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Staatsinstitut für Schulqualität und Bildungsforschung München

Ph10 Lernbereich 4: Kernphysik (ca. 14 Std.) Abschnitt zur PDF-Sammlung hinzufügen

Gymnasium: Physik 10 – Physikalische Erkenntnisse und Arbeitsweisen für technische Entwicklungen nutzen

Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • recherchieren selbständig in unterschiedlichen Quellen zu Themen der Kernphysik (z. B. Entdeckung und Nachweis der Radioaktivität, Eigenschaften der Strahlungsarten, Quarks) und ordnen die gesichteten Quellen in Bezug auf die vorgegebene Aufgabenstellung nach dem Grad ihrer Verwendbarkeit.
  • stellen Zerfallsgleichungen zu α- und β-‑Zerfällen auf, deuten die γ‑Strahlung als eine vom Kern abgegebene Strahlung aus energiereichen Photonen und führen die Umwandlungen der Kerne auf den Aufbau der Nukleonen aus Quarks zurück.
  • erklären mithilfe der Äquivalenz von Masse und Energie die Energiefreisetzung exemplarisch beim α‑Zerfall sowie bei einer einfachen Kernreaktion und erläutern die prinzipielle Funktionsweise eines Kernreaktors.
  • bestimmen graphisch aus Zerfallskurven oder mittels Berechnungen die Halbwertszeit radioaktiver Isotope und nutzen sie zur Identifizierung von Isotopen sowie zur Beantwortung anwendungsbezogener Fragestellungen.
  • kategorisieren Argumente in wertenden Kommentaren zu kernphysikalischen Themen in unterschiedlichen Medien (z. B. Zeitungen, Foren, Werbeflyer, Filmen) oder in Diskussionen und prüfen sie auf ihre fachliche Korrektheit. Sie reflektieren über die Interessenlage der Urheber und verfassen eine Stellungnahme.
  • formulieren auf der Grundlage ihrer Kenntnisse eine eigene Bewertung zu einem Thema aus dem Bereich Radioaktivität (z. B. medizinische Anwendung und biologische Strahlenwirkung) und beziehen außerfachliche Aspekte mit ein.

Inhalte zu den Kompetenzen:

  • Entdeckung der Radioaktivität
  • grundlegende Eigenschaften und Entstehung von α-, β-- und γ‑Strahlung
  • Aufbau des Atomkerns aus Protonen und Neutronen, Aufbau der Nukleonen aus Quarks
  • Äquivalenz von Masse und Energie, Berechnung der frei werdenden Energie beim α‑Zerfall und bei einem einfachen Kernprozess
  • Halbwertszeit
  • biologische Strahlenwirkung, Strahlenschutzmaßnahmen