Angestrebte
Kompetenzen im Inhaltsfeld „Atom-, Kern- und
Teilchenphysik“ im Leistungskurs der Stufen Q1 und Q2
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Atommodelle
- Ich kann Modelle zur Struktur von Atomen und
Materiebausteinen erläutern, vergleichen und
beurteilen.
- Ich kann die Eigenschaften und die Grenzen des
Bohrschen Atommodells erläutern und die Radien,
Bahngeschwindigkeiten und Energien der einzelnen
Bohrschen Bahnen berechnen.
- Ich kann die Spektralserien des Wasserstoff-Atoms
erläutern und rechnerisch auswerten.
- Ich kann die Energie absorbierter und emittierter
Photonen mit den unterschiedlichen Energieniveaus in
der Atomhülle erklären.
- Ich kann die Bedeutung von Flammenfärbung und
Linienspektren bzw. Spektralanalyse, die Ergebnisse
des Franck-Hertz-Versuchs sowie die charakteristischen
Röntgenspektren für die Entwicklung von Modellen der
diskreten Energiezustände von Elektronen in der
Atomhülle erläutern.
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Sternspektren und Frauenhoferlinien
- Ich kann Spektraltafeln des Sonnenspektrums im
Hinblick auf die in der Sonnen- und Erdatmosphäre
vorhandenen Stoffe interpretieren.
- Ich kann Sternspektren und Frauenhoferlinien
erklären.
- Ich kann darstellen, wie mit spektroskopischen
Methoden Informationen über die Entstehung und den
Aufbau des Weltalls gewonnen werden können.
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Strahlungsarten
- Ich kann α-, β- und γ-Strahlung und Röntgenstrahlung
sowie Neutronen- und Schwerionenstrahlung
unterscheiden.
- Ich kann den Nachweis unterschiedlicher Arten
ionisierender Strahlung mithilfe von
Absorptionsexperimenten erläutern.
- Ich kann an ausgewählten Beispielen Rollen und
Beiträge von Physikerinnen und Physikern zu
Erkenntnissen in der Kern- und Elementarteilchenphysik
bewerten.
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Elementumwandlung
- Ich kenne Eigenschaften von Atomkernen und kann
einfache Kernmodell erläutern.
- Ich kann den Begriff Radioaktivität erläutern und
zugehörige Kernumwandlungsprozesse beschreiben.
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Detektoren
- Ich kann den Aufbau und die Funktionsweise von
Nachweisgeräten für ionisierende Strahlung
(Geiger-Müller-Zählrohr) erläutern und Halbwertszeiten
und Zählraten bestimmen.
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Biologische Wirkung ionisierende Strahlung und
Energieaufnahmen im menschlichen Gewebe / Dosimetrie
- Ich kenne die Wirkungen von ionisierender und
elektromagnetischer Strahlung auf Materie und lebende
Organismen.
- Ich kann Informationen über wesentliche
biologisch-medizinische Anwendungen und Wirkungen von
ionisierender Strahlung für unterschiedlichen
Adressaten aufbereiten.
- Ich kann in einfachen Modellen wesentliche
biologisch-medizinische Wirkungen von ionisierender
Strahlung mit deren typischen physikalischen
Eigenschaften begründen.
- Ich kann das Vorkommen künstlicher und natürlicher
Strahlung erläutern, deren Wirkung auf den Menschen
mithilfe einfacher dosimetrischer Begriffe einordnen
und Schutzmaßnahmen im Hinblick auf die
Strahlenbelastung des Menschen im Alltag erläutern.
- Ich kenne die Gefahren und den Nutzen der Anwendung
physikalischer Prozesse, u.a. von ionisierender
Strahlung, und kann diese auf der Basis medizinischer,
gesellschaftlicher und wirtschaftlicher Gegebenheiten
bewerten.
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Kernbausteine und Elementarteilchen
- Ich kann mithilfe des aktuellen Standardmodells den
Aufbau der Kernbausteine erläutern und mit ihm
Phänomene der Kernphysik erklären.
- Ich kann an einfachen Beispielen
Teilchenumwandlungen im Standardmodell erläutern.
- Ich kann in Fachzeitschriften, Zeitungsartikeln bzw.
Veröffentlichungen von Forschungseinrichtungen zu
ausgewählten aktuellen Entwicklungen in der
Elementarteilchenphysik recherchieren.
- Ich kann in Grundprinzipien das Modell des Photons
als Austauschteilchen für die elektromagnetische
Wechselwirkung exemplarisch für fundamentale
Wechselwirkungen mit dem Modell des Feldes
vergleichen.
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