Schulprogramm Physik Stufen Q1 und Q2 (LK)
Angestrebte Kompetenzen im Inhaltsfeld „Elektrodynamik“ im Leistungskurs der Stufen Q1 und Q2

Eigenschaften elektrischer Ladungen und Felder

  • Ich weiß, dass elektrische Ladung eine grundlegende Eigenschaft von Materie ist und kenne ihre Einheit.
  • Ich kenne einfache Experimente, um Ladung zu trennen und sie nachzuweisen.
  • Ich weiß, dass ein elektrisches Feld der Wirkungsbereich einer elektrischen Ladung ist.
  • Ich kenne einige einfache Formen von elektrischen Feldern. Insbesondere sind mir die Eigenschaften homogener Felder bekannt.
  • Ich weiß, dass die Spannung als Verhältnis von Energie und Ladung definiert ist und kann so die Energie bei elektrischen Leitungsvorgängen bestimmen.
  • Ich weiß, dass das Feld einer Punktladung radialsymmetrisch ist und die Kraftwirkung durch das Coulomb-Gesetz beschrieben wird.
  • Ich kenne den prinzipiellen Aufbau eines Kondensators.
  • Ich weiß, dass die Kapazität als Verhältnis von gespeicherter Ladung und der anliegenden Spannung definiert ist.
  • Ich kann die Kapazität aus den Baudaten eines Kondensators bestimmen.
  • Ich weiß, dass der Entladevorgang eines Kondensators exponentiell mit der Zeit abläuft. Ich kann die zugrundeliegende Diifferentialgleichung aufstellen und lösen.
  • Ich vermag mit Hilfe eines Messwerterfassungssystems die Entlade- beziehungsweise Aufladekurve eines Kondensators aufnehmen.
  • Ich kenne den Aufbau des Millikan-Versuchs und weiß, wie mit dessen Hilfe die Elementarladung gemessen werden kann.

Bewegung von Ladungsträgern in elektrischen und magnetischen Feldern

  • Ich weiß, dass elektrische Ladung, die sich durch ein homogenes elektrisches Feld bewegt, eine parabelförmige Bahn beschreibt.
  • Ich weiß, dass elektrische Ladung, welche sich relativ zu einem Magnetfeld bewegt, die Lorentz-Kraft erfährt.
  • Ich kann die Wirkungsrichtung der Lorentzkraft bestimmen (Drei-Finger-Regel).
  • Ich kenne einfach Experimente zum Nachweis der Lorentzkraft.
  • Ich kenne Aufbau und Funktionsweise einer Elektronenstrahlröhre und einem Fadenstrahlrohr.
  • Ich kann mit Hilfe eines Fadenstrahlrohrs die spezifische Ladung eines Elektrons bestimmen.
  • Ich kenne den Aufbau und die Eigenschaften eines Wien-Filters.
  • Ich bin mit der prinzipiellen Funktionsweise eines Zyklotrons vertraut und kann die Zyklotronfrequenz berechnen. Ich weiß, dass für hohe Frequenzen klassische Beschreibungen der Ladungsbewegung nicht ausreichen.
  • Ich vermag Messwerte mit einem Oszilloskop oder Messwerterfassungssystem zu gewinnen und im Hinblick auf Zeiten, Frequenzen oder Spannungen auszuwerten.

Elektromagnetische Induktion

  • Ich kann am Beispiel der Leiterschaukel das Auftreten einer Induktionsspannung durch die Wirkung der Lorentzkraft auf bewegte Ladungsträger erklären.
  • Ich weiß, dass Induktionserscheinungen an einer Leiterschleife auf die beiden grundlegenden Ursachen "zeitlich veränderliches Magnetfeld" oder "zeitlich veränderliche (effektive Fläche)" zurückzuführen ist.
  • Ich kann das Induktionsgesetz in seiner allgemeinen Form formulieren und anwenden. Insbesondere weiß ich, dass die Induktionsspannung proportional zur zeitlichen Änderung des magnetischen Flusses ist.
  • Ich kann anhand des Thomsonschen Ringversuchs die Lenz´sche Regel erläutern.
  • Ich kann bei technischen Prozessen das Auftreten erwünschter bzw. nicht erwünschter Wirbelströme bewerten.
  • Ich weiß, was Selbstinduktion ist.
  • Ich weiß, was die Induktivität ist und kenne ihre Einheit.
  • Ich kann Ein- und Ausschaltvorgänge quantitativ untersuchen.
  • Ich kann das Entstehen sinusförmiger Wechselspannungen in Generatoren erklären.
  • Ich kann die Übersetzungsverhältnisse von Spannung und Stromstärke beim Transformator ermitteln.
  • Ich kann Parameter von Transformatoren zur gezielten Veränderung einer elektrischen Wechselspannung angeben.
  • Ich kann ein physikalisches Modellexperiment zu Freileitungen verwenden, um technologische Prinzipien der Bereitstellung und Weiterleitung von elektrischer Energie zu demonstrieren und zu erklären.
  • Ich kann die Notwendigkeit eines geeigneten Transformierens der Wechselspannung für die effektive Übertragung elektrischer Energie über große Entfernungen bewerten.
  • Ich kann den Einfluss und die Anwendung physikalischer Grundlagen in Lebenswelt und Technik am Beispiel der Bereitstellung und Weiterleitung elektrischer Energie aufzeigen.
  • Ich kann Vor- und Nachteile verschiedener Möglichkeiten zur Übertragung elektrischer Energie über große Entfernungen beurteilen.

Elektromagnetische Schwingungen und Wellen

  • Ich kann einen elektromagnetischen Schwingkreis aufbauen und die darin ablaufenden Vorgänge beschreiben.
  • Ich kann die Schwingung durch eine Differentialgleichung beschreiben und Letztere durch einen geeigneten Ansatz lösen.
  • Ich vermag gedämpfte und erzwungene elektromagnetische Schwingungen qualitativ und quantitativ zu beschreiben.
  • Ich kann Analogien zwischen elektromagnetischen und mechanischen Schwingungen aufstellen.
  • Ich kann mithilfe der Wellenwanne qualitativ unter Verwendung von Fachbegriffen auf der Grundlage des Huygens’schen Prinzips Kreiswellen, ebene Wellen sowie die Phänomene Beugung, Interferenz, Reflexion und Brechung veranschaulichen.
  • Ich weiß, dass ein Hertz-Dipol ein besondere Form eines Schwingkreises darstellt. Ich kann anhand dessen die Entstehung und Ausbreitung elektromagnetischer Wellen beschreiben.
  • Ich kenne das Huygensche Prinzip und vermag mit Hilfe geeigneter Simulationssoftware grundlegende optische Phänomene wie Reflexion, Brechung und Beugung zu erklären.
  • Ich weiß, was Interferenz ist und wie Interferenzmuster - nicht nur bei elektromagnetischen Wellen - zustandekommen.
  • Ich kann die Beugung am Doppelspalt, Gitter und Einfachspalt qualitativ und quantitativ beschreiben.



Autorisation: Fachkonferenz Physik
Letzte Änderung: 27.11.2017