Physik – Goerdeler-Gymnasium

Physik ist die elementarste aller Naturwissenschaften.

Erkenntnisse der Physik und ihrer Unterdisziplinen, wie etwa der Quantenmechanik oder der Astronomie, sind zu einem guten Teil Ursache für unseren technischen und damit auch sozialen Wohlstand – und für das Bild, das wir uns von der Welt machen. Physik und ihr Einfluss auf die Welt ist wie ein spannender Krimi: Voller überraschender Wendungen, voll von interessanten Charakteren und ihren Geschichten.

Erathostenes von Kyrene, der um 274 v.Chr. bis um 194 v. Chr. lebte, konnte nur aus dem Vergleich zweier Schattenwürfe nicht nur darauf schließen, dass die Erde rund ist, sondern auch noch ihren Umfang mit nur 4,2% Abweichung bestimmen. Der Astronom Johannes Kepler konnte aus seinen Beobachtungen der Planetenbewegungen nicht nur darauf schließen, dass die Sonne im Zentrum unseres Sonnensystems steht, sondern auch wesentliche Eigenschaften der Bewegung der Planten (Bahnen und Geschwindigkeiten) bestimmen. Isaac Newton fand den theoretischen Unterbau dazu – als eine Art „Abfallprodukt“, das er zunächst gar nicht veröffentlichen wollte und vom Astronom Edmond Halley erst dazu mit Nachdruck ermuntert werden musste – denn Newton hatte schlechte Erfahrungen mit insbesondere einem neidischen Kollegen gemacht, der ihn in Misskredit bringen wollte: Robert Hooke, nach dem noch heute das Elastizitätsgesetz benannt ist (und von dem es kein Bild mehr gibt: Man vermutet, dass Newton das einzige Bild, das es von Hooke gab, aus später Rache verbrannt haben soll).

Michael Faraday war ein begnadeter Experimentator, dem wir nahezu alle Grundlagen des Elektromagnetismus verdanken – Elektromotor und Generator eingeschlossen. Etliche Tausend Experimente dokumentierte dieser unermüdliche Forscher – und veröffentlichte dennoch nicht eine einzige Formel. Die brauchte er nicht: Er fand andere Wege der Beschreibung der von ihm gefundenen Phänomene, und noch heute benutzen wir Begriffe wie „Magnetfeld“ oder „Feldlinien“, die er geprägt hat.

Und wenn Heinrich Hertz nicht unermüdlich kleine Blitze zwischen zwei Elektroden erzeugt hätte, weil er davon überzeugt war, dass es elektromagnetische Wellen geben muss – dann gäbe es heute keine Handys, kein Fernsehen, nicht einmal Radio. Wahrscheinlich hätten dann auch Michelson & Morley kein Interferometer gebaut, mit dem sie die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit nachwiesen und Einstein hätte darauf nicht seine Relativitätstheorie fußen lassen können. Und auch Gravitationswellen hätte man dann nicht gefunden.

Max Planck hingegen konnte sich Anfang des 19. Jh. kaum auf sichere Erkenntnisse berufen. Er musste bis dahin fundamental geglaubte Prinzipien der Physik über Bord werfen, um die Quantentheorie aufstellen zu können – eine Tatsache, der er selbst zeitlebens nur schwer akzeptieren konnte. Aber nur so war erklärbar, dass heiße Gegenstände nicht irgendwann unsichtbar werden. Eine von ihm gefundene Naturkonstante trägt noch heute die Bezeichnung h – sie war als Hilfsgröße gedacht, von der er hoffte, sie später, nach fortgeschrittener Rechnung, wieder eliminieren zu können. Heute ist sie eine der wichtigsten Naturkonstanten neben der Lichtgeschwindigkeit überhaupt.

Auch heute wird der spannende Krimi weitergeschrieben, mit Forschungen am CERN, die regelmäßig helfen, unser Bild von den allerkleinsten Teilchen zu komplettieren. Mit Forschungen an Hochenergie- und Ultra-Kurzpulslasern, die Kernfusion ermöglichen sollen oder das Entstehen von Molekülen in einer Art Zeitlupe sichtbar machen.

Die Physik ist spannend und bleibt spannend. Jeden Tag. Um es mit den Worten des wohl charismatischsten Physikers des 20. Jh., Richard Feynman, zu sagen:

„Der Spaß fängt erst dann an, wenn man die Regeln kennt. Im Universum aber sind wir momentan noch dabei, die Spielanleitung zu lesen.“

Sekundarstufe I

Curriculum Klassen 5-9

Unser schulinterner Lehrplan für die Sekundarstufe I (G9) steht hier zum Download bereit.

Lehr- und Lernmittel

Im Physikunterricht der Sekundarstufe I finden folgende Schulbücher Verwendung:

Klasse 6: Universum Physik. NRW G9, 5-6. Cornelsen 2019.

Klasse 8-10: Universum Physik. NRW G9, 7-10. Cornelsen 2022.

Sekundarstufe II

Curriculum G8

Klicken Sie hier zum Anzeigen / Download der PDF-Datei.

Lehr- und Lernmittel

In der Oberstufe kommt als Lehrwerk der Gesamtband „Fokus Physik Sek II“ des Cornelsen-Verlages zum Einsatz. Wie auch in der Sek. I, haben sich in der Oberstufe verschiedene digitale Medien, insbesondere Simulationen, sehr bewährt (s.u.).

Leistungsbewertungskonzept

Grundsätze der Leistungsbewertung können Sie ebenfalls nach Sekundarstufen getrennt einsehen. Bitte benutzen Sie die folgenden Links:

Leistungsbewertungskonzept für das Fach Physik (G8, PDF)
Das Leistungsbewertungskonzept G9 ist Bestandteil des Curriculums

Lehrerinnen und Lehrer

Das Fach Physik unterrichten derzeit aktiv:

Fachräume

Der gesamte Bereich der Physiksammlung ist hell und modern mit Mobiliar neuester Generation ausgestattet.

Rechts sehen Sie einen Blick in unsere großzügige Sammlung zur Unterrichtsvorbereitung.

Der Fachbereich Physik ist stets bemüht, Demonstrationsapparate und Schülerübungen auf dem neuesten Stand zu halten. Unsere umfangreiche Sammlung von Schülerübungen umfasst folgende Fachgebiete:

Elektromagnetismus Sek. I (Stromkreise, Magnetismus) und Sek. II (Magnetismus, Untersuchungen an Wechselspannungen und magnetischen Wechselfeldern mithilfe von Funktionsgeneratoren und Digitaloszilloskopen)
Mechanik Sek. I (Kräfte, Kinematik) und Sek. II (Kinematik / Dynamik)
Wärmelehre Sek. I
Optik Sek. I
Radioaktivität Sek. I und Sek. II
Schwingungen und Wellen Sek. II

Moderne digitale Messsysteme ermöglichen es uns, Messergebnisse für die Schülerinnen und Schüler einfach zu präsentieren, vervielfältigen und zu archivieren.