Physik

Im Fach Physik geben wir zunächst eine kurze Einführung, wie sich die Naturwissenschaften im Laufe der Menschheitsgeschichte entwickelt haben. So wurden Naturphänomene wie Blitze zunächst durch Analogien beantwortet und z.B. den Göttern zugeschrieben. Die Griechen machten großartige Entdeckungen aber auch Fehler. So führten sie keine Experimente durch, entwickelten aber auch gleichzeitig z.B. das deduktive Denken. Nach dem „finsteren Mittelalter“ ging die Entwicklung mit Galileo Galilei weiter, der das induktive Denken mit der Durchführung von Experimenten voranbrachte. Mit der „Royal Society of London“ wurden neue Entdeckungen öffentlich zugänglich gemacht. In unserer heutigen Informationsgesellschaft wird diese Entwicklung immer weiter beschleunigt.

In der 8. Klasse werden die Themen Optik, Mechanik, Magnetismus und Elektrik behandelt.

In der Optik werden dunkle und selbstleuchtende Körper unterschieden. Die Schülerinnen lernen unterschiedliche Schattenarten kennen und untersuchen die unregelmäßige und regelmäßige Reflexion. Die Brechung wird mit leeren und mit Wasser gefüllten Tassen untersucht. Die Totalreflexion wird vorgeführt und Anwendungsmöglichkeiten in optischen Geräten und dem Glasfaserkabel gezeigt. Brechung und Totalreflexion lassen sich auch gut anhand der Fata Morgana, der oberen Luftspiegelung und der atmosphärischen Strahlenbrechung zeigen. Die wichtigste Anwendung der Brechung, die optischen Linsen, werden zunächst vorgestellt und dann die Strahlenwege gezeigt. Einfache optische Geräte können dann vorgeführt werden.

In der Mechanik beginnen wir zunächst mit den alten Längeneinheiten. Wir erkennen, nachdem wir die Durchschnittselle der Klasse berechnet haben, dass die Ableitung des Meters aus dem Erdumfang das Handeln z.B. mit Tuch deutlich vereinfacht hat. Weitere Längen-, Flächen- und Volumeneinheiten und deren Umrechnung wird wiederholt. In Versuchen wird das Lungenvolumen und das Volumen eines unregelmäßig geformten Körpers gemessen. Der Unterschied zwischen Masse und Gewichtskraft wird dargestellt und die entsprechenden Messgeräte vorgestellt. Weitere Kraftarten und deren Wirkung werden untersucht. Kräfte können schön mit Vektoren dargestellt werden. Das Gesetz von Kraft und Gegenkraft wird mit zahlreichen Beispielen erklärt, so z.B. mit einer Kokosnuss, die an der Palme hängt oder gerade herunterfällt. Die Luft-Wasser-Rakete ist in diesem Zusammenhang auch ein sehr beliebter Versuch. Auf Schwerpunkt, Gleichgewichtsarten, Trägheit und Standfestigkeit wird kurz eingegangen. Die drei Reibungsarten lassen sich mit Beispielen aus dem täglichen Leben gut veranschaulichen. Die Dichte wird über Masse und Volumen berechnet.

In Magnetismus und Elektrizitätslehre wird die Entdeckung des Magnetismus, wie man Magnete selbst herstellen kann und das Erdmagnetfeld besprochen. Der Stromkreis wird in einem einfachen Modell erklärt und auf die Gefahren eingegangen. Am Ende des Schuljahrs wird in einem Lötprojekt eine einfache elektronische Schaltung gelötet.

Während des Schuljahrs stellen die Schülerinnen in einem ca. siebenminütigen Referat ein selbstgewähltes Thema aus den oben angegebenen Lernbereichen vor.

In der 9. Klasse werden die Themen Mechanik und Energie, Wärmelehre und Elektrizitätslehre behandelt.

In der Mechanik lernen die Schülerinnen unterschiedliche Kraftwandler, z.B. die schiefe Ebene, Flaschenzug oder Hebel kennen. Arbeit und Leistung werden als Größen abgeleitet. Der Unterschied zwischen Arbeit und Energie wird an verschiedenen Beispielen dargestellt. Der Wirkungsgrad von Maschinen wird berechnet. Der Druck in Flüssigkeiten und Gasen wird untersucht.

In der Wärmelehre wird ein Flüssigkeitsthermometer gebaut und die Schülerinnen lernen weitere Thermometerarten kennen. Das Teilchenmodell wird anhand der Menschen auf dem Oktoberfest vorgestellt und erklärt. Innere Energie und Temperatur als Maß für die mittlere Bewegungsenergie der Teilchen eines Körpers wird behandelt. Die Volumenänderung von festen Körpern, Flüssigkeiten und Gasen wird mit Beispielen aus dem täglichen Leben veranschaulicht. Die Energiespeicherfähigkeit von Wasser wird untersucht und die spezifische Wärmekapazität von verschiedenen Stoffen berechnet. Konvektion, Wärmeleitung und Wärmestrahlung wird anhand von zahlreichen Beispielen aus Alltag, Natur und Technik behandelt.

In der Elektrizitätslehre visualisieren die Schülerinnen mithilfe des Feldlinienmodells das Magnetfeld eines stromdurchflossenen Leiters. Sie lernen die Grundgrößen wie Spannung, Stromstärke, Leistung und Widerstand kennen.

Schließlich wenden sie diese Kenntnisse beim Projekt „Bau eines Elektromotors“ an.

Auch in der 9. Klasse stellen die Schülerinnen während des in einem ca. zehnminütigen Referat ein selbstgewähltes Thema aus den oben angegebenen Lernbereichen vor.

In der 10. Klasse werden die Themen Mechanik, Elektrizitätslehre, Atom- und Kernphysik und Energieversorgung behandelt.

In der Mechanik werden Zeit-Weg-Diagramme gezeichnet, der freie Fall und die beschleunigte Bewegung untersucht und der Energieerhaltungssatz eingeführt.

Die Elektrizitätslehre beschäftigt sich mit der Reihen- und Parallelschaltung von Widerständen. Die Induktion in der Leiterschaukel, Spule und im Generator werden untersucht und die Regel von Lenz behandelt. Die Energieübertragung über weite Strecken und die Verwendung von Transformatoren sind auch ein Thema.

In der Atom- und Kernphysik beschäftigen sich die Schülerinnen mit der Entdeckung der Radioaktivität, der α-, β- und γ-Strahlung und den Gefahren und dem Nutzen der radioaktiven Strahlung.

Die Energieversorgung behandelt verschiedene Kraftwerksarten, deren Energieträger und Speichertechniken. Die Auswirkung auf die Umwelt sind dabei ein wichtiges Thema. Es werden Exkursionen zum Wasserkraftwerk an der Isar, zum Müllkraftwerk in Johanniskirchen und Geothermiekraftwerk in Riem unternommen.

Auch in der 10. Klasse stellen die Schülerinnen während des Schuljahrs in einem ca. fünfzehnminütigen Referat ein selbstgewähltes Thema aus den oben angegebenen Lernbereichen vor.