlung, Nutzen und Risiken der Strahlung, Kernspaltung, Nutzen und Risiken der Kernenergie

Sekundarstufe II

Physik in der Sekundarstufe II beginnt in der Einführungsphase mit der Mechanik.
In den beiden Jahren der sich anschließenden Qualifikationsphase ist zwischen dem Grundkurs und dem Leistungskurs zu unterscheiden. Darin werden zwar inhaltlich die gleichen Themen behandelt, aber Reihenfolge, Tiefe und Umfang der Behandlung sind naturgemäß unterschiedlich.

Wenn Physik in der Einführungsphase bzw. im Grundkurs als schriftliches Fach gewählt wird, werden zwei bzw. vier Klausuren pro Jahr geschrieben. Im Leistungskurs werden vier Klausuren pro Jahr geschrieben.

Die inhaltlichen Schwerpunkte sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt. Die Reihenfolge orientiert sich am Grundkurs, zusätzliche Themen im Leistungskurs sind ergänzt.

Einführungsphase
3 Wochenstunden
Mechanik
Bewegungsformen, Newton’sche Gesetze, Bezugssysteme, Energie- und Impulserhaltung, Kreisbewegungen, Gravitation, Schwingungen
Qualifikationsphase
Grundkurs: 3 Wochenstunden Leistungskurs: 5 Wochenstunden
Quantenobjekte
Erforschung des Elektrons und elektrischer Felder, Erforschung des Photons, Quantenobjekte, Welle-Teilchen-Dualismus
Zusätzlich im Leistungskurs:
Lineare Potentialtöpfe, Heisenberg’sche Unschärferelation, Kopenhagener Deutung der Quantenmechanik

Elektrodynamik
Spannung und elektrische Energie, magnetische Felder, Induktion, Spannungswandlung, Generatoren, Transformatoren, Fernleitungen, elektrische und magnetische Wellen
Zusätzlich im Leistungskurs:
Bewegung von Ladungsträgern in elektrischen Feldern, drahtlose Datenübertragung, elektromagnetischer Schwingkreis

Atom-, Kern- und Elementarteilchenphysik
Atommodelle, ionisierende Strahlung, Kernspaltung, Elementarteilchen
Zusätzlich im Leistungskurs:
Radioaktiver Zerfall, Kernfusion, Feynman-Diagramme

Relativität
Konstanz der Lichtgeschwindigkeit, Zeitdilatation, Längenkontraktion, Veränderlichkeit der Masse, Energie-Masse-Äquivalenz
Zusätzlich im Leistungskurs:
Lorentztransformation, Minkowski-Diagramme, Relativistische Energie- und Impulsbeziehung, Gravitation und Zeitmessung, GPS und Relativitätstheorie, Realitätsbegriff in der Relativitätstheorie

Wer sind wir?

Die weiblichen und männlichen Hauptdarsteller des Fachbereiches Physik: David Borringo, Dr. Daniela Ehrlich, Dr. Claudia Schmidt, Torsten Siebald, Dr. Holger Thurn und Michael Wahlen.

Womit arbeiten wir?

  • Impulse Physik 5/6 (Erprobungsstufe), ISBN 978-3-12-772971-9, Klett
  • Impulse Physik 7-10 (Mittelstufe), ISBN 978-3-12-772974-0, Klett
  • Metzler Physik (Einführungsphase), ISBN 978-3-507-17010-0, Schroedel
  • Impulse Physik (Grundkurs), ISBN 978-3-12-772677-0, Klett
  • Metzler Physik (Leistungskurs), ISBN 978-3-507-10710-6, Schroedel

Was zeichnet uns aus?

  • Eine 50-jährige naturwissenschaftliche Tradition mit (fast) durchgängigen Leistungskurs Physik
  • Einsatz neuer, digitaler Medien (Beschleunigungsmessung mit Smartphones, Videoanalyse und Datenauswertung mit Tablets)
  • Wahlpflichtbereich mit Astronomie (Himmelsbeobachtungen, Raumsonden, Weltraumteleskop, Galaxiebestimmung etc.)
  • Wahlpflichtbereich mit regenerativen Energien (Windräder, Solarzellen, Thermohaus)
  • Fahrt zum interaktiven Science-Center Phänomenta in Lüdenscheid im Jahrgang 6/7
  • Fahrt zum internationalen Forschungszentrum DESY in Hamburg in der Oberstufe

Was gibt es Neues?

Neueste Berichte aus der Physik am THG.