Physik

Physik am Leibniz

In der Mittelstufe setzt der Fachbereich Physik des Leibniz-Gymnasiums besonders darauf, die Freude am Experimentieren zu steigern und daran neben des Fachwissens verstärkt das wissenschaftliche Arbeiten zu erlernen. Erreicht wird dies durch schülernahe Alltagskontexte mit vielen Schülerexperimenten in kleinen Lerngruppen - ermöglicht durch den Teilungsunterricht in der achten Jahrgangsstufe. Der Spaß am selbstständigen Arbeiten entsteht nicht nur durch den Einsatz moderner Technologien, mit denen beispielsweise Bewegungen mittels Ultraschallsensoren visualisiert werden, sondern insbesondere auch durch regelmäßige Projekte mit Wettbewerbscharakter. Es werden beispielsweise Wurfmaschinen für einen Weitwurfwettbewerb, Nudelbrücken oder Nebelkammern gebaut. Der Einsatz moderner Medien ermöglicht unter anderem Visualisierungen mittels Ultraschallsensoren. Unterstützt wird die Förderung der Schülerinnen und Schüler am Forschen und Entdecken durch die Teilnahme an externen Wettbewerben wie "Jugend forscht" oder die Beteiligung zahlreicher Lernenden an "Physik im Advent". In der Oberstufe ermöglicht ein jahrgangsübergreifender Kurs auch bei geringer Schülerzahl das Anbieten eines Leistungskurses.

 

Unterrichtsorganisation im Fach Physik

Das Fach Physik wird an der Leibniz-Oberschule durchgängig von der 7. bis zu 10. Klasse unterrichtet. In der Oberstufe besteht die Möglichkeit, Physik als Grundkurs oder als Leistungskurs bis zum Erreichen der allgemeinen Hochschulreife fortzusetzen.

Physik wird in der Sekundarstufe 1 mit zwei Wochenstunden unterrichtet. Ausnahme stellt die 8. Jahrgangsstufe dar, hier wird der Physikunterricht nur epochal für ein Halbjahr angeboten. Um die Experimentierfähigkeit zu fördern, findet der Physikunterricht in der 8. Jahrgangsstufe in Teilung statt.

 

Wahlpflicht-Unterricht in Physik (MNT-Modul)

Über das Wahlpflicht-Modul MNT (Mensch, Natur, Technik) bekommen die SchülerInnen in der 10. Jahrgangsstufe  einen Einblick in den Bereich der Kommunikation in verschiedenen Epochen der Menschheitsgeschichte. Im MNT-Kurs Astromie werden z. B. wichtige astronomische Zusammenhänge besprochen, Himmelsbewegungen gedeutet und die Bewegung von himmelskörpern nachvollzogen. Nähere Informationen zum Aufbau des MNT-Moduls erhalten Sie hier.

 

Jugend Forscht

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Dieses Foto zeigt unseren Schüler Coskun K. (l.) mit seinem Betreuer Niclas M. (r.) vom Bildungs- und Forschungszentrum Berlin bei der Vorbereitung einer Jugend-Forscht-Arbeit 2016 an der Freien Universität Berlin. Coskun entwickelte ein Quadrupolspektrometers im Eigenbau. Dieser hochkomplexe Detektor ist in eine Vakuumkammer verbaut und kann Ströme im Picoamperebereich messen. Mit diesem anspruchsvollen Projekt gewann er im Februar 2017 und 2018 den zweiten Platz im Regionalwettbewerb.

 

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Das linke Bild zeigt Moritz (m.) und Camilo (r.) 2016 bei der Vorbesprechung Ihres Jugend-Forscht-Betrags zum Gravitropismus an der Technischen Universität Berlin. Im rechten Bild sind sie mit Ihren Betreuern zu sehen (l.: Dr. Felix Schlosser vom Leibniz-Gymnasium, r.: Bernd Wilke vom Bildungs- und Forschungszentrum Berlin).

 

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Camilo und Moritz erreichen im Februar 2017 den zweiten Platz in ihrer Alterssparte Schüler experimentieren mit ihrer Untersuchung des Einflusses der Gravitation beim Pflanzenwachstum. Das linke Bild zeigt Moritz (l.) und Camilo (r.) bei Ihrer Projektpräsentation im Lichthof der Technischen Universität Berlin: Auf einem rotierenden Plattenteller züchten sie Kresse und bestimmen den Wachstumswinkel. Auf dem rechten Bild ist Camilo mit seinen beiden Betreuern zu sehen (l.: Dr. Felix Schlosser vom Leibniz-Gymnasium, m.: Bernd Wilke vom Bildungs- und Forschungszentrum Berlin).

 

Selbstbau einer Nebelkammer

Dank des Engagements von Frau Strecker konnte in Zusammenarbeit mit dem DESY (Deutsches Elektronen-Synchrotron, ein Forschungszentrum der Helmholtz-Gemeinschaft) im Physikunterricht der zehnten und zwölften Klassen im Schuljahr 2016/2017 ein Selbstbau von Nebelkammern realisiert werden. Die Schülerinnen und Schüler konnten so in der Kleingruppe die kosmische Strahlung, die jederzeit um sie herum strahlt, im Schülerexperiment sichtbar machen! Bilder und ein kurzes Video vom Resultat findet man auf der Schulhomepage. Den begeisterten Schülerinnen und Schülern war zu entnehmen, dass sich die Investition in die Beschaffung von Trockeneis sehr gelohnt hat.

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Leibniz forscht

Unter der Leitung von Herrn Preuß findet jeden Donnerstag eine Technik-AG unter dem Namen „Leibniz forscht“ statt. In dieser offenen Gruppe treffen sich Schülerinnen und Schüler, die Spaß am Forschen haben oder an einem konkreten Projekt arbeiten. Egal ob regelmäßig oder vorrübergehend – hier finden Interessierte aller MINT-Fächer Raum für ihre Arbeiten und eine Betreuung. Die AG freut sich über Zuwachs!

Zum „Tag-der-offenen-Tür“ bereitete die Leibniz-forscht-AG ein Vorführ- und Mitmach-Experiment vor, mit dem Schall sichtbar gemacht werden kann. Dazu wurden zwei Lautsprecher mit Spiegeln präpariert, um einen Laserstrahl abzulenken. In der AG standen die Schülerinnen und Schüler zunächst vor der Aufgabe, passende Spiegel zu finden. Sie mussten leicht genug sein, um sich schnell bewegen zu können, und sie mussten so befestigt werden, dass sie einerseits schwingen konnten, andererseits aber nicht verrutschten. Die Lösung fanden die SchülerInen schließlich in vorsichtig zerteilten Festplatten, die aus sehr dünnem verspiegelten Glas gefertigt sind. Diese wurden mit elastischem Silikon elastisch befestigt.
 
Die Schwingungsebenen beider Spiegel standen senkrecht aufeinander, so dass der Laserstrahl flächige Figuren auf die Wand des Klassenraums zeichnete. Hierbei mussten die beteiligten SchülerInnen einen Versuchsaufbau vorbereiten, der auch den Sicherheitsvorgaben beim Umgang mit Laserstrahlen gerecht wurden. Zunächst wurde der Laserstrahl durch zwei Frequenzgeneratoren bewegt, wodurch die bekannten „Lissajous-Figuren“ entstanden. Dieser Teil des Experimentes bot Gelegenheit, den Zuschauern den Versuchsaufbau zu erklären.
 
In einem zweiten Teil wurde dann einer der beiden Spiegel durch die Schwingungen eines Musikinstruments bewegt. Dazu wurde eine Geige mit einem Mikrofon präpariert und dessen Signal mit einem Verstärker soweit verstärkt, dass es die Lautsprecher-Membran mit dem Spiegel ausreichend bewegen konnte. Bei der Vorbereitungen dieses Teiles des Experimentes mussten sich die beteiligten Schülerinnen und Schüler mit dem vorhandenen elektronischen Verstärker und dem Funkmikrofon auseinandersetzen und diese richtig einstellen.
 
Das Instrument wurde dann von einem Schüler der Leibniz-forscht-AG, aber auch von Gästen gespielt, die sich dazu spontan bereit erklärten. Besonders eindrucksvoll war das Geigenspiel eines Schülers aus der 6. Klasse, der sich nächste Jahr an unsere Schule bewerben will. Er selber, seine Eltern und alle anderen Zuschauern konnten dabei die Musik nicht nur hören, sondern gleichzeitig auch in den Figuren sehen, die der Laserstrahl an die Wand zeichnete. Grundbegriffe der Schingungslehre wie "Frequenz", "Lautstärke", "Obertöne" oder "Resonanz" waren so gleichzeitig sichtbar und hörbar und auch für Nicht-Physiker verständlich.

 

Physik-Show am Tag der offenen Tür

Unser Schüler Coskun K. stellt am Tag der offenen Tür 2016 im Rahmen einer Physik-Show seine selbst entwickelten Experimente vor, unter anderem ein Induktionsheizgerät. Dabei demonstrierte er auch die Vakuumkanone, eine Leihgabe der freien Universität Berlin, die wir unserer Kooperation mit Herrn Prof. Dr. Wöste zu verdanken haben.

 

Katapult-Projekt in der siebten Jahrgangsstufe

Im zweiten Halbjahr der siebten Klasse bauen die Schülerinnen und Schüler ein Katapult für Knetkugeln. An diesem werden die zentralen Größen der Mechanik eingeführt (Energie, Arbeit und Kraft). Eindrücke des Weitschusswettbewerbs findet man auf diesen Bildern.
 
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Physik im Advent

Unter dem Motto "noch 24 Experimente bis Weihnachten" nehmen auch im Schuljahr 2017-18 wieder zahlreiche Schülerinnen und Schüler an dem Projekt der Deutschen Physikalischen Gesellschaft "Physik-im-Advent" teil. Sie experimentieren jeden Tag, um eine Aufgabe zu lösen, die online in einem Video bereitgestellt wird.