Physik - Lernziele

Physik 1/2, Telekommunikation/Elektrotechnik, HTW Chur, Thomas Borer, 2006/07

Lernziele

Physik 1
Physik 2

Allgemein

eine Problemstellung mit exakter und strukturierter Arbeitsweise bearbeiten können.
sich aus dem Studium eines schriftlichen Dokumentes neue Kenntnisse erarbeiten können.
eine neue Problemstellung selbstständig und in Gruppen bearbeiten können.
einen bekannten oder neuen Sachverhalt analysieren und beurteilen können.
neue Erkenntnisse und offene Fragen in einer Gruppe diskutieren können.
Erkenntnisse in geeigneter Form zusammenfassen können.
Lösungswege in Gruppen diskutieren können.
Lösungswege übersichtlich, vollständig und verständlich dokumentieren können.
physikalische Gesetze in konkreten Problemstellungen anwenden können.
Aussagen und Beziehungen zwischen Grössen mit Hilfe physikalischer Grundgesetze als Gleichungen formulieren können.
die Vollständigkeit eines Gleichungssystems beurteilen können.
eine einfachere Überschlagsrechnung ausführen können.
einen experimentellen Aufbau skizzieren können.
einen experimentellen Ablauf mit eigenen Worten beschreiben können.
aus einem Experiment neue Erkenntnisse gewinnen können.
experimentell ermittelte Daten auswerten und grafisch darstellen können.

Physik 1

Mechanik

verstehen, was Messen grundsätzlich bedeutet.
verstehen, wie sich eine physikalische Grösse aus einer Masszahl und einer Masseinheit zusammensetzt.
wissen, dass und warum es das SI-Einheitensystem gibt.
die wichtigsten SI-Basiseinheiten kennen.
einige abgeleitete SI-Einheiten kennen.
einfache physikalische Grössen in SI-Basiseinheiten angeben können.
die Vorsätze und Zeichen der wichtigsten dezimalen Vielfache und Teile von Einheiten kennen.
einfache physikalische Grössen in sinnvollen dezimalen Vielfachen oder Teilen von SI-Basiseinheiten angeben können.
die Zehnerpotenzdarstellung physikalischer Grössen kennen.
physikalische Grössen in der Zehnerpotenzdarstellung angeben können.
den Unterschied zwischen einem systematischen und einem zufälligen bzw. statistischen Fehler verstehen.
den Messfehler bei einfachen Messgrössen abschätzen können.
verstehen, was signifikante Stellen sind.
die Anzahl signifikanter Stellen aus der Masszahl einer physikalischen Grösse herauslesen können.
die Genauigkeit einer aus gemessenen Grössen berechneten Grösse beurteilen können.
eine gemessene bzw. aus gemessenen Grössen berechnete Grösse mit der ihrer Ungenauigkeit angemessenen Anzahl signifikanter Stellen oder Dezimalstellen angeben können.
den Mittelwert, die Standardabweichung und den relativen Fehler einer in einer Messserie ermittelten Grösse bestimmen können.

den Impuls als Grundgrösse der Translations-Mechanik verstehen.
verstehen, dass in einem Körper Impuls gespeichert sein muss, damit er sich bewegen kann.
den Zusammenhang zwischen Impuls, Masse und Geschwindigkeit eines Körpers kennen und anwenden können.
wissen, dass Impuls weder erzeugt noch vernichtet werden kann.
verstehen, was ein Impulsstrom ist.
den Zusammenhang zwischen einem Impulsstrom und einer Kraft verstehen.
den Zusammenhang zwischen der durch eine Kraft verursachte Impulsänderung und der Kraft kennen und anwenden können.
das Grundgesetz der Mechanik kennen und anwenden können.
verstehen, dass die Grössen Impuls und Kraft Vektorcharakter haben.
verstehen, dass mit einem Impulsstrom ein Energiestrom verknüpft ist.
die mathematischen Ausdrücke für die kinetische und die potentielle Energie kennen und anwenden können.
wissen, dass Energie weder erzeugt noch vernichtet werden kann.
die Impuls- und Energieerhaltung in konkreten Problemstellungen anwenden können.
die Grössen zur Beschreibung einer Kreisbewegung und deren Zusammenhänge kennen.
die Frequenz, Winkelgeschwindigkeit, Bahngeschwindigkeit für eine gleichförmige Kreisbewegung bestimmen können.
wissen und verstehen, dass auf einen Körper, der eine gleichförmige Kreisbewegung ausführt, als resultierende Kraft eine Zentripetalkraft wirkt.
den Zusammenhang zwischen Zentripetalkraft, Masse, Winkelgeschwindigkeit und Bahnradius kennen und anwenden können.
Problemstellungen zur gleichförmigen Kreisbewegung bearbeiten können.
verstehen, was ein Bezugssystem ist.
das Trägheitsprinzip kennen, verstehen und in einfacheren Problemstellungen anwenden können.
verstehen, was ein Inertialsystem ist.
einen einfacheren Vorgang bezüglich verschiedener Bezugssysteme beschreiben können.
verstehen, was Trägheits- oder Scheinkräfte sind.
wissen und verstehen, dass die Zentrifugalkraft eine Scheinkraft ist.
Auswirkungen der Corioliskraft in der Natur kennen und verstehen.

wissen, dass sich die Bewegung eines Körpers aus einer Translation des Schwerpunktes und einer Rotation um eine Achse durch den Schwerpunkt zusammensetzt.
den Drehimpuls als Grundgrösse der Rotations-Mechanik verstehen.
verstehen, dass in einem Körper Drehimpuls gespeichert sein muss, damit er sich drehen kann.
wissen, dass Drehimpuls weder erzeugt noch vernichtet werden kann.
die Analogie zwischen Impuls und Drehimpuls sowie zwischen Geschwindigkeit und Winkelgeschwindigkeit kennen und verstehen.
wissen, was die Wirkungslinie einer Kraft ist.
wissen, dass sich die Wirkung einer Kraft nicht ändert, wenn man die Kraft auf ihrer Wirkungslinie verschiebt.
wissen, wie die Wirkung einer Kraft von der Lage der Wirkungslinie und dem Betrag der Kraft abhängt.
die Grösse Drehmoment kennen.
die Analogie zwischen Kraft und Drehmoment kennen und verstehen.
den Zusammenhang zwischen einem Drehimpulsstrom und einem Drehmoment verstehen.
den Zusammenhang zwischen der durch ein Drehmoment verursachte Drehimpulsänderung und dem Drehmoment kennen und anwenden können.
das Drehmoment einer Kraft bestimmen können.
die Wirkung von Kräften beurteilen können, die an einem starren Körper angreifen.
den Zusammenhang zwischen Kraft und Drehmoment bei einem Motor verstehen.
verstehen, was ein Kraft-Wandler, ein Drehmoment-Wandler ist.
beurteilen können, ob eine einfache Maschine ein Kraft-Wandler oder ein Drehmoment-Wandler ist.
mindestens je ein Beispiel eines Kraft-Wandlers und eines Drehmoment-Wandlers kennen.
beurteilen können, welche Teile einer Maschine Kraft- bzw. Drehmoment-Wandler sind.
verstehen, was das Trägheitsmoment eines Körpers ist.
die Analogie zwischen Trägheitsmoment und Masse kennen und verstehen.
das Trägheitsmoment eines einfacheren Körpers bestimmen können.
den Zusammenhang zwischen Drehimpuls, Trägheitsmoment und Winkelgeschwindigkeit kennen und verstehen.
wissen, dass sich die totale kinetische Energie eines starren Körpers aus der kinetischen Energie der Translation und der Rotationsenergie zusammensetzt.
die Translations- und die Rotationsenergie eines einfacheren Körpers bestimmen können.
verstehen, dass der Drehimpuls in einem abgeschlossenen System konstant ist.
den Drehimpulserhaltungssatz in einer konkreten Problemstellung anwenden können.

Wechselwirkungen und Felder

wissen, dass die elektrische Ladung sowohl positive als auch negative Werte annehmen kann, eine mengenartige Grösse ist, eine Erhaltungsgrösse ist, stets an ein Teilchen gebunden ist.
wissen, dass sich elektrisch gleichnamig geladene Körper abstossen und elektrisch ungleichnamig geladene Körper anziehen.
verstehen, wie ein Elektrometer funktioniert.
das Phänomen Influenz bei elektrischen Leitern verstehen.
das Phänomen Polarisation bei Isolatoren verstehen.
das Coulomb'sche Gesetz kennen.
das Coulomb'sche Gesetz zur Analyse von einfacheren Ladungsverteilungen anwenden können.
die elektrostatische Kraft zwischen zwei elektrischen Ladungen bestimmen können.
den Zusammenhang zwischen den auf zwei elektrisch geladene Körper wirkenden elektrostatischen Kräfte und dem dazugehörigen, zwischen den Körper fliessenden Impulsstrom verstehen.
verstehen, wie die elektrische Feldstärke definiert ist.
ein Feld als physikalisches System verstehen.
Beispiele von Vektor- und Skalarfeldern kennen.
den Zusammenhang zwischen den Richtungen der elektrostatischen Kraft und des elektrischen Feldvektors verstehen.
die Richtung und den Betrag eines Feldvektors im elektrischen Feld einer einfacheren Ladungsverteilung bestimmen können.
die mathematische Darstellung eines Skalarfeldes, Vektorfeldes verstehen.
die Veranschaulichung eines elektrischen Feldes durch Feldlinien verstehen.
die Regeln zum Zeichnen von elektrischen Feldlinien kennen.
verstehen, dass ein elektrostatisches Feld ein Quellenfeld ist.
das Feldlinienbild für das elektrische Feld einer Punktladung, eines Dipols kennen und verstehen.
Feldlinienbilder für elektrische Felder von Ladungsverteilungen verstehen, die aus mehreren Punktladungen bestehen.
wissen, dass das elektrostatische Feld zwischen zwei elektrisch geladenen parallelen Platten annähernd homogen ist.
verstehen, dass sich elektrische Feldlinien nie kreuzen.
verstehen, dass im Innern eines elektrischen Leiters kein elektrisches Feld möglich ist.
verstehen, dass elektrische Feldlinien immer senkrecht auf Leiteroberflächen stehen.
wissen, dass eine geschlossene Leiterhülle ihren Innenraum vollständig gegen die Einwirkung äusserer elektrischer Felder abschirmt.
verstehen, wie das Potential in einem elektrischen Feld definiert ist.
den Potentialverlauf im elektrischen Feld einer Punktladung, eines Dipols kennen und verstehen.
verstehen, dass in einem elektrischen Feld die Äquipotentiallinien immer senkrecht zu den Feldlinien stehen.
verstehen, wie die Spannung in einem elektrischen Feld definiert ist.
die Zusammenhänge zwischen Potential, Spannung und Energie in einem elektrischen Feld kennen und in einfacheren Problemstellungen anwenden können.
den Zusammenhang zwischen elektrischer Feldstärke und Spannung in einem homogenen elektrischen Feld kennen und in einfacheren Problemstellungen anwenden können.
verstehen, was ein Kondensator ist.
wissen, wie die Kapazität eines Kondensators definiert ist.
die Beziehung zwischen Ladung, Kapazität und Spannung bei einem Kondensator kennen und anwenden können.
einen Kondensator als Ladungs- und Energiespeicher verstehen.
die Analogie zwischen der Kapazität eines Kondensators und der Masse eines Körpers verstehen.
verstehen, wie sich bei einem Plattenkondensator die gespeicherte Ladung, die Spannung über den Kondensatorplatten, die Kapazität und die elektrische Feldstärke zwischen den Kondensatorplatten verändert, wenn man den Abstand der Kondensatorplatten verändert.
verstehen, wie sich bei einem Plattenkondensator die gespeicherte Ladung, die Spannung über den Kondensatorplatten, die Kapazität und die elektrische Feldstärke zwischen den Kondensatorplatten verändert, wenn man ein Dielektrikum zwischen die Kondensatorplatten einführt.
wissen, was ein Dielektrikum, die Dielektrizitätszahl ist.
bei einem Plattenkondensator den Zusammenhang zwischen Kapazität, Plattenabstand, Plattenfläche und Dielektrizitätszahl des Zwischenraumes kennen.
den zeitlichen Verlauf von Ladungsstrom und Spannung beim Auf- bzw. Entladen eines Kondensators über einen Widerstand kennen und verstehen.
die Grösse "Zeitkonstante" kennen und deren Bedeutung verstehen.
wissen und verstehen, dass im elektrischen Feld Energie gespeichert wird.
die quadratische Abhängigkeit zwischen elektrischer Feldstärke und Energie im elektrischen Feld kennen und verstehen.

die "Mondrechnung" von Newton verstehen.
die drei Kepler'schen Gesetze kennen.
das Gravitationsgesetz kennen.
die Gravitationskraft zwischen zwei Körpern bestimmen können.
wissen, dass man sich für die Gravitationswirkung eines Körpers die Masse des Körpers als in seinem Schwerpunkt vereinigt denken kann.
wissen, dass die Gravitationskraft viel schwächer ist als die elektrostatische Kraft.
die Analogie zwischen dem Gravitationsfeld einer Massenverteilung und dem elektrostatischen Feld einer Ladungsverteilung kennen und verstehen.
die vier Grundwechselwirkungen der Natur kennen.
für einfachere Phänomene aus der Natur und der Technik beurteilen können, welche der vier Grundwechselwirkungen der Natur für das Phänomen hauptsächlich verantwortlich ist.

magnetische Kraftwirkungen kennen und beschreiben können.
zwischen magnetischen und elektrischen Kraftwirkungen unterscheiden können.
wissen, dass es zwei Arten von magnetischen Polen gibt.
wissen, dass sich gleichnamige magnetische Pole abstossen und ungleichnamige magnetische Pole anziehen.
das Modell des Magnetfeldes als Analogie zum elektrischen Feld und zum Gravitationsfeld verstehen.
die Veranschaulichung eines Magnetfeldes durch Feldlinien verstehen.
Grundeigenschaften von magnetischen Feldlinien kennen.
das magnetische Feld der Erde kennen.
das magnetische Feldlinienbild eines Stabmagneten, eines Hufeisenmagneten, eines stromdurchflossenen geraden Leiters, einer stromdurchflossenen zylindrischen Spule kennen.
bei einem stromdurchflossenen geraden Leiter eine Rechte-Hand-Regel für die Beziehung zwischen der Richtung des Stromes und dem Umlaufsinn der magnetischen Feldlinien kennen.
bei einer stromdurchflossenen Spule eine Rechte-Hand-Regel für die Beziehung zwischen dem Umlaufsinn des Stromes und der Richtung der magnetischen Feldlinien im Innern der Spule kennen.
verstehen, wie die magnetische Feldstärke definiert ist.
die SI-Masseinheit der magnetischen Feldstärke kennen.
die Analogie zwischen der magnetischen Kraftwirkung auf einen stromdurchflossenen Leiter, der elektrischen Kraftwirkung auf einen elektrisch geladenen Probekörper und der gravitativen Kraftwirkung auf einen nicht-masselosen Probekörper verstehen.
bei der magnetischen Kraftwirkung auf einen stromdurchflossenen geraden Leiter eine Rechte-Hand-Regel für die Beziehung zwischen den Richtungen von Strom, Magnetfeld und Kraft kennen und anwenden können.
wissen, dass auf ein bewegtes, elektrisch geladenes Teilchen im Magnetfeld eine Kraft wirkt.
bei der Lorentz-Kraft eine Rechte-Hand-Regel für die Beziehung zwischen den Richtungen von Geschwindigkeit, Magnetfeld und Kraft kennen und anwenden können.
die mathematische Beziehung zwischen Ladung, Geschwindigkeit, magnetischer Feldstärke und Lorentz-Kraft kennen und anwenden können.
die Bahnkurve eines bewegten Ladungsträgers in einem homogenen Magnetfeld verstehen.
das Modell der Elementarmagnete kennen und verstehen.
wissen, dass es nur magnetische Dipole und keine magnetische Einzelpole gibt.
wissen, dass sich die magnetische Eigenschaft der Elementarmagnete auf molekulare und atomare Ringströme zurückführen lassen.
die Wirkung eines äusseren Magnetfeldes auf einen Körper kennen.
verstehen, was die Permeabilitätszahl eines Stoffes aussagt.
die Magnetisierung eines ferromagnetischen Stoffes verstehen.
den Hall-Effekt kennen und verstehen.
verstehen, wie eine Hall-Sonde funktioniert.
technische Einsatzmöglichkeiten von Hall-Sonden kennen.

verstehen, wie der Fluss eines Vektorfeldes definiert ist.
verstehen, wie die Änderungsrate einer Grösse definiert ist.
das Phänomen der elektromagnetischen Induktion kennen.
verstehen, wie der magnetische Fluss definiert ist.
das Induktionsgesetz von Faraday kennen und verstehen.
die Lenz'sche Regel kennen und verstehen.
das Induktionsgesetz und die Lenz'sche Regel in konkreten Problemstellungen anwenden können.
das Phänomen der Selbstinduktion in einer Spule kennen und verstehen.
wissen, wie die Induktivität einer Spule definiert ist.
wissen, was Wechselspannung ist.
wissen, was der Scheitelwert einer Wechselspannung ist.
wissen, was der Effektivwert einer Wechselspannung ist.
verstehen, wie Wechselspannung erzeugt wird.
die Funktionsweise eines Generators verstehen.
die Funktionweise eines Gleichstrommotors verstehen.
verstehen, was Drehstrom ist.
die Beziehungen zwischen den Spannungen in der Stern- und Dreieck-Schaltung verstehen.
wissen und verstehen, dass im Magnetfeld Energie gespeichert wird.
die quadratische Abhängigkeit zwischen magnetischer Feldstärke und Energie im Magnetfeld kennen.
den Transformator als Anwendung der elektromagnetischen Induktion kennen.
Probleme bei der Energieübertragung bei einem Transformator verstehen.
verstehen, warum bei der Energieübertragung über grosse Strecken Hochspannung verwendet wird.
die Verallgemeinerung des Induktionsgesetzes kennen.
wissen, dass es eine Kopplung zwischen elektrischen und magnetischen Feldern gibt.
wissen, dass mit den Maxwell-Gleichungen die Kopplung zwischen elektrischen und magnetischen Feldern beschrieben werden.
verstehen, wie eine Wirbelstrombremse funktioniert.

mit dem Computerprogramm DYNASYS ein einfaches systemdynamisches Modell erstellen und abändern können.
mit dem Computerprogramm DYNASYS einfache Simulationen und Parameterstudien ausführen können.
mit dem Computerprogramm DYNASYS ein einfaches systemdynamisches Modell erstellen können, das ein experimentell bestimmtes Verhalten eines dynamischen Systems beschreibt.

Physik 2

Elektrische Leitung

wissen, dass der elektrische Ladungstransport in Festkörpern über bewegte Elektronen geschieht.
wissen, dass der elektrische Ladungstransport in Flüssigkeiten und Gasen über bewegte Ionen geschieht.
ein Experiment kennen, mit welchem nachgewiesen werden kann, dass der Ladungstransport in Metallen über bewegte Elektronen geschieht.
die Grössenordnung der Elektronen-Driftgeschwindigkeit in einem Metalldraht kennen.
die zeitliche Entwicklung der Atommodelle in groben Zügen kennen.
das heute gültige Atommodell kennen.
das Bändermodell kennen und verstehen.
das Bändermodell eines Leiters, Halbleiters, Nicht-Leiters skizzieren können.
die Begriffe Valenzband und Leitungsband verstehen.
die elektrische Leitung in Metallen und nicht-dotierten Halbleitern anhand des Bändermodelles verstehen.
die Eigenleitung eines Halbleiters anhand des Bändermodelles verstehen.
die Begriffe Paarbildung, Rekombination verstehen.
wissen, worin das Dotieren eines Halbleiters besteht.
verstehen, warum Halbleiter dotiert werden.
das Leitungsverhalten von dotierten Halbleitern verstehen.
die Leitungsmechanismen in einem p-n-Übergang verstehen.
wissen, was eine Halbleiterdiode ist.
die Kennlinie einer Halbleiterdiode bestimmen können.
Kennlinien von Halbleiterdioden kennen und verstehen.
den Aufbau und die Funktionsweise eines bipolaren Transistors kennen und verstehen.
wissen, wofür Transistoren eingesetzt werden.

die Leitungsmechanismen in flüssigen Leitern kennen und verstehen.
chemische Gleichungen für einfache Elektrolyseprozesse formulieren können.
wissen, was eine Oxidation, Reduktion ist.
chemische Reaktionen bei der Elektrolyse als Oxidationen bzw. Reduktionen erkennen können.
einigen Anwendungen der Elektrolyse kennen.
den Aufbau und die Funktionsweise einer galvanischen Zelle kennen und verstehen.
den Unterschied zwischen einer Batterie und einem Akkumulator kennen.
den Aufbau und die Funktionsweise einer Batterie, eines Akkumulators, einer Brennstoffzelle kennen und verstehen.
chemische Gleichungen für die in einer Batterie, einem Akkumulator, einer Brennstoffzelle auftretenden chemischen Reaktionen formulieren können.

Schwingungen und Wellen

Charakteristiken einer Schwingung kennen.
Beispiele von Schwingungsvorgängen aus dem Alltag und der Technik kennen.
beurteilen können, ob ein physikalischer Vorgang eine Schwingung ist oder nicht.
die Grössen Periode, Frequenz, Elongation und Amplitude und deren Zusammenhänge kennen und anwenden können.
den Zusammenhang zwischen der Schwingung eines Federpendels und einer gleichförmigen Kreisbewegung verstehen.
Charakteristiken einer harmonischen Schwingung kennen.
die Zusammenhänge zwischen Winkelgeschwindigkeit, Frequenz und Kreisfrequenz kennen und verstehen.
die mathematische Beschreibung einer harmonischen Schwingung kennen, verstehen und anwenden können.
den zeitlichen Verlauf von Elongation, Geschwindigkeit und Beschleunigung und deren Zusammenhänge bei einer harmonischen Schwingung kennen.
wissen, wie die Federkonstante einer Feder definiert ist.
den Einfluss von Amplitude, Pendelmasse und Federkonstante auf die Periode der Schwingung eines Federpendels kennen.
den Einfluss von Amplitude, Pendelmasse und Pendellänge auf die Periode der Schwingung eines Fadenpendels kennen.
beurteilen können, ob eine Schwingung eine harmonische Schwingung ist oder nicht.
verstehen, dass die Schwingung eines Fadenpendels keine harmonische Schwingung ist.
das Prinzip der ungestörten Überlagerung von Schwingungen verstehen.
das Phänomen Schwebung kennen und verstehen.
die mathematische Beschreibung einer Schwebung kennen und verstehen.
die mathematische Modellierung der harmonischen Schwingung kennen und verstehen.
den Zusammenhang zwischen der Energie eine harmonischen Oszillators und dessen Amplitude und Frequenz kennen und verstehen.
verstehen, dass in der Natur alle Schwingungen gedämpft sind.
die mathematische Modellierung der gedämpften harmonischen Schwingung kennen und verstehen.
das Phänomen des aperiodischen Grenzfalles bei einer gedämpften harmonischen Schwingung kennen.
verstehen, was eine erzwungene Schwingung ist.
das mathematische Modell der erzwungenen Schwingung kennen und verstehen.
wissen, dass eine erzwungene Schwingung einen Einschwingvorgang durchläuft.
wissen, wie die Frequenz und die Amplitude einer erzwungenen Schwingung qualitativ von der Erregerfrequenz abhängt.
das Phänomen Resonanz kennen und verstehen.
den qualitativen Verlauf der Resonanzkurve kennen.

verstehen, was eine Welle ist.
verstehen, dass mit einer mechanischen Welle Impuls und Energie, jedoch keine Materie transportiert wird.
verstehen, was eine Transversal-, Longitudinalwelle ist.
verstehen, was 1-, 2-, 3-dimensionale Wellen sind.
die Definitionen der Grössen Periode, Frequenz, Wellenlänge und Ausbreitungsgeschwindigkeit sowie deren Zusammenhänge kennen und verstehen.
die Wellengleichung einer eindimensionalen harmonischen Welle kennen, verstehen und anwenden können.
verstehen, dass sich in einem Festkörper Longitudinalwellen schneller ausbreiten als Transversalwellen.
wissen, wie eine Welle an einem festen/freien Ende eines Wellenträgers reflektiert wird.
den Begriff Polarisation verstehen.
den Begriff Dispersion verstehen.
das Prinzip der ungestörten Überlagerung von Wellen verstehen.
die Überlagerung zweier entgegenlaufender Störungen verstehen.
verstehen, was konstruktive, destruktive Interferenz bedeutet.
die Interferenz zweier in gleiche Richtung bzw. gegeneinander laufender Wellen beschreiben können und verstehen.
das Huygens'sche Prinzip verstehen und in einfacheren Beispielen anwenden können.
das Reflexionsgesetz kennen.
die Herleitung des Reflexionsgesetzes mit Hilfe des Huygens'schen Prinzips verstehen.
das Reflexionsgesetz in konkreten Problemstellungen anwenden können.
das Brechungsgesetz kennen.
die Herleitung des Brechungsgesetzes mit Hilfe des Huygens'schen Prinzips verstehen.
das Brechungsgesetz in konkreten Problemstellungen anwenden können.
das Phänomen Beugung kennen.
wissen, dass die Beugung am stärksten ist, wenn die Abmessungen des beugenden Objektes gleich gross sind wie die Wellenlänge.
verstehen, wie durch Überlagerung zweier gegenläufiger Wellen gleicher Frequenz und gleicher Amplitude eine stehende Welle entsteht.
verstehen, dass sich auf einem endlichen Wellenträger nur bei bestimmten Frequenzen eine stehende Welle bzw. eine Eigenschwingung bildet.
Beispiele von stehenden Wellen kennen.
den Zusammenhang zwischen der Länge eines Wellenträgers und den Wellenlängen bzw. Frequenzen der möglichen Eigenschwingungen verstehen und anwenden können.
den Doppler-Effekt verstehen.
die Zusammenhänge zwischen gesendeter und wahrgenommener Frequenz beim Doppler-Effekt verstehen und anwenden können.

die Entstehung von elektromagnetischen Wellen mit Hilfe der Maxwell-Gleichungen erklären können.
wissen, dass die Ursache eines magnetischen Wirbelfeldes ein zeitlich veränderliches elektrisches Feld und/oder ein elektrischer Ladungsstrom ist.
wissen, dass die Ursache eines elektrischen Wirbelfeldes ein zeitlich veränderliches magnetisches Feld ist.
wissen, wie Radiowellen entstehen.
das Aussenden von elektromagnetischen Wellen von einem Hertz'schen Dipol erklären können.
wissen, dass elektromagnetische Wellen Transversalwellen sind.
die gegenseitige Lage des elektrischen und des magnetischen Feldvektors in einer elektromagnetischen Welle kennen.
die Ausbreitungsgeschwindigkeit einer elektromagnetischen Welle kennen.
einen Überblick über das Frequenzspektrum der elektromagnetischen Wellen haben.
die Ausbreitung von elektromagnetischen Wellen im Raum und entlang von Leitern kennen.
Experimente zum Nachweis des elektrischen und des magnetischen Feldes einer elektromagnetischen Welle kennen.
Anwendungen von Mikrowellen kennen.
Anwendungen der Radiotechnik, wie die Übertragung von Signalen durch Modulation kennen und erklären können.
die Eigenschaften und das Ausbreitungsverhalten von elektromagnetischen Wellen in verschiedenen Frequenzbereichen kennen.
den Energietransport in einer elektromagnetischen Welle mit Hilfe des Poynting-Vektors beschreiben können.
für eine von einem punktförmigen Sender abgestrahlte elektromagnetische Welle den Zusammenhang zwischen der Intensität und dem Abstand vom Sender verstehen.

Optik

verstehen, dass das Licht Wellencharakter besitzt.
verstehen, wie beim Fresnel'schen Spiegelversuch die beobachteten Interferenzmuster zu Stande kommen.
wissen, dass Licht eine endliche Ausbreitungsgeschwindigkeit hat.
Abrisse der Geschichte der Optik kennen.
wissen, dass Lichtwellen elektromagnetische Wellen sind.
das Strahlenmodell des Lichtes als Idealisierung verstehen.

verstehen, was die Brechzahl eines Mediums ist.
das Reflexions- und das Brechungsgesetz zur Analyse und Lösung von konkreten Problemstellungen anwenden können.
das Phänomen Totalreflexion verstehen.
verstehen, wie Licht in einem Wellenleiter geleitet wird.
wissen, was ein Planspiegel, Hohlspiegel, Wölbspiegel, eine Sammellinse, Zerstreuungslinse ist.
wissen, was die optische Achse, der Brennpunkt einer Linse oder eines Spiegels ist.
die charakteristischen Strahlen bei Spiegeln und Linsen kennen.
die Bildentstehung bei Spiegeln und Linsen verstehen.
verstehen, was ein reelles, virtuelles, aufrechtes, umgekehrtes Bild ist.

die Linsengleichung verstehen und zur Analyse und Lösung von konkreten Problemstellungen anwenden können.
den Aufbau des menschlichen Auges kennen.
die Bildentstehung im menschlichen Auge verstehen.
die Ursache und die Korrektur von Weit- und Kurzsichtigkeit verstehen.
die Hauptaufgabe eines optischen Instrumentes kennen.
die Funktionsweise einer Lupe, eines Mikroskopes, eines Fernrohres verstehen.

RadioaktivitŠt

den Aufbau eines Atomes kennen.
das Experiment von Rutherford verstehen, welches die Existenz der Atomkerne beweist.
den Aufbau eines Atomkernes kennen.
wissen, was ein Nukleon ist.
die vier Grundwechselwirkungen der Natur kennen.
wissen, welche der vier Grundwechselwirkungen der Natur für den Zusammenhalt der Atomkerne verantwortlich ist.
verstehen, was ein Element ist.
die Begriffe "Ordnungszahl", "Neutronenzahl", "Nukleonenzahl" und "Atommasse" und deren Zusammenhang kennen und verstehen.
verstehen, was ein Nuklid ist.
ein Nuklid mit korrekter Notation bezeichnen können.
verstehen, wie die Stoffmengeneinheit Mol definiert ist.
verstehen, was ein Isotop ist.
verstehen, was die Bindungsenergie eines Systems ist.
den Begriff "Massendefekt" verstehen.
den Zusammenhang zwischen den Energieeinheiten Joule (J) und Elektronenvolt (eV) kennen.

wissen, aus welchem Teil des Atoms die radioaktiven Strahlen stammen.
den Unterschied zwischen natürlicher und künstlicher ionisierender Strahlung verstehen.
die drei wichtigsten radioaktiven Zerfallsarten kennen.
wissen, woraus Alpha-Strahlung besteht.
verstehen, wie sich ein Atomkern beim Alpha-Zerfall verändert.
wissen, woraus Beta-Plus- und Beta-Minus-Strahlung besteht.
verstehen, wie ein Beta-Teilchen beim Beta-Zerfall entsteht.
verstehen, wie sich ein Atomkern beim Beta-Plus- oder Beta-Minus-Zerfall verändert.
wissen, woraus Gamma-Strahlung besteht.
verstehen, inwiefern sich ein Atomkern beim Gamma-Zerfall verändert.
verstehen, wie die Aktivität eines radioaktiven Strahlers definiert ist.
die Masseinheit der Aktivität kennen.
den statistischen Charakter des radioaktiven Zerfalls verstehen.
das Zerfallsgesetz für den radioaktiven Zerfall verstehen und anwenden können.
verstehen, wie die Halbwertszeit definiert ist.
den Aufbau der Nuklidkarte verstehen.
mit Hilfe der Nuklidkarte Zerfallsreihen erkennen und aufstellen können.
die C-14-Methode zur Altersbestimmung in groben Zügen verstehen.

die Funktionsweise eines Geiger-Müller-Zählrohres verstehen.
mit dem Geiger-Müller-Zählrohr Messungen durchführen können.
den Begriff "Reichweite" und "Halbwertsdicke" verstehen.
die ungefähre Reichweite von Alpha-, Beta- und Gamma-Strahlung in Luft kennen.
wissen, wie Alpha-, Beta- und Gamma-Strahlung abgeschirmt werden kann.
die Wirkung eines Magnetfeldes auf Alpha-, Beta- und Gamma-Strahlung verstehen.
die Definitionen und die Zusammenhänge der Grössen "Energiedosis", "Dosisleistung", "Äquivalentdosis" und "Effektive Äquivalentdosis" kennen und verstehen.
die Masseinheit der Äquivalentdosis kennen.

den Unterschied zwischen direkter und indirekter biologischer Wirkung radioaktiver Strahlung verstehen.
den Unterschied zwischen nicht-stochastischen und stochastischen Effekten verstehen.
den Zusammenhang zwischen Dosis und Wirkung grob kennen.
wissen, aus welchen Anteilen sich die Strahlenbelastung in der Natur und in der Zivilisation zusammensetzt.
drei Strahlenschutzmethoden kennen.

Home

28.8.2007 tb