1. Mechanik
- Kinematik: Bewegungsgleichungen, geradlinige Bewegung, beschleunigte Bewegung, Kreisbewegung.
- Dynamik: Newtonsche Gesetze, Kräfte, Arbeit, Energie und Leistung, Impulserhaltung, Drehmoment, Gleichgewichtsbedingungen.
- Statik und Hydrostatik: Kräftegleichgewicht, Schwerpunkt, Auftrieb, Druck in Flüssigkeiten und Gasen.
2. Thermodynamik
- Wärmelehre: Temperatur, Wärmemenge, spezifische Wärmekapazität, Wärmeübertragung (Konduktion, Konvektion, Strahlung).
- Zustandsänderungen und Zustandsgleichungen: Ideale und reale Gase, Phasenübergänge.
- Hauptsätze der Thermodynamik: Energieerhaltung, Entropie, Kreisprozesse und Wirkungsgrad.
3. Elektrizität und Magnetismus
- Elektrostatik: Elektrische Ladung, elektrisches Feld, Potential, Kapazität.
- Elektrischer Stromkreis: Ohmsches Gesetz, Reihen- und Parallelschaltung, Kirchhoffsche Regeln, elektrische Arbeit und Leistung.
- Magnetismus: Magnetfelder, Lorentzkraft, Induktion, Wechselstrom und Transformator.
4. Schwingungen und Wellen
- Schwingungen: Harmonische Schwingungen, Pendel, Resonanz.
- Wellen: Wellengleichung, Interferenz, Beugung, stehende Wellen, Schallwellen, Dopplereffekt.
5. Optik
- Geometrische Optik: Reflexion und Brechung, Linsen und optische Geräte, das menschliche Auge.
- Wellenoptik: Welleneigenschaften des Lichts, Interferenz, Beugung, Polarisation.
6. Atom- und Kernphysik
- Atommodelle: Von Dalton über Thomson und Rutherford zu Bohr und dem Wellenmodell.
- Radioaktivität: Alpha-, Beta-, Gammastrahlung, Halbwertszeit, Kernspaltung und -fusion.
- Quantenphysik: Photoeffekt, Heisenbergsche Unschärferelation, Quantenmechanik, Teilchen-Welle-Dualismus.
7. Relativitätstheorie
- Spezielle Relativitätstheorie: Zeitdilatation, Längenkontraktion, Relativität der Gleichzeitigkeit, E=mc².
- Allgemeine Relativitätstheorie: Gravitation als Krümmung der Raumzeit, Schwarze Löcher, Gravitationslinsen.
8. Moderne Physik und Technologien
- Festkörperphysik: Halbleiter, Supraleitung.
- Nanotechnologie: Nanomaterialien, Anwendungen in Medizin und Technik.
- Astrophysik: Aufbau des Universums, Sterne und Galaxien, Kosmologie.
9. Experimentelles Arbeiten
- Messungen und Fehleranalyse: Genauigkeit, Präzision, Fehlerfortpflanzung.
- Laborübungen: Durchführung von Experimenten, Auswertung und Interpretation von Messdaten.
10. Anwendung und Interdisziplinarität
- Physik im Alltag: Energieversorgung, Verkehr, moderne Kommunikationstechnologien.
- Interdisziplinäre Projekte: Verbindung von Physik mit Umweltwissenschaften, Medizin, Ingenieurwesen