Unterricht
Physik
Allgemeines
Da die Gesetze der Physik alle Systeme der Natur betreffen, wird die Physik auch als die grundlegende Naturwissenschaft bezeichnet. Sie beschäftigt sich mit Fragestellungen der unbelebten Natur. Die Arbeitsweise der Physiker ist ein Zusammenspiel zwischen experimentellen Methoden und theoretischen Modellbildungen. Für die Beschreibung der physikalischen Inhalte werden oft Methoden und Konzepte der Mathematik verwendet.
Experimente im Unterricht
Themen im Physikunterricht
Der Physikunterricht ist in folgende Themen gegliedert:| Klassenstufe | Inhalte |
|---|---|
| Klasse 5-7 | Die Inhalte sind im Fach NaWi integriert. Dies sind z.B. Grundlagen zu den Themen Magnetismus und Elektrizität sowie die Behandlung grundlegender physikalischer Größen wie Länge, Masse, Volumen und Dichte. |
| Klasse 8 | Optik, Mechanik |
| Klasse 9 | Mechanik, Wärmelehre |
| Klasse 10 | Elektrizitätslehre, Radioaktivität oder Elektronik |
| MSS 11-13 | Mechanik, Gravitation, mechanische und elektromagnetische Schwingungen und Wellen, Ladungen Felder, Relativitätstheorie, Quantenphysik, Atomphysik, Kernphysik |
Aktivitäten außerhalb des Unterrichts
Auch außerhalb des regulären Physikunterrichts haben die Schüler am GyGo die Möglichkeit, sich mit physikalischen Prozessen auseinanderzusetzen. Aktuell werden folgende Möglichkeiten geboten:
- Teilnahme am Wahlfach MINT in den Jahrgängen 9 und 10
- Arbeit an physikalischen Themen in der „Forschungswerkstatt" im Zusammenhang mit einer Wettbewerbsarbeit für „Jugend forscht" oder „Schüler experimentieren"
- Teilnahme an der AG „Astronomie" im Rahmen der Ganztagsschule
- Teilnahme an einem Wettbewerb (Landeswettbewerb Physik, Physik-Olympiade, Explore Science u.a.)
Fachschaft Physik
Folgende Lehrerinnen und Lehrer unterrichten Physik im aktuellen Schuljahr:
- Frau S. Beck
- Frau J. Grannemann
- Herr C. Legler
- Herr L. Lupa
- Herr J. Plischke
- Herr A. Pysik (Fachleiter Physik am Studienseminar Mainz)
- Herr H.-P. Richter
- Herr J. Schmitt
- Herr C. Schmidt (Fachkonferenz- und Sammlungsleiter)
- Herr A. Schimmel
- Frau F. Sthamer
- Frau S. Weber
- Herr R. Wollowski
Der Grundkurs 12 ph1 (Kursleiterin S. Weber) hat sich im Schuljahr 2009/2010 mit chaotischen Systemen beschäftigt:
Chaotische Systeme sind auf der Welt allgegenwärtig, doch was ist ein
chaotisches System überhaupt?
Chaotische Systeme besitzen die
Eigenschaft, berechenbar zu sein, auf lange Zeit gesehen sind sie jedoch
nicht vorhersagbar. Vorhersagen sind nur im Rahmen des
Vorhersagehorizonts möglich, so hat z.B. das Wetter einen
Vorhersagehorizont von etwa 24h, für den sichere Prognosen ermittelt
werden können, die Planetenbewegungen in unserem Sonnensystem dagegen
haben einen Vorhersagehorizont von mehreren Millionen Jahren.
Weiterhin
wird ein chaotisches System durch seine Sensitivität gegenüber den
Ausgangsbedingungen bestimmt. Eine hohe Sensitivität bedeutet, dass
kleinste Änderungen in den Anfangsbedingungen große Veränderungen in den
Ergebnissen hervorrufen können (z.B. der sog. Schmetterlingseffekt).
Chaotische Systeme weisen zusätzlich immer eine Nicht-Linearität auf
(z.B. chaotische Schwingungen sind nicht harmonisch).
Im Rahmen der Unterrichtseinheit Chaos und Fraktale hatten wir den Wunsch, den physikalischen Sachverhalt der Sensitivität gegenüber den Anfangsbedingungen in einem eigenen Experiment darzustellen. Das Chaospendel wurde nach einer Anleitung von H. Kählich und Klaus G. Schröder gebaut. Nach einigen Komplikationen beim Aufbau gelang uns schließlich eine nahezu optimale Konstruktion.
Der Oszillator wurde mehrere Male bei möglichst gleichen Anfangsbedingungen fallen gelassen. Mit Hilfe einer am Pendel befestigten Wunderkerze konnten wir die Bahnkurve dieses Pendelpunktes aufzeichnen. Anhand der unterschiedlichen Ergebnisse lässt sich die Nicht-Linearität und die Sensitivität gegenüber den Anfangsbedingungen chaotischer Systeme erkennen.
