Physik

Wesen der Physik

„Wie andere Wissenschaften auch, ist die Physik auf eine ganz spezifische und rationale Weise organisiert. Der Physiker will die Realität beschreiben, erklären und vorhersagen, indem er Modelle aufstellt, diese überprüft und miteinander verknüpft. Dabei bedient er sich Hypothesen, reproduzierbarer Experimente, Beobachtungen und wieder neuer Hypothesen. Das Ergebnis ist eine Reihe von Grundprinzipien und Gesetzmäßigkeiten, die die Erscheinungen in der uns umgebenden Welt beschreiben. Mithilfe dieser Gesetzmäßigkeiten können sowohl exotische Phänomene wie die dunkle Energie als auch ganz alltägliche Dinge beschrieben werden.“[1]

[1] P. A. Tipler, G. Mosca, J. Wagner: „Physik“, 7. deutsche Auflage, Verlag Springer Spektrum. Seite 4.

 

Physik an der beruflichen Oberschule

Zusammen mit dem Unterricht in den Fächern Chemie und  Technologie hat der Physikunterricht die Aufgabe, bei Schüler:innen Interesse an naturwissenschaftlichen Fragestellungen zu wecken und diese zu befähigen, durch vertiefte Kenntnisse die Zusammenhänge in Natur und Technik besser zu verstehen.

Grundsätzliche Aspekte

Über die konkreten fachlichen Inhalte hinaus, stehen folgende grundlegenden Aspekte der Physik im Fokus:

  • Wissen um die zentrale Bedeutung des Experimentes in der Physik
  • Fähigkeit, Experimente eigenständig zu beschreiben, durchzuführen und auszuwerten
  • Korrekter Gebrauch der Fachsprache und sicherer Umgang mit Formeln
  • Einsicht, dass Gesetze und Modelle nur innerhalb bestimmter Grenzen gültig sind
  • Bewusstsein, wo physikalische Erkenntnisse in der Technik Anwendung finden
  • Bedeutung des Computers in Forschung und Technik:  als Hilfsmittel bei Messwerterfassung und -verarbeitung sowie zur Simulation und Visualisierung physikalischer Sachverhalte

 

Fachliche Inhalte

Von der 11. bis zur 13. Klasse werden sukzessive immer „kleinere Objekte“ betrachtet. In der 11. Klasse startet man mit der Beschreibung von Phänomenen aus der makroskopischen und damit auch (be-)greifbaren Welt der klassischen Physik, um schließlich in der 13. Klasse die Quantenphysik als physikalische Grundlage zur Beschreibung der mikroskopischen Welt kennenzulernen. Doch nun etwas detaillierter zu den verschiedenen Jahrgangsstufen.

Lehrplaninhalte im Überblick
Newtonsche Wiege

Unterrichtsgegenstand der Jahrgangsstufe 11 ist zunächst die Beschreibung von Bewegungen mit konstanter Geschwindigkeit und konstanter Beschleunigung. Darüber hinaus werden grundlegende Begriffe der Mechanik wie Kraft, Masse, Impuls und Energie behandelt. Im physikalischen Praktikum sammeln die Schüler:innen in Zweier- oder Dreiergruppen Erfahrungen in der Planung, Durchführung und Auswertung physikalischer Experimente und vertiefen dabei ihre Fähigkeit zur Teamarbeit. [2]

In der Jahrgangsstufe 12 werden die Inhalte der Mechanik mit der Beschreibung von Kreisbewegungen, dem Gravitationsgesetz sowie mechanischen Schwingungen und Wellen abgeschlossen.

[2]In der BOS werden die Inhalte der 11. Klasse in der 12. Klasse behandelt. Dabei entfällt das physikalische Praktikum.

Eine zweite Säule dieser Jahrgangsstufe ist die Beschäftigung mit klassischen Feldern am Beispiel von elektrischem Feld und Magnetfeld. Darauf aufbauend wird das Phänomen der elektromagnetischen Induktion behandelt.

In der Jahrgangsstufe 13 werden Inhalte der 12. Klasse fortgesetzt. Es wird die Bewegung geladener Teilchen in elektrischen und magnetischen Feldern untersucht und im Bereich der Schwingungen und Wellen beschäftigt man sich mit Schwingkreisen und elektromagnetischen Wellen.Mit der Quantenphysik dringt man dann noch weiter in die Welt des Mikrokosmos vor und setzt sich dort mit Phänomenen auseinander, die uns skurril erscheinen und unseren Alltagserfahrungen widersprechen. Gleichzeitig sind diese das Fundament für viele Phänomene der Atom- und Kernphysik, die im Anschluss besprochen werden.

Schrödingergleichung

 

Hilfreiche Links

Lehrpläne + digitale Formelsammlung:

Sämtliche physikalischen Inhalte der FOS und BOS und noch viel mehr – zur Ergänzung und Vertiefung der schulischen Inhalte:

Animationen und Simulationen zu verschiedenen Themen der Physik: