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Physik

Die Physik ist ein Teilgebiet der Naturwissenschaften. Sie umfasst die Lehre von der Materie, ihrem Aufbau und ihrer Bewegung sowie die elementaren und allgemeinen Naturgesetze. Der Unterricht in diesem Fach hilft den Lernenden, ihre erworbenen Kenntnisse in den technischen und naturwissenschaftlichen Bereichen anzuwenden.

von Emma Weber

UPD: April 18, 2024 15:59

Grundkenntnisse der Physik sind für alle erforderlich — Physik ist eine der grundlegenden Naturwissenschaften

Das Online-Studium des Faches hilft den Schülern, ihre Schulnoten zu verbessern, akademische Wettbewerbe zu gewinnen, Prüfungen zu bestehen, sich an Universitäten für Physik und Mathematik zu bewerben und einen angemessenen Beruf zu ergreifen.

Auch für Erwachsene ist das Erlernen der Physik wichtig. Sie müssen sich oft mit dem Fach beschäftigen, um sich in einem Fachgebiet umschulen zu lassen, in ihrer Karriere voranzukommen und an neuen Berufen zu arbeiten. Erwachsene informieren sich über die neuesten Entwicklungen in der Physik und ihre Auswirkungen auf andere Wissenschaftsbereiche. Viele Erwachsene und ältere Menschen versuchen, ihre Physikkenntnisse zu vertiefen, um ein tieferes Verständnis für die Welt zu erlangen und sich weiterzuentwickeln.

Physik: Was wird in der Schule gelernt?

Für ein tiefes Eintauchen in die Naturwissenschaften ist es notwendig, sich zunächst mit den Grundlagen zu befassen und vom Einfachen zum Komplexen überzugehen. Im Rahmen des Schulprogramms werden den Schülern folgende Themen angeboten:

Mechanik, die in Dynamik und Kinematik unterteilt ist. Die Kinematik beschreibt die räumlichen und zeitlichen Merkmale der Bewegung, ohne die Masse des Körpers oder die auf ihn wirkenden Kräfte zu berücksichtigen. Die Wirkung von Kräften wird von der Dynamik untersucht, die wiederum in Statik und Kinetik unterteilt ist.
Optik, das Teilgebiet der Physik, das sich mit der Natur der optischen Strahlung (Licht) befasst, untersucht die Prozesse der Lichtemission, die Ausbreitung des Lichts in verschiedenen Medien und die Wechselwirkung mit der Materie.
Thermodynamik, ein Fachgebiet der Physik, das sich mit Wärme, Arbeit und Temperatur sowie deren Beziehung zu Energie, Entropie und den physikalischen Eigenschaften von Materie und Strahlung befasst.
Elektrizitätslehre (oder Elektrik), die sich mit elektrischen Ladungen, elektrisch geladenen Körpern, Magnetismus, elektrischen Strömen und ihren Auswirkungen, Gesetzen in elektrischen Schaltkreisen, der Erzeugung und Umwandlung von elektrischer Energie, elektrischen Schaltkreisen und Bauteilen sowie elektromagnetischen Schwingungen und Wellen befasst.
Atom-, Kern- und Teilchenphysik, der Zweig der Physik, der den Aufbau des Atoms, seiner Hülle und seines Kerns sowie die Struktur der Materie im kleinsten Maßstab nach dem sogenannten Standardmodell umfasst. Weitere Themen sind die ionisierende Strahlung und der radioaktive Zerfall von Atomkernen sowie die Kernumwandlungen mittels Kernspaltung und Kernfusion.
Quantenphysik, ein Teilgebiet der theoretischen Physik, das sich mit dem Verhalten und den Wechselwirkungen kleinster Teilchen und Objekte im atomaren und subatomaren Bereich befasst.

Teilgebiete der Physik für Schüler der 5. bis 10. Klassen

Einige Themen werden nur im Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Profil behandelt. Jedes Bundesland hat seinen eigenen Lehrplan. Hier sind zum Beispiel die Lehrpläne von Nordrhein-Westfalen und Sachsen.

Der Beitrag der deutschen Wissenschaftler zur Entwicklung der Physik

Deutschland hat der Welt viele herausragende Wissenschaftler in vielen Gebieten geschenkt, und die Physik ist keine Ausnahme. Einige der berühmtesten deutschen Physiker sind in der folgenden (nicht erschöpfenden) Tabelle zusammengefasst. Nobelpreisträger sind gelb markiert.

Name	Lebensdaten	Wichtigste Erfolge
Hermann von Helmholtz	1821–1894	Fortschritte in vielen Forschungsgebieten, darunter Elektrodynamik, Optik und Thermodynamik; Erfindung von dem Ophthalmoskop und der Helmholtz-Spule; Eine bedeutende Arbeit mit dem Titel „Über die Erhaltung der Kraft“ (1847). Es war Helmholtz, der den Energieerhaltungssatz erstmals klar formulierte und mit wissenschaftlichen Methoden schlüssig nachwies.
Rudolf Clausius	1822–1888	Einer der Gründerväter der Thermodynamik; Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik, der besagt, dass Wärme nicht ohne sonstige Veränderungen von einem kalten auf einen wärmeren Körper übergeht; Formulierung des Konzepts der Entropie (1865); Beitrag zur kinetischen Theorie der Gase.
Gustav Kirchhoff	1824–1887	Mit dem Knotenpunktsatz und dem Maschensatz schuf er die Grundlagen für die elektrische Schaltungstechnik; Entwicklung der Spektralanalyse zusammen mit Robert Bunsen (1859); Pionierarbeit bei der Erforschung der Schwarzkörperstrahlung, die den Grundstein für die Quantenmechanik legte; Beitrag zur Graphentheorie in der Mathematik und anderen Bereichen der Physik (z. B. der Plattentheorie und Optik).
Heinrich Hertz	1857–1894	Experimenteller Nachweis der Existenz elektromagnetischer Wellen, der die Theorie von James Clerk Maxwell bestätigte, und Untersuchung von Radiowellen; Schaffung der Grundlagen für Verständnis des photoelektrischen Effekts, die später von Albert Einstein erläutert wurden; Beiträge zum Verständnis der Kontaktmechanik, insbesondere bei der Verformung von Festkörpern unter Druck.
Wilhelm Röntgen	1845–1893	Zufällige Entdeckung der Röntgenstrahlen im Jahr 1895 bei Experimenten mit Kathodenstrahlen; Die Technik der Röntgenografie und umfangreiche Forschungen über Röntgenstrahlen und ihre Eigenschaften, die den Grundstein für weitere Fortschritte in der Radiologie und Strahlenphysik legten.
Max Planck	1858–1947	Quantenhypothese, die besagt, dass Energie in diskreten Paketen, den „Quanten“, emittiert oder absorbiert wird, und die die Grundlage für die Quantentheorie bildet; Plancksches Strahlungsgesetz, das die spektrale Verteilung der elektromagnetischen Strahlung beschreibt, die von einem schwarzen Körper bei einer bestimmten Temperatur ausgesandt wird; Plancksche Konstante, die die Energie eines Photons mit seiner Frequenz in Beziehung setzt und somit eine Schlüsselkonstante der Quantenmechanik ist; Bedeutende Beiträge zur statistischen Mechanik und einen theoretischen Rahmen für das Verständnis des Verhaltens von Teilchen in Systemen auf mikroskopischer Ebene.
Arnold Sommerfeld	1868–1951	Eine Reihe wichtiger Ergebnisse im Rahmen der „alten Quantentheorie“, die der modernen Quantenmechanik vorausging: insbesondere die Verallgemeinerung und Verbesserung des Bohrschen Atommodells und die Feststellung einiger spektroskopischer Gesetzmäßigkeiten; Beiträge zur semiklassischen Metalltheorie, klassischen Elektrodynamik, Elektronentheorie, speziellen Relativitätstheorie, Hydrodynamik, technischen und mathematischen Physik; Begründung der großen Schule der theoretischen Physik, eine Reihe von Lehrbüchern in der Disziplin.
Emmy Noether	1882–1935	Ein tiefer Einblick in die grundlegende Verbindung zwischen Symmetrien und Erhaltungsprinzipien in der klassischen und Quantenphysik (Noether-Theorem 1918); Anwendung abstrakter mathematischer Konzepte auf die theoretische Physik, die das Verständnis grundlegender Prinzipien revolutionierte und zu Fortschritten in der Quantenmechanik und Feldtheorie führte.
Max Born, Pascual Jordan und Werner Heisenberg	1882–1970, 1902–1980, 1901–1976	Entwicklung der Matrizenmechanik, die wesentliche Erkenntnisse über die mathematische Formulierung der Quantenmechanik lieferte; Max Born formulierte die Bornsche Regel, ein grundlegendes Prinzip, das beschreibt, wie man die Wahrscheinlichkeiten der Ergebnisse von Quantenmessungen berechnet; Werner Heisenberg führte die Unschärferelation, mit der die Genauigkeit bestimmter Messungen begrenzt wird, in die Quantenmechanik ein.
Hans Bethe	1906–2005	Die Theorie der stellaren Nukleosynthese, die klärt, wie Elemente im Inneren von Sternen durch Kernfusionsreaktionen entstehen; Eine entscheidende Rolle im Manhattan-Projekt, indem er theoretische Erkenntnisse über die Kernspaltung und die Entwicklung der Atombombe lieferte; Bedeutende Beiträge zur Quantenelektrodynamik, hauptsächlich zum Verständnis von Phänomenen wie der Lamb-Verschiebung.

Vorteile von Onlineressourcen zum Erlernen der Physik

Webbasierte Physikkurse unterscheiden sich vom schulischen Lehrplan durch ihren stärker personalisierten Ansatz. Bildungsportale bieten:

eine umfassende und konsistente Präsentation des Lehrmaterials von Grund auf;
ein leicht lesbarer Präsentationsstil, der die Verwendung von Videoclips, Tabellen und Diagrammen beinhaltet;
eine große Auswahl an visuellen Beispielen, um den Stoff zu erklären;
speziell entwickelte Aufgaben zu jedem Thema mit detaillierten Erklärungen.

Solche Webseiten sammeln viele Informationen aus den besten Lehr-, Hand- und Übungsbüchern.

Beliebte Webseiten zum Lernen von Physik

Wählen Sie die für Ihr Physikstudium am besten geeignete und effektivste Ressource. Eine der beliebtesten Optionen ist coursera.org. Diese Seite ermöglicht es Ihnen, das gesamte Schulprogramm unabhängig in einer interessanten Präsentation zu studieren. Nach Abschluss des Kurses stellt das System ein elektronisches Zertifikat aus, das das Bestehen der internen Prüfung bestätigt. Das Zertifikat kann bei der Bewerbung um einen Studienplatz in Physik und Mathematik hilfreich sein.

Es gibt auch andere, deutsche Webseiten:

SchlauerLernen. Auf der Seite finden Sie kurze Artikel und sehr einfache Aufgaben zu diesen Themen. Die Informationen sind in kleinen Blöcken zusammengefasst, sodass die Seite perfekt für Anfänger geeignet ist. Die Webseite bietet auch eine Rubrik für Mathematik.
Das Lernportal ist kostenlos und einfach zu nutzen
Screenshot der Homepage von SchlauerLernen
AbiPhysik ist ein Lernportal zum Thema Physik in der Oberstufe. Hier finden Sie alle wichtigen Themen, die Sie für Ihr Abitur benötigen. Die Webseite enthält viele Fotos und Videos sowie eine Liste mit nützlicher Literatur.
Mehr über das Lernportal
Screenshot von AbiPhysik-Startseite
LEIFIphysik ist die vielleicht größte Lernplattform für Schulphysik. Sie existiert seit 2001 und kann sowohl von LehrerInnen zur Unterrichtsvorbereitung als auch von SchülerInnen zum Schreiben von Referaten und für Selbstkontrollen genutzt werden.
Die Vorbereitung einer Unterrichtsstunde kann Spaß und Freude machen
Screenshot von Startseite von LEIFIphysik
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Screenshot der Physik-Rubrik auf der Webseite

UPD: April 18, 2024 15:59

Emma Weber