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% pdfsubject = {Dopplereffekt, Doppler, Experiment},%
% pdfauthor = {Thomas Kuster (8. Semester, D-UWIS)},%
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\date{\today}
\author{Thomas Kuster}

\title{Unterrichtsplanung}

\begin{document}

\section{Streichungen im Grundlagenfach}
Auf Themen welche anspruchsvollere Mathematik benötigen, würde ich verzichten. Der Unterricht würde ich zudem vorallem auf das Verständnis der phänomenologischen Aspekte ausrichten und weniger auf die quantitative Berechung.

Weglassen würde ich:
\begin{itemize}
\item Drehbewegung (im Abschnitt~\ref{sec:dynamik})
\item Starrer Körper (Abschnitt~\ref{sec:starrer_koerper}
\end{itemize}

\section{Notwendige Stoffgebiete}
Die Klasse sollte einen breiten Einblick in die Physik erhalten. Bei einigen Bereichen wird zuwenig Zeit bleiben diese genauer zu untersuchen, das jeweilige Phänomen sollte auf jedenfall verstanden werden und der physikalische Blick geschärft werden.

Neben den aus meiner Sicht zum Grundwissen eines Maturanden gehörenden Stoffgebiete:
\begin{itemize}
\item Kinematik (Abschnitt~\ref{sec:kinematik}) 
%\item Dynamik ohne Drehbewegungen (Abschnitt~\ref{sec:dynamik})
\item Arbeit und Enegrie (Abschnitt~\ref{sec:arbeit_und_energie})
\item Druck
\item Wellen
\item Stromkreis
\item Wärmelehre
\end{itemize}

Sollte er auch von Gebieten die grosse Einflüsse auf unsere Gesellschaft hatten bzw. haben eine Grundvorstellung haben. Insbesonere folgende Bereiche in dieser Reihenfolge:
\begin{itemize}
\item Halbleiter (Abschnitt~\ref{sec:quantenphysik})
\item Radioaktivität, Kernspaltung, Kernenergie (Abschnitt~\ref{sec:kernphysik})
\end{itemize}

Auf die Relativitätstheorie (Abschnitt~\ref{sec:relativitaetstheorie}) würde ich nur kurz eingehen (die Bedeutung im Alltag erscheint mir gering).

\section{Zeitbudget}
Zur Verfügung stehen in den Semester 10.1 bis 11.1 jeweils 60\,h (20 Wochen pro Semester à 3\,h), im Semester 11.2 40\,h und 20\,h Halbklassenunterricht.

Die Stundenzahl versteht sich inkl. Prüfungen, Nachbesprechungen usw.. Pro Jahr würde ich zudem wenn möglich eine Exkursion einplanen (z.\,B. 1 Jahr: Technorama in Winterthur, 2. Jahr: Kernkraftwerk oder PSI)
\subsection{Semester 10.1}
\begin{description}
\item[Einführung] 9\,h
\item[Kinematik] 15\,h
\item[Dynamik] 12\,h
\item[Gravitation] 9\,h
\item[Arbeit und Energie] 15\,h
\end{description}
\subsection{Semester 10.2}
\begin{description}
\item[Deformierbare Medien] 9\,h
\item[Temperatur und Gase] 9\,h
\item[Wärmelehre] 18\,h
\item[Atomphysik] 9\,h
\item[Kernphysik] 15\,h
\end{description}
\subsection{Semester 11.1}
\begin{description}
\item[Schwingungen] 12\,h
\item[Wellen] 18\,h
\item[Elektrizität] 15\,h
\item[Magnetismus] 12\,h
\item[Elektromagnetische Wellen] 3\,h
\end{description}
\subsection{Semester 11.2}
\begin{description}
\item[Elektromagnetische Wellen] 10\,h
\item[Quantenphysik] 12\,h
\item[Relativitätstheorie] 9\,h
\item[Teilchenphysik] 9\,h
\end{description}
\subsubsection{Halbklassenunterricht}
Vorallem in Form eines Praktikums
\begin{description}
\item[Schwingungen und Wellen] 5\,h
\item[Mechanik] 5\,h
\item[Elektrizität] 5\,h 
\item[Thermodynamik] 5\,h
\end{description}

\section{Stoffgebiete: Verteilung und Reihenfolge}
\subsection{Semester 10.1}
In der Einführung wird kurz nur ein Überblick gegeben was Physik ist und wozu dies nützlich ist. Die Kinematik und Dynamik beschäftigt sich anschliessenden mit der Bewegung von Körpern in Raum und Zeit. Die Schüler\footnote{Weibliche Schüler sind mitgemeint} bringen in diesem Bereich bereits viel Erfahrung aus dem Alltag mit.

Der Kraftbegriff ist nun bekannt und Gravitation kann behandelt werden. Dieses Thema wird auch gewählt um nicht zu lange ein ähnliches Thema zu behandeln\footnote{Zudem passen Komenten gut zur Vorweihnachtszeit}.

Das Gebiet Arbeit und Energie am Ende des Semester trägt gleichzeitig zur Repetition und abschliessen der Kinematik und Dynamik bei.

\subsection{Semester 10.2}
Das Folgende Semester widmet sich mehr der Materie selber. Das Gebiet Deformierbare Medien bilden einen ersten Einstieg zu den in den beiden folgenden Themen Temperatur und Gase sowie Wärmelehre ebenfalls verwendeten Modellen von Materie. Die beiden Gebiete Atomphysik und Kernphysik geben anschliessende einen detailierteren Einblick in den Aufbau der Materie. Es sollte zudem auch Zeit zur Verfügung stehen, um mit den Schülern die Auswirkungen dieser Erkenntnisse (z.\,B. Kernspaltung: A-Bombe, AKW) auf die Menschheit zu diskutieren.

\subsection{Semester 11.1}
Wellen werden nach Schwingungen behandelt, da Wellen räumliche Ausbreitung von Schwingungen sind.

Sich Elektrizität vorzustellen erfordert ein viel abstrakteres Denken als mechanische Gebiete im 1. Semester. Auf Grund der bereits behandelten gebiete Atom- und Kernphysik sollte diese Denken nun geschult sein, ebenso kennen die Schüler Elekronen. Das Gebiet Magnetismus wird zuerst anhand von magnetischen oder magnetisierbaren Gegenständen behandelt und anschliessend mit der Elektrizität verknüpft (Elektromagnetismus). Ein kurzer Ausblick in das Gebiet elektromagnetische Wellen bildet den Abschluss des Semesters.

\subsection{Semester 11.2}
Mit dem Gebiet Elekromagnetische Wellen wird auf den Ausblick und an die beiden zuletzt behandelten Gebiete zurückgegriffen.

In der Quantenphysik werden vorallem Halbleiter (Dioden, Transitoren) welche für unsere heutige Gesellschaft eine immense Bedeutung haben besprochen.

Die Relativitätstheorie greift nochmals kurz das Thema elektromagnetische Wellen (Licht) auf und gibt einen guten Einstieg sich neue Modelle vorstellen zu können.

Die Teilchenphysik soll einen Einblick in die moderne Physik und die aktuelle Forschung geben.

\section{Abstriche}
Bei Gebieten für die an meisten Zeit eingeplant ist. Ich bin der Meinung, dass die Schüler eine möglichst breiten Einblick in die Physik erhalten sollte, besonders im Grundlagenfach. Steht in einem Gebiet weniger Zeit zur Verfügung würde ich mich stärker darauf konzentrieren nur das Phänomen zu vermitteln und weniger die formale mathematische Sicht.

Ebenso würde ich für Gebiete mit geringem Einfluss auf unseren Alltag weniger Zeit verwenden (z.\,B. Relativitätstheorie).

Je nach Kenntnisse aus anderen Fächer (z.\,B. Chemie) lässt sich bei den Atommodellen Zeit einsparen.

\section{Stoffgebiete der Physik (Mittelschule)}
\subsection{Einführung}
\begin{itemize}
\item Was ist Physik
\item Wozu Physik
\item Einheitensystem
\end{itemize}

\subsection{Mechanik (klassisch)}
\subsubsection{Kinematik}\label{sec:kinematik}
\begin{itemize}
\item Massenpunkt
\item Geschwindigkeit
\item Beschleunigung
\item Kreisbewegungen
\item Schieferwurf
\end{itemize}

\subsubsection{Dynamik}\label{sec:dynamik}
\begin{itemize}
\item Kraft (Gewicht-, Reibung-, Federkraft)
\item Newtonsche Axiome
\item Statik, Drehmoment
\item Impuls, Stoss
\item Drehbewegung
 \begin{itemize}
 \item Drehimpuls
 \item Trägheitsmoment
 \item Scheinkräfte (Corioliskraft)
 \end{itemize}
\end{itemize}

\subsubsection{Gravitation}
\begin{itemize}
\item Newtonsche Gravitationsgesetz
\item Keplersche Gesetze
\item Astronomie (Aufbau des Sonnensystem,\dots)
\end{itemize}

\subsubsection{Arbeit und Energie}\label{sec:arbeit_und_energie}
\begin{itemize}
\item Arbeit
\item Leistung
\item Kinetische-, potentielle Energie
\item Energieerhaltung
\end{itemize}

\subsubsection{Starrer Körper}\label{sec:starrer_koerper}
\begin{itemize}
\item Massenschwerpunkt
\item Bewegungen
 \begin{itemize}
 \item Trägheitsmomente
 \item Rotationsenergie
 \item Pendel
 \end{itemize}
\end{itemize}

\subsubsection{Deformierbare Medien}
\begin{itemize}
\item Hookesches Gesetz
\item Druck
 \begin{itemize}
 \item Barometrische Höhenformel
 \end{itemize}
\item Auftrieb
\item Oberflächenspannung
\item Gesetz von Bernoulli
\item Strömungswiderstand
\end{itemize}

\subsection{Schwingungen}
%Pendel
\begin{itemize}
\item Harmonische Schwingungen
\item Gedämpfte Schwingungen
\item Erzwungene Schwingungen
\item Resonanzen
\end{itemize}

\subsection{Wellen}
\begin{itemize}
\item Wellenarten
\item Wellenausbreitung
\item Brechung (Linsen)
\item Beugung
\item Reflexion (Spiegel)
\item Dopplereffekt
\item Akustik, Photometrie
\end{itemize}

\subsection{Thermodynamik}
\subsubsection{Temperatur und Gase}
\begin{itemize}
\item Temperatur
\item Ideale Gase
\item Kinetische Gastheorie
\end{itemize}

\subsubsection{Wärmelehre}
\begin{itemize}
\item Wärmekapazität, -ausdehung, -transport
\item Aggregatzustände, Phasenübergänge
\item 1. Hauptsatz
 \begin{itemize}
 \item Innere Energie
 \item Adiabatische Änderungen
 \end{itemize}
\item 2. Hauptsatz
 \begin{itemize}
 \item Wärmekraftmaschinen
 \item Carnot-Prozess, Wirkungsgrad
 \item Entropie
 \end{itemize}
\item 3. Hauptsatz
\end{itemize}

\subsection{Elektrizität und Magnetismus}
\subsubsection{Elektrizität}
\begin{itemize}
\item Elektrische Ladung
\item Stromkreis
 \begin{itemize}
 \item Gleich- und Wechselstrom
 \item Ohmsches Gesetz
 \end{itemize}
\item Elektrisches Feld, Feldinien
\item Gesetz von Cloulomb
\item Kondensator
\end{itemize}

\subsubsection{Magnetismus}
\begin{itemize}
\item Magnetfeld
\item Magnetfeld bewegter Ladung (Spule)
\item Induktion
\end{itemize}

\subsubsection{Elektromagnetische Wellen}
\begin{itemize}
\item Elektromagnetisches Spektrum
\item Wellenmodell des Lichts
\end{itemize}

\subsection{Quantenmechanik}\label{sec:quantenphysik}
\begin{itemize}
\item Grenzen der klassischen Physik
\item Halbleiter (Dioden, Transistoren)
\item Unschärferelation
\item Wahrscheinlichkeitsdichte
\end{itemize}

\subsection{Relativitätstheorie}\label{sec:relativitaetstheorie}
\begin{itemize}
\item Ruheenergie
\item Lorentztransformation
 \begin{itemize}
 \item Längekontraktion
 \item Zeitdilatation
 \item Impulsmasse
 \end{itemize}
\end{itemize}

\subsection{Struktur der Materie}
\subsubsection{Atomphysik}
\begin{itemize}
\item Schwarzkörperstrahlung
\item Photoeffekt
\item Atommodelle
\end{itemize}
\subsubsection{Kernphysik}\label{sec:kernphysik}
\begin{itemize}
\item Aufbau des Atomkerns
\item Radioaktivität
\item Kernspaltung, Kernenergie
\end{itemize}
\subsubsection{Teilchenphysik}
\begin{itemize}
\item Elementarteilchen
\item Antimaterie
\end{itemize}

\end{document}