1. Physik interaktiv
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9. Qualifikationsphase
- Grundkurs
- Leistungskurs (Pt)
10. Impressum

Projektstart: 12.2018

Schwingungen und Wellen

Ich kann harmonische Schwingungen grafisch darstellen und harmonische Schwingungen mithilfe von Amplitude, Periodendauer und Frequenz beschreiben. Ich kann die Zeigerdarstellung oder Sinuskurven zur grafischen Beschreibung verwenden und habe Erfahrungen im Ablesen von Werten an einem registrierenden Messinstrument (Oszilloskop und Interface).

Ich kann die Gleichung für die Periodendauer eines Feder-Masse-Pendels und das lineare Kraftgesetz angeben und die zugehörigen Abhängigkeiten experimentell untersuchen. Ich kann geeignete Ausgleichskurven ermitteln und diese Verfahren auf andere harmonische Oszillatoren anwenden.

Ich kann die Schwingung eines Feder-Masse-Pendels mithilfe von Energieumwandlungen beschreiben und in diesem Zusammenhang die zugehörigen t-s- und t-v-Diagramme deuten.

Ich kann die Bedingung beschreiben, unter der bei einer erzwungenen Schwingung Resonanz auftritt und den Begriff "Resonanz" anhand eines Experiments erläutern.

Ich kann den Aufbau eines elektromagnetischen Schwingkreises und in Analogie zum Feder-Masse-Pendel die Energieumwandlungen in einem Schwingkreis qualitativ beschreiben. Ich kann ein Experiment zur Erzeugung einer Resonanzkurve beschreiben, die Abhängigkeit der Frequenz der Eigenschwingung von der Kapazität experimentell anhand eines Resonanzversuchs ermitteln und die Funktion eines RFID-Chips als technische Anwendung von Schwingkreisen beschreiben.

Ich kann die Ausbreitung harmonischer Wellen beschreiben und Zeigerketten oder Sinuskurven zur grafischen Darstellung verwenden. Ich kann harmonische Wellen mithilfe von Periodendauer, Ausbreitungsgeschwindigkeit, Wellenlänge, Frequenz, Amplitude und Phase beschreiben. Ich kann den Zusammenhang zwischen Wellenlänge und Frequenz angeben, diesen Zusammenhang mithilfe der Zeigerdarstellung oder der Sinusfunktion begründen und die zugehörige Gleichung anwenden.

Ich kann longitudinale und transversale Wellen vergleichen.

Ich kann Polarisierbarkeit als Eigenschaft transversaler Wellen beschreiben. Ich kann experimentell die Winkelabhängigkeit der Intensität des durchgehenden Lichts bei einem Paar von Polarisationsfiltern untersuchen und in diesem Zusammenhang das Quadrat der Zeigerlänge bzw. das Quadrat der Amplitude der zugehörigen Sinuskurve als Intensität interpretieren. Ich kann Bezüge zwischen dieser Kenntnis und Beobachtungen an einem LC-Display darstellen.

Ich kann Interferenzphänomene für folgende „Zwei-Wege-Situationen“ beschreiben und deuten: stehende Welle, Michelson-Interferometer, Doppelspalt. Ich kann die Zeigerdarstellung oder eine andere geeignete Darstellung zur Beschreibung und Deutung verwenden und die technische Verwendung des Michelson-Interferometers zum Nachweis kleiner Längenänderungen erläutern. Ich kann die Veränderung des Interferenzmusters beim Übergang vom Doppelspalt zum Gitter erläutern.

Ich kann die Schwebung als Überlagerung zweier Wellen unterschiedlicher Frequenz an einem Detektor deuten.

Ich kann Interferenz bei der Bragg-Reflexion beschreiben und deuten.

Ich kann ein Experiment zur Bestimmung der Lichtgeschwindigkeit in Luft erläutern und meine Kenntnisse über Interferenz auf die Bestimmung der Lichtgeschwindigkeit in einem Medium anwenden.

Ich kann je ein Experiment zur Bestimmung der Wellenlänge von Ultraschall bei stehenden Wellen, Schall mit zwei Sendern, Mikrowellen mit dem Michelson-Interferometer, weißem und monochromatischem Licht mit einem Gitter (objektiv und subjektiv) und Röntgenstrahlung mit Bragg-Reflexion beschreiben. Ich kann die zugehörigen Gleichungen selbstständig und begründet herleiten, das Vorgehen auf Experimente mit anderen Wellenarten anwenden, die Funktion der zugehörigen optischen Bauteile beschreiben. Ich kann meine Kenntnisse zur Bestimmung des Spurabstandes bei einer CD/DVD anwenden und ein Verfahren zur Strukturuntersuchung als technische Anwendung der Bragg-Reflexion erläutern.

Quelle: Kerncurriculum für das Gymnasium – gymnasiale Oberstufe, Niedersachsen 2017