Physik an der Elisabethschule
Wie in allen naturwissenschaftlichen Fächern ist der physikalische Unterricht auf einen Kompetenzzuwachs in den Bereichen Fachwissen, Erkenntnisgewinnung, Kommunikation und Bewertung ausgelegt.
Das Fach Physik wird an der Elisabethschule ab der 7. Klasse durchgängig zweistündig unterrichtet. Im Zentrum des Physikunterrichts stehen das Experiment, die genaue Beobachtung physikalischer Vorgänge und das Kennenlernen naturwissenschaftlicher Arbeitsweisen. Bei vielen Schülerversuchen wird dabei zudem handlungsorientiertes, entdeckendes Lernen und Arbeiten im Team gefördert.
In der 7. Klasse werden zunächst die Grundlagen der Optik, der Wärmelehre und des Magnetismus behandelt, die an die unmittelbaren Erfahrungen der Schülerinnen und Schüler anknüpfen. Auf dem Lehrplan steht beispielsweise die Untersuchung optischer Phänomene wie der Lichtbrechung aber auch der Bau einer Lochkamera. Wie funktioniert ein Thermometer? Woraus bestehen Magnete und welche Stoffe ziehen sie an? Dies sind weitere Fragestellungen, die in diesem Schuljahr behandelt werden.
Im 8. und 9. Schuljahr kommen dann die Themenbereiche Elektrizitätslehre und Mechanik hinzu, während die Kenntnisse im Bereich der Optik und Wärmelehre weiter vertieft werden. Zwei der vielen Fragestellungen, die behandelt werden sind: Wo ist der Unterschied zwischen dem elektrischen Strom und der elektrischen Spannung? Welche Anziehungskraft erfährt ein Mensch auf der Erde bzw. auf dem Mond? Besondere Beachtung findet daneben die Sensibilisierung für den sinnvollen und verantwortungsvollen Umgang mit Technik sowie der Gefahren beispielsweise durch den elektrischen Strom.
Mit Übergang in die Oberstufe werden zunehmend komplexere Modelle und mathematische Beschreibungen zur Erklärung und Bewertung von physikalischen Vorgängen benutzt. Dazu gehören die Bausteine des Atoms, die Weiterleitung von Energie und die Energieversorgung im Allgemeinen. Ergänzend zu dem realen Experiment kommen vermehrt Computersimulationen zum Einsatz und Methoden der digitalen Messwerterfassung.
Neben Grundkursen, die eine tiefere physikalische Allgemeinbildung zum Ziel haben, ist ab der 12. Klasse eine Schwerpunktsetzung in Form von Leistungskursen möglich. Ein Ziel der Leistungskurse ist die Herausbildung der Studierfähigkeit. Als Ergänzung des Unterrichts werden von den Leistungskursen zusätzlich regelmäßig Exkursionen unternommen. Dazu gehören beispielsweise Führungen durch die Labore des Fachbereichs Physik der Philipps-Universität Marburg, ein Besuch des Helmholtz Zentrums für Schwerionenforschung in Darmstadt oder des Teilchenbeschleunigers CERN bei Genf. Dadurch können die Schülerinnen und Schüler zusätzliche Erkenntnisse und Erfahrungen sammeln, die in der Schule nicht mehr experimentell umsetzbar sind.
04.11.2019
Exkursion zum CERN nach Genf
Wir, die Natur und alles weitere besteht aus Milliarden von Teilchen. Doch woraus besteht das Universum? Mit dieser Frage beschäftigt sich das CERN (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire) bei Meyrin im Kanton Genf in der Schweiz. Das CERN wurde 1954 gegründet und beschäftigt mehr als 12 000 Wissenschaftler aus 85 Nationen.
Am Donnerstag morgen machten wir uns auf den Weg in die Schweiz. Nach einer knapp 10 stündigen Busfahrt waren wir im Hostel angekommen. Am nächsten Morgen machten wir uns früh startklar und fuhren zum CERN. Ein Einführungsfilm und anschließende Erklärung eines ehemaligen Forschers des Kernforschungszentrum gaben uns eine grobe Vorstellung darüber, welche Erkenntnisse dort bereits gemacht wurden, und welche physikalischen Forschungen dort noch betrieben werden. Im CERN steht der größte Teilchenbeschleuniger der Welt. Dementsprechend waren wir auch überwältigt von dieser Art Dimension, mit der dort gearbeitet wird und doch ist das neue Projekt einen neuen Beschleuniger zu bauen, der knapp 4 mal so groß ist wie der vorherige: von rund 27 km auf 100 km.
Die Exkursion zum CERN war eine Verknüpfung zum aktuellen Thema des Physik Leistungskurses der Q3: Quanten- und Atomphysik.
von Julienne Quandt
02.01.2015
Mausefallenautos im Physik-Unterricht der 9d und 9e
Mausefallenautos im Physik-Unterricht der 9d und 9e
Einen Monat lang hatten die Schülerinnen und Schüler Zeit, einfache Radfahrzeuge zu bauen, die mit der Spann-Energie einer Mausefalle möglichst weit fahren sollten. Aber auch mit einer gelungenen schriftlichen Darstellung der Bau-Geschichte konnten die Nachwuchs-Ingenieure Punkte machen - denn die Fahrleistungen solcher Eigenbauten sind nicht immer glänzend; Spitzenweiten liegen über 13 Meter. Nicht zu schlagen ist hingegen die bunte Vielfalt der Bauformen. Überzeugen Sie sich selbst an Hand der kompletten Fotoserie aus beiden Klassen.
Am 19. November 2014 veranstaltete die Klasse 9d im Unterricht von Herrn Krane ein Wettrennen mit ihren selbstgebauten Mausefallenautos. Die Schüler sollten im Rahmen eines Physikprojekts eine Mausefalle als Antrieb für ein selbstgebautes kleines Auto verwenden. Die Antriebskraft zum Fahren sollte nur von der Mausefalle kommen; je mehr eigene Ideen, desto besser. Alle Autos waren sehr unterschiedlich, einig bunt beklebt oder bemalt, zumindest viele Eigenkreationen. Gewonnen hat der, dessen Auto am weitesten fährt, aber im Grunde ging es darum, die Ergebnisse vorzustellen. Immerhin steckte viel Arbeit darin! Trotz der paar Unfälle zu Hause oder beim Transport zur Schule klappte im Prinzip alles, und zum Abschluss gab die Klasse noch ihr Feedback zum Projekt. Mit Fotos wurde der Wettbewerb dokumentiert. (Sophia Göke)
31.03.2011
Ausstellung "Weltmaschine" zu Gast in Gießen
Die "Weltmaschine" ist der größte Teilchenbeschleuniger der Welt, genannt Large Hadron Collider (LHC) am Forschungszentrum CERN in Genf. Eine Forschergruppe der JLU unter Leitung von Prof. Michael Düren ist seit 2006 Mitglied der ATLAS-Kollaboration, die den größten und komplexesten je gebauten Detektor der Teilchenphysik betreibt. Der ATLAS-Detektor ist 46 Meter lang und 25 Meter hoch und befindet sich in einer unterirdischen Kaverne 100 Meter unter der Erdoberfläche.
Im ATLAS-Detektor wird die Entstehung der Welt nach dem Urknall studiert. Protonen, die im LHC beschleunigt werden, werden im Zentrum des ATLAS-Detektors zur Kollision gebracht. Die dabei frei werdende Energie wandelt sich dort - ähnlich wie bei der Entstehung unserer Welt kurz nach dem Urknall - in kleinste Teilchen aus Materie und Antimaterie um. Die Physiker betreiben diese "Weltmaschine", um hinter die großen Geheimnisse der fundamentalen Bausteine und Kräfte in der Welt des Mikrokosmos zu kommen. Die Wissenschaftler hoffen mit dieser Maschine das bislang verborgene Higgs-Teilchen zu finden, welches den Quarks, den Bestandteilen von Proton und Neutron, ihre Masse gibt.
Aufmerksame Cineasten kennen den ATLAS-Detektor bereits aus dem Spielfilm "Illuminati" mit Tom Hanks. In einer Filmszene wird der erfolgreiche Zusammenstoß der Protonen mit dem Satz kommentiert: "Das Signal erscheint auf den Luminositätssensoren". Damit sind wir beim Beitrag der JLU Gießen zu ATLAS. Die Gießener Forschergruppe hat einen Luminositätsdetektor gebaut, der zum Ziel hat die Kollisionsrate der LHC-Protonen im ATLAS-Detektor exakt zu bestimmen. Dieser Detektor besteht aus acht kleinen Modulen. Sie wurden im Januar diesen Jahres im LHC-Tunnel eingebaut. Ein neuntes Modul wird als Original in der Ausstellung im Mathematikum zu sehen sein.
Die Forschung am CERN ist ein Musterbeispiel für internationale Zusammenarbeit. Allein am ATLAS-Experiment arbeiten mehr als 3000 Wissenschaftler, Techniker und Ingenieure aus 37 Lan zusammen - jenseits aller nationalen Interessen und kulturellen Unterschiede.
Die Ausstellung wurde von der Gemeinschaft der Deutschen Teilchenphysiker mit Unterstützung des BMBF und des CERN entwickelt und in Zusammenarbeit von Prof. Albrecht Beutelspacher (Mathematikum) und Prof. Michael Düren (II. Physikalischen Institut der JLU) nach Gießen geholt. Sie ist für alle Altersklassen geeignet und enthält - wie im Mathematikum üblich - auch Exponate zum selber Ausprobieren.
Zusatzangebot für Schulklassen: Mo. bis Fr., 14.00 und 15.00 Uhr: Einstündiger Besuch der Ausstellung mit ausführlicher Einführung und Betreuung für Schulklassen
Anmeldung per Telefon: 0641 9697972
(Montag bis Freitag 8-12 und Dienstag 8-17 Uhr)
oder E-Mail: 
anmeldungmathematikum.de
Öffnungszeiten:
Montag bis Freitag 9.00 bis 18.00 Uhr
Donnerstag bis 20.00 Uhr
Wochenende und Feiertage 10.00 bis 19.00 Uhr
Für die Ausstellung "Weltmaschine" wird kein zusätzliches Eintrittsgeld erhoben.
Weitere Infos unter: 
www.weltmaschine.de/giessen
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für Rückfragen: Prof. Michael Düren;
E-Mail: Michael.Duerenexp2.physik.uni-giessen.de