Std.
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Thema im Schülerbuch
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Seite
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Erwartete Kompetenzen
Die Schülerinnen und Schüler…
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Inhalte
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Mein Unterrichtsplan
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1 Arbeiten wie die Naturwissenschaftler (S. 8–21)
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Experimentieren – aber sicher
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Kennenlernen des Physik-Raums
Kennenlernen und Beherrschen der Sicherheitseinrichtungen
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Der Gasbrenner
WERKSTATT: Umgang mit dem Gasbrenner
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Für die Versuche der Wärmelehre wird häufig der Gasbrenner eingesetzt. Hier wird der Umgang mit dem Gasbrenner eingeübt. Alternativ können diese Seiten auch im Kapitel „Warm oder kalt“ etc. eingesetzt werden.
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STRATEGIE: Das Experiment
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– planen einfache Experimente zur Untersuchung ausgewählter, auch eigener Fragestellungen selbst und achten darauf, jeweils nur einen Parameter zu variieren
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Ein zentrales Element des Physik-Unterrichts ist das Experiment. Hier wird an allgemein die Funktion des Experiments im Unterricht thematisiert.
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1
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STRATEGIE: Ein Versuchsprotokoll schreiben
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Versuche sollten von den Schülerinnen und Schüler protokolliert werden. Auf dieser Strategie-Seite wird der Aufbau des Versuchsprotokolls an einem Beispiel erklärt.
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STRATEGIE: Aufgaben lesen – Aufgaben verstehen
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Das Schülerbuch und die Arbeitsblätter enthalten Aufgaben. Diese Strategie-Seite beschreibt die Operatoren und deren Bedeutung.
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STRATEGIE: Beobachten und Auswerten
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Versuche sollten ausgewertet werten. Dabei machen Schülerinnen und Schüler Beobachtungen, die sie für das Versuchsprotokoll festhalten sollen.
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STRATEGIE: Informationen sammeln und auswerten
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Das Schülerbuch und die Arbeitsblätter enthalten Informations-Texte. Auf dieser Strategie-Seite wird dargestellt, wie die Schülerinnen und Schüler schnell Informationen einem Text entnehmen können.
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STRATEGIE: Ergebnisse präsentieren
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Arbeitsergebnisse aber auch Referate sollen die Schülerinnen und Schüler präsentieren können. Diese Strategie-Seite vermittelt, wie ein Vortrag bzw. ein Plakat aufgebaut ist.
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Zusammenfassung
Aufgaben
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20/21
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Auf diesen Seiten sind die wichtigsten Informationen des Kapitels „Arbeiten wie die Naturwissenschaftler“ zusammengefasst.
Die niveaudifferenzierten Aufgaben dienen der Selbstkontrolle.
(Lösungen ab S. 426)
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2 Optik - Licht und Sehen (S. 22–77)
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1
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Von der Lichtquelle zum Auge
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Lichtquellen können selbstleuchtende Körper sein (Bp. Sonne, Kerzenflamme etc.).
Lichtquellen können beleuchtete Körper sein (Bp. Mond, alle Gegenstände, die wir sehen können).
Lichtquellen senden das Licht aus.
Lichtempfänger nehmen das Licht auf.
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2
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WERKSTATT: Versuche mit Licht
Die Ausbreitung des Lichts
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26/27
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Werkstatt:
V1: Herstellen eines „Lichtstrahls“ (schmalen Lichtbündels) zur Verdeutlichung der geradlinigen Ausbreitung des Lichts.
V2: Entstehung von Schattenbilder aufgrund der geradlinigen Ausbreitung des Lichts
Licht breitet sich geradlinig aus.
Modell des Lichtstrahls
Licht breitet sich in alle Richtungen von der Lichtquelle aus.
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2
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WERKSTATT: Versuche mit der Lochkamera
Wie funktioniert die Lochkamera?
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Werkstatt:
Bau einer einfacher Lochkamera
Aufbau einer Lochkamera
Funktion der Blende
Abhängigkeit der Bildgröße vom Abstand des Gegenstandes zur Blende
Abhängigkeit der Bildgröße vom Abstand der Blende zum Schirm
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1
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Licht und Schatten
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30/31
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Unterschied zwischen Schattenraum und Schattenbild
Konstruktion des Schattenbildes mithilfe von Randstrahlen
Abhängigkeit der Größe des Schattenbildes vom Abstand zwischen Lichtquelle und Gegenstand
Abhängigkeit der Größe des Schattenbildes vom Abstand zwischen Gegenstand und Schirm
Schatten punktförmiger Lichtquellen
Schatten flächenförmiger Lichtquellen
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1
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Halbschatten und Kernschatten
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32
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Schatten zweier punktförmiger Lichtquellen
Entstehung von Kernschatten
Entstehung von Halbschatten
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1
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Tag und Nacht
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33
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Entstehung von Tag und Nacht als beleuchtete bzw. unbeleuchtete Seite der Erde
Entstehung der Tageszeiten aufgrund der Drehung der Erde
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WERKSTATT: Zeitmessung mit der Sonnenuhr
EXTRA: Wie funktioniert die Sonnenuhr?
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34/35
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Werkstatt
V1 – V3: Bau unterschiedlicher Sonnenuhren
Extra-Seite
Erklärung des Funktionsprinzips der Sonnenuhr
auch historische Aspekte
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Der Mond – Begleiter im Wandel
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36
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Entstehung der Mondphasen
Unterscheiden von zu- und abnehmenden Mond anhand der Sichel
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Schatten aus dem All
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totale Sonnenfinsternis
Mondfinsternis
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0
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Unser Sonnensystem
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Beschreibung des Aufbaus unseres Sonnensystems mit der Sonne im Zentrum.
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2
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Reflexion und Absorption
Ein Gesetz für die Rexflexion des Lichts
Sicherheit im Straßenverkehr
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40–42
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– erklären Phänomene aus Natur und Technik mit der Wechselwirkung von Licht oder Schall mit Materie
– stellen Zusammenhänge in Form von graphischen Darstellungen dar
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Reflexion des Lichts an glatten Spiegeloberflächen sowie an hellen und dunklen Flächen
Reflexionsgesetz (S. 41 V1)
Konstruktion des einfallenden und des ausfallenden Lichtstrahls
Erklärung des „Lots“
Anwendung des Reflexionsgesetzes am Bp. von Reflektoren an Kleidung und Tornistern etc. (Sicherheitserziehung)
Absorption des Lichts an hellen und dunklen Flächen
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1
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Wie entstehen Spiegelbilder?
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43
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Entstehung des (virtuellen) Spiegelbildes an ebenen Spiegeln
Gesetz der Spiegelung (S. 43 V1)
Strahlenverlauf für die Reflexion
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1
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Sonderbare Spiegel
EXTRA: Der Strahlenverlauf am Hohlspiegel
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44/45
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Hohlspiegel
Wölbspiegel
Strahlenverlauf am Hohlspiegel
Parallelstrahlen
Brennpunkt
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1
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WERKSTATT: Versuche zur Lichtbrechung
Die Brechung des Lichts
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46/47
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Beschreibung und Beobachtung der Lichtbrechung (u. a. Werkstatt V1, V2)
Messen des Einfallswinkels und des Brechungswinkels (Werkstatt V3)
Verhalten von Lichtstrahlen beim Übergang vom optisch dünneren in ein optisch dichteres Medium und umgekehrt
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0
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EXTRA: Optische Täuschungen
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48/49
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Darstellung verschiedener optischer Täuschungen im Zusammenhang mit dem Sehen und der Interpretation des Gehirns
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0
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Totalreflexion
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50/51
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Feststellen der Totalreflexion ab einem bestimmten Einfallswinkel (V1).
Anwendungen der Totalreflexion in Medizin und Technik
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0
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Optische Linsen
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52/53
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Sammellinsen
Form der Sammellinse
Bündelung parallel zur optischen Achse einfallender Lichtstrahlen im Brennpunkt bei der Sammellinse (auch Strahlengang)
Zerstreuungslinse
Form der Zerstreuungslinse
Zerstreuung parallel zur optischen Achse einfallender Lichtstrahlen bei der Zerstreuungslinse (auch Strahlengang, virtueller Brennpunkt)
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1
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Bilder durch Sammellinsen
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54/55
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Konstruktion reeller Bilder mithilfe von Sammellinsen
Parallelstrahl
Mittelpunktsstrahl
Brennpunktstrahl
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2
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Wie wir sehen
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56/57
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– beschreiben den Aufbau und die Funktion ausgewählter Sinnesorgane
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Das Auge
Aufbau des Auges
Bildentstehung im Auge
Fehlsichtigkeiten
Korrektur der Fehlsichtigkeiten durch Brillen
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1
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WERKSTATT: Versuche mit der Lupe
Die Lupe
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58/59
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Form der Lupe (Sammellinse)
Untersuchung der Vergrößerung am Bp. eines Wassertropfen (Werkstatt V1) und unterschiedlicher Lupen (Werkstatt V2)
Brennweite
Vergrößerungsfaktor
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1
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Optische Geräte – das Mikroskop
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60
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Aufbau und Funktion des Mikroskops
Objektiv
Okular
Zwischenbild
Strahlenverlauf durch das Mikroskop
Vergrößerung
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1
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Fernrohr und Spiegelteleskop
WERKSTATT: Bau eines Fernrohrs
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61–62
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Aufbau und Funktion des (astronomischen) Fernrohrs
Bau eines Fernrohres (Werkstatt-Versuch)
Aufbau und Funktion des Spiegelteleskops
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0
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EXTRA: Wissenswertes aus der Astronomie
EXTRA: Das Planetarium
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63/64
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Lexikon:
Erklärung der Fachbegriffe von unterschiedlichen Himmelskörpern
Simulation des Sternenhimmels in einem Planetarium
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0
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EXTRA: Die Kamera – ein technisches Auge
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65
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Vergleich von Auge und Kamera
Zuordnung der Bestandteile von Auge und Kamera
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0
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Die Zerlegung des weißen Lichts
EXTRA: Wie entsteht ein Regenbogen?
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66/67
70
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Farbzerlegung des weißen Lichts mithilfe eines Prismas
Spektralfarben
Farbspektrum
Entstehung des Regenbogens
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1
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Unsichtbares Licht
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68/69
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– beurteilen den Umgang mit Sonnenstrahlung unter gesundheitlichen Aspekten
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Infrarotes Licht
(Wärmekamera)
Ultraviolettes Licht
Wirkungen von IR- und UV-Licht
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1
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Farbige Lichter mischen
Farbstoffe mischen
WERKSTATT: Farben – bunt gemischt
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71–73
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Additive Farbmischung
(S. 71 V1 und Werkstatt S. 73 V1)
Farbige Gegenstände (Absorption)
Subtraktive Farbmischung
(S. 72 V1 und Werkstatt S. 73 V2)
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0
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Berufe in der Optik
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74/75
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Berufsvorbereitung
Berufe in der Optik
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0
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Zusammenfassung
Aufgaben
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76/77
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Auf diesen Seiten sind die wichtigsten Informationen des Kapitels „Optik – Licht und Sehen“ zusammengefasst.
Die niveaudifferenzierten Aufgaben dienen der Selbstkontrolle.
(Lösungen ab S. 427)
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0
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3 Warm oder kalt? (S. 78–111)
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2
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Temperatursinn und Thermometer
WERKSTATT: Das Thermometer bekommt eine Skala
WERKSTATT: Temperaturen messen und berechnen
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80–83
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–argumentieren mithilfe von Diagrammen linearer Funktionen, einfacher Potenzfunktionen und von Exponentialfunktionen
– stellen Zusammenhänge in Form von graphischen Darstellungen dar
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Der Mensch hat einen „Temperatursinn“
Der Temperatursinn des Menschen kann sich täuschen (S. 81 V1)
Messen von Temperaturen mit dem Thermometer (S. 81 V2 und Werkstatt S. 83)
Darstellen von Temperaturen in einem Diagramm (Temperaturverlauf) (Werkstatt S. 83)
Unterschiedliche Temperaturskalen (Celsius, Kelvin, Fahrenheit)
Herstellen und Eichen einer Temperaturskala (Werkstatt S. 82)
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1
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Die Ausdehnung von Flüssigkeiten
Die Anomalie des Wassers
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84/85
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– stellen Zusammenhänge in Form von graphischen Darstellungen dar
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Ausdehnung von Flüssigkeiten bei Erwärmung
Zusammenziehung von Flüssigkeiten beim Abkühlen
Unterschiedliches Ausdehnen bei verschiedenen Flüssigkeiten (Stoffeigenschaft)
Anomalie des Wassers
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0
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Die Ausdehnung fester Körper
Das Bimetall
WERKSTATT: Ausdehnung von Körpern
EXTRA: Temperaturunterschiede formen Wüsten
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86–89
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Ausdehnung fester Körper bei Erwärmung (S. 86 V1, Werkstatt S. 88 V1, V2)
Zusammenziehen fester Körper beim Abkühlen (S. 86 V1)
Technische Anwendung
Das Bimetall (S. 87 V1, Werkstatt S. 88 V3)
Temperaturregelung am Bp. des Bügeleisens
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0
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Die Ausdehnung von Gasen
EXTRA: Zauberei mit Luft?
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90/91
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Ausdehnung und Zusammenziehung von Gasen beim Erwärmen bzw. Abkühlen (S. 90 V1, V2)
Historische Anwendungen (u. a. Magdeburger Thermometer)
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1
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Wärmeströmung
EXTRA: Wärmeströmung in der Natur
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92/93
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– erläutern Wärmeleitung und Konvektion auf der Grundlage des Teilchenmodells
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Wärmeströmung als Transport von Wärme mit der Bewegung eines Stoffs
Warmwasserheizung
Wärmetransport in der Natur
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1
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Wärmeleitung
WERKSTATT: Wärme wird geleitet
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94/95
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– erläutern Wärmeleitung und Konvektion auf der Grundlage des Teilchenmodells
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Wärmeleitung als Wärmetransport über einen Stoff, der nicht mit bewegt wird (Werkstatt S. 95 V1, V2)
Wärmeleitung als Stoff-Eigenschaft (S. 94 V1, Werkstatt S. 95 V3)
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1
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Wärmestrahlung
WERKSTATT: Sonnenkollektoren
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96/97
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– erläutern Wärmeleitung und Konvektion auf der Grundlage des Teilchenmodells
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Wärmestrahlung als Wärmeausbreitung ohne einen Stoff
Abhängigkeit der Erwärmung von der Farbe (S. 96 V1)
Prinzip des Sonnenkollektors (Werkstatt S. 97)
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1
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Der Wärmetransport wird verringert
WERKSTATT: Wir bauen ein Modellhaus
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98/99
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Möglichkeiten der Wärmedämmung
Wärmedämmung am Bp. eines Hauses (Werkstatt S. 99)
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0
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Die Entstehung der Jahreszeiten
STRATEGIE: Zum Experten werden
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100/101
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Entstehung der Jahreszeiten unter Wärme-Aspekten
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0
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Wetter und Klima
Die Wetterelemente
LEXIKON: Die Messgeräte der Wetterstation
WERKSTATT: Wetterbeobachtung und Wetteraufzeichnung
Wetterbericht und Wetterkarte
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102–109
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Wetter als Zusammenwirken verschiedener Wetterelemente zu einer bestimmten Zeit an einem bestimmten Ort
Klima als langfristige Auswertung von Wetterelementen über ein großes Gebiet
Wetterelemente und die dazugehörigen Messegräte für:
– Temperatur
– Luftfeuchtigkeit
– Wolken
– Niederschläge
– Luftdruck
– Wind
Wetterbeobachtung und Wetteraufzeichnung (Werkstatt S. 107)
Wetterbericht und Wetterkarte
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0
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Zusammenfassung
Aufgaben
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110/111
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Auf diesen Seiten sind die wichtigsten Informationen des Kapitels „Warm oder kalt“ zusammengefasst.
Die niveaudifferenzierten Aufgaben dienen der Selbstkontrolle.
(Lösungen ab S. 428)
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0
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4 Wärme und Energie (S. 112–141)
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1
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Teilchenmodell und innere Energie
Formen der Energieübertragung
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114/115
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– beschreiben an ausgewählten Beispielen die Auswirkungen technischer Stoffströme auf Mensch und Umwelt
– erläutern Wärmeleitung und Konvektion auf der Grundlage des Teilchenmodells
– nennen Fachbegriffe für verschiedene Formen der Energie
– beschreiben die Struktur unseres Energieversorgungssystems
– erläutern Energieumwandlungsketten aus Natur, Alltag und Technik
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Brown’sche Bewegung (S. 114 V1)
Der innere Aufbau von Körpern (Teilchenmodell)
Temperatur und Teilchenbewegung
Übertragung von Energie durch Wärme und Reibung
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0
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Die spezifische Wärmekapazität
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116/117
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Die spezifische Wärmekapazität als Eigenschaft eines Stoffes (S. 117 V1)
Berechnen der Wärmemenge
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1
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Nährwert und Heizwert
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118/119
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– nennen Fachbegriffe für verschiedene Formen der Energie
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Nährwert von Lebensmitteln
Heizwert von Brennstoffen
Vergleichseinheit: Steinkohleeinheit (SKE)
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1
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Aggregatzustände und Energie
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120/121
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– nennen Fachbegriffe für verschiedene Formen der Energie
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Aggregatzustände und Übergänge
Schmelz- und Erstarrungsenergie
Verdampfungs- und Kondensationsenergie
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0
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Siedetemperatur und Druck
EXTRA: Geysire
EXTRA: Kühlschrank und Wärmepumpe
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122–125
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Der Zusammenhang von Siedetemperatur bei Wasser und dem Luftdruck (S. 122 V1)
Funktionsprinzip der Geysire
Funktionsprinzip des Kühlschranks
Funktionsprinzip der Wärmepumpe
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3
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Woher kommt unsere Energie?
Wärmekraftwerke
Die Nutzung regenerativer Energien
Geschichte der Wärmekraftmaschinen
Verbrennungsmotoren
EXTRA: Alternative Antriebe
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126–137
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– nennen Fachbegriffe für verschiedene Formen der Energie
– erläutern Energieumwandlungsketten aus Natur, Alltag und Technik
– bewerten Energiequellen unter dem Gesichtspunkt der Nachhaltigkeit
– nennen die Notwendigkeit der Aufnahme von Energie zur Aufrechterhaltung von Lebensvorgängen
– beschreiben und beurteilen den Zusammenhang zwischen technischer Energienutzung und Lebensstandard
– beschreiben und beurteilen die ökologischen und sozialen Folgen der Energienutzung
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Regenerative Energiequellen und deren Nutzung
Fossile Energiequellen
Primärenergie
Sekundärenergie
Aufbau und Funktionsweise von Wärmekraftwerken
Wärmeverluste
Die Dampfmaschine
Verbrennungsmotoren (Ottomotor, Dieselmotor)
Alternative Antriebe für Fahrzeuge (Hybridantrieb, Brennstoffzelle)
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1
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Treibhauseffekt und Klimawandel
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138/139
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Der natürliche und der anthropogene Treibhauseffekt
Treibhausgase
Klimawandel als mögliche Auswirkung der Klimaerwärmung
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0
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Zusammenfassung
Aufgaben
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140/141
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Auf diesen Seiten sind die wichtigsten Informationen des Kapitels „Wärme und Energie“ zusammengefasst.
Die niveaudifferenzierten Aufgaben dienen der Selbstkontrolle.
(Lösungen ab S. 428)
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0
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5 Kräfte, Arbeit, Leistung und Energie (S. 142–187)
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2
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Kräfte und ihre Wirkungen
Die physikalische Größe Kraft
EXTRA: Mehrere Kräfte auf einmal
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144–149
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– beschreiben Gesetzmäßigkeiten für den Zusammenhang zwischen der Verformung eines Körpers und den sie verursachenden Kräften
– erklären Phänomene aus Natur und Technik mithilfe von Kräftebilanzen
– nennen Kräfte als Ursache für Geschwindigkeitsveränderungen
– stellen Kräfte als gerichtete Größen mithilfe von Pfeilen dar
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Kräfte im Alltag
Kräfte können Körper verformen (S. 145 V1 u. V3)
Kräfte verändern die Bewegung von Körpern (S. 145 V2)
Messen von Kräften (S. 147 V1)
Umgang mit dem Kraftmesser
Formelzeichen der Kraft: F
Einheit: Newton (N)
Darstellen von Kräften in Form von Pfeilen
Addition und Subtraktion von Kräften
Das Kräfteparallelogramm
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1
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Masse und Gewichtskraft
Das Hooke'sche Gesetz
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150–153
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– erklären Kraftwirkungen mit speziellen Eigenschaften (Ladung, Masse, Magnetismus) der Körper
– argumentieren mithilfe von Diagrammen linearer Funktionen, einfacher Potenzfunktionen und von Exponentialfunktionen
– wechseln zwischen sprachlicher, graphischer und algebraischer Darstellung eines Zusammenhanges
– stellen Zusammenhänge in Form von graphischen Darstellungen dar
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Unterscheidung zwischen Masse und Gewichtskraft
Der Zusammenhang zwischen Masse und Gewichtskraft
Anwendung des Zusammenhangs beim Hook’schen Gesetz
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1
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Kraft und Gegenkraft
WERKSTATT: Kräfte im Doppelpack
EXTRA: Isaac Newton
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153–155
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– unterscheiden zwischen Kräftepaaren bei der Wechselwirkung zwischen zwei Körpern und Kräftepaaren beim Kräftegleichgewicht an einem Körper
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Paarweises Auftreten von Kräften
Größe und Richtung der Kräfte (Werkstatt S: 154 V1, V2, V3)
Wechselwirkungsprinzip
Historische Betrachtung: Isaac Newton
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1
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Reibungskräfte
STRATEGIE: Die Fünf-Schritt-Lesemethode
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156/157
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Haftreibung, Gleitreibung, Rollreibung (S. 156 V1)
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