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Physik

Physik am Riehl-Kolleg

Die Einführung der neuen Kernlehrpläne in NRW hat die Fachgruppe Physik am Riehl-Kolleg zum Anlass genommen, die modernen und spannenden Fragen der Physik mehr in den Vordergrund zu stellen. Damit bekommen jene Themen einen größeren Stellenwert, die in populärwissenschaftlichen Darstellungen und bei den aktuellen philosophischen Fragen zu unserem Weltbild eine zentrale Rolle spielen. Gleichwohl behalten die zwei Säulen der sogenannten klassischen Physik, die Mechanik und die Elektrodynamik, ihre fundamentale Bedeutung - sowohl in der Physik des 20. Jahrhunderts, als auch im Schulunterricht.

Mit zweimal 2 Semesterwochenstunden in der Einführungsphase (1. und 2. Semester) wird dem Physikunterricht am Riehl-Kolleg ein sehr hoher Stellenwert beigemessen. Dadurch wird es möglich, eine grundlegende Einführung in die Physik zu gewährleisten, die den unterschiedlichen Eingangsvoraussetzungen gerecht wird. Physik kann bei uns auch im Abitur gewählt werden.

Für interessierte Studierende bieten wir seit vielen Jahren eine Physik- AG an. In ihr werden unabhängig vom Unterricht physikalische Fragen aufgegriffen, erörtert und vertieft, oder Experimente durchgeführt und interpretiert.
In der alljährlich stattfindenden
Projektwoche finden regelmäßig Projekte bzw. Exkursionen zu physikalischen Themen statt. Es besteht eine enge Zusammenarbeit mit dem Netzwerk Teilchenwelt.

Die Inhalte des Physikunterrichts lassen sich gut in drei Themenblöcke einteilen:

Semester

Inhalt

1 und 2

Die klassische Mechanik und ihre bis heute fundamentalen Erhaltungsgrößen Impuls und Energie bilden den roten Faden, ebenso wie die historisch bahnbrechenden Kraftaxiome von Newton. Ausgehend von einfachen linearen Bewegungen werden vektorielle Größen und schließlich auch die Kreisbewegung behandelt.

3 und 4

Den roten Faden bilden hier die Erforschung des Photons und des Elektrons. Damit wird an zwei einfachen und bekannten Grundbausteinen der Welt in die Quantennatur des Mikrokosmos und ihre erstaunlichen Eigenschaften eingeführt. Auf diesem Weg werden ebenfalls die Grundlagen elektrischer und magnetischer Erscheinungen, also des Elektromagnetismus erarbeitet.

5 und 6

Zunächst wird die Quantennatur unter der Frage nach der Entstehung von Strahlung in der Atomhülle und im Atomkern weiter entwickelt. Sie wird abgeschlossen mit der Vorstellung der Grundprinzipien des sogenannten Standardmodells der Physik, das auch aktuell Gegenstand der Grundlagenforschung z.B. am Forschungszentrum CERN bei Genf ist.

Am Ende steht die Behandlung von Einsteins Spezieller Relativitätstheorie, obwohl einige ihrer grundlegenden Ergebnisse bereits in den vorherigen Semestern thematisiert werden müssen.