<html><head><meta name="color-scheme" content="light dark"></head><body><pre style="word-wrap: break-word; white-space: pre-wrap;">\documentclass[12pt,twoside]{article}
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% pdfsubject = {Dopplereffekt, Doppler, Experiment},%
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\date{\today}
\author{Thomas Kuster}

\title{Unterrichtsplanung}

\begin{document}

\section{Streichungen im Grundlagenfach}
Auf Themen welche anspruchsvollere Mathematik benÃ¶tigen, wÃ¼rde ich verzichten. Der Unterricht wÃ¼rde ich zudem vorallem auf das VerstÃ¤ndnis der phÃ¤nomenologischen Aspekte ausrichten und weniger auf die quantitative Berechung.

Weglassen wÃ¼rde ich:
\begin{itemize}
\item Drehbewegung (im Abschnitt~\ref{sec:dynamik})
\item Starrer KÃ¶rper (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 PhÃ¤nomen sollte auf jedenfall verstanden werden und der physikalische Blick geschÃ¤rft werden.

Neben den aus meiner Sicht zum Grundwissen eines Maturanden gehÃ¶renden 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 WÃ¤rmelehre
\end{itemize}

Sollte er auch von Gebieten die grosse EinflÃ¼sse auf unsere Gesellschaft hatten bzw. haben eine Grundvorstellung haben. Insbesonere folgende Bereiche in dieser Reihenfolge:
\begin{itemize}
\item Halbleiter (Abschnitt~\ref{sec:quantenphysik})
\item RadioaktivitÃ¤t, Kernspaltung, Kernenergie (Abschnitt~\ref{sec:kernphysik})
\end{itemize}

Auf die RelativitÃ¤tstheorie (Abschnitt~\ref{sec:relativitaetstheorie}) wÃ¼rde ich nur kurz eingehen (die Bedeutung im Alltag erscheint mir gering).

\section{Zeitbudget}
Zur VerfÃ¼gung stehen in den Semester 10.1 bis 11.1 jeweils 60\,h (20 Wochen pro Semester Ã&nbsp; 3\,h), im Semester 11.2 40\,h und 20\,h Halbklassenunterricht.

Die Stundenzahl versteht sich inkl. PrÃ¼fungen, Nachbesprechungen usw.. Pro Jahr wÃ¼rde ich zudem wenn mÃ¶glich eine Exkursion einplanen (z.\,B. 1 Jahr: Technorama in Winterthur, 2. Jahr: Kernkraftwerk oder PSI)
\subsection{Semester 10.1}
\begin{description}
\item[EinfÃ¼hrung] 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[WÃ¤rmelehre] 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[ElektrizitÃ¤t] 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[RelativitÃ¤tstheorie] 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[ElektrizitÃ¤t] 5\,h 
\item[Thermodynamik] 5\,h
\end{description}

\section{Stoffgebiete: Verteilung und Reihenfolge}
\subsection{Semester 10.1}
In der EinfÃ¼hrung wird kurz nur ein Ãœberblick gegeben was Physik ist und wozu dies nÃ¼tzlich ist. Die Kinematik und Dynamik beschÃ¤ftigt sich anschliessenden mit der Bewegung von KÃ¶rpern in Raum und Zeit. Die SchÃ¼ler\footnote{Weibliche SchÃ¼ler 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 gewÃ¤hlt um nicht zu lange ein Ã¤hnliches Thema zu behandeln\footnote{Zudem passen Komenten gut zur Vorweihnachtszeit}.

Das Gebiet Arbeit und Energie am Ende des Semester trÃ¤gt 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 WÃ¤rmelehre 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 VerfÃ¼gung stehen, um mit den SchÃ¼lern 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 rÃ¤umliche Ausbreitung von Schwingungen sind.

Sich ElektrizitÃ¤t 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 SchÃ¼ler Elekronen. Das Gebiet Magnetismus wird zuerst anhand von magnetischen oder magnetisierbaren GegenstÃ¤nden behandelt und anschliessend mit der ElektrizitÃ¤t verknÃ¼pft (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 zurÃ¼ckgegriffen.

In der Quantenphysik werden vorallem Halbleiter (Dioden, Transitoren) welche fÃ¼r unsere heutige Gesellschaft eine immense Bedeutung haben besprochen.

Die RelativitÃ¤tstheorie greift nochmals kurz das Thema elektromagnetische Wellen (Licht) auf und gibt einen guten Einstieg sich neue Modelle vorstellen zu kÃ¶nnen.

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

\section{Abstriche}
Bei Gebieten fÃ¼r die an meisten Zeit eingeplant ist. Ich bin der Meinung, dass die SchÃ¼ler eine mÃ¶glichst breiten Einblick in die Physik erhalten sollte, besonders im Grundlagenfach. Steht in einem Gebiet weniger Zeit zur VerfÃ¼gung wÃ¼rde ich mich stÃ¤rker darauf konzentrieren nur das PhÃ¤nomen zu vermitteln und weniger die formale mathematische Sicht.

Ebenso wÃ¼rde ich fÃ¼r Gebiete mit geringem Einfluss auf unseren Alltag weniger Zeit verwenden (z.\,B. RelativitÃ¤tstheorie).

Je nach Kenntnisse aus anderen FÃ¤cher (z.\,B. Chemie) lÃ¤sst sich bei den Atommodellen Zeit einsparen.

\section{Stoffgebiete der Physik (Mittelschule)}
\subsection{EinfÃ¼hrung}
\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 TrÃ¤gheitsmoment
 \item ScheinkrÃ¤fte (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 KÃ¶rper}\label{sec:starrer_koerper}
\begin{itemize}
\item Massenschwerpunkt
\item Bewegungen
 \begin{itemize}
 \item TrÃ¤gheitsmomente
 \item Rotationsenergie
 \item Pendel
 \end{itemize}
\end{itemize}

\subsubsection{Deformierbare Medien}
\begin{itemize}
\item Hookesches Gesetz
\item Druck
 \begin{itemize}
 \item Barometrische HÃ¶henformel
 \end{itemize}
\item Auftrieb
\item OberflÃ¤chenspannung
\item Gesetz von Bernoulli
\item StrÃ¶mungswiderstand
\end{itemize}

\subsection{Schwingungen}
%Pendel
\begin{itemize}
\item Harmonische Schwingungen
\item GedÃ¤mpfte 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{WÃ¤rmelehre}
\begin{itemize}
\item WÃ¤rmekapazitÃ¤t, -ausdehung, -transport
\item AggregatzustÃ¤nde, PhasenÃ¼bergÃ¤nge
\item 1. Hauptsatz
 \begin{itemize}
 \item Innere Energie
 \item Adiabatische Ã„nderungen
 \end{itemize}
\item 2. Hauptsatz
 \begin{itemize}
 \item WÃ¤rmekraftmaschinen
 \item Carnot-Prozess, Wirkungsgrad
 \item Entropie
 \end{itemize}
\item 3. Hauptsatz
\end{itemize}

\subsection{ElektrizitÃ¤t und Magnetismus}
\subsubsection{ElektrizitÃ¤t}
\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 UnschÃ¤rferelation
\item Wahrscheinlichkeitsdichte
\end{itemize}

\subsection{RelativitÃ¤tstheorie}\label{sec:relativitaetstheorie}
\begin{itemize}
\item Ruheenergie
\item Lorentztransformation
 \begin{itemize}
 \item LÃ¤ngekontraktion
 \item Zeitdilatation
 \item Impulsmasse
 \end{itemize}
\end{itemize}

\subsection{Struktur der Materie}
\subsubsection{Atomphysik}
\begin{itemize}
\item SchwarzkÃ¶rperstrahlung
\item Photoeffekt
\item Atommodelle
\end{itemize}
\subsubsection{Kernphysik}\label{sec:kernphysik}
\begin{itemize}
\item Aufbau des Atomkerns
\item RadioaktivitÃ¤t
\item Kernspaltung, Kernenergie
\end{itemize}
\subsubsection{Teilchenphysik}
\begin{itemize}
\item Elementarteilchen
\item Antimaterie
\end{itemize}

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