• Wer zum Beispiel in unserer heutigen Welt Maschinen – von der Bohrmaschine bis zur Mondrakete – oder elektrische Steuerungen – vom Smartphone bis zum Satelliten – verstehen oder
  • als Ingenieur selbst entwickeln möchte,
  • wer als Verkehrsplaner oder Patentanwalt seinen Sachverstand zur Organisation unserer Gesellschaft einsetzen möchte,
  • wer als Mediziner oder Pharmazeut die ‚Stoffkreisläufe‘ des menschlichen Körpers oder die Röntgenmedizin und Biophysik genauer erklären können möchte,
  • wer als Elementarteilchen- oder Astrophysiker den Aufbau unserer Welt bzw. des Universums erkunden möchte,
  • wer naturwissenschaftlich-technische Forschung – vom E-Auto bis zum Klimawandel – nachvollziehen möchte,

…der benötigt physikalisches Grundlagenwissen!!

Die Physik ist die grundlegendste aller Naturwissenschaften –  φύσις (physis) = ‚Natur‘ – welche den Blick des Menschen von den alltäglichen Naturphänomenen bis zum Bau der Welt – von Atomen bis zu Galaxien – entscheidend geprägt hat. Als Grundlage aller Technik – τέχνη (techne) = ‚Kunst‘  – bietet die Physik zudem ein begriffliches Muster, das die Gestaltung der Umwelt in fast unbegrenztem Maße zulässt. Als wichtigstem Darstellungsmittel bedient sie sich dabei vorwiegend der Mathematik – μάθημα (mathema) = ‚das Gelernte, das Wissen‘.

In der Oberstufe wird die Basis sowohl für ein vertieftes Studium als auch eine berufliche Ausbildung gelegt. Aufbauend auf den meist qualitativ beschriebenen Phänomenen und Gesetzen in der Sekundarstufe I, werden hier die fachlichen Kompetenzen quantitativ vertieft, wobei von Anfang an funktionale Abhängigkeiten, sowie algebraische und geometrische Fertigkeiten Anwendung finden. Je nach Interessenlage kann Physik als Leistungskurs (mit obligatorischer schriftlicher Abiturprüfung) oder auch als Grundkurs (mit fakultativer schriftlicher oder mündlicher Abiturprüfung) gewählt werden.

Die physikalischen Themengebiete werden an hessischen Gymnasien wie folgt in den drei Jahren der Sekundarstufe II durchlaufen:

In der Einführungsphase wird das Grundgerüst der klassischen Physik bereitgestellt: Newtonsche Mechanik zur Beschreibung von Bewegungen und deren Ursachen, Erhaltungssätze zu Energie und Impuls. Die folgende Tabelle zeigt Näheres laut dem hessischen Kerncurriculum (KCGO):

Themengebiete der Einführungsphase E1/2Optionale Vertiefung (s.u.)
Bewegungen und ihre Beschreibung (z.B. Geschwindigkeit, Beschleunigung, t-s-Diagramme,…)
Newton’sche Axiome und Erhaltungssätze (z.B. Kraft, Energie und Impuls in Anwendungen und ihre Bezüge untereinander…)
Waagerechter Wurf und Kreisbewegung (z.B. bei Ballsportarten oder Wasserkünsten)
– Weitere Bewegungen (z. B. schiefer Wurf beim Weitwurf)
– Gravitation (z. B. Planetenbewegung, auch bei Exoplaneten)
– Entropie (z. B. Wärmeenergie und Energiehaushalt der Erde)
– Kreisel (z. B. Trägheitsmoment mit anwendungsbezogenen Beispielen wie Pirouetten)

In der Qualifikationsphase werden die Phänomene vom Elektromagnetismus, über allgemeine Schwingungen und Wellen, die Optik und Quantenobjekte bis zur Atomphysik ausgebaut und vertieft. Das KCGO führt auf:

Themengebiete der QualifikationsphasenOptionale Vertiefung
Q1
Elektrisches Feld (z.B. in Kondensatoren in Tastaturen oder Gewittergebieten)
– Magnetisches Feld (z.B. in Spulen oder dem Erdmagnetfeld)
Induktion (z.B. in Generatoren und Elektromotoren)
– Bewegung von Ladungen in Feldern in technischen Anwendungen (z.B. in Massespektrographen oder den Polarlichtern)
Q2
Schwingungen (z.B. bei Musikinstrumenten und der Akustik)
Wellen (z.B. von elektromagnetischen Feldern, welche Licht darstellen können)
– Wellen an Grenzflächen (z.B. als Brechungen und Reflexionen am Spiegel)
– Dopplereffekt (z.B. beim Martinshorn), Schwebung
Q3
Eigenschaften von Quantenobjekten (z.B. in Doppelspaltversuchen oder Interferometern)
Atommodelle (von klassischen Vorstellungen bis zum Orbitalmodell, z.B. in Farbstoffmolekülen)
– Röntgenstrahlung (z.B. in medizinischen Anwendungen)
– Mikroskopische Stoßprozesse (wie sie z.B. in der Erdatmosphäre und im CERN auftreten)
– Kernphysik (z.B. auch zur Gefahrenabschätzung in der Energiegewinnung)
Q4     Physik der Moderne
Individuell angepasst
– Kernphysik
– Spezielle Relativitätstheorie
– Festkörperphysik-
– Chaostheorie
– Astrophysik