In den Jahrgängen 9 und 10 stehen zwei Aspekte im Vordergrund: Einerseits werden die Themengebiete Elektrizität und Energieübertragung weiter vertieft. Andererseits lernen die Schülerinnen und Schüler das erste mal die Themenbereiche der Thermodynamik und der Radioaktivität und deren Bedeutung für unsere Gesellschaft kennen. Dabei werden auch immer wieder Inhalte aus den Fächern Mathematik und Chemie aufgegriffen und mit dem physikalischen Inhalten verzahnt.

Neben dem rein fachlichen Arbeiten sollen die Schülerinnen und Schüler dabei auch zunehmend dazu angeregt werden, ihr Wissen zu nutzen, um den Beitrag der Wissenschaft und Gesellschaft bei der Beeinflussung der Umwelt eigenständig zu bewerten.

Wie in den vorherigen Jahrgängen erhalten die Schülerinnen und Schüler in allen Themenbereich die Möglichkeit, theoretische Betrachtungen mit einer Basis aus selbst durchgeführten Experimenten zu verknüpfen.

 

Elektrizität

  • Leitungsvorgänge in Leitern und Halbleitern
  • Elektronen- und Löcherleitung
  • Die Diode und die Leuchtdiode (LED)
  • Energiegewinnung mit Solarzellen

Energieübertragung quantitativ

  • Mechanische Energieübertragung (Arbeit) und thermische Energieübertragung (Wärme)
  • Quantitative Messung der übertragenen Energie
  • Spezifische Wärmekapazität
  • Energiestromstärke P als Maß dafür, wie schnell Energie übertragen wird
  • Energie eines Körpers und seine Temperatur (am Beispiel Phasenübergang)

Kernphysik

  • Das Kern-Hülle-Modell des Atoms
  • Die Eigenschaften der verschiedenen Strahlungsarten (α, β, γ)
  • Radioaktivität, natürliche und künstliche Strahlungsquellen
  • Die Eigenschaften des radioaktiver Zerfall, Halbwertszeit
  • Die unterschiedliche Stabilität von Kernen
  • Biologische Wirkung von Strahlung und medizinische Anwendungen radioaktiver Strahlung
  • Strahlenschutzmaßnahmen
  • Die Beschreibung der Menge der aufgenommenen Strahlung durch Energiedosis und Äquivalentdosis
  • Energiegewinnung aus Kernspaltung – Kettenreaktion
  • Kernenergie und Kernkraftwerke

Energieübertragung in Kreisprozessen

  • Gasdruck p als Zustandsgröße und die Einheit Pascal
  • Gesetze von Boyle-Mariotte und Gay-Lussac
  • Die absolute Temperatur und die Kelvinskala
  • Funktionsweise des Stirlingmotors
  • maximal möglicher Wirkungsgrad einer thermodynamischen Maschine