Lehrplan PLUS

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Physik 10 (II/III)

gültig ab Schuljahr 2022/23

Die Schülerinnen und Schüler führen zu jedem der Lernbereiche 1 und 2 mindestens ein Schülerexperiment durch, insgesamt mindestens drei.

Ph10 Lernbereich 1: Mechanik (ca. 10 Std.)
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • beschreiben Bewegungsabläufe mithilfe von Zeit-Weg-Diagrammen und grenzen die Durchschnitts- von der Momentangeschwindigkeit ab. Sie reflektieren mit ihrem Wissen den Geschwindigkeitsbegriff im Straßenverkehr.
  • identifizieren eine konstante Kraft als Ursache für eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung (z. B. freier Fall), indem sie Änderungen von Bewegungszuständen analysieren. Mit den entsprechenden Bewegungsgleichungen führen sie unter Berücksichtigung der Einheiten und sinnvoller Genauigkeit Berechnungen durch. In alltagsrelevanten Kontexten, zum Beispiel im Straßenverkehr, bestimmen sie mithilfe der Grundgleichung der Mechanik die Beträge wirkender Kräfte und herrschender Beschleunigungen.
  • nutzen das Prinzip der Energieerhaltung, um die kinetische Energie quantitativ zu erfassen und Vorhersagen zu alltäglichen Situationen zu treffen.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • Zeit-Weg-Diagramme
  • Durchschnittsgeschwindigkeit, Momentangeschwindigkeit
  • gleichmäßig beschleunigte Bewegung
  • freier Fall
  • Grundgleichung der Mechanik
  • kinetische Energie (quantitativ), Energieerhaltung

Ph10 Lernbereich 2: Elektrizitätslehre (ca. 19 Std.)
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • wenden die Gesetzmäßigkeiten für Reihen- und Parallelschaltungen bei alltäglichen Problemstellungen an, um damit Berechnungen durchzuführen und Vorhersagen zu treffen.
  • wenden die Regel von Lenz bei der Beschreibung und Begründung von einfachen Induktionsversuchen und der Entstehung und Anwendung von Wirbelströmen, z. B. in Bremssystemen, an.
  • wenden das Prinzip der Energieerhaltung an, um mit dem Wissen über grundlegende Induktionsphänomene die experimentellen Beobachtungen beim Generator zu begründen. Hierbei verwenden sie fachsprachlich korrekte Argumentationsketten.
  • bewerten durch Analyse entsprechender, vorgegebener Quellen (z. B. Energieversorger vor Ort, Anschauungsmodelle) den Aufbau und Einsatz unterschiedlicher Wechselstromgeneratoren als Energiewandler in Industrie und Technik.
  • beschreiben den Aufbau und die Funktionsweise des Transformators auf der Grundlage ihrer Kenntnisse zur Induktion und wenden die Konzepte der Energieerhaltung und Energieentwertung auf Transformatoren an. Sie berücksichtigen dabei die technischen Möglichkeiten zur Erhöhung des Wirkungsgrads.
  • stellen einfache Systeme zur Übertragung elektrischer Energie über weite Strecken dar und führen, auch unter Berücksichtigung von Wirkungsgraden, Berechnungen zur Energieübertragung durch, um damit die Verwendung von Transformatoren zu begründen.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • unverzweigter und verzweigter Stromkreis
  • elektromagnetische Induktion
  • Induktion in Spulen: Induktionsgesetz (qualitativ)
  • Regel von Lenz, Wirbelströme
  • Wechselspannungsgeneratoren
  • Systeme mit Transformatoren zur Übertragung elektrischer Energie über weite Strecken

Ph10 Lernbereich 3: Atom- und Kernphysik (ca. 7 Std.)
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • beantworten Fragestellungen zu Entdeckung der Radioaktivität, zur α-, β- und γ-Strahlung und ihren Eigenschaften und zu den radioaktiven Zerfällen, indem sie sich weitgehend selbständig anhand geeigneter Quellen über diese Themengebiete informieren. Diese Informationen bereiten sie adressatengerecht auf und präsentieren sie unter Verwendung der Fachsprache und geeigneter Darstellungsformen.
  • bewerten auf der Grundlage vorbereiteter Quellen Gefahren und Nutzen der Radioaktivität unter historischen, energetischen, technischen, ökologischen und medizinischen Aspekten. Unter Verwendung erworbener Fachkenntnisse nehmen sie bei einem Meinungsaustausch einen begründeten Standpunkt ein.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • Entdeckung der Radioaktivität
  • Aufbau der Atomkerne: einfaches Kernmodell
  • radioaktiver Zerfall und Kernumwandlungen, Halbwertszeit
  • Arten, Eigenschaften und Nachweis radioaktiver Strahlung
  • Nutzen und Gefahren der radioaktiven Strahlung

Ph10 Lernbereich 4: Energieversorgung (ca. 12 Std.)
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Kompetenzerwartungen

Die Schülerinnen und Schüler ...

  • unterscheiden sowohl Wärmekraftmaschinen als auch Wärmekraftwerke in Aufbau, Funktionsweise und Umweltbelastung voneinander und bewerten deren Verwendung im Alltag. Dabei nehmen sie unter Verwendung erworbener Fachkenntnisse bei einem Meinungsaustausch einen begründeten Standpunkt ein. Diesen bereiten sie adressatengerecht auf und präsentieren ihn unter Verwendung der Fachsprache.
  • erläutern den Einsatz, die Notwendigkeit und die Grenzen bei der Verwendung unterschiedlicher Energieträger anhand der Energieumwandlungen und Energieentwertungen bei nicht gekoppelten Kraftwerkstypen.
  • beziehen die Vorteile gekoppelter Systeme (z. B. Blockheizkraftwerke und Gas- und Dampfturbinenkraftwerke) bei der Bereitstellung von Energie beispielsweise hinsichtlich ihrer Wirkungsgrade und der technischen Umsetzbarkeit ein, um Auswirkungen auf die Erde (z. B. Treibhauseffekt), auch unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit, zu bewerten.
  • nutzen ihr physikalisches Wissen um aktuell verwendete und noch zu erprobende Techniken zur Energiespeicherung oder zum Energietransport bezüglich der Umsetzbarkeit und der Auswirkungen auf die Umwelt einzuschätzen. Dabei beziehen sie die Möglichkeiten und die Verantwortlichkeit des eigenen Handelns mit in ihre Überlegungen ein.
Inhalte zu den Kompetenzen:
  • Wärmekraftmaschinen: Otto- und Dieselmotor, Dampfturbine oder Strahltriebwerk
  • Energieträger im Vergleich: fossil und regenerativ
  • Wärmekraftwerke: fossil und regenerativ
  • Energieumwandlungen und Energieentwertung in nicht gekoppelten und einfachen, gekoppelten Kraftwerken
  • Speichertechniken
  • Auswirkungen auf die Umwelt
  • aktuelle und geplante Kraftwerks-, Speicher- und Übertragungstechniken