Spezielle Relativitätstheorie und Quantenphysik

Der letzte Teil des Abitur Sachsen-Anhalt 2024 Lehrplans für Physik befasst sich mit modernen physikalischen Theorien. Die spezielle Relativitätstheorie wird eingeführt, beginnend mit der Ausbreitung von Licht und den Einsteinpostulaten.

Quote: "Die Lichtgeschwindigkeit ist in allen Inertialsystemen gleich." - Albert Einstein

Wichtige Konzepte wie die Relativität der Zeit, Zeitdilatation und die Äquivalenz von Masse und Energie werden behandelt. Die Schüler lernen auch die Unterscheidung zwischen Ruhemasse und dynamischer Masse kennen.

Im Bereich der Quantenphysik werden die Teilchen- und Welleneigenschaften von Licht und Materie untersucht. Der Photoeffekt und die Photonenhypothese von Einstein bilden den Einstieg in dieses Thema.

Definition: Das Planck'sche Wirkungsquantum ist eine fundamentale physikalische Konstante, die die Quantisierung der Energie beschreibt.

Die de-Broglie-Hypothese und Experimente wie der Doppelspaltversuch mit Elektronen zeigen die Welleneigenschaften von Materie. Der Compton-Effekt wird als Beispiel für die Wechselwirkung von Strahlung mit Materie behandelt.

Highlight: Die Wahrscheinlichkeitsaussagen zu Interferenzversuchen mit einzelnen Photonen verdeutlichen die fundamentale Natur der Quantenmechanik.

Abschließend werden die Grundlagen des quantenmechanischen Messvorgangs und seine Konsequenzen diskutiert, was den Schülern einen Einblick in die philosophischen Implikationen der Quantenphysik gibt.

Diese umfassende Vorbereitung auf das Physik Abitur Sachsen-Anhalt 2024 bietet den Schülern eine solide Grundlage für weiterführende Studien in Physik und verwandten Naturwissenschaften.

Kinematik und Dynamik der Punktmasse

Der erste Teil des Physik Abitur Sachsen-Anhalt 2024 Lehrplans konzentriert sich auf die Grundlagen der Mechanik. Es werden verschiedene Bewegungsarten und -formen behandelt, einschließlich der Bewegung in Inertialsystemen und beschleunigten Bezugssystemen.

Definition: Eine Punktmasse ist ein vereinfachtes Modell, bei dem ein Objekt als dimensionsloser Punkt mit einer bestimmten Masse betrachtet wird.

Die Schüler lernen wichtige vektorielle Größen wie Geschwindigkeit und Beschleunigung kennen und wie man sie berechnet. Besondere Aufmerksamkeit wird auf gleichförmige und gleichmäßig beschleunigte Bewegungen sowie auf die Überlagerung von Bewegungen gelegt.

Beispiel: Der senkrechte und waagerechte Wurf sind klassische Beispiele für die Überlagerung von Bewegungen.

Im Bereich der Dynamik wird die Kraft als zentrale Wechselwirkungsgröße eingeführt. Die Schüler lernen verschiedene Arten von Kräften kennen, darunter Trägheits-, Reibungs- und Radialkräfte. Ein wichtiger Aspekt ist die vektorielle Addition und Zerlegung von Kräften, was besonders bei Anwendungen wie der geneigten Ebene oder der Kurvenüberhöhung relevant ist.

Highlight: Der Energieerhaltungssatz der Mechanik ist ein fundamentales Prinzip, das in vielen Bereichen der Physik Anwendung findet.

Die verschiedenen Arten der mechanischen Arbeit werden behandelt, ebenso wie das Konzept der Leistung und des Wirkungsgrads. Der Impuls und der Impulserhaltungssatz bilden den Abschluss dieses Themenbereichs, wobei auch elastische und unelastische Stoßvorgänge betrachtet werden.