Werner-Heisenberg-Gymnasium Garching

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Fachprofil Physik

Das Fach Physik als eine grundlegende Naturwissenschaft beschäftigt sich mit Naturphänomenen sowie dem Aufbau und den Eigenschaften der Materie und des Universums. Charakteristisch ist das Zusammenwirken von Experimentieren und Modellbildung.

Da die Physik die Grundlage technischer Entwicklungen wie z.B. in der Medizin, Ökologie, Arbeitswelt, Kommunikation bildet, gibt der Physikunterricht den Heranwachsenden Hilfen, um sich in der modernen hoch technisierten Welt zu orientieren, Wertungen zu treffen und sich schließlich eine fundierte Meinung zu bilden.

Eines der wichtigsten Ziele ist es, das natürliche Interesse vieler Kinder und Jugendlicher an Naturerscheinungen zu erhalten oder es zu wecken, es zu fördern und zu einer dauerhaften Neugierde an naturwissenschaftlichen Fragestellungen zu entwickeln.

Die Erkenntnisse der Naturwissenschaften stellen einen bedeutenden Teil der kulturellen Errungenschaften dar. Damit ist die Kenntnis typischer Arbeitsmethoden und Denkstrukturen ein wesentlicher Bestandteil der Allgemeinbildung.

Um diese physikalische Bildung zu erwerben, müssen die Schüler bestimmte Arbeitshaltungen und Einstellungen trainieren wie Durchhaltevermögen, Flexibilität, Offenheit für Neues und kritische Urteilsfähigkeit. Außerdem wird genaues Beobachten, selbstständiges Experimentieren und sicherer Umgang mit Informationen eingeübt. Experimentieren in Gruppen fördert neben dem nachhaltigen Zuwachs an Wissen und Erfahrung auch die Team- und Kommunikationsfähigkeit sowie das Sozialverhalten.

Das Fach Physik darf nicht isoliert betrachtet werden. Es hat viele Berührungspunkte und Verflechtungen mit anderen Disziplinen. Neben der unverzichtbaren Mathematisierung der physikalischen Naturbeschreibungen ist insbesondere die immer wichtiger werdende Informatik mit dem Computer als Hilfsmittel zu nennen. Die exakte Beschreibung von Naturvorg?ngen erfordert den sicheren Umgang mit der deutschen Sprache und der Fachterminologie. Historische und philosophische Gesichtspunkte fließen immer wieder in den Unterricht ein.

Das WHG wird dem geforderten Anspruchsprofil dadurch bestens gerecht, dass neben den üblichen Unterrichtsstunden in den 9. und 10. Jahrgangsstufen regelmäßig wöchentlich Übungen statt finden, in denen die Schülerinnen und Schüler selbsttätig Experimente durchführen und bewerten.

Seit vielen Jahren bewährt hat sich der Wahlkurs Astronomie. Hier werden u.a. Beobachtungen am nächtlichen Sternenhimmel mit dem schuleigenen Fernrohr angeboten, die von den Schülern rege in Anspruch genommen werden. Sehr stark besucht werden die beiden Kurse "Innovative Physik" für Mittelstufenschüler, die dort ihre Phantasie auf naturwissenschaftlich-technischem Gebiet einsetzen können, um selbst gewählte Aufgaben eigenständig unter fachkundiger Anleitung eines Lehrers anzugehen und zu realisieren. In einem der Kurse wird z.B. derzeit der Bau von Brücken mit einfachsten Materialien und Mitteln und der Bau von Elektromotoren behandelt. Im anderen Kurs wird ein Fahrzeug gebaut, das mit Hilfe einer Programmierung immer schwieriger werdende Probleme l?sen soll. Das WHG ist Mitglied des Projekts "NaT-Working" (Naturwissenschaften und Technik), das Partnerschaften von Schulen und Naturwissenschaftlern zum Ziel hat und von der Robert Bosch Stiftung gefördert wird. Im Rahmen dieses Programms hat sich eine enge und fruchtbare Zusammenarbeit mit der TUM und einigen Max-Planck-Instituten entwickelt. So halten Wissenschaftler Vorträge entweder an der Schule oder an ihren Instituten für Schüler. Im Anlaufen sind Besuche von Schülern an der TUM, um dort Praktikumsversuche kennen zu lernen und durchzuführen. An den jährlich stattfindenden Schülerkonferenzen beteiligen sich regelmäßig Schüler. Dabei stellen die älteren Schüler ihre Facharbeiten einem größeren Publikum vor, die jüngeren hören zu, um sich Anregungen für ihre eigenen Facharbeiten zu holen.

 

Lehrplan

Jgst.

Licht und Materie

Mechanik.

Elektrizitätslehre

7 (NT)

Schwerpunkt Physik im Fach Natur und Technik

 

• grundlegende Eigenschaften des Lichts

• Licht und Schatten

• Bilder bei Spiegeln und Linsen

• Farben

• Geschwindigkeit und Beschleunigung

• Kraft und Bewegung -Trägheitssatz

• zusammengesetzte Kräfte - Kraftarten

• Wechselwirkungsgesetz

• Kraft und Verformung

• einfache Stromkreise

• Wirkungen des Stroms - Gefahren

• Strom als bewegte Ladung

• Stromstärke, Spannung, Widerstand

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Energieerhaltung - ein fundamentales Naturprinzip

 

• Teilchenmodell der Materie

• Gase, Flüssigkeiten, feste Körper

• Temperatur und Teilchenbewegung

• Schmelzen und Sieden

• innere Energie

• Energie als Erhaltungsgröße

• mechanische Energieformen

• Kraftwandler

• mechanische Arbeit und Leistung

• Präzisierung der elektrischen Größen

• einfache zusammengesetzte Schaltungen

• Ohm'sches Gesetz

• elektrische Energie und Leistung • Energieversorgung

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Physik als Grundlage moderner Technik

 

• Aufbau und Größe der Atome

• diskrete Aufnahme und Abgabe von Energie

• Energiestufen und Photonen

• grundlegende
Eigenschaften der Atomkerne

• Radioaktivität und einfache Kernreaktionen

• geradlinige Bewegungen

• Darstellung in Diagrammen - Kinematik

• Bewegungen unter konstanter Krafteinwirkung

• elektrisches und magnetisches Feld (qualitativ)

• Elektromagnet und Elektromotor

• Kräfte auf bewegte Ladungen in Feldern (qualitativ)

• elektromagnetische Induktion (qualitativ)

• Generator und Transformator

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Physikalische Weltbilder

 

• Astronomische Weltbilder von der Antike bis Kepler

• Aspekte moderner Kosmologie

 

 

• Grundlagen der Wellenlehre

• Wellen- und Teilchencharakter von Licht

• Teichen- und Wellencharakter von Elektronen

• Quantenobjekte

• Die Newton'schen Gesetze im allgemeinen Fall

• eindimensionale Bewegungen

• einfache Bewegungen in zwei Dimensionen

• Grenzen der Newton'schen Gesetze

 

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Elektrische und magnetische Felder - Relativitätstheorie

 

• elektrische Feldstärke und Potential

• Punktladung und Plattenkondensator

• magnetische Flussdichte

• Energie und Impuls

• Grundaussagen der speziellen Relativitätstheorie

• Bewegung von Teilchen in elektrischen und magnetischen Felder

• elektromagnetische Induktion (quantitativ)

• elektromagnetische Schwingungen und Wellen

• Anwendungen zu allen Themenbereichen

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Aufbau der Materie (regulärer Lehrplan)

 

Astrophysik (Lehrplanalternative)

 

• Quantenobjekte, Wellenlunge nach de Broglie

• Quantenmechanisches Atommodell - Elektron im Potentialtopf

• Diskussion des Wasserstoffatoms

• Atomaufbau und Elementarteilchen – Strukturuntersuchungen

• Protonen und Neutronen im Potentialtopf der Kernkraft

• Radioaktivität und Kernreaktionen

 

• typische astronomische Objekte und deren Bewegung

• Aufbau des Sonnensystems - Eigenschaften der Planeten

• Sonnenspektrum

• Energiebetrachtungen an der Sonne

• Zustandsgrößen von Sternen - Hertzsprung-Russell-Diagramm

• Eigenschaften von Galaxien - Kosmologie