3.6.4 Wellen  |
3.6.4 Wellen
Die Schülerinnen und Schüler entwickeln ihre Modellvorstellungen zunächst an mechanischen Wellen und übertragen ihre
Kenntnisse anschließend auf elektromagnetische Wellen. Sie erkennen, dass mit dem Huygens’schen Prinzip grundlegende
Wellenphänomene erklärt werden können. Im Vordergrund der Betrachtungen stehen Transversalwellen, an geeigneten Beispielen
erkennen die Schülerinnen und Schüler aber auch die Gemeinsamkeiten und Unterschiede zu Longitudinalwellen.
Die Schülerinnen und Schüler können
(1)
Wellen mithilfe charakteristischer Eigenschaften und Größen beschreiben (Wellenlänge \(\lambda\),
Ausbreitungsgeschwindigkeit \(c=\lambda \cdot f\), Wellenfront, Wellennormale, Polarisation)
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(2)
den Unterschied zwischen Longitudinalwellen und Transversalwellen erläutern
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(3)
grundlegende Wellenphänomene beschreiben (Beugung, Reflexion, Brechung, Interferenz, Energietransport) und in
Alltagssituationen erkennen (zum Beispiel Meereswellen, Gegenschall)
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BP2016BW_ALLG_GYM_PH.V2_PK_02_04, BP2016BW_ALLG_GYM_PH.V2_PK_02_03
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(4)
können die zeitliche und räumliche Entwicklung einer harmonischen eindimensionalen Welle in einer mathematischen
Darstellung beschreiben ( \( s(x,t) = \hat{s} \cdot \sin \left[ 2 \pi \left( \frac{t}{T} - \frac{x}{\lambda} \right) \right] \) )
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BP2016BW_ALLG_GYM_M_IK_9-10_04_00
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(5)
eindimensionale stehende Transversalwellen beschreiben und als Interferenzphänomen erklären (Bäuche, Knoten,
Eigenfrequenzen, Stellen konstruktiver beziehungsweise destruktiver Interferenz, Reflexion an festen
beziehungsweise losen Enden, Wellenlängenbestimmung mittels Knotenabstand)
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(6)
mithilfe des Gangunterschieds die Überlagerung
zweidimensionaler kohärenter Wellen
beschreiben
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(7)
Wellenphänomene mithilfe des Huygens’schen Prinzips erklären (zum Beispiel Beugung,
Reflexion)
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(8)
das elektromagnetische Spektrum im Überblick
beschreiben
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(9)
den Hertz’schen Dipol als Grenzfall eines elektromagnetischen Schwingkreises erkennen und die daraus entstehende
Abstrahlung elektromagnetischer Wellen in Grundzügen beschreiben
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