S T U F E 6
1. Elektrizität
- Sicherer Umgang mit Elektrizität
- Stromkreise
- Leiter und Isolatoren
- UND-, ODER- und Wechselschaltung
- Dauermagnete und Elektromagnete
- Magnetfelder
- Nennspannungen von elektrischen Quellen und Verbrauchern
- Wärmewirkung des elektrischen Stroms
- Sicherung
- Einführung der Energie über Energiewandler und Energietransportketten
2. Temperatur und Energie
- Thermometer
- Temperaturmessung
- Volumen- und Längenänderung bei Erwärmung und Abkühlung
- Aggregatzustände (Teilchenmodell)
- Energieübergang zwischen Körpern verschiedener Temperatur
- Sonnenstand
3. Das Licht und der Schall
- Licht und Sehen
- Lichtquellen und Lichtempfänger
- geradlinige Ausbreitung des Lichts
- Schatten
- Mondphasen
- Schallquellen und Schallempfänger
- Reflexion
- Spiegel
- Schallausbreitung
- Tonhöhe und Lautstärke
S T U F E 8
1. Optische Instrumente, Farbzerlegung des Lichts
- Aufbau und Bildentstehung beim Auge – Funktion der Augenlinse
- Lupe als Sehhilfe
- Fernrohr
- Brechung
- Reflexion
- Totalreflexion und Lichtleiter
- Zusammensetzung des weißen Lichts
2. Elektrizität
- Einführung von Stromstärke und Ladung
- Eigenschaften von Ladung
- elektrische Quelle und elektrischer Verbraucher
- Unterscheidung und Messung von Spannungen und Stromstärken
- Spannungen und Stromstärken bei Reihen- und Parallelschaltungen
- elektrischer Widerstand
- Ohmsches Gesetz
3. Kraft
- Geschwindigkeit
- Kraft als vektorielle Größe
- Zusammenwirken von Kräften
- Gewichtskraft und Masse
- Kraft, Druck, mechanische Hebel und Flaschenzug
- mechanische Arbeit und Energie
- Energieerhaltung
- Druck
- Auftrieb in Flüssigkeiten
4. Radioaktivität und Kernenergie
- Aufbau der Atome
- ionisierende Strahlung (Arten, Reichweiten, Zerfallsreihen, Halbwertzeit)
- Strahlennutzen
- Strahlenschäden und Strahlenschutz
- Kernspaltung
- Nutzen und Risiken der Kernenergie
5. Energie, Leistung, Wirkungsgrad
- Energie und Leistung in Mechanik, Elektrik und Wärmelehre
- Aufbau und Funktionsweise eines Kraftwerkes
- regenerative Energieanlagen
- Energieumwandlungsprozesse
- Elektromotor und Generator
- Wirkungsgrad
- Erhaltung und Umwandlung von Energie
S T U F E 9/10 E F
Mechanik
- Gesetze der gleichförmigen und gleichmäßig beschleunigten Bewegung
- Trägheitssatz
- Grundgleichung der Mechanik
- Impuls
- Bezugssysteme
- Energie und Arbeit
- Energiebilanzierung
- Erhaltung und Entwertung der Energie
- Stoßvorgänge
- Kreisbewegung
- Zentripetalkraft
Elektrik
- elektrisches Feld
- elektrische Feldstärke
- potentielle Energie im elektrischen Feld
- Spannung
- Potential
- Bewegung von Ladungsträgern im elektrischen Feld
11 Q 1
Elektrik/Mechanik
- E-Feld
- Spannung
- Potential
- Bewegung von Ladungsträgern im E-Feld
- Kapazität
- zentralsym. Feld
- Coulombsches Gesetz
- E-Feld als Energieträger
- Vergl.: Gravitationsfeld, B-Feld, Bewegung von Ladungsträgern in E- und B-Feldern
- e/m-Bestimmung
- Induktionsgesetz
- Selbstinduktion
- B-Feld als Träger von Energie
- Transformator
- Wechselstromschaltungen
- Leistung
- Schwingungen u. Wellen
- Beugung und Interferenz von Wellen
- Schall
- elektromagn. Schwingkreis
- Analogien zum mechan. Oszillator
- elektromagn. Wellen
- Ausbreitung von Licht (Beugung, Interferenz, Spalt, Doppelspalt, Gitter)
12 Q 2
Thermodynamik
- 1. und 2. Hauptsatz
- Entropie
- dissipative Strukturen
- Zustandsänderungen bei Gasen
- spez. Wärmen
- Kreisprozesse und Wärmekraftmaschinen (Heißluftmotor und Wärmepumpe)
Relativitätstheorie
- Grundannahmen
- Michelson-Versuch
- Herleitungen
- Kinematik
- Masse und Energie
Quanten¬theorie
- Lichtelektr. Effekt und Lichtquantenhypothese
- Linienspektren
- Bohrsches Atommodell
- de Broglie-Theorie
- Grenzen der Anwendbarkeit klassischer Begriffe
- Heisenbergsche Unbestimmtheitsrelationn
- Pauli-Prinzip Kernphysik
- Ionisierende Strahlung (Strahlungsarten, Nachweis)
- radioaktiver Zerfall
- Spektroskopie (Röntgen-, γ- und b- Strahlung)
- Kernspaltung und Kernfusion