Das Kernforschungszentrum der Europäischen Organisation für Kernforschung CERN in Genf übt mit dem größten Beschleunigerring der Welt nicht nur auf Wissenschaftler, sondern auch auf Schülerinnen und Schüler eine große Faszination aus. Hier werden zwei Klausuren auf Abiturniveau vorgestellt, deren Aufgaben sich mit verschiedenen Experimenten des Kernforschungszentrums beschäftigen.

KOMPETENZPROFIL:

• Klassenstufe: 12–13
• Dauer: 8 Unterrichtsstunden
• Kompetenzen: Physikalische Vorgänge und technische Geräte beschreiben, physikalische Arbeitsweisen reflektieren, funktionale Zusammenhänge zwischen physikalischen Größen verbal beschreiben und physikalische Formeln erläutern, Mathematisieren von Problemstellungen
• Thematische Bereiche: Elektrodynamik, Teilchenbeschleuniger, Zyklotron, Standardmodell der Elementarteilchenphysik, Relativitätstheorie, Relativistische Masse, Zeitdilatation, Längenkontraktion

Die hier vorgestellten Klausuren auf Abiturniveau prüfen Kenntnisse über den Aufbau und die Funktionsweise von Zyklotrons, Teilchenphysik und Relativitätstheorie.

Bei der Beschreibung des Zyklotrons werden die Herleitung der Zyklotronfrequenz in der klassischen Betrachtungsweise und eine qualitative Aussage über die Anpassung der Zyklotronfrequenz bei der Berücksichtigung relativistischer Effekte erwartet. In der Teilchenphysik wird das Standardmodell der Materie mit allen Materie- und Austauschteilchen vorausgesetzt.
Teilchenumwandlungen sollen als Gleichungen dargestellt werden. Im Bereich der Relativitätstheorie werden die quantitative Beschreibung von Zeitdilatation und Längenkontraktion und die Berechnung der relativistischen Masse verlangt.