Mechanische Schwingungen und Wellen

Grundkurs Klasse 11

Die Schüler vertiefen und erweitern ihre Kenntnisse aus der Mechanik. Dabei kommt der mathematischen Durchdringung und der Theoriebildung eine größere Bedeutung als im bisherigen Physikunterricht zu. Die Experimente dienen sowohl der Gewinnung empirischer Daten, an die sich eine systematische Auswertung - auch hinsichtlich möglicher Messfehler - anschließt, als auch der Überprüfung von Hypothesen und Prognosen. In den Schüler- und Praktikumsexperimenten vervollkommnen die Schüler ihre experimentellen Fähigkeiten und Fertigkeiten.
Die Behandlung der mechanischen Schwingungen und Wellen dienen einerseits der Vertiefung grundlegender Begriffe und Gesetze der Mechanik und andererseits der Schaffung von Grundlagen für die Elektrizitätslehre, Optik und Atomphysik.
In historischen Betrachtungen lernen die Schüler die Entdeckungsgeschichte wichtiger physikalischer Gesetze und deren technische Anwendung kennen. Dabei werden die Leistungen großer Physiker gewürdigt.

Inhalt	Hinweis	Links
Merkmale einer Schwingung Elongation, Amplitude Frequenz, Periodendauer Kreisfrequenz	Physik 10, Lernbereich Mechanische Schwingungen
Harmonische Schwingung	Herleiten der Gleichung durch Vergleich von harmonischer Schwingung und Kreisbewegung
Voraussetzungen für harmonische Schwingungen	SE Fadenpendel, Federschwinger
Periodendauer beim Federschwinger und Fadenpendel
Gedämpfte Schwingungen	Computersimulation gedämpfter Schwingungen
Energieumwandlungen im Schwinger
Erzwungene Schwingungen und Resonanz Gekoppelte Schwinger
Chaotische Bewegungen von Schwingern
Merkmale einer Welle Wellenlänge, Frequenz Ausbreitungsgeschwindigkeit	Physik 10, Lernbereich Mechanische Wellen
Longitudinalwellen, Transversalwellen	Schallwellen, Seilwellen, Wasserwellen
Ausbreitungsgeschwindigkeit	Ausbreitungsgeschwindigkeit in unterschiedlichen Medien
Voraussetzungen für das Entstehen mechanischer Wellen
Reflexion
Brechung
Brechungsgesetz
Beugung
Interferenz
Z Dopplereffekt bei Schallwellen