Physik

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Physik

Zielvorstellungen

Für den Fachbereich Physik steht die allgemeine Bildung unserer Schüler und ihre Erziehung zu mündigen Mitmenschen im Zentrum aller schulischen Arbeit.
Das zentrale Ziel unseres Unterrichts besteht deshalb darin, unseren Schülern ein Grundlagenwissen über die Gesetze der Physik und die Arbeitsmethoden der Physik zu vermitteln. Eine Grundkenntnis der Physik gehört zunächst sicherlich zum Kanon des Allgemeinwissens. Insbesondere bildet sie aber die Grundlage eines physikalischen Orientierungsrahmens, der unseren Schülern helfen soll, die sie umgebende Welt zu verstehen, und ihnen als Orientierung und Entscheidungshilfe im täglichen Leben dienen soll.

Dieser Orientierungsrahmen besteht zum einen in der Kenntnis der heutigen Vorstellung von der Beschaffenheit des Weltalls, seines Ursprungs und der Position des Menschen im Universum. Dazu gehört aus unserer Sicht insbesondere auch, den Schülern bewusst zu machen, dass sich dieses Weltbild in einer Folge stetiger und sprunghafter Veränderungen entwickelt hat, und wahrscheinlich noch lange weiter modifiziert werden wird. Zu einer Vorstellung von der Beschaffenheit der Welt gehört auch eine grundlegende Kenntnis der Mechanismen, die den vielfältigen Naturerscheinungen zu Grunde liegen. Daher liegt ein Schwerpunkt unserer täglichen Arbeit darin, die Grundphänomene, die im Unterricht behandelt werden, mit der Lebenswelt der Schüler in Beziehung zu bringen.

Ein weiteres zentrales Element des physikalischen Orientierungsrahmens, den wir unseren Schülern mit auf den Weg geben wollen, bildet die kritische Auseinandersetzung mit der allgegenwärtigen Technik. Dazu gehört zunächst, sich bewusst zu werden, an wie vielen Stellen uns technische Errungenschaften im täglichen Leben inzwischen begegnen, und wie viele Geräte wir wie eine Black-Box gebrauchen, ohne ihre Funktionsweise zu kennen. Eines unserer Anliegen ist es deshalb, die Technik ein wenig zu entmystifizieren, indem wir im Unterricht die Funktionsweise verschiedener technischer Geräte aufdecken. Um den Schülern eine qualifizierte Einschätzung des Einsatzes der Technik zu ermöglichen und sie letztlich in die Lage zu versetzen, sachlich begründete Entscheidungen über den Einsatz der Technik zu treffen, beleuchten wir im Unterricht, wozu verschiedene technische Errungenschaften dem Menschen dienen und welche Gefahren von ihnen ausgehen.

Da das Experiment das Kernstück der physikalischen Erkenntnisgewinnung ist, kommt ihm auch in der methodischen Gestaltung unseres Unterrichts eine tragende Rolle zu. Wir versuchen, die physikalischen Phänomene in Demonstrationsexperimenten durchsichtig und verständlich zu illustrieren, legen aber auch großen Wert auf das Schülerexperiment, in dem die Schüler in eigenständiger Tätigkeit den physikalischen Erkenntnisprozess nachempfinden können.

Da an der Deutschen Schule Mexiko-Stadt Süd das Fach Physik ab der achten Klasse (I° de secundaria) auf Deutsch unterrichtet wird, verwenden wir viel Mühe und Sorgfalt auf besondere sprachliche Hilfestellungen für unsere Schüler, um deren Lernerfolg trotz sprachlicher Hürden zu gewährleisten.

Wie in allen anderen Unterrichtsfächern versuchen wir auch im Physikunterricht, die allgemeine Methodenkompetenz unserer Schüler zu stärken und sie Schritt für Schritt an Formen selbständigen Arbeitens, an Formen der Gruppen- und Teamarbeit und an verschiedene Präsentationstechniken heranzuführen.

Wir sind uns wohl bewusst, dass wir allzu oft dem hier formulierten Anspruch in vielerlei Hinsicht nicht gerecht werden können. Oft fehlt die Zeit, die Anknüpfung an das alltägliche Leben so sorgfältig herzustellen, wie es eigentlich notwendig wäre. Oft fehlen Zeit und Mittel, die Schülerexperimente durchzuführen, die wir gerne machen würden. Oft verstehen uns unsere Schüler nicht gut, obwohl wir uns Mühe geben, die sprachlichen Anforderungen zu reduzieren. Trotzdem stehen wir zu den oben formulierten Zielen; wir erreichen davon so viele, wie wir können.

Themenliste

Secundaria

Primero

1. Einführung in die Physik
2. Optik
• Lichtquellen, Spiegel, Linsen,
• Farben, optische Geräte
3. Grundlagen der Mechanik
• Bewegungen, Newtonsche Gesetze,
• Kräfte, Arbeit, Energie,
• einfache Maschinen

Segundo

1. Grundlagen der Wärmelehre
• Temperatur, Temperaturskalen,
• Ausdehnungsverhalten der Körper
2. Elektrizitätslehre I
• Magnetismus, Elektrostatik,

Tercero

1. Elektrizitätslehre II
• Elektrischer Widerstand, Ohmsches Gesetz, Reihen- und
• Parallelschaltung, Leistung, Arbeit, Energie,
• Elektromagnetismus, Generatoren, Elektromotoren
2. Struktur der Materie
• Halbleiter, Dioden, Transistoren
3. Kernphysik

Preparatoria

Quarto: Mechanik

1. Kinematik
   • Beschreibung einer Bewegung, geradlinige Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit, geradlinige Bewegung mit konstanter Beschleunigung
   • der freie Fall
   • Wurfbewegungen
2. Dynamik
   • statische und dynamische Kraftmessung, Grundgleichung der Mechanik, Newtonsche Axiome
   • gleichförmige Kreisbewegung, Zentripetalkraft
   • Reibungskräfte
   • Impuls und Impulserhaltung
3. Arbeit und Energie, Energieerhaltung
• mechanische Arbeit und Energie, Existenzformen der Energie, Erhaltungssätze
4. Gravitation

Quinto: Elektrizitätslehre

1. Ladung und elektrisches Feld
   • el. Feldstärke, Coulombsches Gesetz, Kondensatoren, Energie des el. Feldes
   • Bewegung geladener Teilchen im el. Feld
2. Bewegte Ladungsträger und das magnetische Feld
• Kräfte im magnetischen Feld, magnetische Feldstärke, Lorentzkraft
• Hall-Effekt
3. Ströme als Ursache von magnetischen Feldern
   • Magnetfelder eines langen Leiters und einer langen Spule
   • Materie im magnetischen Feld
4. Elektromagnetische Induktion
   • Induktionsgesetz, Selbstinduktion, Generator, Elektromotor

Sexto: Mechanische und elektromagnetische Schwingungen und Wellen
Quantenphysik, Atom- und Kernphysik

1. Mechanische Schwingungen und Wellen
   • Gesetz der harmonischen Schwingung, ungedämpfte und gedämpfte harmonische Schwingungen, Überlagerung von Schwingungen
   • Entstehung und Ausbreitung von mechanischen Wellen
   • Wechselwirkungen von Wellen ( Interferenz, Huygenssches Prinzip, stehende Wellen, ... )
2. Elektromagnetische Schwingungen und Wellen
   • elektrischer Schwingkreis, ungedämpfte und gedämpfte elektromagnetische Schwingungen
   • elektromagnetische Wellen, Hertzscher Dipol, Rundfunktechnik
3. Licht
   • Lichtgeschwindigkeit
   • Beugung und Interferenz, Licht als klassische Welle
4. Einführung in die Quantenphysik
   • lichtelektrischer Effekt, Plancksches Wirkungsquantum, Lichtquantenhypothese
   • Materiewellen, Welleneigenschaften von Elektronen
5. Einführung in die Atom- und Kernphysik

Dirk Langer

Der Lehrplan im Ismac
 

Allgemeines

Stundenumfang: etwa 85 Stunden in 2 Blöcken: 1. Block: 45 Stunden, 2. Block: 40 Stunden

Inhalte

In Anlehnung an die Lehrplaninhalte der Klassenstufen 11 bis 13 der Deutschen Schule Mexiko - Stadt wurden Inhalte für diese wenigen Stunden erarbeitet. Das Niveau übersteigt in keinem Fall Grundkursniveau. Die Inhalte wurden in Absprache mit anderen Fächern, die für das Berufsfeld Bürokaufleute erteilt werden, erarbeitet.

1. Kinematik
   • Bewegung in ihren Bezugssystemen
   • Bewegungsarten: geradlinig gleichförmige Bew., Geradlinig beschleunigte Bewegung
   • Freier Fall
   • Wurf
2. Dynamik
   • Masse und Impuls
   • Newtonsche Gesetze
   • Kräfte als Vektoren
   • Reibungskräfte
3. Energie und Energieerhaltung
   • Energie und Arbeit
   • Durchschnitts- und Momentanleistung
4. Elektrische Felder
   • Wiederholung der Grundlagen der Elektrizitätslehre
   • Elektrische Feldstärke
   • Arbeit im homogenen Feld
   • Elektrische Spannung
   • Kondensatoren
5. Magnetische Felder
   • Wiederholung - Magnetismus
   • Magnetische Flussdichte
   • Kraft auf einen stromdurchflossenen Leiter
   • Homogenes magnetisches Feld in einer langgestreckten Spule
   • Magnetische Feldkonstante
6. Elektromagnetische Induktion
   • Induktion bei Bewegung eines Leiters im Magnetfeld
   • Induktion bei zeitlicher Änderung der Flussdichte
   • Induktionsgesetz
   • Lenzsches Gesetz
   • Weitere Effekte der Induktion
   • Transformatoren
7. Leitungsvorgänge; Anwendungen
   • Elektronenröhre
   • Flachbildschirme

Sabine Donner