„Physis“ nannten die Griechen in der Antike die „Natur“. Die Physik ist also eine Naturwissenschaft.

Somit befasst sich die Physik mit den natürlichen und gemachten Gegebenheiten unserer Welt: dem Blitz, dem Donner, dem Licht und der Wärme, dem fallenden Stein, dem Lauf der Planeten und dem strahlenden Uran … . Aber auch beim Bau eines Staudamms, der Konstruktion eines Computers oder bei den vielen anderen technischen Dingen unseres Lebens ist Physik mit im Spiel.

Die wichtigste Aufgabe des Physikunterrichts ist es, die Freude der Jugendlichen an Naturphänomenen und die Neugier auf deren Erklärungen aufzugreifen und in ein dauerhaftes Interesse an naturwissenschaftlichen Fragestellungen weiterzuentwickeln.

Da wir alle in einer hoch technisierten Welt leben, deren Errungenschaften aber auch Probleme zu einem großen Teil auf naturwissenschaftlichen Erkenntnissen beruhen, kommt dem Physikunterricht die Aufgabe zu, den Hernawachsenden durch Vermittlung naturwissenschaftlicher Grundkenntnisse hierfür Orientierungshilfen mit auf den Weg zu geben.

Wettbewerbe

Wettbewerbe

Internationale PhysikOlympiade

  • Wettbewerbsrunde 2020/21

Andreas Feuerpfeil vom Gymnasium Alexandrinum hat bei der Bundesrunde der Physikolympiade den 4. Platz belegt.

Wiederholt hat er gezeigt, dass er sowohl das nötige Wissen als auch den Spaß für physikalische Herausforderungen besitzt. Er hat sich gegenüber den besten 50 Teilnehmern Deutschlands in den beiden theoretischen und experimentellen Klausuren durchgesetzt und sich so für die letzte Runde der Physikolympiade qualifiziert.

Aufgrund der Pandemie fand der Wettbewerb in diesem Jahr jedoch nicht in Form einer einwöchigen Präsenzveranstaltung statt, sondern wurde digital abgehalten. Deshalb mussten sich die Veranstalter für die Prüfungen etwas Besonderes ausdenken, um sie unter Klausurbedingungen auch im Homeoffice durchführen zu können: Für die experimentellen Klausuren wurden zuvor Pakete an die Teilnehmer versendet, die Nervennahrung für die lange Arbeitszeit und ein versiegeltes Päckchen mit dem Experimentiermaterial enthielten. Die Klausuren wurden vor laufender Kamera abgehalten und die Ergebnisse direkt im Anschluss per Scan zur Korrektur abgegeben.

Um die Woche trotzdem so schön wie möglich zu gestalten, wurden genug Gelegenheiten geboten, sich untereinander kennenzulernen und auszutauschen, sowie seine mathematischen und physikalischen Fähigkeiten in Seminaren und Vorträgen zu schulen.

Den Abschluss stellte eine Preisverleihung dar, in der namhafte Physiker wie Dr. Stefan Gillesen des Max-Planck-Instituts für extraterrestrische Physik in Garching oder der angehende Astronaut Dr. Matthias Maurer die Festvorträge hielten.

Das Alexandrinum gratuliert seinem Nachwuchsphysiker und wünscht ihm viel Erfolg für die Finalrunde im Mai in Kiel!

Feuerpfeil IPhO

Auswertung von inelastischen Stößen zwischen Münzen als Experimentalaufgabe

Ergebnis der Finalrunde

Unser Abiturient Andreas Feuerpfeil hat sich in der Finalrunde des Auswahlverfahrens zur Internationalen PhysikOlympiade als Erstplatzierter zur Teilnahme an dem internationalen Wettbewerb in Litauen qualifiziert.

Insgesamt 14 der ursprünglich 932 Teilnehmer haben sich über die ersten drei Runden für die Finalrunde qualifiziert und mussten in dieser vier theoretische und experimentelle Klausuren auf höchstem Niveau mit Themen vom Hubschrauber Ingenuity auf dem Mars über evaneszente Felder bei der Totalreflexion bis zur Neutrinooszillation lösen.

Für die fünf besten Teilnehmer bedeutet dies nun ein intensives Vorbereitungstraining bis zur Finalrunde im Juli in Litauen, die im Onlineformat stattfinden wird. Um den Wettbewerb trotzdem so schön wie möglich zu gestalten, werden die Olympioniken dafür nach Kiel an das Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften und Mathematik eingeladen.

Das Alexandrinum gratuliert seinem Nachwuchsphysiker und wünscht ihm viel Erfolg bei der Olympiade im Juli in Kiel!

Andreas Feuerpfeil bei der Untersuchung einer Wirbelstrombremse

Auswertung einer Wirbelstrombremse

  • Wettbewerbsrunde 2019/20

Andreas Feuerpfeil nahm erneut erfolgreich an der ersten Runde der „Internationalen Chemieolympiade“ und „Internationalen Physikolympiade“ teil.

In der ersten Runde bearbeite Andreas in Heimarbeit Aufgaben, deren Schwierigkeitsgrad „normales“ gymnasiales Niveau bereits deutlich überstieg. In Physik war das Spektrum der Tätigkeiten vielfältig: So sollte z.B. die maximale Flugdauer und -höhe eines Heißluftballons berechnet werden oder experimentell der Abstand der Pixel im Sensor einer Handykamera bestimmt werden. In Chemie sollte beispielsweise der Zerfall und die Bildung von Ozon in oberen Atmosphärenschichten mathematisch untersucht werden. Um derartige chemische Vorgänge in der Atmosphäre genau zu beschreiben, bedarf es aufgrund der vielen Einflussfaktoren (z.B. Sonneneinstrahlung oder Temperaturänderung) umfassender chemischer und auch mathematisch-physikalischer Kenntnisse.

Zur Lösung der Aufgaben der nächsten Runde ist bereits eine intensive Beschäftigung mit Teilgebieten der beiden Wissenschaften notwendig, denen ein Schüler normalerweise erst im Grundstudium begegnet. Andreas dürfte hier von den Erfahrungen profitieren, die er momentan in seinem Physik-Frühstudium an der Universität Würzburg sammelt.

In der folgenden dritten und vierten Runde werden im Rahmen von Seminaren und Praktika die jeweils besten vier Nachwuchswissenschaftler ausgewählt, die dann die deutsche Mannschaft für die jeweilige „Internationale Chemie-/Physikolympiade“ stellen und zum internationalen Wettbewerb nach Konya (Türkei) oder Vilnius (Litauen) fahren.

Herzlichen Glückwunsch für diese tolle Leistung, wir drücken Andreas die Daumen für die noch folgenden Runden!

Matthes, Andreas Feuerpfeil, Reuter

Andreas Feuerpfeil und seine beiden Betreuungslehrer StD Matthes (links) und OStR Reuter (rechts)

  • Wettbewerbsrunde 2018/19

Unser Zehntklässler Andreas Feuerpfeil hat sein besonderes naturwissenschaftliches Talent bei der Teilnahme an der 50. Internationalen Physikolympiade gezeigt. Schon in der ersten Runde zeigte er sein Können beim Lösen von Aufgaben, wie sie nicht im Buche stehen. Zu lösen waren vier Aufgaben aus allen Gebieten der Physik über den Schulstoff hinaus. Gefragt waren hier gute Kenntnisse der Physik und ein kreativer Umgang mit ungewohnten Problemen.

Mit der vollen Punktzahl qualifizierte er sich für die zweite Runde, wie auch 621 weitere Teilnehmer deutschlandweit.

Diese wurde im November als Klausur an den Schulen geschrieben. Auch hier waren die Aufgaben sehr anspruchsvoll und erforderten schnelle Denker und echtes Problemlösen. Von rotierenden Würfeln, über die Leistung von Gravitationswellen bis zum Wettlauf zwischen Photon und Proton wurden in dreizehn Aufgaben, die weit über den Lehrstoff in der Schule hinausgingen, die fundierten physikalischen und mathematischen Kenntnisse der Teilnehmer abgeprüft. Zur Vorbereitung auf diese Klausur erhielt man Trainingsmaterial, da keine Hilfsmittel außer einem Taschenrechner zugelassen waren. Andreas belegte als einer der jüngsten Teilnehmer einen Platz im besten Drittel.

Wettbewerbserfahrungen hatte er schon beim Landeswettbewerb Mathematik gesammelt, den er viermal mit einem ersten Preis abschloss. Seit Oktober 2018 besucht der Fünfzehnjährige als Frühstudent der Physik die Vorlesung „Klassische Physik 1“ an der Universität Würzburg, um nach dem Abitur Physik zu studieren.

Andreas Feuerpfeil 2019

PhysikOlympiade

Polarlichter - ein besonders Phänomen

Phänomene aus der Physik

Wer kennt sie nicht, zumindest aus Bildern: Polarlichter, das wunderschöne Naturschauspiel der bläulichen bis rötlichen Lichterscheinungen in der Nähe unserer Pol-Regionen? Ein zugehöriger Standardversuch im Physikunterricht ist die künstliche Erzeugung dieser Erscheinung in einem Fadenstrahlrohr, welches mit einem dünnen Gas gefüllt ist. Ein Elektronenstrahl wird dabei durch ein Magnetfeld (im Versuch erzeugt durch die stromdurchflossenen Spulen) auf eine Spiralbahn gelenkt und regt die Gas-Atome zum bläulichen Leuchten an. Einfach schön, doch kann man damit z. B. auch die Masse der Elektronen bestimmen…so ist Physik: faszinierend, aber auch praktisch!

Lehrpläne Physik

Das Fach Physik wird im Gymnasium verbindlich von Jahrgangsstufe 8–10 unterrichtet: mit drei Wochenstunden im NTG-Zweig (davon eine Wochenstunde für Vertiefungsmöglichkeiten: Profilstunde) und zwei Wochenstunden in den Zweigen SG und WSG. Die verpflichtenden Lehrplaninhalte sind in allen Zweigen gleich!

In der Qualifikationsphase der Oberstufe  (Jahrgangsstufen 11 und 12) ist Physik ein Wahlpflichtfach – jeder Schüler muss einen bestimmten Stundenanteil aus dem naturwissenschaftlich-technologischen Bereich  belegen und die Leistungen auch ins Abiturzeugnis einbringen.

Da Physik ein Kernfach darstellt, werden in jeder Jahrgangsstufe pro Schuljahr zwei große schriftliche Leistungstests abgehalten. Hinzu kommen mehrere kleinere Leistungsnachweise. Die Gewichtung mündlich zu schriftlich für die Zeugnisnote ist dabei stets 1 : 1.

In der 7. Jahrgangsstufe werden bereits Inhalte der Physik im Themenschwerpunkt Physik im Rahmen des Schulfaches Natur und Technik unterrichtet.

Lehrwerke, die wir im Unterricht einsetzen
  • 8. Klasse
    Physik 8 (Verlag C. C. Buchner), ISBN 978-3-7661-6748-4
  • 9. Klasse
    Physik 9 (Verlag C. C. Buchner), ISBN 978-3-7661-7849-9
  • 10. Klasse
    Physik 10 (Verlag C. C. Buchner), ISBN 978-3-7661-6750-7
  • 11. Klasse
    Metzler, Physik 11 (Schroedel Verlag), ISBN 978-3-507-10705-2
  • 12. Klasse
    Metzler, Physik 12 (Schroedel Verlag), ISBN 978-3-507-10707-6