Physik, 5. Klasse Oberstufe

Von den Grundlagen zur modernen Anwendung

In der 9. Klasse bist du nun durch dein umfangreiches physikalisches Grundwissen in der Lage, dich mit modernen technischen Errungenschaften zu beschäftigen. Die ersten Themen werden die Halbleiterelektronik und der Transistor sein. Auch wirst du lernen, wie Elektromotoren und Generatoren funktionieren. Neben diesen Themen wirst du dich mit den Newton’schen Axiomen beschäftigen, die die klassische Mechanik ganz grundlegend definieren. Weitere Themen können auch noch aus der Wärmelehre kommen. Hier allen voran die kinetische Gastheorie und die Gasgesetze.

Mechanik – Newton'sche Axiome, Impulserhaltung, Rotationsbewegung

Du wirst lernen, wie Sir Isaac Newton mit seinen drei Newton’schen Axiomen die komplette klassische Mechanik definiert hat. Mit dem Trägheitsprinzip, dem Aktionsprinzip und dem Wechselwirkungsprinzip lässt sich jeder makroskopischer Körper in Bewegung eindeutig beschreiben. Neben der Energieerhaltung wirst du dich auch mit der Impulserhaltung vor und nach einem Stoß beschäftigen und die Unterschiede zwischen elastischen und inelastischen Stößen erklären können. In der Dynamik wirst du dich zusätzlich mit der Kreisbewegung beschäftigen und dabei die Zentripetalkraft und die Zentrifugalkraft kennenlernen.

Elektrizitätslehre – Halbleiter, Transistor, Kondensator, Transformator und Elektromotor

In der Elektrizitätslehre wirst du einen großen Sprung nach vorn machen. Du wirst dich intensiv mit den Halbleitern beschäftigen und damit, wie man sie durch Dotierung zu wichtigen elektronischen Bauteilen wie einer Diode oder einem Transistor formt. Gerade der Transistor ist durch seine Schalter- und Verstärkerfunktion, die du im Detail erst in der Oberstufe erklärt bekommen wirst, das allerwichtigste Bauteil der modernen Elektronik.

Auch Halbleiter ermöglichen natürlich vieles, wie zum Beispiel Solarzellen. Auch mit dem homogenen elektrischen Feld des Kondensators wirst du dich sehr intensiv beschäftigen. Damit wird es dir auch leichter fallen, das magnetische Feld der Spule zu verstehen. Dieses ist bei geringsten Änderungen sogar in der Lage, eine Spannung zu induzieren. Diese Induktion wiederum macht Elektromotoren und Generatoren erst möglich. Auch der Transformator funktioniert nach diesem Prinzip. Du siehst, hier baut sehr viel aufeinander auf.

Thermodynamik

Es ist es möglich, dass du dich erst jetzt mit den Wärmekraftmaschinen beschäftigst und ihre Funktion verstehen lernst. Hierbei wird zumeist ein größerer Schwerpunkt auf die Zustandsänderungen und auf die Gasgesetze gelegt. Dabei wirst du auch das ideale Gas definieren. Mit dem Verständnis vom idealen Gas wirst du die kinetische Gastheorie verstehen. Diese statistische Theorie ermöglicht es dir, auf einem ganz fundierten Niveau die Temperatur, den Druck, die innere Energie, die Wärme und auch die Entropie zu verstehen.