Physik

Was ist Physik? 

Die Frage nach dem "Warum?" spielt schon bei einem kleinen Kind eine auffällige und wichtige Rolle, mit der es die Zusammenhänge zwischen den Dingen und damit seine Welt zu begreifen versucht. Die Neugier des Menschen, wie die Dinge in unserer Welt denn nun genau sind, warum sie gerade so sind, was sie miteinander verbindet und was wir mit ihnen machen können, dieses Fragen und Suchen nach den Antworten ist Naturwissenschaft. Die Physik entfaltet ihre Fragen und Antworten in verschiedenen Teilgebieten, die am Beispiel eines Diskothek-Besuches gleich einmal dargestellt werden sollen. Allen Teilgebieten der Physik ist gemeinsam, dass sie sich meist auf die unbelebte Natur beschränken. Hier grenzt sich Physik von der Chemie ab, die die Zusammensetzung und Veränderung der Stoffe untersucht. Dennoch ist Physik mit der Chemie sowie der Biologie, der Wissenschaft von allem Lebendigen, auf vielfältige Weise verbunden. Für die Technik ist sie Grundlage und erhält von ihr wiederum neue Anregungen für weiteres Forschen.

 

 

 
Physik und ihre Teilgebiete - am Beispiel "Diskothek" kurz vorgestellt
 

Musik aus den Lautsprecherboxen prägt die Atmosphäre einer Disco. Wie entsteht Schall, wie pflanzt er sich fort? Wie unterscheiden sich laute und leise, hohe und tiefe Töne? Wie entsteht der typische Klang eines Musikinstrumentes? All dieses ist Gegenstand der Akustik. Schwere und leichte Körper bewegen sich zur Musik, werden mal schneller, mal langsamer. Aber auch schon auf dem Weg zur Disko unterliegen wir in unseren Fahrzeugen den Gesetzmäßigkeiten der Bewegung, leider manchmal auch mit tragischem Ausgang. Was also ist das, schnell oder langsam, schwer oder leicht, wie verlaufen Beschleunigung und Abbremsung? Fragen, die im Teilgebiet Mechanik behandelt werden. Der Discjockey bedient mithilfe eines Computers die Lautsprecheranlage, die Scheinwerfer, den Laser. Die gesamte Technik der Disco funktioniert mit elektrischem Strom. Was aber ist Strom? Welche Gesetzmäßigkeiten über sein Verhalten muss man kennen, damit man Strom beherrschen und nutzbringend einsetzen kann? Diesen Zusammenhängen geht man in der Elektrizitätslehre nach. Lichteffekte können unterschiedliche Stimmungen bewirken. Grell oder abgedunkelt, weiß oder farbig kann Licht sein. Wie es entsteht, was es bewirkt und wie sich einzelne Farben unterscheiden, sind die Forschungsgegenstände der Optik. Aber auch die Funktionsweise vieler optischer Geräte, allen voran das menschliche Auge, wird in diesem Teilgebiet studiert. In einer Diskothek wird durch die Vielzahl von Scheinwerfern und Besuchern viel Wärme erzeugt. Die Klimaanlage und der Kühlschrank an der Bar sorgen für Abkühlung. Wie solche Geräte arbeiten, klärt das Teilgebiet der Wärmelehre. Die Atom- und Kernphysik als modernste Teildisziplin schließlich liefert die Grundlagen für den Bau der Laser und der Computer, welche in der Disco verwendet werden, aber auch für den Bau von Kernkraftwerken, in denen ein Teil des Stromes für diese Geräte erzeugt wird.


Physik an unserem Gymnasium

Physik wird am IKG in den Klassen 6, 8, 9 und 10 (6, 7, 9 noch in G8) sowie in der Oberstufe in Grund- und Leistungskursen unterrichtet. In den Klassen 6 stehen zunächst fast ausschließlich physikalische Phänomene aus der Erfahrungswelt der Schüler im Vordergrund. Mit einer Vielzahl von Experimenten, die die Schüler und Schülerinnen häufig selbst durchführen, gehen wir den Ursachen auf den Grund und erklären mit den gewonnenen Erkenntnissen weitere Phänomene. Den Elektrikunterricht gestalten wir mit einem kleinen Elektrobaukasten, den jeder Schüler und jede Schülerinnen selber zentral über seinen Physiklehrer kauft und im Unterricht aufbaut. Mit diesem Kasten können die Schüler und Schülerinnen nach Anleitung oder auch frei experimentieren. Erfahrungsgemäß lieben die Schüler gerade diesen Teil des Physikunterrichts. Ab Klasse 8 (7 in G8) wird diese Vorgehensweise erweitert um selbständige Planungen von Experimenten und die Auswertung von Zusammenhängen mit Hilfe der Mathematik. Die Schüler erkennen, wie sich Naturgesetze aus den Messergebnissen ableiten lassen und lernen zunehmend die Mathematik als nützliches Werkzeug in der Physik einzusetzen, um Zusammenhänge exakter beschreiben und Voraussagen machen zu können. In der Oberstufe schließlich werden die physikalischen Sachverhalte immer komplexer: Hier lernen die Schüler Erkenntnisse aus einzelnen Teilgebieten der Physik miteinander zu kombinieren. Auch die Mathematik wird hier zu einem unverzichtbaren Werkzeug für den Unterricht. Neben Phänomenen aus dem Alltag wenden wir uns hier auch wissenschaftlich vertieften Fragestellungen zu. Im Rahmen der Auswertung von Experimenten setzen wir zum Teil auch den PC bzw. Notebooks im Unterricht ein. Besonders im Wahlpflichtbereich Technik/Physik/Informatik (kurz TPI) kommen diese ebenso zum Einsatz wie zur Programmierung der von den Schülern und Schülerinnen gebauten Roboter.

Foto vom internen Roboterwettbewerb 2005

 

Die Lehrer

Wir unterrichten an dieser Schule das Fach Physik: Michael Mertens (Physik, Mathematik, Technik, Fachvorsitzender), Michael Mertens (Physik, Mathematik, Technik), Katharina Hommes-Woroniuk (Physik, Mathematik), Manuel Laurenz (Physik, Mathematik), Jens Schwegmann (Physik, Mathematik, stellv. Schulleiter), Dr. Henrich Stork (Physik, Mathematik)


Wettbewerbe

Regelmäßig begleiten wir Schüler und Schülerinnen beim Wettbewerb "Jugend forscht" bzw. "Schüler experimentieren".


Unterrichtsinhalte der einzelnen Jahrgangsstufen

Wegen der Umstellung auf G9 in Bearbeitung

 

Die Unterrichts- und Sammlungsräume

Seit der umfassenden Renovierung 2018 verfügen wir über modernstes Experimentiermaterial für Schüler- und Demonstrationsversuche. Die Ausstattung mit WLAN, Tablets, Beamern und Dokumentenkamera ermöglicht zeitgemäßen Unterricht.


Links zu interessanten Physikseiten

http://www.mabo-physik.de/index.html

Simulationen zu allen Themenbereichen der Physik

http://www.leifiphysik.de

Aufgaben, Versuch, Simulationen etc. zu allen Themenbereichen

http://www.schule-bw.de/unterricht/faecher/physik/

Fachbereich Physik des Landesbildungsservers Baden-Württemberg

https://www.howtosmile.org/topics

Digitale Bibliothek mit Freihandexperimenten, Simulationen etc. diverser Museen der USA

http://phyphox.org/de/home-de

phyphox ist eine sehr umfangreiche App mit vielen Messmöglichkeiten und guten Messergebnissen. Sie bietet vielfältige Einsatzmöglichkeiten im Physikunterricht. Sie läuft auf Smartphones unter IOS und Android und wurde an der RWTH Aachen entwickelt.

http://www.viananet.de/

Videoanalyse von Bewegungen

https://www.planet-schule.de

Simulationen, Erklärvideos,…

https://phet.colorado.edu/de/simulations/category/physics

Simulationen


Zentralabitur im Fach Physik

Links zur entsprechenden Seite des Schulministeriums:
https://www.standardsicherung.schulministerium.nrw.de/cms/zentralabitur-gost/faecher/fach.php?fach=22