Prüfungskomplexe für die schriftliche Physikprüfung

1. Mechanik:

Bewegung von Körpern:

  • Augenblicks- und Durchschnittsgeschwindigkeit

  • Gleichförmige Bewegung (Weg-Zeit-Gesetz; s-t- und v-t-Diagramm; gleichförmige Kreisbewegung)

  • gleichmäßig beschleunigte Bewegung ( Beschleunigung; Weg-Zeit-Gesetz; Geschwindigkeits-Zeit-Gesetz; s-t-; v-t- und a-t-Diagramm; freier Fall)

  • Newtonsches Grundgesetz; Trägheitsgesetz; Wechselwirkungsgesetz

  • mechanische Schwingungen (physikalische Größen zur Beschreibung; y(t)-Diagramm; Fadenpendel; gedämpfte und ungedämpfte Schwingung)

Schülerexperimente:

  • s-t-Diagramm der gleichförmigen Bewegung (Kl.6)

  • gleichmäßig beschleunigte Bewegung (Kl.9)

  • Periodendauer eines Fadenpendels (Kl.9)

Mechanische Wellen:

  • Schallwellen (Voraussetzung und Entstehung; physikalische Größen zur Beschreibung; Eigenschaften; y(t)-Diagramm; Lärmschutz)

  • Hertzsche Wellen (Frequenz; Wellenlänge; Gleichung für Ausbreitungsgeschwindigkeit; Eigenschaften; Anwendungen; Senden und Empfangen)

Physikalische Eigenschaften von Körpern:

  • Aufbau von Körpern - Teilchenmodell

  • Volumen

  • Masse

  • Dichte

Schülerexperimente:

  • Massenbestimmung für feste und flüssige Körper (Kl.6)

  • Volumenbestimmung für feste und flüssige Körper (Kl.6)

  • Dichtebestimmung (Kl.6 und Kl.10)

Kraft und ihre Wirkung:

  • physikalische Größe Kraft

  • Reibung - erwünschte und unerwünschte - Anwendung

  • mechanische Arbeit - Arten und Berechnung

  • physikalische Größe mechanische Leistung

  • kraftumformende Einrichtungen (feste und lose Rolle; Hebel; geneigte Ebene; Goldene Regel)

Schülerexperimente:

  • Kraftmessung (Kl.7)

  • Reibung (Kl.7)

  • geneigte Ebene (Kl.7)

Energie:

  • Energiebegriff (Energieformen; Energieträger; Energieumwandlung ; Energieübertragung; Arten von Kraftwerken)

  • potenzielle und kinetische Energie (Zusammenhang zwischen Hubarbeit und pot. Energie und Beschleunigungsarbeit und kin. Energie)

  • Energieerhaltungssatz

Druck und seine Wirkungen:

  • Auflagedruck

  • Druck eingeschlossener Gase - Kobendruck

  • Druck eingeschlossener Flüssigkeiten - Hydraulische Anlage

  • Schweredruck

  • Gesetz von Archimedes - Sinken; Schweben; Steigen; Schwimmen

Schülerexperiment:

  • Gesetz von Archimedes (Kl.8)

 

2. Thermodynamik:

Temperatur:

Temperaturmessung

  • Flüssigkeitsthermometer - Temperatur-Zeit-Diagramm

  • Temperaturskalen - absoluter Nullpunkt

  • Temperatur und Teilchenbewegung

  • Volumenänderung mit Anwendung

  • Anomalie des Wassers

Aggregatzustandsänderungen:

  • Schmelzen; Erstarren; Verdampfen; Kondensieren; Verdunsten

  • Umwandlungstemperaturen und Umwandlungswärme

  • Temperaturverlauf im Temperatur-Zeit-Diagramm

Wärmeübertragung:

  • Wärme (mit Berechnung) und Wärmequellen

  • Arten und Richtung der Wärmeübertragung

Wärmekraftmaschinen:

  • Viertakt-Otto- und Viertakt-Diesel-Motor

  • Energieumwandlung und Wirkungsgrad

Schülerexperimente:

  • Temperaturmessung mit Diagramm (Kl.6)

  • Wärmeübertragung (Kl.8)

  • Wärmezufuhr und Temperaturerhöhung (Kl.8)

  • Wirkungsgrad (Kl.10)

 

3. Optik:

Modell Lichtstrahl:

  • Lichtquellen und beleuchtete Körper - Schatten - Ausbreitung des Lichtes

  • Mondphasen - Finsternisse

  • Reflexion des Lichtes - Reflexionsgesetz - Anwendung: Spiegel und Hohlspiegel

  • Brechung des Lichtes - Brechungsgesetz - Brechung bei optischen Linsen und beim Prisma

  • Bildentstehung an der Sammellinse - Fotoapparat - Auge

  • Totalreflexion - Lichtleiter - Informationsspeicherung

Wellenoptik:

  • Interferenz durch Beugung

  • Zerlegung weißen Lichtes durch Brechung

  • ultraviolettes und infrarotes Licht

  • Zusammenhang zwischen Wellenlänge und Lichtfarbe - Grenzen des Modells Lichtstrahl

  • Anwendung: Spektralanalyse; Regenbogen; additive und subtraktive Farbmischung

Schülerexperimente:

  • Schatten (Kl.6)

  • Reflexionsgesetz (Kl.6)

  • Brechungsgesetz (Kl.6)

  • Sammellinse (Kl.6)

  • Totalreflexion (Kl.10)

 

4. Kernphysik:

  • Natürliche Radioaktivität (Arten der Strahlung; Eigenschaften; Wirkungen; Nachweis; Schutz)

  • Halbwertszeit

  • Anwendung rad. Nuklide - künstliche Kernumwandlung - Kernspaltung

  • Kernkraftwerk (Aufbau; Prinzip; Energieumwandlung; Vor- und Nachteile)

 

5. Astronomie:

Weltbilder

  • Orientierung am Sternenhimmel - Sternbilder - Horizontsystem - drehbare Sternkarte

  • Aufbau des Sonnensystems: - Sonne als Stern - Sonnenaktivität - Wirkung auf Erde

  • Erdmond - Eigenschaften - Gezeiten - Bewegung

  • Planeten mit typischen Eigenschaften

  • Kleinkörper (Planetoiden; Kometen; Meteoriten)

  • Bewegung der Planeten - Keplersche Gesetze - Gravitationsgesetz

  • Entstehung des Weltalls - Entstehung und Entwicklung von Sternen

  • Stellung des Menschen im All

Schülerexperiment:

  • Beherrschen der Sternkarte (Kl.9)

 

6. Elektrizitätslehre:

Grundkenntnisse:

  • Wirkungen, Anwendungen und Gefahren des elektr. Stromes

  • Stromkreise: -einfache, verzweigte, unverzweigte; UND und Oder-Schaltung

  • elektrische Ladungen: - Ladungstrennung - Ladungsausgleich

  • elektrische Größen mit Messung und Berechnung: Stromstärke; Spannung; Widerstand; el. Leistung; el. Energie

  • Gesetze des verzweigten und unverzweigten Stromkreises

  • Berechnen von Energiekosten - rationeller Umgang mit Energie

  • Widerstandsgesetz - technische Widerstände - Kurzschluss

Leitungsvorgang in Metallen:

  • Aufbau der Metalle - Leitungsmodell

  • Deutung des elektrischen Widerstandes mit dem Modell

  • Ohmsches Gesetz - I(U)-Diagramm für Konstantandraht und Glühlampe

Leitungsvorgänge in Halbleitern:

  • Eigenleitung

  • Fotowiderstand und Heißleiter

  • Dotieren - n- und p-Leitung

  • Aufbau und Wirkungswiese der Halbleiterdiode - Leuchtdiode

  • Fotovoltaik

Magnetische Feld:

  • Eigenschaften und Feldlinienmodell

  • Gleichstrommotor (Aufbau; Wirkungsweise; Anwendung)

elektromagnetische Induktion:

  • Abhängigkeit der Induktionsspannung - Induktionsgesetz

  • Wechselstromgenerator (Aufbau; Wirkungsweise; Anwendung)

  • Transformator (Aufbau; Wirkungsweise; Anwendung; Gesetze)

Schülerexperimente:

  • Aufbau von Stromkreisen (Kl.6)

  • Stromstärkemessung (Kl.7)

  • Spannungsmessung (Kl.7)

  • Gesetze in Stromkreisen (Kl.7)

  • Ohmsches Gesetz (Kl.8)

  • elektrischer Widerstand (Kl.8)

  • Widerstandsgesetz (Kl.8)

  • Heißleiter (Kl.9)

  • Halbleiterdiode (Kl.9)

  • Solarzelle (Kl.9)

  • Abhängigkeit der Induktionsspannung (Kl.10)

  • Transformator (Kl.10)

  • Black-Box-Experiment (Kl.10)

 

Allgemeine Hinweise zur schriftlichen Prüfung:

Die Prüfung besteht aus zwei Teilen. Der erste Teil enthält Pflichtaufgaben, die mit einem Demonstrationsexperiment verbunden sein können. Der zweite Teil umfasst drei thematische Wahlaufgaben, die mit einem Schülerexperiment kombiniert sein können. Beide Teile enthalten Aufgaben, die anwendungsbereites Wissen über grundlegende physikalische und astronomische Begriffe, Sachverhalte und Zusammenhänge (auch fachgebietsübergreifend) erfordern.

Dem Entwickeln und Darlegen begründeter Sach- und Werturteile kommt eine besondere Bedeutung zu.

Darüber hinaus werden naturwissenschaftliche Arbeitstechniken verlangt, insbesondere:

  • planen, beobachten, durchführen und auswerten von Experimenten

  • Informationsentnahme aus fachlich orientierten Texten

  • auswerten und erstellen von Diagrammen, Tabellen sowie schematischen Darstellungen

  • erklären einfacher technischer Anwendungen sowie vergleichen, argumentieren und interpretieren

Erlaubte Hilfsmittel zur schriftlichen Physikprüfung:

  • Tabellen- und Formelsammlung (ohne Wissensspeicheranhang)

  • Taschenrechner (nicht grafikfähig, nicht programmierbar)

  • Zeichengeräte

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