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S1.0 Lehrplan

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Magnete

Ich kann die Wirkungen eines Magneten auf unterschiedliche Gegenstände unterscheiden und klassifiziere die Stoffe entsprechend. Ich kann diese Kenntnisse anwenden, indem ich ausgewählte Erscheinungen aus dem Alltag auf magnetische Phänomene zurückführe. Ich kann mein Wissen zur Bewertung von Sicherheitsmaßnahmen im Umgang mit Magneten im täglichen Leben nutzen.

Ich kann Dauermagnete durch Nord- und Südpol beschreiben und deute damit die Kraftwirkung. Ich kann diese Kenntnisse zur Darstellung der magnetischen Wirkung der Erde anwenden.

Ich kann angeben, dass Nord- und Südpol nicht getrennt werden können. Ich kann einfache Experimente zur Magnetisierung und Entmagnetisierung nach Anleitung durchführen und werten sie aus.

Ich kann das Modell der Elementarmagnete beschreiben.

Ich kann den Aufbau beschreiben und kann die Wirkungsweise eines Kompasses deuten. Ich kann die Anwendung des Kompasses zur Orientierung beschreiben. Ich kann Auswirkungen dieser Erfindung in historischen und gesellschaftlichen Zusammenhängen (Seefahrer, Entdeckungen) benennen.

Ich beschreibe die Wirkungsweise eines Elektromagneten und nutze meine Kenntnisse über elektrische Schaltungen, um den Einsatz von Elektromagneten im Alltag zu erläutern.

Elektrischer Stromkreis

Ich kann einfache elektrische Stromkreise erkennen und deren Aufbau und Bestandteile beschreiben. Ich kann diese Kenntnisse auf ausgewählte Beispiele im Alltag anwenden.

Ich kann Schaltbilder in einfachen Situationen sachgerecht verwenden. Ich baue einfache elektrische Stromkreise nach vorgegebenem Schaltplan auf und benutze Schaltpläne als fachtypische Darstellung.

Ich kann Reihen- und Parallelschaltung unterscheiden und diese Kenntnisse in verschiedenen Situationen aus dem Alltag anwenden.

Ich kann zwischen elektrischen Leitern und Isolatoren unterscheiden und benennen Beispiele dafür. Ich plane einfache Experimente zur Untersuchung der Leitfähigkeit, führe sie durch und dokumentiere die Ergebnisse.

Ich charakterisiere elektrische Quellen anhand ihrer Spannungsangabe. Ich weiß um die Gefährdung durch Elektrizität und wende geeignete Verhaltensregeln zu deren Vermeidung an. Ich nutze die Spannungsangaben auf elektrischen Geräten zu ihrem bestimmungsgemäßen Gebrauch und nutze mein physikalisches Wissen zum Bewerten von Sicherheitsmaßnahmen am Beispiel des Schutzleiters und der Schmelzsicherung.

Ich beschreibe die Wirkungsweise eines Elektromagneten und nutze meine Kenntnisse über elektrische Schaltungen, um den Einsatz von Elektromagneten im Alltag zu erläutern.

Optik

Ich kann die Sender-Empfänger-Vorstellung des Sehens in einfachen Situationen anwenden. Ich kann zwischen alltagssprachlicher und fachsprachlicher Beschreibung des Sehvorgangs unterscheiden.

Ich kann die Kenntnis über Lichtbündel und die geradlinige Ausbreitung des Lichtes zur Beschreibung von Sehen und Gesehenwerden nutzen. Ich kann die Bedeutung der Beleuchtung für die Verkehrssicherheit einschätzen.

Ich kann Schattenphänomene, Finsternisse und Mondphasen beschreiben und erläutern. Ich wende diese Kenntnisse zur Unterscheidung von Finsternissen und Mondphasen an.

Ich kann Reflexion, Streuung und Brechung von Lichtbündeln an ebenen Grenzflächen beschreiben.

Ich kann die Eigenschaften der Bilder an ebenen Spiegeln, Lochblenden und Sammellinsen beschreiben. Ich kann zwischen Sammel- und Zerstreuungslinsen unterscheiden. Ich kann die Unterschiede zwischen den beobachteten Bildern bei Lochblenden und Sammellinsen mithilfe der fokussierenden Wirkung von Linsen deuten. Ich kann diese Kenntnisse im Kontext Fotoapparat oder Auge anwenden.

Ich kann weißes Licht als Gemisch von farbigem Licht beschreiben. Ich kann das Phänomen der Spektralzerlegung beschreiben.

Energie

Ich verfüge über einen altersgemäß ausgeschärften Energiebegriff.

Ich kann verschiedene geeignete Vorgänge mithilfe von Energieübertragungsketten beschreiben und stelle diese in Energieflussdiagrammen dar. Ich kann Nahrungsmittel im Hinblick auf ihren Energiegehalt vergleichen.

Ich kann der Energie die Einheit 1 J zuordnen und kann einige typische Größenordnungen angeben. Ich kann vorgegebene Energieflussbilder für die häusliche Energieversorgung erläutern. Ich kann den häuslichen Energiebedarf und dessen Verteilung realistisch einschätzen.

Ich kann qualitative Energiebilanzen für einfache Übertragungs- bzw. Wandlungsvorgänge aufstellen und die Bilanzen grafisch mit dem Kontomodell veranschaulichen.

Ich kann das Prinzip der Energieerhaltung unter Berücksichtigung des Energiestroms in die Umgebung erläutern.

Energieübertragung

Ich kann Temperatur und innere Energie eines Körpers unterscheiden. Ich kann am Beispiel erläutern, dass zwei Gegenstände trotz gleicher Temperatur unterschiedliche innere Energie besitzen können.

Ich kann einen Phasenübergang energetisch beschreiben. Ich kann ein dazugehöriges Energie-Temperatur-Diagramm deuten und kann an einem Alltagsbeispiel die zugehörige Energiebilanz formulieren.

Ich kann Beispiele dafür angeben, dass Energie, die infolge von Temperaturunterschieden übertragen wird, nur vom Gegenstand höherer Temperatur zum Gegenstand niedrigerer Temperatur fließt. Ich kann erläutern, dass Vorgänge in der Regel nicht umkehrbar sind, weil ein Energiestrom in die Umgebung auftritt. Ich kann meine Kenntnisse zur Beurteilung von Energiesparmaßnahmen benutzen und verwende in diesem Zusammenhang den Begriff Energieentwertung.

Ich kann die Energiestromstärke/Leistung P als Maß dafür benutzen, wie schnell Energie übertragen wird. Ich kann die in elektrischen Systemen umgesetzte Energie bestimmen und verwende in diesem Zusammenhang die Einheiten 1 J und 1 kWh.

Ich kann mechanische Energieübertragung (Arbeit) von thermischer (Wärme) an ausgewählten Beispielen unterscheiden. Ich zeige die besondere Bedeutung der spezifischen Wärmekapazität des Wassers an geeigneten Beispielen aus Natur und Technik auf.

Ich kann die Änderung von Höhenenergie und innerer Energie in Anwendungsaufgaben berechnen.

Ich kann die Gleichung für die kinetische Energie zur Lösung einfacher Aufgaben nutzen.

Ich kann den Energieerhaltungssatz in der Mechanik formulieren und nutze ihn zur Lösung einfacher Aufgaben und Probleme. Ich kann einfache Experimente zur Überprüfung des Energieerhaltungssatzes planen, durchführen und dokumentiere die Ergebnisse. Ich kann mein Wissen zum Bewerten von Risiken und Sicherheitsmaßnahmen im Straßenverkehr nutzen.

Kreisprozesse

Ich kann den Gasdruck als Zustandsgröße modellhaft beschreiben und kann die Definitionsgleichung des Drucks angeben. Ich verwende für den Druck das Größensymbol p und die Einheit 1 Pa und gebe typische Größenordnungen an. Ich verwende in diesem Zusammenhang das Teilchenmodell zur Lösung von Aufgaben und Problemen.

Ich kann das Verhalten idealer Gase mit den Gesetzen von Boyle-Mariotte und Gay-Lussac beschreiben. Ich kann auf dieser Grundlage die Zweckmäßigkeit der Kelvin-Skala erläutern. Ich kann gewonnene Daten durch geeignete Mathematisierung auswerten und beurteile die Gültigkeit dieser Gesetze und ihrer Verallgemeinerung.

Ich kann die Funktionsweise eines Stirlingmotors beschreiben. Ich kann den idealen stirlingschen Kreisprozess im V-p-Diagramm beschreiben. Ich kann einfache Arbeitsdiagramme interpretieren und deute eingeschlossene Flächen energetisch.

Ich kann die Existenz und die Größenordnung eines maximal möglichen Wirkungsgrades auf der Grundlage der Kenntnisse über den stirlingschen Kreisprozess erläutern und kann die Gleichung für den maximal möglichen Wirkungsgrad einer thermodynamischen Maschine angeben.

Ich kann diese Kenntnisse zur Erläuterung der Energieentwertung und der Unmöglichkeit eines „Perpetuum mobile“ nutzen und verallgemeinern. Ich kann wertend Stellung zu Möglichkeiten nachhaltiger Energienutzung am Beispiel der „Kraft-Wärme-Kopplung“ nehmen und begründe meine Wertung auch quantitativ.

Elektrik I

Ich kann elektrische Stromkreise in verschiedenen Alltagssituationen anhand ihrer Energie übertragenden Funktion beschreiben. Ich kann anhand von Beispielen die Bedeutung elektrischer Energieübertragung für die Lebenswelt aufzeigen.

Ich kann die Vorgänge im elektrischen Stromkreis mithilfe der Vorstellung von bewegten Elektronen in Metallen deuten.

Ich verwende für die elektrische Stromstärke die Größenbezeichnung I und für die Energiestromstärke die Größenbezeichnung P sowie deren Einheiten und geben typische Größenordnungen an.

Ich kann experimentell die elektrische Stromstärke in unverzweigten und verzweigten Stromkreisen untersuchen.

Elektrik II

Ich kann das unterschiedliche Leitungsverhalten von Leitern und Halbleitern mit geeigneten Modellen beschreiben. Ich kann Experimente zur Leitfähigkeit von LDR, NTC durchführen.

Ich kann die Vorgänge am pn-Übergang mithilfe geeigneter energetischer Betrachtungen beschreiben. Ich kann die Kennlinie einer Leuchtdiode aufnehmen.

Ich kann die Vorgänge in Leuchtdioden und Solarzellen energetisch erläutern. Ich kann den Aufbau und die Wirkungsweise von Leuchtdiode und Solarzelle beschreiben. Ich kann die Verwendung von Leuchtdiode und Solarzelle unter physikalischen, ökonomischen und ökologischen Aspekten bewerten. Ich kann die Bedeutung der Halbleiter für moderne Technik benennen.

Ich kann Motor und Generator sowie Transformator als black boxes anhand ihrer Energie wandelnden bzw. übertragenden Funktion beschreiben. Ich kann alltagsbedeutsame Unterschiede von Gleich- und Wechselstrom nennen. Ich kann die Bedeutung von Hochspannung für die Energieübertragung im Verteilungsnetz der Elektrizitätswirtschaft erläutern.

Ich kann die gleichrichtende Wirkung einer Diode erläutern.

Mechanik

Ich kann lineare t-s- und t-v-Diagramme zur Beschreibung geradliniger Bewegungen verwenden. Ich kann gewonnene Daten anhand geeignet gewählter Diagramme auswerten (zweckmäßige Skalierung der Achsen, Ausgleichsgerade). Ich kann die Steigung bestimmen und interpretiere sie als Geschwindigkeit bzw. Beschleunigung. Ich kann die zugehörigen Gleichungen erläutern.

Ich kann die Trägheit von Körpern erläutern und beschreibe deren Masse als gemeinsames Maß für ihre Trägheit und Schwere. Ich verwende als Maßeinheit der Masse 1 kg und schätze typische Größenordnungen ab.

Ich kann Kräfte als Ursache von Bewegungsänderungen/Verformungen oder von Energieänderungen identifizieren. Ich kann diesbezügliche Phänomene beschreiben und führe sie auf Kräfte zurück. Ich kann zwischen Kraft und Energie unterscheiden.

Ich verwende als Maßeinheit der Kraft 1 N und schätze typische Größenordnungen ab. Ich kann geeignete Versuche zur Kraftmessung durchführen.

Ich kann das hookesche Gesetz angeben. Ich kann Experimente zu proportionalen Zusammenhängen am Beispiel des hookeschen Gesetzes durchführen.

Ich kann mein physikalisches Wissen über Kräfte, Bewegungen und Trägheit zum Bewerten von Risiken und Sicherheitsmaßnahmen im Straßenverkehr nutzen.

Ich kann zwischen Gewichtskraft und Masse unterscheiden, gebe die zugehörige Größengleichung an und nutze diese für Berechnungen. Ich kann zum Ortsfaktor g in geeigneten Quellen recherchieren.

Ich kann Kräfte als gerichtete Größen mithilfe von Pfeilen darstellen und die Ersatzkraft zweier Kräfte zeichnerisch bestimmen.

Ich kann zwischen Kräftepaaren bei der Wechselwirkung zwischen zwei Körpern und Kräftepaaren beim Kräftegleichgewicht an einem Körper unterscheiden. Ich kann meine Kenntnisse nutzen, um alltagstypische Beobachtungen und Wahrnehmungen zu analysieren.

Atom-/Kernphysik

Ich kann das Kern-Hülle-Modell des Atoms beschreiben und den Begriff Isotop erläutern. Ich kann das Phänomen der Ionisation mithilfe dieses Modells deuten.

Ich kann die Stabilität von Kernen mithilfe der Kernkraft deuten.

Ich kann die ionisierende Wirkung von Kernstrahlung und deren stochastischen Charakter beschreiben. Ich kann meine Kenntnisse über natürliche und künstliche Strahlungsquellen wiedergeben. Ich kann biologische Wirkung und ausgewählte medizinische Anwendungen der Kernstrahlung beschreiben. Ich kann dieses Wissen nutzen, um eine mögliche Gefährdung durch Kernstrahlung zu begründen.

Ich kann den Aufbau und die Wirkungsweise eines Geiger-Müller-Zählrohrs beschreiben.

Ich kann Alpha-, Beta- und Gamma-Strahlung anhand ihres Durchdringungsvermögens unterscheiden und beschreiben ihre Entstehung modellhaft. Ich kann Strahlenschutzmaßnahmen mithilfe dieser Kenntnisse erläutern. Ich kann die Ähnlichkeit von UV-, Röntgen-, Gamma-Strahlung und sichtbarem Licht beschreiben und die Unterschiede hinsichtlich ihrer biologischen Wirkung nennen.

Ich kann Energiedosis und Äquivalentdosis unterscheiden. Ich kann die Einheit der Äquivalentdosis angeben. Ich kann am Beispiel des Bewertungsfaktors die Grenzen physikalischer Sichtweisen aufzeigen.

Ich kann den radioaktiven Zerfall eines Stoffes unter Verwendung des Begriffes Halbwertszeit beschreiben. Ich kann die Abklingkurve grafisch darstellen und nutze mein Wissen, um zur Frage des radioaktiven Abfalls Stellung zu nehmen.

Ich kann die Kernspaltung und die Kettenreaktion beschreiben. Ich kann die Auswirkungen der Entdeckung der Kernspaltung im gesellschaftlichen Zusammenhang benennen und zeige dabei die Grenzen physikalisch begründeter Entscheidungen auf.

Quelle: Kerncurriculum für das Gymnasium – Naturwissenschaften 5-10, Niedersachsen 2015