Die Fachschaft Physik

„Das Hebelgesetz der Physik lehrt uns: Wenn du weißt, wo du ansetzen musst, kannst du mit geringer Kraft viel bewegen.“ (Dr. Achim Reichert, Physiker)

Mitglieder der Fachschaft

Am ASG unterrichten folgende Kolleginnen und Kollegen das Fach Physik:

Herr Baran, Herr Brennscheidt, Herr Graw, Frau Kubutat und Frau Turgut (alphabetisch)

Der Physikunterricht am ASG

Das Fach Physik wird am ASG in den Jahrgangsstufen 5, 8, 9 und 10.1 sowie in der Oberstufe unterrichtet (G9).

Sekundarstufe I:

Die Schülerinnen und Schüler der Jahrgangsstufe 5 werden mit den Fachinhalten „Temperatur und Energie“, „elektrischer Strom und Magnetismus“, „Schall und Hören“, „Licht und Sehen“ in die Physik eingeführt. Als Lehrbuch in der Klasse 5 wird das Buch „Fokus Physik“ für Gymnasien 5/6 von Cornelsen genutzt.

Für die Schülerinnen und Schüler der Jahrgangsstufe 8 geht es dann mit der „Optik“, „Astronomie“ sowie ersten Einführungen in die Mechanik weiter. Zu Beginn der Klasse 9 wird die Mechanik fortgesetzt. Danach folgen die Themen „Radioaktivität und Kernphysik“, „Druck und Auftrieb“ sowie „Wärmelehre“. In der Klasse 10 (G9) wird Physik nur im ersten Halbjahr unterrichtet. Dann werden die Themen „Elektrizitätslehre und Energieversorgung“ behandelt. In der Mittelstufe (Jahrgangsstufe 8-10) arbeiten die Schülerinnen und Schüler mit dem Physikbuch „Impulse 2“ des Klett Verlags.

Sekundarstufe II:

In der Einführungsphase wird nur das Themengebiet „Mechanik“ unterrichtet. Dabei werden verschiedene Bewegungsarten und Kräfte untersucht, Energie- und Impulserhaltungsätze verwendet, um Bewegungszustände zu erklären, sowie Kreisbewegungen analysiert. Um die Fragestellung zu den physikalischen Erkenntnissen über unser Sonnensystem zu klären, befassen sich die Schülerinnen und Schüler mit den Keplerschen Gesetzen und dem Newtonschen Gravitationsgesetz. Zuletzt wird das Thema „mechanische Schwingungen und Wellen“ behandelt, wobei die Schülerinnen und Schüler mechanische Schwingungen und Wellen mithilfe der Wellengleichung beschreiben und das Auftreten von Resonanz bei der erzwungenen Schwingung mithilfe von Wechselwirkungen und Energie erläutern.

Die Grund- und Leistungskurse finden teilweise in Kooperation mit den Nachbarschulen, dem Ernst-Barlach-Gymnasium und der Willy-Brand-Gesamtschule, statt.

Im Grundkurs in der Qualifikationsphase untersuchen die Schülerinnen und Schüler im Bereich Elektrodynamik die Eigenschaften von Elektronen, die Wandlung der mechanischen Energie in elektrische Energie (elektromagnetische Induktion) sowie technische Nutzungen von Generatoren und Transformatoren. Danach werden Wellen- und Teilcheneigenschaften von Quantenobjekten beschrieben und erklärt. In der Q2 geht es mit „Strahlung und Materie“ weiter, sodass die verschiedene Atommodelle untersucht werden und die Entstehung von Licht erläutert wird. Auch der Aufbau der Kernbausteine und die Teilchenumwandlung sind interessante Inhalte in diesem Bereich. Als letztes Thema wird die Relativitätstheorie behandelt. Dazu gehört die Relativität von Raum und Zeit sowie der Aufbau und die Funktionsweise von Teilchenbeschleunigern.

Im Leistungskurs wird als erstes die Relativitätstheorie eingeführt. Dabei untersuchen die Schülerinnen und Schüler unter anderem die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit, die Zeitdilatation und Längenkontraktion, Aufbau und Funktionsweise von Teilchenbeschleunigern und insbesondere die Ruhemasse und die dynamische Masse von Teilchen. Eine Weiterführung der Elektrizitätslehre ist die Elektrostatik, wobei die Schülerinnen und Schüler elektrische Felder und Elementarladungen, die Auf- und Entladung von Kondensatoren analysieren und beschreiben. Anschließend beschreiben sie die Eigenschaften und Wirkungen von homogenen magnetischen Feldern, sodass sie mit geeigneten Experimenten Eigenschaften wie die Masse des Elektrons experimentell bestimmen. Diese Erkenntnisse aus der Elektrostatik wenden sie dann im Bereich Elektrodynamik an, indem sie die Induktion als grundlegendes Prinzip bei der Versorgung mit der elektrischen Energie beschreiben und erklären. Infolgedessen erläutern sie die Erzeugung elektromagnetischer Schwingung, beschreiben den Schwingvorgang im RLC-Schwingkreis sowie die Entstehung und Ausbreitung von elektromagnetischer Wellen. Die Schülerinnen und Schüler untersuchen dann die Interferenz und Beugung am Doppelspalt und Gitter. Zudem erläutern sie mithilfe des lichtelektrischen Effekts bzw. der Elektronenbeugung die Teilcheneigenschaft von Photonen und Elektronen (Welle-Teilchen-Dualismus). Das letzte Thema im LK ist die Atom-Kern-Elementarteilchenphysik, wobei die Schülerinnen und Schüler verschiedene Atommodelle und ihre Grenzen, die Entstehung von Röntgenstrahlung und ionisierender Strahlung sowie ihre Nutzen und Risiken untersuchen, Zerfallsprozesse analysieren, die Energiegewinnung durch nukleare Prozesse erläutern und mithilfe des Standardmodells den Aufbau der Kernbausteine systematisieren, um mit ihm die Phänomene der Kernphysik zu erklären. Außerdem recherchieren die Schülerinnen und Schüler in Fachliteratur und im Internet über aktuelle Forschungen und offene Fragen in der Physik und bringen diese im Unterricht ein.

Fachspezifische Leistungsbewertung

Die Leistungsbewertung im Fach Physik erfasst die Qualität und die Kontinuität der Beiträge, die Schülerinnen und Schüler im Unterricht einbringen. Diese Beiträge sollen unterschiedliche mündliche und schriftliche Formen in enger Bindung an die Aufgabenstellungen, die inhaltliche Reichweite und das Anspruchsniveau der jeweiligen Unterrichtseinheit umfassen. Die Leistungsbewertung umfasst die sonstige Mitarbeit im Unterricht und das Arbeiten bei (Schüler-)Experimenten, die Mappenführung, die Protokollführung, ggf. die Erarbeitung von Plakaten, Referaten und Facharbeiten sowie schriftlichen Arbeiten (Tests und Klausuren).

In allen Jahrgangsstufen hat das Experimentieren einen hohen Stellenwert, bei dem die Experimentierkästen in den sehr gut ausgestatteten Fachräumen häufig genutzt werden.

Eine detaillierte Zusammenfassung der fachspezifischen Leistungsbewertung ist in dem Leistungskonzept für Physik auf der Homepage zu finden.

Klassenarbeiten / Klausuren

In der Sekundarstufe I werden im Fach Physik keine Klassenarbeiten geschrieben. In der Einführungsphase werden pro Halbjahr (1. Halbjahr, 2. Quartal / 2. Halbjahr, 1. Quartal) jeweils eine Klausur geschrieben. In der Qualifikationsphase werden sowohl im LK als auch im GK pro Halbjahr zwei Klausuren geschrieben.

Fachspezifische Fahrten und Exkursionen/ Wettbewerbe/ externe Kooperationen

In der Klasse 5 machen die Schülerinnen und Schüler einen Ausflug zur Phänomenta in Lüdenscheid oder Phänomania in Essen. Auch das Planetarium in Bochum ist ein interessantes und häufig besuchtes Ausflugsziel in der Sek I.

Je nach angebotenen Themen, Interessen oder Leistungen der Schülerinnen und Schüler nehmen sie an folgenden Wettbewerben teil:

• Internationale Physik Olympiade – IPhO (Fachschaft Physik)
• Physik im Advent – PiA (Fachschaft Physik)
• Schüler experimentieren und Jugend forscht

Außerdem nehmen die Schülerinnen und Schüler der Oberstufe bei Interesse an Veranstaltungen verschiedener Universitäten teil:

• SchülerInnenprojektwoche an der RUB

Winterakademie und Schnupperuni an der TU Dortmund