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Home » Lehrplan (Pflicht-/Wahlpflichtfächer) » III Jahrgangsstufen-Lehrplan » Jahrgangsstufe 9 » Physik » Aufnahme und Abgabe von Energie

9.2 Aufnahme und Abgabe von Energie

Link-Ebene

Der Chemie-Lehrplan für das NTG sieht im Abschnitt 9.1, also bereits zu einem sehr frühen Zeitpunkt im Schuljahr, das Thema Flammenfärbung, Spektralanalyse vor. Es ist sehr empfehlenswert, im NTG mit der Chemielehrkraft hinsichtlich der gemeinsamen Darstellung der Inhalte und der Verteilung auf die beiden Fächer Rücksprache zu halten. Mit Verweis auf den nachfolgenden Physikunterricht kann es genügen, die Spektralanalyse im Chemieunterricht als Black Box zu verwenden.


Da es in diesem Teil des Lehrplans abgesehen von den vielfältigen Möglichkeiten bei der Untersuchung von Linienspektren nur wenige Experimente gibt, ist es nötig, die Lerninhalte durch Analogie-Experimente (siehe z. B. Handreichung Atome - Wellen - Quanten, Kapitel 1.9) und Simulationen zu veranschaulichen. Die für die einzelnen Lerninhalte im Lehrplan vorgeschlagene Reihenfolge bietet sich dabei an, weil neu zu Erlernendes aufgrund von bereits Erlerntem plausibel erscheint. Schlüssige experimentelle Belege können an dieser Stelle nicht geliefert werden
Vorschläge zur Gestaltung der zugehörigen Unterrichtssequenz finden sich in der Handreichung Atome Wellen Quanten und in der Unterrichtsskizze "Atome - Aufnahme und Abgabe von Energie".

Umfangreiches Aufgabenmaterial findet sich ebenfalls in der Handreichung Atome - Wellen - Quanten.

Aufgabenbeispiele zum Thema Aufnahme und Abgabe von Energie (Handreichung).

Aufgabenbeispiel zur Photonenvorstellung.

Aufgabenbeispiel zum Thema Röntgenstrahlung.

Bauanleitung: Durchsicht-CD-Spektrometer.

In beiden Vorschlägen zur Gestaltung des Unterrichts und auch im Physiklehrplan der Oberstufe wird auf die Behandlung des Bohrschen Atommodells verzichtet. Der Grund hierfür liegt in den damit verknüpften Atomdarstellungen, die ein miniaturisiertes Planetensystem zeigen. Dieses Bild ist gerade für Atomphysikanfänger sehr einprägsam, jedoch nach heutiger Vorstellung völlig falsch. Aus diesem Grund sollten Bilder mir kreisenden Elektronen soweit wie möglich vermieden werden.


Die hier empfohlene und physikalisch sinnvolle Beschreibung von Atomen erfolgt durch Energieniveaus, die nicht durch einzelne Elektronen, sondern den Zustand der gesamten Atomhülle festgelegt sind. Diese Beschreibung eignet sich auch zur Erklärung der Entstehung von Röntgenstrahlung: Die gesamte Elektronenhülle befindet sich kurzzeitig in einem hoch angeregten Zustand und geht durch Emission eines sehr energiereichen Photons wieder in den Grundzustand über.

Man findet in Schulbüchern insbesondere im Zusammenhang mit der Entstehung der Röntgenstrahlung auch Darstellungen, die von den Energien der einzelnen Elektronen ausgehen und dann die Elektronen auf diese Niveaus verteilen. Der Übergang zu dieser Betrachtungsweise ist nicht erforderlich; in der gesamten Unterrichtssequenz ist es wichtig, darauf zu achten, diese beiden Betrachtungsweisen nicht zu vermischen.

In der gängigsten Darstellungsweise der Energieniveauschemata wird dem Grundzustand die Energie 0 eV zugeschrieben. Dies ist naheliegend, aber nicht zwingend; physikalische Bedeutung haben nur die auftretenden Energiedifferenzen.

Wenn beispielsweise die Ionisierungsenergie eines Atoms bekannt ist, kann es sinnvoll sein, den Wert 0 eV dorthin zu legen. Insgesamt sollte mit der Frage des Energienullpunkts pragmatisch umgegangen werden, idealerweise können die Schülerinnen und Schüler hier flexibel agieren.


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