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Johanneum Lüneburg |
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| Fächer |
| Physik am Johanneum | 
Fachliche Schwerpunkte
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| Physik am Johanneum Wiederholungen in Sek I (Worddokument, 1 Seite) |
Modellcharakter der Physik Vortag zur Kristallphysik von Dr. Michael Palmer |
| Physikunterricht in Klassen und Kursen Der Lehrplan |
Das Teichenmodell - eine Erfindung des Menschen |
| Bericht aus dem Physik-LK 1996-98
Einheiten und Vorsätze Seemeile, Sternsekunde... Schülerbeiträge |
Salze und Elektromagnetismus Lernen an Stationen Ein Projekt in Chemie und Physik |
Physik am JohanneumNach der Stundentafel wird Physik in der Sek. I .ab Klasse 8 ganzjährig 2-stündig unterrichtet.
Dem Unterricht liegt der von der FS beschlossene , aus den Rahmenrichtlinien entwickelte Lehrplan für die Sek 1 zugrunde. Die Ausstattung unserer Sammlung gestattet es, an wichtigen Stellen den Unterricht als Schülerübung zu organisieren. Insoweit sind die Lehrziele des Lehrplans so formuliert, dass sie den Einsatz von Schülerexperimenten anregen und nahelegen. Dies wird von den Fachkollegen in unterschiedlicher Weise mehr oder weniger intensiv genutzt.
Aufgrund der von der Regierung vorgegebenen Richtlinien für die Unterrichtsverteilung, und der notwendigen Abordnungen zu anderen Schulen konnte der Unterricht in der Vergangenheit nicht ohne Stundenkürzungen durchgeführt werden . Dies wird auch im
in diesem Schuljahr der Fall sein. Die unter anderem daraus resultierenden unterschiedlichen fachlichen Vorkenntnisse erschweren das Unterrichten und Lernen, wenn Schülergruppen in der Vorstufe oder in der Kursstufe neu zusammengesetzt werden.
Der Unterricht in der Sek II erfolgt gemäß dem festgelegten , hauseigenen
Lehrplan zur Sek II. Wegen der Verpflichtungen der Schüler zum Erwerb des Abiturs bestimmte Fächer ,unter denen nicht Physik ist, belegen zu müssen und der hausinternen Randbedingungen kam in den letzten beiden Jahren kein LK Physik zu Stande , obwohl die Anzahl der Schüler und Schülerinnen, die Physik in der Kursstufe betreiben wollen durch aus im landesüblichen Durchschnitt liegt.
Um den Wünschen der Schüler entgegen zu kommen , wurden HK-Kurse eingerichtet.
Trotz dieser schlechten Randbedingungen konnten und können die Leistungskursschüler im Fach Physik eine experimentell orientierte Facharbeit im Fach Physik anfertigen. Erste Erfahrungen dazu liegen vor.
Nicht zuletzt im Hinblick auf eine anzufertigende Facharbeit, wird in der Sek I von einigen Fachlehrern versucht, Unterricht so zu organisieren, dass die Schüler und Schülerinnen in größeren Maße selbständig lernen können. Dazu liegen erste Erfahrungen mit "Lernen an Stationen" und mit " Langzeitaufgaben vor. Die materiellen Rahmenbedingungen für mehr selbständiges Lernen der Schüler konnte in diesem Schuljahr durch die Anschaffung von Büchern für den NTW-Bereich, insbesondere Physik, und anderem Lernmaterial für die Schülerbibliothek verbessert werden.
Karl-Heinz Leefmann Fachobmann , Physik
Physikunterricht in Klassen und Kursen
Leistungskurs 12 1996-98:Schwingungen und Wellen:
Wir haben über Feder-Masse-Oszillatoren ( auf- und abschwingende Gewichte an Federn ) gesprochen, ihre Bewegungsgleichungen nach Zeit und Ort ( inklusive Reibung ) aufgestellt. Die Federn schwingen cosinus-artig mit umgekehrt exponential abhängiger Reibung.
Gekoppelte Schwingungen sind Masse-Feder-Oszillatoren, die von einem Motor angetrieben werden. Wenn man den Motor in der richtigen Frequenz anregen läßt, kommt es zur maximalen Energieübertragung, die bewirkt, daß das angetriebene System in immer grösser werdenden Amplituden ausschwenkt.
Huygens Elementarwellen:
Das Huygenssche Prinzip:
1.) Von jedem Punkt, den eine Wellenfront erreicht, gehen in der Ebene kreisförmige, im Raum kugelförmige Wellen aus.
2.) Diese Wellen überlagern sich zur neuen Wellenfront.
Diese kreisförmigen ( bzw. kugelförmigen ) Wellen nennen wir Elementarwellen. Wir sind bei der Betrachtung von Wellen in einem Wasserbecken zu diesen Ergebnissen gekommen. Durch dieses Prinzip ist beweisbar, daß Wellen von einer Wand im Einfallswinkel zurückprallen.
Das Huygens-Prinzip ist auch auf Lichtwellen übertragbar. Das wurde an einem Versuch deutlich, bei dem ein Laserstrahl durch eine Spaltöffnung auf eine Leinwand geschickt wurde. Es ergaben sich sog. Interferenz Muster, d.h. der Laser erzeugte keinen einzelnen Punkt, sondern es war eine Reihe von Punkten auf der Wand zu erkennen.
Relativitätstheorie
"Es hat, seitdem die Physik eine Naturwissenschaft auf mathematischer Grundlage ist, zwei Grundannahmen über das Wesen des Lichtes gegeben. Der erste, der eine physikalische, brauchbare Theorie des Lichtes aufgestellt hat, ist Newton gewesen. Er nahm an, daß die leuchtenden Körper kleine Lichtkörperchen ausschleuderten. [...] Diese Theorie scheiterte jedoch an der Erklärung der Interferenzerscheinungen. Eine neue Theorie entwickelte der holländische Pysiker Huygens: Die Wellentheorie."
Von Dr. Werner Bloch aus "Ein Jahrbuch der Physik" 1925
Dieses "Bild" fand Einstein vor, als er begann, Überlegungen über diese damals gängigen Theorien anzustellen.
Wir haben im Leistungskurs die spezielle Relativitätstheorie sehr ausgiebig behandelt, viel zu
ausgiebig, um es hier alles wiederzugeben. Die Voraussetzung für die Relativitätstheorie ist
die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit, aber die Schlußfolgerungen sind die Relativität der
Masse, der Zeit und der Gleichzeitigkeit. D.h., wenn sich jemand relativ zu einem Beobachter
mit einer hohen Geschwindigkeit bewegt, ist seine Masse abhängig von der Geschwindigkeit
größer als seine Ruhemasse, die Zeit vergeht in dem anderen System schneller (von beiden
aus gesehen ), und Ereignisse, die in dem einen System eindeutig gleichzeitig sind, geschehen
für das andere System nacheinander.
Für das Herleiten der Zusammenhänge werden Gedankenexperimente im Mykowski-Raum
angestellt. Das ist ein vierdimensionaler Raum, der neben den drei Raumkoordinaten noch
eine zeitabhängige Achse hat. Jeder Punkt heißt dann Ereignis, jeder Gegenstand besitzt
eine Weltlinie. Durch teilweise geometrische Überlegungen erkennt man dann oben genannte
Zusammenhänge.
Im zweiten Halbjahr der Klasse 12 erarbeiten wir Zusammenhänge des elektromagnetischen Feldes:
magnetische Feldkonstante, Hall-Effekt, Lorentzkraft, Permeabilität, Induktion, Selbstinduktion, Widerstände...
Es ist nicht sehr aufregend, aber vielleicht hat das Thema mehr praktische Anwendungen als die Relativitätstheorie.
Vorsätze/ Einheiten
Vorsätze zur Bezeichnung von Einheiten
T ...Tera = 1012 cm... Zenti = 10-2
G ...Giga = 10 9 mm ... Milli = 10-3
M ...Mega = 10 6 Mikro = 10-6
k ... Kilo = 103n ... Nano = 10-9
h ... Hekto = 102 p... Piko = 10-12
da ... Deka = 101 f ... Femto = 10-15
d ... Dezi = 10-1 a ... Atto = 10-18
seit 1975/1991
P ... Peta = 1015 E ... Exa = 1018
Z ... Zetta = 1021 Y ... Yotta =1024
z ... Zepto = 10-211Y ... Yocto = 10-24
Maßeinheiten der Länge
(SI-Einheit 1 Meter m)
1 Angström = 1.0*10-10m
Seemeile = 1852 m
geogr.Meile = 7421.5 m
AE = 1.496*1011m
Lichtjahr = 9.46055*1015m
Parsec = 3.0857*1016m
Inch = 0.0254 m
Foot = 0.3048 m
Yard = 0.9144 m
Statute Mile = 1609.344 m
Chain = 20.117 m
Furlong = 201.168 m
Elle = 0.6669 m
Faden = 1.829 m
cable (GB) = 185.3 m
cable (USA) = 219.5 m
Sashen = 2.13 m
Werst = 1067 m
Maßeinheiten der Zeit
(SI-Einheit 1 Stunde h)
Sekunde = 0.0002777778 h
Minute = 0.0166666667 h
Tag = 24 h
Monat = 720 h
siderisches Jahr = 8766.15 h
tropisches Jahr = 8765.8 h
Sternsekunde = 0.000277019 h
Sterntag = 23.934 h
Maßeinheiten der Masse
(SI-Einheit 1 Kilogramm kg)
Tonne = 1000 kg
Gramm = 0.001 kg
Pound = 0.45359 kg
Ounce = 0.02835 kg
Quarter = 12.70 kg
Quarter (USA) = 11.34 kg
centweight = 50.802 kg
centweight (USA) = 45.359 kg
Long Ton = 1016.05 kg
Short Ton = 907.18 kg
Atomare Einheit = 1.66057*10-27kg
Karat = 0.0002051 kg
Funt = 0.4095 kg
Pud = 16.385 kg
Berkowetz = 163.85 kg
Zentner = 50 kg
Feinunze = 0.0311035 kg
Web:Johannes Lichte
