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Themen
Inhaltsfeld: Atom-, Kern- und Elementarteilchenphysik (LK)
Kontext: Physik in der Medizin (Bildgebende Verfahren, Radiologie)
Leitfrage: Wie nutzt man Strahlung in der Medizin?
Inhaltliche Schwerpunkte: Ionisierende Strahlung, Radioaktiver Zerfall
Kompetenzschwerpunkte: Schülerinnen und Schüler können
(UF3) physikalische Sachverhalte und Erkenntnisse nach fachlichen Kriterien ordnen und strukturieren,
(E6) Modelle entwickeln sowie physikalisch-technische Prozesse mithilfe von theoretischen Modellen, mathematischen Modellierungen, Gedankenexperimenten und Simulationen erklären oder vorhersagen,
(UF4) Zusammenhänge zwischen unterschiedlichen natürlichen bzw. technischen Vorgängen auf der Grundlage eines vernetzten physikalischen Wissens erschließen und aufzeigen.
Inhalt (Ustd. à 45 min) |
Kompetenzen Die Schülerinnen und Schüler… |
Experiment / Medium |
Kommentar |
Ionisierende Strahlung: Detektoren (3 Ustd.) |
benennen Geiger-Müller-Zählrohr und Halbleiterdetektor als experimentelle Nachweismöglichkeiten für ionisierende Strahlung und unterscheiden diese hinsichtlich ihrer Möglichkeiten zur Messung von Energien (E6), |
Geiger-Müller-Zählrohr, Arbeitsblatt Nebelkammer |
Ggf. Schülermessungen mit Zählrohren (Alltagsgegenstände, Nulleffekt , Präparate etc.) Demonstration der Nebelkammer, ggf. Schülerbausatz Material zu Halbleiterdetektoren |
Strahlungsarten (5 Ustd.) |
erklären die Ablenkbarkeit von ionisierenden Strahlen in elektrischen und magnetischen Feldern sowie die Ionisierungsfähigkeit und Durchdringungsfähigkeit mit ihren Eigenschaften (UF3), erklären die Entstehung des Bremsspektrums und des charakteristischen Spektrums der Röntgenstrahlung (UF1), benennen Geiger-Müller-Zählrohr und Halbleiterdetektor als experimentelle Nachweismöglichkeiten für ionisierende Strahlung und unterscheiden diese hinsichtlich ihrer Möglichkeiten zur Messung von Energien (E6), erläutern das Absorptionsgesetz für Gamma-Strahlung, auch für verschiedene Energien (UF3), |
Absorption von a-, b-, g-Strahlung Ablenkung von b-Strahlen im Magnetfeld Literatur (zur Röntgen- , Neutronen- und Schwerionenstrahlung) |
Ggf. Absorption und Ablenkung in Schülerexperimenten |
Dosimetrie (2 Ustd.) |
erläutern in allgemein verständlicher Form bedeutsame Größen der Dosimetrie (Aktivität, Energie- und Äquivalentdosis) auch hinsichtlich der Vorschriften zum Strahlenschutz (K3), |
Video zur Dosimetrie Auswertung von Berichten über Unfälle im kerntechnischen Bereich |
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Bildgebende Verfahren (4 Ustd.) |
stellen die physikalischen Grundlagen von Röntgenaufnahmen und Szintigrammen als bildgebende Verfahren dar (UF4), beurteilen Nutzen und Risiken ionisierender Strahlung unter verschiedenen Aspekten (B4), |
Schülervorträge auf fachlich angemessenem Niveau (mit adäquaten fachsprachlichen Formulierungen) Ggf. Exkursion zur radiologischen Abteilung des Krankenhauses |
Nutzung von Strahlung zur Diagnose und zur Therapie bei Krankheiten des Menschen (von Lebewesen) sowie zur Kontrolle bei technischen Anlagen |
14 Ustd. |
Summe |