fizika - varga-szolnok.sulinet.hu · helyi tanterv fizika 1 fizika ez a tanterv tartalmazza az...

HELYI TANTERV FIZIKA

1

FIZIKA

Ez a tanterv tartalmazza az 51/2012 (XII.21.) EMMI rendeletben (Kerettantervi Rendeletben) alapóraszámra meghatározott tananyagot és annak az órakeret kb. 10%-át kitöltő kiegészítését és részletezését. Az egyes témakörök tanítási sorrendjét a tantervnek nem feladata meghatározni, ezt a tanterv alapján készülő tanmenet rögzíti.

Célok és feladatok A természettudományos kompetencia középpontjában a természetet és a természet működését megismerni igyekvő ember áll. A fizika tantárgy a természet működésének a tudomány által feltárt alapvető törvényszerűségeit igyekszik megismertetni a diákokkal. A törvények harmóniáját és al-kalmazhatóságuk hihetetlen széles skálatartományát megcsodáltatva, bemutatja, hogyan segíti a tudományos módszer a természet erőinek és javainak az ember szolgálatába állítását. Olyan isme-retek megszerzésére ösztönözzük a fiatalokat, amelyekkel az egész életpályájukon hozzájárulnak majd a társadalom és a természeti környezet összhangjának fenntartásához, a tartós fejlődéshez, és ahhoz, hogy a körülöttünk levő természetnek minél kevésbé okozzunk sérülést. Nem kevésbé fontos, hogy elhelyezzük az embert kozmikus környezetünkben. A természettudo-mány és a fizika ismerete segítséget nyújt az ember világban elfoglalt helyének megértésére, a világ jelenségeinek a természettudományos módszerrel történő rendszerbe foglalására. A természet törvényeinek az embert szolgáló sikeres alkalmazása gazdasági előnyöket jelent, de ezen túl szel-lemi, esztétikai örömöt és harmóniát is kínál. A tantárgy tanulása során a tanulók megismerik az alapvető fizikai jelenségeket és az azokat ér-telmező modellek és elméletek történeti fejlődését, érvényességi határait, a hozzájuk vezető meg-ismerési módszereket. A fizika tanítása során azt is be kell mutatnunk, hogy a felfedezések és az azok révén megfogalmazott fizikai törvények nemcsak egy-egy kiemelkedő szellemóriás munkáját, hanem sok tudós századokat átfogó munkájának koherens egymásra épülő tudásszövetét jelenítik meg. A törvények folyamatosan bővültek, és a modern tudományos módszer kialakulása óta nem kizárják, hanem kiegészítik egymást. Az egyre nagyobb teljesítőképességű modellekből számos alapvető, letisztult törvény nőtt ki, amelyeket a tanulmányok egymást követő szakaszai a tanulók kognitív képességeinek megfelelő gondolati és formai szinten mutatnak be, azzal a célkitűzéssel, hogy a szakirányú felsőfokú képzés során eljussanak a választott terület tudományos kutatásának frontvonalába. A tantárgy tanulása során a tanulók megismerkedhetnek a természet tervszerű megfigyelésével, a kísérletezéssel, a megfigyelési és a kísérleti eredmények számszerű megjelenítésével, grafikus ábrá-zolásával, a kvalitatív összefüggések matematikai alakú megfogalmazásával. Ez utóbbi nélkülözhe-tetlen vonása a fizika tanításának, hiszen e tudomány fél évezred óta tartó „diadalmenetének” ez a titka. Fontos, hogy a tanulók a jelenségekből és a köztük feltárt kapcsolatokból leszűrt törvényeket a természetben újabb és újabb jelenségekre alkalmazva ellenőrizzék, megtanulják igazolásuk vagy cáfolatuk módját. A tanulók ismerkedjenek meg a tudományos tényeken alapuló érveléssel, amelynek része a megismert természeti törvények egy-egy tudománytörténeti fordulóponton fel-tárt érvényességi korlátainak megvilágítása. A fizikában használatos modellek alkotásában és fej-lesztésében való részvételről kapjanak vonzó élményeket és ismerkedjenek meg a fizika módszer-ének a fizikán túlmutató jelentőségével is. A tanulóknak fel kell ismerniük, hogy a műszaki-természettudományi mellett az egészségügyi, az agrárgazdasági és a közgazdasági szakmai tudás szilárd megalapozásában sem nélkülözhető a fizika jelenségkörének megismerése. A gazdasági élet folyamatos fejlődése érdekében létfontosságú a fizika tantárgy korszerű és to-vábbi érdeklődést kiváltó tanítása. A tantárgy tanításának elő kell segítenie a közvetített tudás tár-sadalmi hasznosságának megértését és technikai alkalmazásának jelentőségét. Nem szabad megfe-ledkeznünk arról, hogy a fizika eszközeinek elsajátítása nagy szellemi erőfeszítést, rendszeres munkát igénylő tanulási folyamat. A Nemzeti alaptanterv természetismeret kompetenciában meg-


2

fogalmazott fizikai ismereteket nem lehet egyenlő mélységben elsajátítatni. Így a tanárnak dönteni kell, hogy mi az, amit csak megismertet a fiatalokkal, és mi az, amit mélyebben feldolgoz. Az „Al-kalmazások” és a „Jelenségek” címszavak alatt felsorolt témák olyanok, amelyekről fontos, hogy halljanak a tanulók, de mindent egyenlő mélységben ebben az órakeretben nincs módunk tanítani. Ahhoz, hogy a fizika tantárgy tananyaga személyesen megérintsen egy fiatalt, a tanárnak a tanítás módszereit a tanulók, tanulócsoportok igényeihez, életkori sajátosságaihoz, képességeik kifejlődéséhez és gondolkodásuk sokféleségéhez kell igazítani. A jól megtervezett megismerési folyamat segíti a tanulói érdeklődés felkeltését, a tanulási célok elfogadását és a tanulók aktív szerepvállalását is. A fizika tantárgy tanításakor a tanulási környezetet úgy kell tehát tervezni, hogy az támogassa a különböző aktív tanulási formákat, technikákat, a tanulócsoport összetétele, mérete, az iskolákban rendelkezésre álló feltételek függvényében. Így lehet reményünk arra, hogy a megfelelő kompetenciák és készségek kialakulnak a fiatalokban. A NAT-kapcsolatok és a kompetenciafejlesztés lehetőségei a következők: Természettudományos kompetencia: A természettudományos törvények és módszerek hatékonyságának ismerete az ember világbeli helye megtalálásának, a világban való tájékozódásának az elősegítésére. A tudományos elméletek társadalmi folyamatokban játszott szerepének ismerete, megértése; a fontosabb technikai vívmányok ismerete; ezek előnyeinek, korlátainak és társadalmi kockázatainak ismerete; az emberi tevékenység természetre gyakorolt hatásának ismerete. Szociális és állampolgári kompetencia: a helyi és a tágabb közösséget érintő problémák megoldása iránti szolidaritás és érdeklődés; kompromisszumra való törekvés; a fenntartható fejlődés támogatása; a társadalmi-gazdasági fejlődés iránti érdeklődés. Anyanyelvi kommunikáció: hallott és olvasott szöveg értése, szövegalkotás a témával kapcsolatban mind írásban a különböző gyűjtőmunkák esetében, mind pedig szóban a prezentációk alkalmával. Matematikai kompetencia: alapvető matematikai elvek alkalmazása az ismeretszerzésben és a problémák megoldásában, ami a 7–8. osztályban csak a négy alapműveletre és a különböző grafikonok rajzolására és elemzésére korlátozódik. Digitális kompetencia: információkeresés a témával kapcsolatban, adatok gyűjtése, feldolgozása, rendszerezése, a kapott adatok kritikus alkalmazása, felhasználása, grafikonok készítése. Hatékony, önálló tanulás: új ismeretek felkutatása, értő elsajátítása, feldolgozása és beépítése; munkavégzés másokkal együttműködve, a tudás megosztása; a korábban tanult ismeretek, a saját és mások élettapasztalatainak felhasználása. Kezdeményezőképesség és vállalkozói kompetencia: az új iránti nyitottság, elemzési képesség, különböző szempontú megközelítési lehetőségek számbavétele. Esztétikai-művészeti tudatosság és kifejezőképesség: a saját prezentáció, gyűjtőmunka esztétikus kivitelezése, a közösség számára érthető tolmácsolása. A fiatalok döntő részének 14-18 éves korban még nincs kialakult érdeklődése, egyformán nyitott és befogadó a legkülönbözőbb műveltségi területek iránt. Ez igaz a kimagasló értelmi képességekkel rendelkező gyerekekre és az átlagos adottságúakra egyaránt. A fiatal személyes érdeke és a társadalom érdeke egyaránt azt kívánja, hogy a specializálódás vonatkozásában a döntés későbbre tolódjon. A négyosztályos gimnáziumban akkor is biztosítani kell az alapokat a reál irányú későbbi továbbtanulásra, ha a képzés központjában a humán vagy az emelt szintű nyelvi képzés áll. Társadalmilag kívánatos, hogy a fiatalok jelentős része a reál alapozást kívánó életpályákon (kutató, mérnök, orvos, üzemmérnök, technikus, valamint felsőfokú szakképzés kínálta műszaki szakmák) találja meg helyét a társadalomban. Az ilyen diákok számára a rendelkezésre álló szűkebb órakeretben kell olyan fizikaoktatást nyújtani (megfelelő matematikai leírással), ami biztos alapot ad arra, hogy reál irányú hivatás választása esetén eredményesen folytassák tanulmányaikat. A hagyományos fakultációs órakeret felhasználásával, és az ehhez kapcsolódó tanulói többletmunkával az is elérhető, hogy az általános középiskolai oktatási programot elvégző fiatal


3

megállja a helyét az egyetemek által elvárt szakirányú felkészültséget tanúsító érettségi vizsgán és az egyetemi életben. A fizika tantárgy hagyományos tematikus felépítésű kerettanterve hangsúlyozottan kísérleti alapozású, kiemelt hangsúlyt kap benne a gyakorlati alkalmazás, valamint a továbbtanulást megalapozó feladat- és problémamegoldás. A kognitív kompetencia-fejlesztésben elegendő súlyt kap a természettudományokra jellemző rendszerező, elemző gondolkodás fejlesztése is.

Óraterv A tervezett heti óraszámokat az alábbi táblázat tartalmazza minden képzési formában, évfolyamszinten. Az utolsó két évben emelt óraszámú képzés (emelt szintű) keretében választható a fizika mely az érettségire való felkészítést hivatott segíteni.

Évfolyam 9.

évfolyam

10. évfolyam

11. évfolyam

11. emelt szint

12. évfolyam

12. emelt szint

Heti óraszám

2 2 2 4 0 2

Éves óraszám

72 72 72 144 0 64

A tantárgy tematikája 9-10. évfolyamon Az egyes témák feldolgozása minden esetben a korábbi ismeretek, hétköznapi tapasztalatok összegyűjtésével, a kísérletezéssel, méréssel indul, de az ismertszerzés fő módszere a tapasztalatokból szerzett információk rendszerezése, matematikai leírása, igazolása, ellenőrzése és az ezek alapján elsajátított ismeretanyag alkalmazása. A diákok természetes érdeklődést mutatnak a kísérletek, jelenségek és azok megértése iránt. A kerettantervi ciklus a klasszikus fizika jól kísérletezhető témaköreit dolgozza fel, a tananyagot a tanulók általános absztrakciós szintjéhez és az aktuális matematikai tudásszintjéhez igazítva. Ily módon sem a mechanika, sem az elektromágnesség témája nem zárul le a gimnáziumi képzés első ciklusában. A megismerés módszerei között fontos kiindulópont a gyakorlati tapasztalatszerzés, kísérlet, mérés, ehhez kapcsolódik a tapasztalatok összegzése, a törvények megfogalmazása szóban és egyszerű matematikai formulákkal. A fizikatanításban ma már nélkülözhetetlen segéd- és munkaeszköz a számítógép. Célunk a korszerű természettudományos világkép alapjainak és a mindennapi élet szempontjából fontos gyakorlati fizikai ismeretek kellő mértékű elsajátítása. A tanuló érezze, hogy a fizikából tanultak segítséget adnak számára, hogy biztonságosabban közlekedjen, hogy majd energiatudatosan éljen, olcsóbban éljen, hogy a természeti jelenségeket megfelelően értse és tudja magyarázni, az áltudományos reklámok ígéreteit helyesen tudja kezelni.


4

9. évfolyam Évi órakeret felosztása Heti óraszám: 2 Éves órakeret: 72 Témakörök ................................................................................................................ óraszám A mozgástan elemei ................................................................................................................................... 20 A newtoni mechanika elemei .................................................................................................................... 24 Munka – energia – teljesítmény ................................................................................................................ 12 Folyadékok és gázok mechanikája ............................................................................................................. 8 Ismétlés, számonkérés ................................................................................................................................. 8

Összesen ............................................................................................................................. 72

Tematikai egység Minden mozog, a mozgás relatív – a mozgástan elemei Órakeret

20 óra

Előzetes tudás

Hétköznapi mozgásokkal kapcsolatos gyakorlati ismeretek. A 7–8. évfolyamon tanult kinematikai alapfogalmak, az út- és időmérés alapvető módszerei, függvényfogalom, a grafikus ábrázolás elemei, egyenletrendezés.

A tematikai egység nevelési-fejlesztési

céljai

A kinematikai alapfogalmak, mennyiségek kísérleti alapokon történő kiala-kítása, illetve bővítése, az összefüggések (grafikus) ábrázolása és matemati-kai leírása. A természettudományos megismerés Galilei-féle módszerének bemutatása. A kísérletezési kompetencia fejlesztése a legegyszerűbb kézi mérésektől a számítógépes méréstechnikáig. A problémamegoldó képesség fejlesztése a grafikus ábrázolás és ehhez kapcsolódó egyszerű feladatok megoldása so-rán (is). A tanult ismeretek gyakorlati alkalmazása hétköznapi jelenségekre, prob-lémákra (pl. közlekedés, sport).

Problémák, jelenségek, gyakor-lati alkalmazások, ismeretek

Követelmények Kapcsolódási pontok

Alapfogalmak: a köznapi testek mozgásformái: haladó mozgás és forgás. Hely, hosszúság és idő mérése. Hosszúság, terület, térfogat, tömeg, sűrűség, idő, erő mérése. Hétköznapi helymeghatározás, úthálózat km-számítása. GPS-rendszer.

A tanuló legyen képes a mozgások-ról tanultak és a köznapi jelenségek összekapcsolására, a fizikai fogal-mak helyes használatára, egyszerű számítások elvégzésére. Ismerje a mérés lényegi jellemzőit, a szabványos és a gyakorlati mérték-egységeket. Legyen képes gyakorlatban alkal-mazni a megismert mérési módsze-reket.

Matematika: függvény fogalma, grafikus ábrázo-lás, egyenletrendezés. Informatika: függvényáb-rázolás (táblázatkezelő használata). Testnevelés és sport: érdekes sebességadatok, érdekes sebességek, pályák tech-nikai környezete. Biológia-egészségtan: élőlé-nyek mozgása, sebessé-gei, reakcióidő.

A mozgás viszonylagossága, a vonatkoz-tatási rendszer. Galilei relativitási elve. Mindennapi tapasztalatok egyenle-tesen mozgó vonatkoztatási rend-

Tudatosítsa a viszonyítási rendszer alapvető szerepét, megválasztásá-nak szabadságát és célszerűségét.


5

szerekben (autó, vonat). Alkalmazások: földrajzi koordináták; GPS; helymeghatározás, távolságmérés radarral.

Művészetek; magyar nyelv és irodalom: mozgások ábrá-zolása. Technika, életvitel és gyakor-lat: járművek sebessége és fékútja, követési távol-ság, közlekedésbiztonsági eszközök, technikai esz-közök (autók, motorok). Történelem, társadalmi és állampolgári ismeretek: Ga-lilei munkássága; a kerék feltalálásának jelentősége. Földrajz: a Naprendszer szerkezete, az égitestek mozgása, csillagképek, távcsövek.

Egyenes vonalú egyenletes mozgás kísérleti vizsgálata. Grafikus leírás. Sebesség, átlagsebesség. Sebességrekordok a sportban, se-bességek az élővilágban.

Értelmezze az egyenes vonalú egyenletes mozgás jellemző men--nyiségeit, tudja azokat grafikusan ábrázolni és értelmezni.

Egyenes vonalú egyenletesen változó moz-gás kísérleti vizsgálata.

Ismerje a változó mozgás általános fogalmát, értelmezze az átlag- és pillanatnyi sebességet. Ismerje a gyorsulás fogalmát, vek-tor-jellegét. Tudja ábrázolni az s-t, v-t, a-t grafi-konokat. Tudjon egyszerű feladatokat meg-oldani.

A szabadesés vizsgálata. A nehézségi gyorsulás meghatározása.

Ismerje Galilei modern tudomány-teremtő, történelmi módszerének lényegét:

a jelenség megfigyelése,

értelmező hipotézis felállítása,

számítások elvégzése,

– az eredmény ellenőrzése célzott kísérletekkel.

Összetett mozgások. Egymásra merőleges egyenletes mozgások összege. Vízszintes hajítás vizsgálata, értelmezése összetett mozgásként.

Ismerje a mozgások függetlenségé-nek elvét és legyen képes azt egy-szerű esetekre (folyón átkelő csó-nak, eldobott labda pályája, a locso-lócsőből kilépő vízsugár pályája) alkalmazni.

Egyenletes körmozgás. A körmozgás, mint periodikus mozgás. A mozgás jellemzői (kerületi és szögjellemzők). A centripetális gyorsulás értelmezé-se.

Ismerje a körmozgást leíró kerületi és szögjellemzőket és tudja alkal-mazni azokat. Tudja értelmezni a centripetális gyorsulást. Mutasson be egyszerű kísérleteket, méréseket. Tudjon alapszintű fel-adatokat megoldani.

A bolygók körmozgáshoz hasonló centrális mozgása, Kepler törvényei. Kopernikuszi világkép alapjai.

A tanuló ismerje Kepler törvényeit, tudja azokat alkalmazni a Naprend-szer bolygóira és mesterséges hol-dakra. Ismerje a geocentrikus és heliocentrikus világkép


6

kultúrtörténeti dilemmáját és konfliktusát.

Kulcsfogalmak/ fogalmak

Sebesség, átlagsebesség, pillanatnyi sebesség, gyorsulás, vektorjelleg, mozgá-sok összegződése, periódusidő, szögsebesség, centripetális gyorsulás.

Tematikai egység

Okok és okozatok (Arisztotelésztől Newtonig) -

A newtoni mechanika elemei

Órakeret

24 óra

Előzetes tudás Erő, az erő mértékegysége, erőmérő, gyorsulás, tömeg.

A tematikai egység ne-velési-fejlesztési céljai

Az ösztönös arisztotelészi mozgásszemlélet tudatos lecserélése a newtoni dinamikus szemléletre. Az új szemléletű gondolkodásmód kiépítése. Az általános iskolában megismert sztatikus erőfogalom felcserélése a dinamikai szemléletűvel, rámutatva a két szemlélet összhangjára.


Követelmények Kapcsolódási pon-

tok

A tehetetlenség törvénye (Newton I. axiómája). Mindennapos közlekedési tapasztalatok hirtelen fékezésnél, a biztonsági öv szerepe. Az űrben, űrhajóban szabadon mozgó testek.

Legyen képes a tanuló az arisz-totelészi mozgásértelmezés elve-tésére. Ismerje a tehetetlenség fogalmát és legyen képes az ezzel kapcso-latos hétköznapi jelenségek ér-telmezésére. Ismerje az inercia-(tehetetlenségi) rendszer fogal-mát.

Matematika: a függ-vény fogalma, grafikus ábrázolás, egyenlet-rendezés. Technika, életvitel és gya-korlat: Takarékosság; légszennyezés, zaj-szennyezés; közleke-désbiztonsági eszkö-zök, közlekedési sza-bályok. Biztonsági öv, ütközé-ses balesetek, a gép-kocsi biztonsági fel-szerelése, a biztonsá-gos fékezés. Biológia-egészségtan: re-akcióidő, az állatok mozgása (pl. medúza). Földrajz: a Naprendszer szerke-zete, az égitestek mozgása, csillagképek, távcsövek.

Az erő fogalma. Az erő alak- és mozgásállapot-változtató hatása. Erőmérés rugós erőmérővel.

A tanuló ismerje az erő alak- és mozgásállapot-változtató hatá-sát, az erő mérését, mértékegy-ségét, vektor-jellegét. Legyen képes erőt mérni rugós erőmé-rővel.

Az erő mozgásállapot-változtató (gyorsító) hatása – Newton II. axiómája. A tömeg, mint a tehetetlenség mértéke, a tömegközéppont fogalma.

Tudja Newton II. törvényét, lás-sa kapcsolatát az erő szabványos mértékegységével. Ismerje a tehetetlen tömeg fo-galmát. Értse a tömegközéppont szerepét a valóságos testek moz-gásának értelmezése során.

Erőtörvények, a dinamika alapegyenlete. A rugó erőtörvénye. A nehézségi erő és hatása. Tapadási és csúszási súrlódás. Alkalmazások: A súrlódás szerepe az autó gyorsításában, fékezésében. Szabadon eső testek súlytalansága.

Ismerje, és tudja alkalmazni a tanult egyszerű erőtörvényeket. Legyen képes egyszerű feladatok megoldására, néhány egyszerű esetben:

állandó erővel húzott test;

mozgás lejtőn,

a súrlódás szerepe egyszerű


7

mozgások esetén.

Az egyenletes körmozgás dinamikája. Jelenségek, gyakorlati alkalmazá-sok: vezetés kanyarban, út meg-döntése kanyarban, hullámvasút; függőleges síkban átforduló kocsi; műrepülés, körhinta, centrifuga.

Értse, hogy az egyenletes kör-mozgást végző test gyorsulását (a centripetális gyorsulást) a test-re ható erők eredője adja, ami mindig a kör középpontjába mu-tat.

Newton gravitációs törvénye. Jelenségek, gyakorlati alkalmazá-sok: A nehézségi gyorsulás változása a Földön. Az árapály-jelenség kvalitatív ma-gyarázata. A mesterséges holdak mozgása és a szabadesés. A súlytalanság értelmezése az űrál-lomáson. Geostacionárius műhol-dak, hírközlési műholdak.

Ismerje Newton gravitációs tör-vényét. Tudja, hogy a gravitációs kölcsönhatás a négy alapvető fizikai kölcsönhatás egyike, meghatározó jelentőségű az égi mechanikában. Legyen képes a gravitációs erő-törvényt alkalmazni egyszerű esetekre. Értse a gravitáció szerepét az űrkutatással, űrhajózással kap-csolatos közismert jelenségek-ben.

A kölcsönhatás törvénye (Newton III. axiómája).

Ismerje Newton III. axiómáját és egyszerű példákkal tudja azt illusztrálni. Értse, hogy az erő két test közötti kölcsönhatás. Legyen képes az erő és ellenerő világos megkülönböztetésére.

A lendületváltozás és az erőhatás kap-csolata. Lendülettétel.

Ismerje a lendület fogalmát, vek-tor-jellegét, a lendületváltozás és az erőhatás kapcsolatát.

Tudja a lendülettételt.

Lendületmegmaradás párkölcsönhatás (zárt rendszer) esetén. Jelenségek, gyakorlati alkalmazá-sok: golyók, korongok ütközése. Ütközéses balesetek a közlekedés-ben. Miért veszélyes a koccanás? Az utas biztonságát védő technikai megoldások (biztonsági öv, lég-zsák, a gyűrődő karosszéria). A rakétameghajtás elve.

Ismerje a lendületmegmaradás törvényét párkölcsönhatás ese-tén. Tudjon értelmezni egyszerű köznapi jelenségeket a lendület megmaradásának törvényével. Legyen képes egyszerű számítá-sok és mérési feladatok megol-dására. Értse a rakétameghajtás lénye-gét.

Pontszerű test egyensúlya. A tanuló ismerje, és egyszerű esetekre tudja alkalmazni a pont-szerű test egyensúlyi feltételét. Legyen képes erővektorok ös--


8

szegzésére.

A kiterjedt test egyensúlya. A kierjedt test, mint speciális pont-rendszer, tömegközéppont. Forgatónyomaték. Jelenségek, gyakorlati alkalmazá-sok: emelők, tartószerkezetek, építésze-ti érdekességek (pl. gótikus támpil-lérek, boltívek.

Ismerje a kiterjedt test és a tö-megközéppont fogalmát, tudja a kiterjedt test egyensúlyának ket-tős feltételét. Ismerje az erő forgató hatását, a forgatónyomaték fogalmát. Legyen képes egyszerű számítá-sok, mérések, szerkesztések el-végzésére.

Deformálható testek egyensúlyi állapota. Ismerje Hooke törvényét, értse a rugalmas alakváltozás és a belső erők kapcsolatát.

Pontrendszerek mozgásának vizsgá-lata, dinamikai értelmezése.

Tudja, hogy az egymással köl-csönhatásban lévő testek moz-gását az egyes testekre ható kül-ső erők és a testek közötti kény-szerkapcsolatok figyelembevéte-lével lehetséges értelmezni.


Erő, párkölcsönhatás, lendület, lendületmegmaradás, erőtörvény, mozgás-egyenlet, pontrendszer, rakétamozgás, ütközés.


9

Tematikai egység Erőfeszítés és hasznosság

Munka – Energia – Teljesítmény Órakeret

12 óra

Előzetes tudás A newtoni dinamika elemei, a fizikai munkavégzés tanult fogalma.


céljai

Az általános iskolában tanult munka- és mechanikai energiafogalom elmélyítése és bővítése, a mechanikai energiamegmaradás igazolása speciális esetekre és az energiamegmaradás törvényének általánosítása. Az elméleti megközelítés mellett a fizikai ismeretek mindennapi alkal-mazásának bemutatása, gyakorlása.

Problémák, jelenségek, gya-korlati alkalmazások, ismere-

tek Követelmények Kapcsolódási pontok

Fizikai munka és teljesítmény. A tanuló értse a fizikai munka-végzés és a teljesítmény fogalmát, ismerje mértékegységeiket. Le-gyen képes egyszerű feladatok megoldására.

Matematika: a függvény fogalma, grafikus ábrá-zolás, egyenletrende-zés. Testnevelés és sport: spor-tolók teljesítménye, sportoláshoz használt pályák energetikai vi-szonyai és sporteszkö-zök energetikája. Technika, életvitel és gya-korlat: járművek fo-gyasztása, munkavég-zése, közlekedésbiz-tonsági eszközök, technikai eszközök (autók, motorok). Biológia-egészségtan: élőlények mozgása, teljesítménye.

Munkatétel. Ismerje a munkatételt és tudja azt egyszerű esetekre alkalmazni.

Mechanikai energiafajták (helyzeti energia, mozgási energia, rugalmas energia).

Ismerje az alapvető mechanikai energiafajtákat, és tudja azokat a gyakorlatban értelmezni.

A mechanikai energiamegmaradás törvénye.

Tudja egyszerű zárt rendszerek példáin keresztül értelmezni a mechanikai energiamegmaradás törvényét.

Alkalmazások, jelenségek: a fékút és a sebesség kapcsolata, a köve-tési távolság meghatározása.

Tudja, hogy a mechanikai ener-giamegmaradás nem teljesül súr-lódás, közegellenállás esetén, mert a rendszer mechanikailag nem zárt. Ilyenkor a mechanikai energiaveszteség a súrlódási erő munkájával egyenlő.

Egyszerű gépek, hatásfok. Érdekességek, alkalmazások. Ókori gépezetek, mai alkalmazá-sok. Az egyszerű gépek elvének felismerése az élővilágban. Egy-szerű gépek az emberi szervezet-ben.

Tudja a gyakorlatban használt egyszerű gépek működését ér-telmezni, ezzel kapcsolatban fel-adatokat megoldani. Értse, hogy az egyszerű gépekkel munka nem takarítható meg.

Energia és egyensúlyi állapot. Ismerje a stabil, labilis és közöm-bös egyensúlyi állapot fogalmát és tudja alkalmazni egyszerű ese-tekben.


Munkavégzés, energia, helyzeti energia, mozgási energia, rugalmas energia, munkatétel, mechanikai energiamegmaradás.


10

Tematikai egység Folyadékok és gázok mechanikája Órakeret

8 óra

Előzetes tudás Hidrosztatikai és aerosztatikai alapismeretek, sűrűség, nyomás, légnyo-más, felhajtóerő; kémia: anyagmegmaradás, halmazállapotok; földrajz: tengeri, légköri áramlások.


céljai

A témakör jelentőségének bemutatása, mint a fizika egyik legrégebbi területe és egyúttal a legújabb kutatások színtere (pl. tengeri és légköri áramlások, a vízi- és szélenergia hasznosítása). A megismert fizikai tör-vények összekapcsolása a gyakorlati alkalmazásokkal. Önálló tanulói kísérletezéshez szükséges képességek fejlesztése, hétköznapi jelenségek fizikai értelmezésének gyakoroltatása.



Légnyomás kimutatása és mérése. Jelenségek, gyakorlati alkalmazá-sok: „Horror vacui” – mint egy-kori tudományos hipotézis. (Tor-ricelli kísérlete vízzel, Guericke vákuum-kísérletei, Goethe-barométer.) A légnyomás változásai. A légnyomás szerepe az időjárási jelenségekben, a barométer mű-ködése.

A tanuló ismerje a légnyomás fogalmát, mértékegységeit. Ismerjen néhány, a levegő nyomásával kapcsolatos, gya-korlati szempontból is fontos jelenséget.

Matematika: a függvény fogalma, grafikus ábrázo-lás, egyenletrendezés. Kémia: folyadékok, felüle-ti feszültség, kolloid rendszerek, gázok, leve-gő, viszkozitás, alternatív energiaforrások. Történelem, társadalmi és állampolgári ismeretek: ha-józás szerepe, légiközle-kedés szerepe. Technika, életvitel és gyakor-lat: repülőgépek közleke-désbiztonsági eszközei, vízi és légi közlekedési szabályok. Biológia-egészségtan: Vízi élőlények, madarak moz-gása, sebességei, reakció-idő. A nyomás és válto-zásának hatása az emberi szervezetre (pl. súlyfür-dő, keszonbetegség, he-gyi betegség).

Alkalmazott hidrosztatika. Pascal törvénye, hidrosztatikai nyomás. Hidraulikus gépek.

Tudja alkalmazni hidrosztatikai ismereteit köznapi jelenségek értelmezésére. A tanult ismeretek alapján legyen képes (pl. hidraulikus gépek alkalmazásainak bemutatása).

Felhajtóerő nyugvó folyadékok-ban és gázokban. Búvárharang, tengeralattjáró. Léghajó, hőlégballon.

Legyen képes alkalmazni hidrosztatikai és aerosztatikai ismereteit köznapi jelenségek értelmezésére.

Molekuláris erők folyadékokban (ko-hézió és adhézió). Felületi feszültség. Jelenségek, gyakorlati alkalmazá-sok: habok különleges tulajdonságai, mosószerek hatásmechanizmusa.

Ismerje a felületi feszültség fogalmát. Ismerje a határfelüle-teknek azt a tulajdonságát, hogy minimumra törekszenek. Legyen tisztában a felületi je-lenségek fontos szerepével az élő és élettelen természetben.

Folyadékok és gázok áramlása. Jelenségek, gyakorlati alkalmazá-sok: légköri áramlások, a szél ér-telmezése a nyomásviszonyok

Tudja, hogy az áramlások oka a nyomáskülönbség. Legyen képes köznapi áramlási jelen-ségek kvalitatív fizikai értelme-


11

alapján, nagy tengeráramlásokat meghatározó környezeti hatások.

zésére. Tudja értelmezni az áramlási sebesség változását a kereszt-metszettel az anyagmegmara-dás (kontinuitási egyenlet) alapján.

Közegellenállás. Az áramló közegek energiája, a szél- és a vízi energia hasznosítása.

Ismerje a közegellenállás jelen-ségét, tudja, hogy a közegellen-állási erő sebességfüggő. Legyen tisztában a vízi és szél-energia jelentőségével, haszno-sításának múltbeli és korszerű lehetőségeivel. A megújuló energiaforrások aktuális hazai hasznosítása.


Hidrosztatikai nyomás, felhajtóerő, úszás, viszkozitás, felületi feszültség, légnyomás, légáramlás, áramlási sebesség, aerodinamikai felhajtóerő, kö-zegellenállás, szél- és vízienergia, szélerőmű, vízerőmű.


12

10. évfolyam

Évi órakeret felosztása Heti óraszám: 2 Éves órakeret: 72 Témakörök ................................................................................................................ óraszám Hőtani alapjelenségek, gáztörvények ......................................................................................................... 8 A molekuláris hőelmélet elemei.................................................................................................................. 4 A hőtan főtételei ......................................................................................................................................... 15 Halmazállapot-változások ........................................................................................................................... 5 Mindennapok hőtana ................................................................................................................................... 4 Elektromos töltés és erőtér ....................................................................................................................... 10 Az egyenáram .............................................................................................................................................. 18 Ismétlés, számonkérés ................................................................................................................................. 8

Összesen ............................................................................................................................. 72

Tematikai egység Hőhatások és állapotváltozások – hőtani alapjelensé-

gek, gáztörvények

Órakeret

8 óra

Előzetes tudás Hőmérséklet, hőmérséklet mérése. A gázokról kémiából tanult ismere-tek.


céljai

A hőtágulás jelenségének tárgyalása, mint a hőmérséklet mérésének klasszikus alapjelensége. A gázok anyagi minőségtől független hőtágu-lásán alapuló Kelvin féle „abszolút” hőmérsékleti skála bevezetése. Gá-zok állapotjelzői közt fennálló összefüggések kísérleti és elméleti vizs-gálata.



A hőmérséklet, hőmérők, hőmérsékleti skálák.

Ismerje a tanuló a hőmérséklet-mérésre leginkább elterjedt Cel-sius-skálát, néhány gyakorlatban használt hőmérő működési elvét. Legyen gyakorlata hőmérsékleti grafikonok olvasásában.

Kémia: a gáz fogalma és az állapothatározók közötti összefüggések: Avogadro törvénye, moláris térfogat, ab-szolút, illetve relatív sűrűség. Matematika: a függvény fogalma, grafikus ábrá-zolás, egyenletrende-zés, exponenciális függvény. Testnevelés és sport: sport nagy magasságokban, sportolás a mélyben. Biológia-egészségtan: ke-

Hőtágulás. Szilárd anyagok lineáris, felületi és térfogati hőtágulása. Folyadékok hőtágulása.

Ismerje a hőtágulás jelenségét szilárd anyagok és folyadékok esetén. Tudja a hőtágulás jelen-tőségét a köznapi életben, ismer-je a víz különleges hőtágulási sajátosságát.

Gázok állapotjelzői, összefüggéseik. Boyle-Mariotte-törvény, Gay-Lussac-törvények. A Kelvin-féle gázhőmérsékleti skála.

Ismerje a tanuló a gázok alapve-tő állapotjelzőit, az állapotjelzők közötti páronként kimérhető összefüggéseket. Ismerje a Kelvin-féle hőmérsék-leti skálát és legyen képes a két


13

alapvető hőmérsékleti skála közti átszámításokra. Tudja értelmezni az abszolút nulla fok jelentését. Tudja, hogy a gázok döntő több-sége átlagos körülmények között az anyagi minőségüktől függetle-nül hasonló fizikai sajátságokat mutat. Ismerje az ideális gázok állapotjelzői között felírható ös--szefüggést, az állapotegyenletet és tudjon ennek segítségével egy-szerű feladatokat megoldani.

szonbetegség, hegyi betegség, madarak re-pülése. Földrajz: széltérképek, nyomástérképek, hőtérképek, áramlások.

Az ideális gáz állapotegyenlete. Tudja a gázok állapotegyenletét mint az állapotjelzők közt fenn-álló összefüggést. Ismerje az izoterm, izochor és izobár, adiabatikus állapotválto-zásokat.

Kulcsfogal-mak/ fogalmak

Hőmérséklet, hőmérsékletmérés, hőmérsékleti skála, lineáris és térfogati hőtágulás, állapotegyenlet, egyesített gáztörvény, állapotváltozás, izochor, izoterm, izobár változás, Kelvin-skála.

Tematikai egység Részecskék rendezett és rendezetlen mozgása –

A molekuláris hőelmélet elemei Órakeret

4 óra

Előzetes tudás Az anyag atomos szerkezete, az anyag golyómodellje, gázok nyomása, rugalmas ütközés, lendületváltozás, mozgási energia, kémiai részecskék tömege.


céljai

A gázok makroszkopikus jellemzőinek értelmezése a modell alapján, a nyomás, hőmérséklet – átlagos kinetikus energia, „belső energia”. A melegítés hatására fellépő hőmérséklet-növekedésnek és a belső energia változásának a modellre alapozott fogalmi összekapcsolása révén a hő-tan főtételei megértésének előkészítése.



Az ideális gáz kinetikus modellje. A tanuló ismerje a gázok univer-zális tulajdonságait magyarázó részecske-modellt.

Kémia: gázok tulajdon-ságai, ideális gáz.

A gáz nyomásának és hőmérsékletének értelmezése.

Értse a gáz nyomásának és hő-mérsékletének a modellből ka-pott szemléletes magyarázatát.

Az ekvipartíció tétele, a részecskék szabadsági fokának fogalma. Gázok moláris és fajlagos hőka-pacitása.

Ismerje az ekvipartíció-tételt, a gázrészecskék átlagos kinetikus energiája és a hőmérséklet közti kapcsolatot. Lássa, hogy a gázok melegítése során a gáz energiája nő, a melegítés lényege energia-


14

átadás.


Modellalkotás, kinetikus gázmodell, nyomás, hőmérséklet, ekvipartíció.

Tematikai egység Energia, hő és munka – a hőtan főtételei Órakeret

15 óra

Előzetes tudás Munka, kinetikus energia, energiamegmaradás, hőmérséklet, melegítés.


céljai

A hőtan főtételeinek tárgyalása során annak megértetése, hogy a termé-szetben lejátszódó folyamatokat általános törvények írják le. Az ener-giafogalom általánosítása, az energiamegmaradás törvényének kiterjesz-tése. A termodinamikai gépek működésének értelmezése, a termodina-mikai hatásfok korlátos voltának megértetése. Annak elfogadtatása, hogy energia befektetése nélkül nem működik egyetlen gép, berendezés sem, örökmozgók nem léteznek. A hőtani főtételek univerzális (a ter-mészettudományokban általánosan érvényes) tartalmának bemutatása.



Melegítés munkavégzéssel. (Az ősember tűzgyújtása.) A belső energia fogalmának kialakítá-sa. A belső energia megváltoztatása.

Tudja a tanuló, hogy a melegítés lényege energiaátadás, „hőanyag” nincs! Ismerje a tanuló a belső energia fogalmát, mint a gázrészecskék energiájának összegét. Tudja, hogy a belső energia melegítés-sel és/vagy munkavégzéssel változtatható.

Kémia: Exoterm és en-doterm folyamatok, termokémia, Hess- tétel, kötési energia, reakció-hő, égéshő, elektrolízis. Gyors és lassú égés, tápanyag, energiatarta-lom (ATP), a kémiai reakciók iránya, meg-fordítható folyamatok, kémiai egyensúlyok, sta-cionárius állapot, élelmi-szerkémia. Technika, életvitel és gya-korlat: Folyamatos tech-nológiai fejlesztések, innováció. Földrajz: környezetvéde-lem, a megújuló és nem megújuló energia fo-galma. Biológia-egészségtan: az „éltető Nap”, hőháztar-tás, öltözködés. Magyar nyelv és irodalom:

A termodinamika I. főtétele. Alkalmazások konkrét fizikai, kémiai, biológiai példákon. Egyszerű számítások.

Ismerje a termodinamika I. fő-tételét mint az energiamegma-radás általánosított megfogal-mazását. Az I. főtétel alapján tudja ener-getikai szempontból értelmezni a gázok korábban tanult speciá-lis állapotváltozásait. Kvalitatív példák alapján fogadja el, hogy az I. főtétel általános természeti törvény, ami fizikai, kémiai, bio-lógiai, geológiai folyamatokra egyaránt érvényes.

Hőerőgép. Gázzal végzett körfolyamatok. A hőerőgépek hatásfoka. Az élő szervezet hőerőgépszerű működése.

Gázok körfolyamatainak elmé-leti vizsgálata alapján értse meg a hőerőgép, hűtőgép, hőszivat--tyú működésének alapelvét. Tudja, hogy a hőerőgépek ha-tásfoka lényegesen kisebb, mint


15

100%. Tudja kvalitatív szinten alkalmazni a főtételt a gyakor-latban használt hőerőgépek, működő modellek energetikai magyarázatára. Energetikai szempontból lássa a lényegi ha-sonlóságot a hőerőgépek és az élő szervezetek működése kö-zött.

Madách Imre. Történelem, társadalmi és állampolgári ismeretek; vi-zuális kultúra: A Nap kitüntetett sze-repe a mitológiában és a művészetekben. A be-ruházás megtérülése, megtérülési idő, takaré-kosság. Filozófia; magyar nyelv és irodalom: Madách: Az ember tragédiája, esz-kimó szín.

Az „örökmozgó” lehetetlensége. Tudja, hogy „örökmozgó” (energiabetáplálás nélküli hő-erőgép) nem létezhet!

A természeti folyamatok iránya. A spontán termikus folyamatok iránya, a folyamatok megfordítá-sának lehetősége.

Ismerje a reverzibilis és irrever-zibilis változások fogalmát. Tudja, hogy a természetben az irreverzibilitás a meghatározó. Kísérleti tapasztalatok alapján lássa, hogy a különböző hőmér-sékletű testek közti termikus kölcsönhatás iránya meghatáro-zott: a magasabb hőmérsékletű test energiát ad át az alacso-nyabb hőmérsékletűnek; a fo-lyamat addig tart, amíg a hő-mérsékletek kiegyenlítődnek. A spontán folyamat iránya csak energiabefektetés árán változ-tatható meg.

A termodinamika II. főtétele. Ismerje a hőtan II. főtételét és tudja, hogy kimondása tapaszta-lati alapon történik. Tudja, hogy a hőtan II. főtétele általános természettörvény, a fizikán túl minden természettudomány és a műszaki tudományok is alap-vetőnek tekintik.


Főtétel, hőerőgép, reverzibilitás, irreverzibilitás, örökmozgó.

Tematikai egység Hőfelvétel hőmérsékletváltozás nélkül – halmazálla-

pot-változások Órakeret

5 óra

Előzetes tudás Halmazállapotok szerkezeti jellemzői (kémia), a hőtan főtételei.


céljai

A halmazállapotok jellemző tulajdonságainak és a halmazállapot-változások energetikai hátterének tárgyalása, bemutatása. A halmazálla-pot-változásokkal kapcsolatos mindennapi jelenségek értelmezése a fizikában és a társ-természettudományok területén is.


16



A halmazállapotok makroszkopikus jellemzése, energetikai és mikroszerke-zeti értelmezése.

A tanuló tudja az anyag külön-böző halmazállapotait (szilárd, folyadék- és gázállapot) mak-roszkopikus fizikai tulajdonsá-gaik alapján jellemezni.

Lássa, hogy ugyanazon anyag különböző halmazállapotai ese-tén a belsőenergia-értékek kü-lönböznek, a halmazállapot megváltozása energiaközlést (elvonást) igényel.

Matematika: a függvény fogalma, grafikus ábrá-zolás, egyenletrendezés. Kémia: halmazállapotok és halmazállapot-változások, exoterm és endoterm folyamatok, kötési energia, képző-déshő, reakcióhő, üzemanyagok égése, elektrolízis. Biológia-egészségtan: a táp-lálkozás alapvető bioló-giai folyamatai, ökoló-gia, az „éltető Nap”, hőháztartás, öltözködés. Technika, életvitel és gya-korlat: folyamatos tech-nológiai fejlesztések, innováció. Földrajz: környezetvéde-lem, a megújuló és nem megújuló energia fo-galma.

Az olvadás és a fagyás jellemzői. A halmazállapot-változás energe-tikai értelmezése. Jelenségek, alkalmazások: A hűtés mértéke és a hűtési sebesség meghatározza a megszilárduló anyag mikro-szerkezetét és ezen keresztül sok tulajdonságát. Fontos a kohászatban, mirelit-iparban. Ha a hűlés túl gyors, nincs kristályosodás – az olvadék üvegként szilárdul meg.

Ismerje az olvadás, fagyás fo-galmát, jellemző paramétereit (olvadáspont, olvadáshő). Le-gyen képes egyszerű kalorikus feladatok megoldására. Ismerje a fagyás és olvadás szerepét a mindennapi életben.

Párolgás és lecsapódás (forrás). A párolgás (forrás), lecsapódás jellemzői. Halmazállapot-változások a természetben. A halmazállapot-változás energeti-kai értelmezése. Jelenségek, alkalmazások: a „kuk-tafazék” működése (a forráspont nyomásfüggése), a párolgás hűtő hatása, szublimáció, desztilláció, szárítás, csapadékformák.

Ismerje a párolgás, forrás, le-csapódás jelenségét, mennyiségi jellemzőit. Legyen képes egy-szerű számítások elvégzésére, a jelenségek felismerésére a hét-köznapi életben (időjárás). Is-merje a forráspont nyomásfüg-gésének gyakorlati jelentőségét és annak alkalmazását. Legyen képes egyszerű kalori-kus feladatok megoldására szá-mítással.


Halmazállapot (gáz, folyadék, szilárd), halmazállapot-változás (olvadás, fa-gyás, párolgás, lecsapódás, forrás).

Tematikai egység Mindennapok hőtana Órakeret

4 óra

Előzetes tudás

A tematikai egység A fizika és a mindennapi jelenségek kapcsolatának, a fizikai ismeretek


17

nevelési-fejlesztési céljai

hasznosságának tudatosítása. Kiscsoportos projektmunka otthoni, in-ternetes és könyvtári témakutatással, adatgyűjtéssel, kísérletezés tanári irányítással. A csoportok eredményeinek bemutatása, megvitatása, érté-kelése.


tek Fejlesztési követelmények Kapcsolódási pontok

Feldolgozásra ajánlott témák:

Halmazállapot-változások a természetben.

Korszerű fűtés, hőszigetelés a lakásban.

Hőkamerás felvételek.

Hogyan készít meleg vizet a napkollektor.

Hőtan a konyhában.

Naperőmű.

A vízerőmű és a hőerőmű összehasonlító vizsgálata.

Az élő szervezet mint termo-dinamikai gép.

Az UV- és az IR-sugárzás egészségügyi hatása.

Látszólagos „örökmozgók” működésének vizsgálata.

Kísérleti munka tervezése csoportmunkában, a feladatok felosztása. A kísérletek megtervezése, a mérések elvégzése, az ered-mények rögzítése. Az eredmények nyilvános bemutatása kiselőadások, kí-sérleti bemutató formájában.

Technika, életvitel és gyakor-lat: takarékosság, az autók hűtési rendszerének téli védelme.

Történelem, társadalmi és állampolgári ismeretek: be-ruházás megtérülése, megtérülési idő.

Biológia-egészségtan: táplál-kozás, ökológiai problé-mák. A hajszálcsövesség szerepe növényeknél, a levegő páratartalmának hatása az élőlényekre, fagykár a gyümölcsösök-ben, üvegházhatás, a vér-nyomásra ható tényezők. Magyar nyelv és irodalom: Madách: Az ember tragé-diája (eszkimó szín).


A hőtani tematikai egységek kulcsfogalmai.

Tematikai egység Közel- és távolhatás – Elektromos töltés és erőtér Órake-ret 10 óra

Előzetes tudás Erő, munka, energia, elektromos töltés.


céljai

Az elektrosztatikus mező fizikai valóságként való elfogadtatása. A me-ző jellemzése a térerősség, potenciál és erővonalak segítségével. A problémamegoldó képesség fejlesztése jelenségek, kísérletek, minden-napi alkalmazások értelmezésével.



Elektrosztatikai alapjelenségek. Elektromos kölcsönhatás. Elektromos töltés.

A tanuló ismerje az elektrosztati-kus alapjelenségeket, a pozitív és negatív töltést, tudjon egyszerű kísérleteket, jelenségeket értel-

Kémia: Elektron, pro-ton, elektromos töltés, az atom felépítése, elektrosztatikus köl-


18

mezni. csönhatások, kristály-rácsok szerkezete. Kö-tés, polaritás, moleku-lák polaritása, fémes kötés, fémek elektro-mos vezetése. Matematika: alapműve-letek, egyenletrende-zés, számok normál-alakja, vektorok, függ-vények. Technika, életvitel és gya-korlat: balesetvédelem, földelés.

Coulomb törvénye. (A töltés mértékegysége.)

Ismerje a Coulomb-féle erőtör-vényt.

Az elektromos erőtér (mező). Az elektromos mező, mint a köl-csönhatás közvetítője. Az elektromos térerősség vektora, a tér szerkezetének szemléltetése erővonalakkal. A homogén elektromos mező. Az elektromos mező munkája homogén mezőben. Az elektromos feszültség fogalma.

Ismerje a mező fogalmát, és léte-zését fogadja el anyagi objek-tumként. Tudja, hogy az elekt-romos mező forrása/i a töl-tés/töltések. Ismerje a mezőt jellemző tér-erősséget, értse az erővonalak jelentését. Ismerje a homogén elektromos mező fogalmát és jellemzését. Ismerje az elektromos feszültség fogalmát. Tudja, hogy a töltés mozgatása során végzett munka nem függ az úttól, csak a kezdeti és végál-lapotok helyzetétől. Legyen képes homogén elektro-mos térrel kapcsolatos elemi fel-adatok megoldására.

Töltés eloszlása fémes vezetőn. Jelenségek, gyakorlati alkalmazá-sok: légköri elektromosság, csúcshatás, villámhárító, Faraday-kalitka, árnyékolás. Miért véd az autó karosszériája a villámtól? Elektromos koromleválasztó. A fénymásoló működése.

Tudja, hogy a fémre felvitt tölté-sek a felületen helyezkednek el. Ismerje az elektromos megosz-tás, a csúcshatás jelenségét, a Fa-raday-kalitka és a villámhárító működését és gyakorlati jelentő-ségét.

Kapacitás fogalma. A síkkondenzátor kapacitása. Kondenzátorok kapcsolása. A kondenzátor energiája. Az elektromos mező energiája.

Ismerje a kapacitás fogalmát, a síkkondenzátor terét. Tudja értelmezni kondenzátorok soros és párhuzamos kapcsolá-sát. Egyszerű kísérletek alapján tudja értelmezni, hogy a feltöltött kondenzátornak, azaz a konden-zátor elektromos terének energi-ája van.


Töltés, elektromos erőtér, térerősség, erővonalrendszer, feszültség, poten-ciál, kondenzátor, az elektromos tér energiája.

Tematikai egység A mozgó töltések – az egyenáram Órakeret

18 óra

Előzetes tudás Telep (áramforrás), áramkör, fogyasztó, áramerősség, feszültség.


19


céljai

Az egyenáram értelmezése, mint a töltések áramlása. Az elektromos áram jellemzése hatásain keresztül (hőhatás, mágneses, vegyi és biológi-ai hatás). Az elméleten alapuló gyakorlati ismeretek kialakítása (egyszerű hálózatok ismerete, ezekkel kapcsolatos egyszerű számítások, telepek, akkumulátorok, elektromágnesek, motorok). Az energiatudatos maga-tartás fejlesztése.



Az elektromos áram fogalma, kap-csolata a fémes vezetőkben zajló töltésmozgással. A zárt áramkör. Jelenségek, alkalmazások: Volta-oszlop, laposelem, rúdelem, nap-elem.

A tanuló ismerje az elektromos áram fogalmát, mértékegységét, mérését. Tudja, hogy az egyen-áramú áramforrások feszültségét, pólusainak polaritását nem elekt-romos jellegű belső folyamatok (gyakran töltésátrendeződéssel járó kémiai vagy más folyama-tok) biztosítják. Ismerje az elektromos áramkör legfontosabb részeit, az áramkör ábrázolását kapcsolási rajzon.

Kémia: Elektromos áram, elektromos ve-zetés, rácstípusok tu-lajdonságai és azok anyagszerkezeti ma-gyarázata. Galvánelemek műkö-dése, elektromotoros erő. Ionos vegyületek elekt-romos vezetése olva-dékban és oldatban, elektrolízis. Vas mágneses tulaj-donsága. Matematika: alapműve-letek, egyenletrende-zés, számok normál-alakja. Technika, életvitel és gya-korlat: Áram biológiai hatása, elektromos áram a háztartásban, biztosíték, fogyasztás-mérők, balesetvéde-lem. A világítás fejlődése és a korszerű világítási eszközök. Korszerű elektromos háztartási készülékek, energiatakarékosság. Informatika: mikro-elektronikai áramkö-rök, mágneses infor-mációrögzítés.

Ohm törvénye, áram- és feszültségmérés. Fogyasztók (vezetékek) ellenállása. Fajlagos ellenállás. Ohm törvénye teljes áramkörre. Elektromotoros erő, kapocsfeszültség, a belső ellenállás fogalma. Az elektromos mező munkája az áramkörben. Az elektromos teljesít-mény. Az elektromos áram hőhatása. Fogyasztók a háztartásban, fogyasztásmérés, az energiatakarékosság lehetőségei.

Ismerje az elektromos ellenállás, fajlagos ellenállás fogalmát, mér-tékegységét és mérésének mód-ját. Tudja Ohm törvényét. Legyen képes egyszerű számításokat vé-gezni Ohm törvénye alapján. Ismerje a telepet jellemző elekt-romotoros erő és a belső ellenál-lás fogalmát, Ohm törvényét tel-jes áramkörre. Tudja értelmezni az elektromos áram teljesítményét, munkáját. Legyen képes egyszerű számítások elvégzésére. Tudja értelmezni a fogyasztókon feltüntetett teljesítményadatokat. Az energiatakarékosság fontosságának bemutatása.

Összetett hálózatok. Ellenállások kapcsolása. Az eredő ellenállás fogalma, számítása.

Tudja a hálózatok törvényeit al-kalmazni ellenállás-kapcsolások eredőjének számítása során.

Az áram vegyi hatása.

Tudja, hogy az elektrolitokban mozgó ionok jelentik az áramot.


20

Az áram biológiai hatása. Ismerje az elektrolízis fogalmát, néhány gyakorlati alkalmazását. Értse, hogy az áram vegyi hatása és az élő szervezeteket gyógyító és károsító hatása között össze-függés van. Ismerje az alapvető elektromos érintésvédelmi szabályokat és azokat a gyakorlatban is tartsa be.

Mágneses mező (permanens mágnesek). Permanens mágnesek kölcsönha-tása, a mágnesek tere. Az egyenáram mágneses hatása. Áram és mágnes kölcsönhatása. Egyenes vezetőben folyó egyen-áram mágneses terének vizsgálata. A mágneses mezőt jellemző in-dukcióvektor fogalma, mágneses indukcióvonalak. A vasmag (ferromágneses közeg) szerepe a mágneses hatás szem-pontjából. Az áramjárta vezetőre ható erő mágneses térben. Az elektromágnes és gyakorlati alkalmazásai. Az elektromotor működése.

Tudja bemutatni az áram mágne-ses terét egyszerű kísérlettel. Ismerje a tér jellemzésére alkal-mas mágneses indukcióvektor fogalmát. Legyen képes a mágneses és az elektromos mező jellemzőinek összehasonlítására, a hasonlósá-gok és különbségek bemutatásá-ra. Tudja értelmezni az áramra ható erőt mágneses térben. Ismerje az egyenáramú motor működésének elvét.

Lorentz-erő – mágneses tér hatása mozgó szabad töltésekre.

Ismerje a Lorentz-erő fogalmát és tudja alkalmazni néhány jelen-ség értelmezésére (katódsugár-cső, ciklotron).


Áramkör, ellenállás, fajlagos ellenállás, az egyenáram teljesítménye és munkája, elektromotoros erő, belső ellenállás, az áram hatásai (hő, kémiai, biológiai, mágneses), elektromágnes, Lorentz-erő, elektromotor.


21

A fejlesztés várt eredményei a két évfolyamos ciklus végén

A kísérletezési, mérési kompetencia, a megfigyelő, rendszerező készség fejlődése. A mozgástani alapfogalmak ismerete, grafikus feladatmegoldás. A newtoni mechanika szemléleti lényegének elsajátítása: az erő nem a mozgás fenntartásához, hanem a mozgásállapot megváltoz-tatásához szükséges. Egyszerű kinematikai és dinamikai feladatok megoldása. A kinematika és dinamika mindennapi alkalmazása. Folyadékok és gázok sztatikájának és áramlásának alapjelenségei és ezek felismerése a gyakorlati életben. Az elektrosztatika alapjelenségei és fogalmai, az elektromos és a mágneses mező fizikai objek-tumként való elfogadása. Az áramokkal kapcsolatos alapismeretek és azok gyakorlati alkalmazá-sai, egyszerű feladatok megoldása. A gázok makroszkopikus állapotjelzői és összefüggéseik, az ideális gáz golyómodellje, a nyomás és a hőmérséklet kinetikus értelmezése golyómodellel. Hőtani alapfogalmak, a hőtan főtételei, hőerőgépek. Annak ismerete, hogy gépeink működteté-se, az élő szervezetek működése csak energia befektetése árán valósítható meg, a befektetett energia jelentős része elvész, a működésben nem hasznosul, „örökmozgó” létezése elvileg ki-zárt. Mindennapi környezetünk hőtani vonatkozásainak ismerete. Az energiatudatosság fejlődése.


22

A tantárgy tematikája 11. évfolyamon

A képzés második szakasza a matematikailag igényesebb mechanikai és elektrodinamikai tartalmakat (rezgések, indukció, elektromágneses rezgések, hullámok), az optikát és a modern fizika két nagy témakörét: a héj- és magfizikát, valamint a csillagászat-asztrofizikát dolgozza fel. A mechanika, az elektrodinamika és az optika esetén a jelenségek és a törvények megismerésén az érdekességek és a gyakorlati alkalmazásokon túl fontos az alapszintű feladat- és problémamegoldás. A modern fizikában a hangsúly a jelenségeken, a gyakorlati vonatkozásokon van. Az atommodellek fejlődésének bemutatása jó lehetőséget ad a fizikai törvények feltárásában alapvető modellezés lényegének koncentrált bemutatására. Az atomszerkezetek megismerésén keresztül jól kapcsolható a fizikai és a kémiai ismeretanyag, illetve megtárgyalható a kémiai kötésekkel összetartott kristályos és cseppfolyós anyagok mikroszerkezete és fizikai sajátságai közti kapcsolat. Ez utóbbi témának fontos része a félvezetők tárgyalása. A magfizika tárgyalása az elméleti alapozáson túl magába foglalja a nukleáris technika kérdéskörét, annak kockázati tényezőit is. A Csillagászat és asztrofizika fejezet a klasszikus csillagászati ismere-tek rendszerezése után a magfizikához jól kapcsolódó csillagszerkezeti és kozmológiai kérdések-kel folytatódik. A fizika tematikus tanulásának záró éve döntően az ismeretek bővítését és rend-szerezését szolgálja, bemutatva a fizika szerepét a mindennapi jelenségek és a korszerű technika értelmezésében, és hangsúlyozva a felelősséget környezetünk megóvásáért. A heti két órában ta-nult fizika alapot ad, de önmagában nem elegendő a fizika érettségi vizsga letételéhez, illetve a szakirányú (természettudományos és műszaki) felsőoktatásba történő bekapcsolódáshoz.

11. évfolyam Évi órakeret felosztása Heti óraszám: 2 Éves órakeret: 72 Témakörök ................................................................................................................ óraszám Mechanikai rezgések, hullámok ................................................................................................................ 11 Elektromágneses indukció, váltóáramú hálózatok ................................................................................ 11 Elektromágneses rezgések, hullámok ........................................................................................................ 4 Hullám- és sugároptika .............................................................................................................................. 11 Az atomok szerkezete .................................................................................................................................. 9 A magfizika elemei ..................................................................................................................................... 10 Csillagászat és asztrofizika elemei .............................................................................................................. 8 Ismétlés, számonkérés ................................................................................................................................. 8

Összesen ............................................................................................................................. 72

Tematikai egység Mechanikai rezgések, hullámok Órakeret

11 óra

Előzetes tudás A forgásszögek szögfüggvényei. A dinamika alapegyenlete, a rugó erő-törvénye, kinetikus energia, rugóenergia, sebesség, hangtani jelenségek, alapismeretek.


céljai

A mechanikai rezgések tárgyalásával a váltakozó áramok és az elektro-mágneses rezgések megértésének előkészítése. A rezgések szerepének bemutatása a mindennapi életben. A mechanikai hullámok tárgyalása. A rezgésállapot terjedésének és a hullám időbeli és térbeli periodicitá-sának leírásával az elektromágneses hullámok megértését alapozza meg. Hangtan tárgyalása a fizikai fogalmak és a köznapi jelenségek ös--


23

szekapcsolásával.



A rugóra akasztott rezgő test kinema-tikai vizsgálata. A rezgésidő meghatározása.

A tanuló ismerje a rezgő test jellemző paramétereit (amplitú-dó, rezgésidő, frekvencia). Ismerje és tudja grafikusan áb-rázolni a mozgás kitérés-idő, sebesség-idő, gyorsulás-idő függvényeit. Tudja, hogy a rez-gésidőt a test tömege és a rugó-állandó határozza meg.

Matematika: periodikus függvények. Filozófia: az idő filozófiai kérdései. Informatika: az informa-tikai eszközök működé-sének alapja, az órajel.

A rezgés dinamikai vizsgálata. Tudja, hogy a harmonikus rez-gés dinamikai feltétele a lineáris erőtörvény. Legyen képes felír-ni a rugón rezgő test mozgás-egyenletét.

A rezgőmozgás energetikai vizsgálata. A mechanikai energiamegmaradás harmonikus rezgés esetén.

Legyen képes az energiaviszo-nyok kvalitatív értelmezésére a rezgés során. Tudja, hogy a fe-szülő rugó energiája a test mozgási energiájává alakul, majd újból rugóenergiává. Ha a csillapító hatások elhanyagolha-tók, a rezgésre érvényes a mechanikai energia megmara-dása. Tudja, hogy a környezeti hatá-sok (súrlódás, közegellenállás) miatt a rezgés csillapodik. Ismerje a rezonancia jelenségét és ennek gyakorlati jelentősé-gét.

A hullám fogalma, jellemzői. A tanuló tudja, hogy a mecha-nikai hullám a rezgésállapot terjedése valamely közegben, miközben anyagi részecskék nem haladnak a hullámmal, a hullámban energia terjed.

Hullámterjedés egy dimenzióban, kötélhullámok.

Kötélhullámok esetén értel-mezze a jellemző mennyisége-ket (hullámhossz, periódusidő). Ismerje a terjedési sebesség, a hullámhossz és a periódusidő kapcsolatát. Ismerje a longitudinális és


24

transzverzális hullámok fogal-mát.

Felületi hullámok. Hullámok visszaverődése, törése. Hullámok találkozása, állóhullá-mok. Hullámok interferenciája, az erő-sítés és a gyengítés feltételei.

Hullámkádas kísérletek alapján értelmezze a hullámok vissza-verődését, törését. Tudja, hogy a hullámok aka-dálytalanul áthaladhatnak egy-máson. Értse az interferencia jelenségét és értelmezze az erősítés és gyengítés (kioltás) feltételeit.

Térbeli hullámok. Jelenségek: földrengéshullámok, lemeztektonika.

Tudja, hogy alkalmas frekven-ciájú rezgés állandósult hul-lámállapotot (állóhullám) eredményezhet.

A hang mint a térben terjedő hullám. A hang fizikai jellemzői. Alkalmazá-sok: hallásvizsgálat. Hangszerek, a zenei hang jellem-zői. Ultrahang és infrahang. Zajszennyeződés fogalma.

Tudja, hogy a hang mechanikai rezgés, ami a levegőben longi-tudinális hullámként terjed. Ismerje a hangmagasság, a hangerősség, a terjedési sebes-ség fogalmát. Legyen képes legalább egy hangszer működésének magya-rázatára. Ismerje az ultrahang és az inf-rahang fogalmát, gyakorlati al-kalmazását. Ismerje a hallás fizikai alapjait, a hallásküszöb és a zajszennye-zés fogalmát.


Harmonikus rezgés, lineáris erőtörvény, rezgésidő, hullám, hullámhossz, periódusidő, transzverzális hullám, longitudinális hullám, hullámtörés, in-terferencia, állóhullám, hanghullám, hangsebesség, hangmagasság, hangerő, rezonancia.

Tematikai egység Mágnesség és elektromosság –

Elektromágneses indukció, váltóáramú hálózatok Órakeret

11 óra

Előzetes tudás Mágneses tér, az áram mágneses hatása, feszültség, áram.


céljai

Az indukált elektromos mező és a nyugvó töltések által keltett erőtér közötti lényeges szerkezeti különbség kiemelése. Az elektromágneses indukció gyakorlati jelentőségének bemutatása. Energia hálózatok is-merete és az energiatakarékosság fogalmának kialakítása a fiatalokban.



Az elektromágneses indukció jelensége. A tanuló ismerje a mozgási in-dukció alapjelenségét, és tudja

Kémia: elektromos áram, elektromos vezetés.


25

azt a Lorentz-erő segítségével értelmezni.

Matematika: trigono-metrikus függvények, függvény transzformá-ció. Technika, életvitel és gya-korlat: Az áram biológiai hatása, balesetvédelem, elektromos áram a ház-tartásban, biztosíték, fogyasztásmérők. Korszerű elektromos háztartási készülékek, energiatakarékosság.

A mozgási indukció. Ismerje a nyugalmi indukció jelenségét.

A nyugalmi indukció. Tudja értelmezni Lenz törvé-nyét az indukció jelenségeire.

Váltakozó feszültség keltése, a váltó-áramú generátor elve (mozgási in-dukció mágneses térben forgatott tekercsben).

Értelmezze a váltakozó feszült-ség keletkezését mozgásinduk-cióval. Ismerje a szinuszosan váltakozó feszültséget és áramot leíró függvényt, tudja értelmezni a benne szereplő mennyiségeket.

Lenz törvénye. A váltakozó feszültség és áram jellem-ző paraméterei.

Ismerje Lenz törvényét. Ismerje a váltakozó áram effek-tív hatását leíró mennyiségeket (effektív feszültség, áram, telje-sítmény).

Ohm törvénye váltóáramú hálózatban. Értse, hogy a tekercs és a kon-denzátor ellenállásként viselke-dik a váltakozó áramú hálózat-ban.

Transzformátor. Gyakorlati alkalmazások.

Értelmezze a transzformátor működését az indukciótörvény alapján. Tudjon példákat a transzformá-torok gyakorlati alkalmazására.

Az önindukció jelensége. Ismerje az önindukció jelensé-gét és szerepét a gyakorlatban.

Az elektromos energiahálózat. A háromfázisú energiahálózat jellemzői. Az energia szállítása az erőműtől a fogyasztóig. Távvezeték, transzformátorok. Az elektromos energiafogyasztás mérése. Az energiatakarékosság lehetősé-gei. Tudomány- és technikatörténet. Jedlik Ányos, Siemens szerepe. Ganz, Diesel mozdonya. A transzformátor magyar feltalá-lói.

Ismerje a hálózati elektromos energia előállításának gyakorlati megvalósítását, az elektromos energiahálózat felépítését és működésének alapjait. Ismerje az elektromos energia-fogyasztás mérésének fizikai alapjait, az energiatakarékosság gyakorlati lehetőségeit a közna-pi életben.


Mozgási indukció, nyugalmi indukció, önindukció, váltóáramú generátor, váltóáramú elektromos hálózat.


26

Tematikai egység Rádió, televízió, mobiltelefon –

Elektromágneses rezgések, hullámok Órakeret

4 óra

Előzetes tudás Elektromágneses indukció, önindukció, kondenzátor, kapacitás, válta-kozó áram.


céljai

Az elektromágneses sugárzások fizikai hátterének bemutatása. Az elekt-romágneses hullámok spektrumának bemutatása, érzékszerveinkkel, illetve műszereinkkel érzékelt egyes spektrum-tartományai jellemzőinek kiemelése. Az információ elektromágneses úton történő továbbításának elméleti és kísérleti megalapozása.



Az elektromágneses rezgőkör, elektro-mágneses rezgések.

A tanuló ismerje az elektro-mágneses rezgőkör felépítését és működését.

Technika, életvitel és gya-korlat: kommunikációs eszközök, információ-továbbítás üvegszálas kábelen, levegőben, az információ tárolásának lehetőségei. Biológia-egészségtan: élet-tani hatások, a képalko-tó diagnosztikai eljárá-sok, a megelőzés szere-pe. Informatika: információ-továbbítás jogi szabá-lyozása, internetjogok és -szabályok. Vizuális kultúra: Képal-kotó eljárások alkalma-zása a digitális művésze-tekben, művészi repro-dukciók. A média sze-repe.

Elektromágneses hullám, hullámjelen-ségek.

Jelenségek, gyakorlati alkalmazá-sok: információtovábbítás elekt-romágneses hullámokkal.

Ismerje az elektromágneses hul-lám fogalmát, tudja, hogy az elektromágneses hullámok fénysebességgel terjednek, a terjedéshez nincs szükség kö-zegre. Távoli, rezonanciára hangolt rezgőkörök között az elektromágneses hullámok ré-vén energiaátvitel lehetséges fémes összeköttetés nélkül. Az információtovábbítás új útjai.

Az elektromágneses spektrum. Jelenségek, gyakorlati alkalmazá-sok: hőfénykép, röntgenteleszkóp, rádiótávcső.

Ismerje az elektromágneses hul-lámok frekvenciatartományokra osztható spektrumát és az egyes tartományok jellemzőit.

Az elektromágneses hullámok gyakor-lati alkalmazása. Jelenségek, gyakorlati alkalmazá-sok: a rádiózás fizikai alapjai. A tévéadás és -vétel elvi alapjai. A GPS műholdas helymeghatáro-zás. A mobiltelefon. A mikrohul-lámú sütő.

Tudja, hogy az elektromágneses hullámban energia terjed. Legyen képes példákon bemu-tatni az elektromágneses hullá-mok gyakorlati alkalmazását.


Elektromágneses rezgőkör, rezgés, rezonancia, elektromágneses hullám, elektromágneses spektrum.

Tematikai egység Hullám- és sugároptika Órakeret

11 óra

Előzetes tudás Korábbi geometriai optikai ismeretek, hullámtulajdonságok, elektro-


27

mágneses spektrum.


céljai

A fény és a fényjelenségek tárgyalása az elektromágneses hullámokról tanultak alapján. A fény gyakorlati szempontból kiemelt szerepének tudatosítása, hétköznapi fényjelenségek és optikai eszközök működés-ének értelmezése.



A fény mint elektromágneses hullám. Jelenségek, gyakorlati alkalmazá-sok: a lézer mint fényforrás, a lézer sokirányú alkalmazása. A fény terjedése, a vákuumbeli fénysebes-ség. A történelmi kísérletek a fény ter-jedési sebességének meghatározá-sára.

Tudja a tanuló, hogy a fény elektromágneses hullám, az elektromágneses spektrum egy meghatározott frekvenciatarto-mányához tartozik. Tudja a vákuumbeli fénysebes-ség értékét és azt, hogy mai tu-dásunk szerint ennél nagyobb sebesség nem létezhet (határse-besség).

Biológia-egészségtan: A szem és a látás, a szem egészsége. Látáshibák és korrekciójuk. Az energiaátadás sze-repe a gyógyászati al-kalmazásoknál, a fény élettani hatása napo-zásnál. A fény szerepe a gyógyászatban és a megfigyelésben. Magyar nyelv és irodalom; mozgóképkultúra és mé-diaismeret: A fény sze-repe. Az Univerzum megismerésének iro-dalmi és művészeti vonatkozásai, színek a művészetben. Vizuális kultúra: a fényképezés mint mű-vészet.

A fény visszaverődése, törése új közeg határán (tükör, prizma).

Ismerje a fény terjedésével kap-csolatos geometriai optikai alap-jelenségeket (visszaverődés, tö-rés)

Interferencia, polarizáció (optikai rés, optikai rács).

Ismerje a fény hullámtermésze-tét bizonyító legfontosabb kí-sérleti jelenségeket (interferen-cia, polarizáció), és értelmezze azokat.

A fehér fény színekre bontása. Prizma és rács színkép.

Tudja értelmezni a fehér fény összetett voltát.

A fény kettős természete. Fényelekt-romos hatás – Einstein-féle foton elmélete. Gázok vonalas színképe.

Ismerje a fény részecsketulajdonságára utaló fényelektromos kísérletet, a foton fogalmát, energiáját. Legyen képes egyszerű számításokra a foton energiájának felhasználásával.

A geometriai optika alkalmazása. Képalkotás. Jelenségek, gyakorlati alkalmazá-sok: a látás fizikája, a szivárvány. Opti-kai kábel, spektroszkóp. A hagyo-mányos és a digitális fényképező-gép működése. A lézer mint a digi-tális technika eszköze (CD-írás, -olvasás, lézernyomtató). A 3D-s

Ismerje a geometriai optika leg-fontosabb alkalmazásait. Értse a leképezés fogalmát, tük-rök, lencsék képalkotását. Le-gyen képes egyszerű képszer-kesztésekre és tudja alkalmazni a leképezési törvényt egyszerű számításos feladatokban. Ismerje és értse a gyakorlatban fontos optikai eszközök (egy-


28

filmek titka. Légköroptikai jelensé-gek (szivárvány, lemenő nap vörös színe).

szerű nagyító, mikroszkóp, táv-cső), szemüveg, működését. Legyen képes egyszerű optikai kísérletek elvégzésére.


A fény mint elektromágneses hullám, fénytörés, visszaverődés, elhajlás, interferencia, polarizáció, diszperzió, spektroszkópia, képalkotás.

Tematikai egység Az atomok szerkezete Órakeret

9 óra

Előzetes tudás Az anyag atomos szerkezete.


céljai

Az atomfizika tárgyalásának összekapcsolása a kémiai tapasztalatokon (súlyviszonytörvények) alapuló atomelmélettel. A fizikában alapvető modellalkotás folyamatának bemutatása az atommodellek változásain keresztül. A kvantummechanikai atommodell egyszerűsített, képszerű bemutatása. A műszaki-technikai szempontból alapvető félvezetők sáv-szerkezetének, kvalitatív, kvantummechanikai szemléletű megalapozása.



Az anyag atomos felépítése felismerésé-nek történelmi folyamata.

Ismerje a tanuló az atomok lé-tezésére utaló korai természet-tudományos tapasztalatokat, tudjon meggyőzően érvelni az atomok létezése mellett.

Kémia: az anyag szerke-zetéről alkotott elképze-lések, a változásukat előidéző kísérleti tények és a belőlük levont kö-vetkeztetések, a perió-dusos rendszer elekt-ronszerkezeti értelme-zése. Matematika: folytonos és diszkrét változó. Filozófia: ókori görög bölcselet; az anyag mé-lyebb megismerésének hatása a gondolkodásra, a tudomány felelősségé-nek kérdései, a megis-merhetőség határai és korlátai.

A modern atomelméletet megalapozó felfedezések. A korai atommodellek. Az elektron felfedezése: Thom-son-modell. Az atommag felfedezése: Ruther-ford-modell.

Értse az atomról alkotott elkép-zelések (atommodellek) fejlődé-sét: a modell mindig kísérlete-ken, méréseken alapul, azok eredményeit magyarázza; új, a modellel már nem értelmezhe-tő, azzal ellentmondásban álló kísérleti tapasztalatok esetén új modell megalkotására van szük-ség. Mutassa be a modellalkotás lényegét Thomson és Ruther-ford modelljén, a modellt meg-alapozó és megdöntő kísérletek, jelenségek alapján.

Bohr-féle atommodell. Ismerje a Bohr-féle atommodell kísérleti alapjait (spektroszkó-pia, Rutherford-kísérlet). Le-gyen képes összefoglalni a mo-dell lényegét és bemutatni, mennyire alkalmas az a gázok vonalas színképének értelmezé-sére és a kémiai kötések magya-rázatára.


29

Az elektron kettős természete, de Broglie-hullámhossz. Alkalmazás: az elektronmikro-szkóp.

Ismerje az elektron hullámter-mészetét igazoló elektroninter-ferencia-kísérletet. Értse, hogy az elektron hullámtermészeté-nek ténye új alapot ad a mikro-fizikai jelenségek megértéséhez.

A kvantummechanikai atommodell. Tudja, hogy a kvantummecha-nikai atommodell az elektrono-kat hullámként írja le. Tudja, hogy az elektronok impulzusa és helye egyszerre nem mond-ható meg pontosan.

Fémek elektromos vezetése. Jelenség: szupravezetés.

Legyen kvalitatív képe a fémek elektromos ellenállásának klas--szikus értelmezéséről.

Félvezetők szerkezete és vezetési tulaj-donságai. Mikroelektronikai alkalmazások: dióda, tranzisztor, LED, fény-elem stb.

A kovalens kötésű kristályok szerkezete alapján értelmezze a szabad töltéshordozók keltését tiszta félvezetőkben. Ismerje a szennyezett félveze-tők elektromos tulajdonságait. Tudja magyarázni a p-n átme-netet.


Atom, atommodell, elektronhéj, energiaszint, kettős természet, Bohr-modell, Heisenberg-féle határozatlansági reláció, félvezetők.

Tematikai egység Az atommag is részekre bontható – a magfizika ele-

mei Órakeret

10 óra

Előzetes tudás Atommodellek, Rutherford-kísérlet, rendszám, tömegszám, izotópok.


céljai

A magfizika alapismereteinek bemutatása a XX. századi történelmi események, a nukleáris energiatermelés, a mindennapi életben történő széleskörű alkalmazás és az ezekhez kapcsolódó nukleáris kockázat kérdéseinek szempontjából. Az ismereteken alapuló energiatudatos szemlélet kialakítása. A betegség felismerése és a terápia során fellépő reális kockázatok felelős vállalásának megértése.



Az atommag alkotórészei, tömegszám, rendszám, neutronszám.

A tanuló ismerje az atommag jellemzőit (tömegszám, rend-szám) és a mag alkotórészeit.

Kémia: Atommag, pro-ton, neutron, rend-szám, tömegszám, izo-tóp, radioaktív izotó-pok és alkalmazásuk, radioaktív bomlás. Hidrogén, hélium,

Az erős kölcsönhatás. Stabil atommagok létezésének magyarázata.

Ismerje az atommagot összetartó magerők, az ún. „erős kölcsönha-tás” tulajdonságait. Tudja kvalita-tív szinten értelmezni a mag kö-


30

tési energiáját, értse a neutronok szerepét a mag stabilizálásában. Ismerje a tömegdefektus jelensé-gét és kapcsolatát a kötési energi-ával.

magfúzió. Biológia-egészségtan: a sugárzások biológiai hatásai; a sugárzás sze-repe az evolúcióban, a fajtanemesítésben a mutációk előidézése révén; a radioaktív su-gárzások hatása. Földrajz: energiaforrá-sok, az atomenergia szerepe a világ energia-termelésében. Történelem, társadalmi és állampolgári ismeretek: a Hirosimára és Naga-szakira ledobott két atombomba története, politikai háttere, ké-sőbbi következményei. Einstein; Szilárd Leó, Teller Ede és Wigner Jenő, a világtörténel-met formáló magyar tudósok. Filozófia; etika: a tudo-mány felelősségének kérdései. Matematika: valószínű-ség-számítás.

Magreakciók. Tudja értelmezni a fajlagos kötési energia-tömegszám grafikont, és ehhez kapcsolódva tudja értel-mezni a lehetséges magreakció-kat.

A radioaktív bomlás. Ismerje a radioaktív bomlás típu-sait, a radioaktív sugárzás fajtáit és megkülönböztetésük kísérleti módszereit. Tudja, hogy a radio-aktív sugárzás intenzitása mérhe-tő. Ismerje a felezési idő fogal-mát és ehhez kapcsolódóan tud-jon egyszerű feladatokat megol-dani.

A természetes radioaktivitás. Legyen tájékozott a természetben előforduló radioaktivitásról, a radioaktív izotópok bomlásával kapcsolatos bomlási sorokról. Ismerje a radioaktív kormeghatá-rozási módszer lényegét.

Mesterséges radioaktív izotópok előállí-tása és alkalmazása.

Legyen fogalma a radioaktív izo-tópok mesterséges előállításának lehetőségéről és tudjon példákat a mesterséges radioaktivitás né-hány gyakorlati alkalmazására a gyógyászatban és a műszaki gya-korlatban.

Maghasadás. Tömegdefektus, tömeg-energia egyenértékűség. A láncreakció fogalma, létrejöttének feltételei.

Ismerje az urán–235 izotóp spontán hasadásának jelenségét. Tudja értelmezni a hasadással járó energia-felszabadulást. Értse a láncreakció lehetőségét és létre-jöttének feltételeit.

Az atombomba. Értse az atombomba működésé-nek fizikai alapjait és ismerje egy esetleges nukleáris háború globá-lis pusztításának veszélyeit.

Az atomreaktor és az atomerőmű. Ismerje az ellenőrzött láncreakció fogalmát, tudja, hogy az atomre-aktorban ellenőrzött láncreakciót valósítanak meg és használnak energiatermelésre. Értse az atomenergia szerepét az emberi-


31

ség növekvő energiafelhasználá-sában, ismerje előnyeit és hátrá-nyait.

Magfúzió. Legyen tájékozott arról, hogy a csillagokban magfúziós folyama-tok zajlanak, ismerje a Nap ener-giatermelését biztosító fúziós fo-lyamat lényegét. Tudja, hogy a H-bomba pusztító hatását mester-séges magfúzió során felszabadu-ló energiája biztosítja. Tudja, hogy a békés energiatermelésre használható, ellenőrzött magfú-ziót még nem sikerült megvalósí-tani, de ez lehet a jövő perspekti-vikus energiaforrása.

A radioaktivitás kockázatainak leíró bemutatása. Sugárterhelés, sugárvédelem.

Ismerje a kockázat fogalmát, számszerűsítésének módját és annak valószínűségi tartalmát. Ismerje a sugárvédelem fontos-ságát és a sugárterhelés jelentősé-gét.

Kulcsfogal-mak/ fogal-

mak

Magerő, kötési energia, tömegdefektus, maghasadás, radioaktivitás, magfú-zió, láncreakció, atomreaktor, fúziós reaktor.

Tematikai egység Csillagászat és asztrofizika elemei Órakeret

8 óra

Előzetes tudás A földrajzból tanult csillagászati alapismeretek, a bolygómozgás törvé-nyei, a gravitációs erőtörvény.


céljai

Annak bemutatása, hogy a csillagászat, a megfigyelési módszerek gyors fejlődése révén, a XXI. század vezető tudományává vált. A világegye-temről szerzett új ismeretek segítenek, hogy az emberiség felismerje a helyét a kozmoszban, miközben minden eddiginél magasabb szinten meggyőzően igazolják az égi és földi jelenségek törvényeinek azonossá-gát.


tek


Leíró csillagászat. Problémák: a csillagászat kultúrtörténete. Geocentrikus és heliocentrikus világkép. Asztronómia és asztrológia. Alkalmazások: hagyományos és új csillagászati műszerek.

A tanuló legyen képes tájékozód-ni a csillagos égbolton. Ismerje a csillagászati helymegha-tározás alapjait. Ismerjen néhány csillagképet és legyen képes azo-kat megtalálni az égbolton. Is-merje a Nap és a Hold égi moz-gásának jellemzőit, értse a Hold fázisainak változását, tudja értel-

Történelem, társadalmi és állampolgári ismeretek: Kopernikusz, Kepler, Newton munkássága. A napfogyatkozások szerepe az emberi kul-túrában, a Hold „kép-ének” értelmezése a múltban.


32

Űrtávcsövek. Rádiócsillagászat.

mezni a hold- és napfogyatkozá-sokat. Tájékozottság szintjén ismerje a csillagászat megfigyelési módsze-reit az egyszerű távcsöves megfi-gyelésektől az űrtávcsöveken át a rádió-teleszkópokig.

Földrajz: a Föld forgása és keringése, a Föld forgásának következ-ményei (nyugati szelek öve), a Föld belső szerkezete, földtörté-neti katasztrófák, krá-terbecsapódás keltette felszíni alakzatok. Biológia-egészségtan: a Hold és az ember bio-lógiai ciklusai, az élet feltételei. Kémia: a periódusos rendszer, a kémiai elemek keletkezése. Magyar nyelv és irodalom; mozgóképkultúra és mé-diaismeret: „a csillagos ég alatt”. Filozófia: a kozmológia kérdései.

Égitestek. Ismerje a legfontosabb égiteste-ket (bolygók, holdak, üstökösök, kisbolygók és aszteroidák, csilla-gok és csillagrendszerek, galaxi-sok, galaxishalmazok) és azok legfontosabb jellemzőit. Legyenek ismeretei a mesterséges égitestekről és azok gyakorlati jelentőségéről a tudományban és a technikában.

A Naprendszer és a Nap. Ismerje a Naprendszer jellemzőit, a keletkezésére vonatkozó tudo-mányos elképzeléseket. Tudja, hogy a Nap csak egy az átlagos csillagok közül, miközben a földi élet szempontjából meg-határozó jelentőségű. Ismerje a Nap legfontosabb jellemzőit: a Nap szerkezeti felépítését, bel-ső, energiatermelő folyamatait és sugárzását, a Napból a Földre érkező energia mennyiségét (nap-állandó).

Csillagrendszerek, Tejútrendszer és galaxisok. A csillagfejlődés: a csillagok szerkezete, energiamérlege és keletkezése. Kvazárok, pulzárok; fekete lyu-kak.

Legyen tájékozott a csillagokkal kapcsolatos legfontosabb tudo-mányos ismeretekről. Ismerje a gravitáció és az energiatermelő nukleáris folyamatok meghatáro-zó szerepét a csillagok kialakulá-sában, „életében” és megszűné-sében.

A kozmológia alapjai. Problémák, jelenségek: a kémiai anyag (atommagok) ki-alakulása. Perdület a Naprendszerben. Nóvák és szupernóvák. A földihez hasonló élet, kultúra esélye és keresése, exobolygók kutatása. Gyakorlati alkalmazások:

Legyenek alapvető ismeretei az Univerzumra vonatkozó aktuális tudományos elképzelésekről. Is-merje az ősrobbanásra és a Világ-egyetem tágulására utaló csillagá-szati méréseket. Ismerje az Uni-verzum korára és kiterjedésére vonatkozó becsléseket, tudja, hogy az Univerzum gyorsuló ütemben tágul.


33

műholdak,

hírközlés és meteorológia,

GPS,

űrállomás,

holdexpediciók,

bolygók kutatása.


mak

Égitest, csillagfejlődés, csillagrendszer, ősrobbanás, táguló világegyetem, Naprendszer, űrkutatás.

A fejlesztés várt eredményei a ciklus végén

A mechanikai fogalmak bővítése a rezgések és hullámok témakörével, valamint a forgómozgás és a síkmozgás gyakorlatban is fontos ismereteivel. Az elektromágneses indukcióra épülő mindennapi alkalmazások fizikai alapjainak ismerete: elektromos energiahálózat, elektromágneses hullámok. Az optikai jelenségek értelmezése hármas modellezéssel (geometriai optika, hullámoptika, fo-tonoptika). Hétköznapi optikai jelenségek értelmezése. A modellalkotás jellemzőinek bemutatása az atommodellek fejlődésén. Alapvető ismeretek a kondenzált anyagok szerkezeti és fizikai tulajdonságainak összefüggéseiről. A magfizika elméleti ismeretei alapján a korszerű nukleáris technikai alkalmazások értelmezése. A kockázat ismerete és reális értékelése. A csillagászati alapismeretek felhasználásával Földünk elhelyezése az Univerzumban, szemléletes kép az Univerzum térbeli, időbeli méreteiről. A csillagászat és az űrkutatás fontosságának ismerete és megértése. Képesség önálló ismeretszerzésre, forráskeresésre, azok szelektálására és feldolgozására.

Ellenőrzés, értékelés

Minden évfolyamon

Az értékelés főbb szempontjai:

- kísérletelemzés, jelenségmagyarázat tanári segédlettel - grafikonok, diagramok rajzolása, értelmezése, értékelése - kiselőadások tartása, önálló felkészülés alapján - szóbeli feleletek - félévente legalább három jegy alapján történhet a tanuló lezárása - évente a témaköröknek megfelelő számú témazáró dolgozat írásban

jeles 85 100% jó 75 85% közepes 55 70% elégséges 40 55% elégtelen 0 40%

A továbbhaladás feltételei, minimális követelmények a 9-10. évfolyamon

A tanuló:

legyen képes a kísérleteket, méréseket, a természet alapvető fizikai folyamatait értelmezni, azokból következtetéseket levonni és általánosítani;


34

legyen járatos a grafikonok, függvények ábrázolásában, elemzésében az SI mértékrendszer használatában;

tudjon megoldani egyszerű feladatokat, tudja alkalmazni az elméletet egyszerű problémákra.


35

Emelt szintű érettségire felkészítő foglalkozások

11–12. évfolyam

A képzésnek ebben a szakaszában a diákok absztrakciós képességének fejlődése, matematikai ismereteinek bővülése lehetőséget ad a matematikailag igényesebb anyagrészek tárgyalására, esetenként a deduktív ismeretszerzési módszerek bemutatására is. Először az elektromágneses indukciót és a váltóáramú elektromos energiahálózatot tárgyalják, majd a hullámviselkedés kap kiemelt hangsúlyt. A mechanikai és elektrodinamikai rezgések és hullámok után a fény hullámtulajdonságai, majd a fény kettős természetének párhuzamaként bevezetett anyaghullámok tárgyalása vezet el az elektron hullámtermészetén alapuló kvantummechanikai atommodellig (ez utóbbi csak képszerűen, kvalitatív szinten szerepel a tantervben). Az atommodellek fejlődésének bemutatása jó lehetőséget ad a fizikai törvények feltárásában az alapvető modellezés lényegének koncentrált bemutatására. Az atomszerkezetek megismerésén keresztül jól kapcsolható a fizikai és a kémiai ismeretanyag, illetve megtárgyalható a kémiai kötésekkel összetartott kristályos és cseppfolyós anyagok mikroszerkezete és fizikai sajátságaik közti kapcsolat. Ez utóbbi témának fontos része a félvezetők tárgyalása. A 12. évfolyam anyaga a társadalmi közfigyelem középpontjában álló magfizika témakörével kez-dődik, magába foglalva a nukleáris technika kérdéskörét, annak kockázati tényezőit is. A Csillagá-szat és asztrofizika fejezet a klasszikus csillagászati ismeretek rendszerezése után a magfizikához jól kapcsolódó csillagszerkezeti és kozmológiai kérdésekkel folytatódik. A Környezetfizika és a Fizika és társadalom témakörei a fizika mai legfontosabb gyakorlati alkalmazásait tárgyalja, ezzel mintegy szintézisbe is fogja a korábbiakban itt-ott már érintett kérdéseket. Kiemelt hangsúlyt kap az energia- és környezettudatosság kérdésköre, a kockázat fogalmának alapszintű megismerése. Fókuszáltan törekszünk a mindennapi eszközök működésének fizikai magyarázatára. Ez a szakasz az érettségire felkészítés időszaka is, ezért az érettségire készülőknek intenzívebb oktatást kell szervezni. Így emelt szintű oktatás szervezésével alkalmassá válhatnak arra, hogy fizi-ka tárgyból emelt szinten érettségizzenek, és alkalmassá váljanak a műszaki pályán történő egye-temi szintű továbbtanulásra. Ehhez a felkészítéshez szükséges a megfelelő matematikai ismeretek megszerzése is. A kerettanterv részletesen felbontott óraszámához hozzászámítandó 10% (azaz 20 óra) szabad tanári döntéssel felhasználható órakeret, továbbá 24 óra ismétlésre és számonkérésre ajánlott óra-keret. Ezekből adódik össze a kétéves teljes 201 órás tantárgyi órakeret.


36

11. évfolyam

Évi órakeret felosztása Heti óraszám: 4 Éves órakeret: 144 Témakörök ................................................................................................................ óraszám Mechanikai rezgések ........................................................................................................................... 16 óra Mechanikai hullámok, hangtan .......................................................................................................... 20 óra Elektromágneses indukció, váltóáram .............................................................................................. 18 óra Elektromágneses rezgés, elektromágneses hullám ......................................................................... 12 óra Hullám- és sugároptika ....................................................................................................................... 16 óra Atomfizika I. – héjfizika ..................................................................................................................... 16 óra Kondenzált anyagok szerkezete és fizikai tulajdonságai .................................................................. 8 óra Atomfizika II. – magfizika ................................................................................................................. 20 óra Rendszerező ismétlés .......................................................................................................................... 18 óra

Összesen ..................................................................................................................... 144 óra

Tematikai egy-ség

Mechanikai rezgések Órakeret

16 óra

Előzetes tudás A forgásszögek szögfüggvényei. A körmozgás kinematikája, a dinamika alapegyenlete, a rugó erőtörvénye, kinetikus energia, rugóenergia.

A tematikai egy-ség nevelési-

fejlesztési céljai

A rezgések témakörével a későbbi fejezetek (mechanikai hullámok, a hangtan, a váltakozó áramok témaköre, az elektromágneses rezgések ér-telmezése, az elektromágneses hullámok jelenségköre, a kvantummecha-nika anyagszerkezeti vonatkozásai) megalapozását készíti elő. Az egysze-rű, tanulókísérleti módszerekkel is meghatározható összefüggések feltárá-sával azoknak a jelenségeknek kézzelfoghatóvá tételét segítjük elő, ame-lyek elvontabb megfelelőit ezáltal később könnyebben sajátíthatják el a tanulók.



A rugóra akasztott rezgő test kine-matikai vizsgálata.

A tanuló ismerje a rezgő test jel-lemző paramétereit (amplitúdó, rezgésidő, frekvencia, körfrek-vencia). Ismerje és tudja grafikusan ábrá-zolni a mozgás kitérés-idő, sebes-ség-idő, gyorsulás-idő függvénye-it. Legyen képes rezgésekkel kapcso-latos egyszerű kísérletek, mérések elvégzésére.

Matematika: periodikus függvények. Filozófia: az idő filozófi-ai kérdései. Informatika: az informa-tikai eszközök működé-sének alapja, az órajel.

A rezgés dinamikai vizsgálata. Tudja, hogy a harmonikus rezgés dinamikai feltétele a lineáris erő-törvény. Legyen képes felírni a rugón rezgő test mozgásegyenle-tét.


37

A rezgésidő meghatározása. Fonálinga.

Tudja, hogy a rezgésidőt a test tömege és a rugóállandó határoz-za meg. Legyen képes a rezgésidő számítására és az eredmény el-lenőrzésére méréssel. Tudja, hogy a kis kitérésű fona-linga mozgása harmonikus rez-gésnek tekinthető, a lengésidőt az inga hossza és a nehézségi gyor-sulás határozza meg.

A rezgőmozgás energetikai vizsgála-ta. A mechanikai energiamegmara-dás harmonikus rezgés esetén.

Legyen képes az energiaviszo-nyok értelmezésére a rezgés so-rán. Tudja, hogy a feszülő rugó energiája a test mozgási energiá-jává alakul, majd újból rugóener-giává. Ha a csillapító hatások el-hanyagolhatók, a rezgésre érvé-nyes a mechanikai energia meg-maradása. Tudja, hogy a környezeti hatások (súrlódás, közegellenállás) miatt a rezgés csillapodik, de eközben a rezgésidő nem változik. Ismerje a rezonancia jelenségét és ennek gyakorlati jelentőségét.


Harmonikus rezgés, lineáris erőtörvény, rezgésidő.

Tematikai egy-ség

Mechanikai hullámok, hangtan Órakeret

20 óra

Előzetes tudás Rezgés, sebesség, hangtani jelenségek, alapismeretek.



A mechanikai hullámjelenségek feldolgozása a rezgések szerves folytatá-saként. A rezgésállapot terjedésének bemutatása rugalmas közegben, a hullám időbeli és térbeli periodicitása. Speciális hullámjelenségek, energia terjedése a hullámban. A mechanikai hullámok gyakorlati jelentőségének bemutatása, különös tekintettel a hangtanra.



A hullám fogalma, jellemzői. A tanuló tudja, hogy a mechani-kai hullám a rezgésállapot terje-dése valamely közegben, anyagi részecskék nem haladnak a hul-lámmal, a hullámban energia ter-jed.

Matematika: trigono-metrikus függvények. Technika, életvitel és gya-korlat: a zajvédelem és az egészséges környe-zethez való jog (élet az autópályák, repülőte-

Hullámterjedés egy dimenzióban. Kötélhullámok esetén értelmezze a hullám térbeli és időbeli perio-


38

dicitását jellemző mennyiségeket (hullámhossz, periódusidő). Ismerje a longitudinális és transzverzális hullámok fogal-mát.

rek szomszédságában). Földrajz: földrengések, lemeztektonika, ár-apály-jelenség. Biológia-egészségtan: A hallás. Hang az állatvilágban. Gyógyító hang, ultra-hang a gyógyászatban, fájdalomküszöb. Ének-zene: hangmagas-ság, hangerő, felhan-gok, hangszín, akuszti-ka.

A hullámot leíró függvény. Hullámok találkozása, állóhullá-mok.

Tudja, hogy a hullámot leíró függvény a forrástól tetszőleges távolságra lévő pont rezgési kité-rését adja meg az idő függvényé-ben. Legyen képes felírni a függ-vényt és értelmezni a formulában szereplő mennyiségeket. Ismerje a terjedési sebesség, a hullámhossz és a periódusidő kapcsolatát. Tudja, hogy a hullámok akadály-talanul áthaladhatnak egymáson. Ismerje az állóhullám fogalmát és kialakulásának feltételét.

Felületi hullámok. Hullámok visszaverődése, törése. Hullámok interferenciája, az erő-sítés és a gyengítés feltételei.

Hullámkádas kísérletek alapján értelmezze a hullámok visszave-rődését, törését. Értse az interferencia jelenségét és értelmezze a Huygens–Fresnel-elv segítségével az erősí-tés és gyengítés (kioltás) feltétele-it.

Kiterjedt testek sajátrezgései. Térbeli hullámok. Jelenségek: földrengéshullámok, lemeztekto-nika.

Ismerje a véges kiterjedésű ru-galmas testekben kialakuló álló-hullámok jelenségét, a test ún. „sajátrezgéseit”. Tudja, hogy al-kalmas frekvenciájú rezgés állan-dósult hullámállapotot (állóhul-lám) eredményezhet.

A hang, mint a térben terjedő hullám. A hang fizikai jellemzői. Alkalmazá-sok: hallásvizsgálat. Hangszerek, a zenei hang jellem-zői. Ultrahang és infrahang. Hangsebesség mérése.

Tudja, hogy a hang mechanikai rezgés, ami a levegőben longitu-dinális hullámként terjed. Ismerje a hangmagasság, a hang-erősség, a terjedési sebesség fo-galmát. Legyen képes legalább egy hang-szer működésének magyarázatá-ra. Ismerje az ultrahang és az infra-hang fogalmát, gyakorlati alkal-mazását. Ismerje a hallás fizikai alapjait, a hallásküszöb és a zajszennyezés fogalmát.


39

Ismerjen legalább egy kísérleti módszert a hangsebesség megha-tározására.


Hullám, hullámhossz, periódusidő, transzverzális hullám, longitudinális hul-lám, hullámtörés, interferencia, állóhullám, hanghullám, hangsebesség, hangmagasság, hangerő, rezonancia.

Tematikai egység Elektromágneses indukció, váltóáram Órakeret

18 óra

Előzetes tudás Mágneses tér, az áram mágneses hatása, feszültség, áram.



Az áramköri elemekhez kötött, helyi mágneses és elektromos mező jel-lemzői, az indukált elektromos mező és a nyugvó töltések által keltett erőtér közötti lényeges szerkezeti különbség kiemelése. A változó mág-neses és elektromos terek fogalmi összekapcsolása. Az elektromágneses indukció gyakorlati jelentőségének bemutatása. Az indukált elektromos mező és a nyugvó töltések által keltett erőtér kö-zötti lényeges szerkezeti különbség kiemelése.



A mozgási indukció. A tanuló ismerje a mozgási in-dukció alapjelenségét, és tudja azt a Lorentz-erő segítségével értelmezni.

Kémia: elektromos áram, elektromos ve-zetés. Matematika: trigono-metrikus függvények, függvénytranszformá-ció. Technika, életvitel és gya-korlat: az áram biológi-ai hatása, balesetvéde-lem, elektromos áram a háztartásban, biztosí-ték, fogyasztásmérők. Korszerű elektromos háztartási készülékek, energiatakarékosság.

Váltakozó feszültség keltése, a váltó-áramú generátor elve (mozgási in-dukció mágneses térben forgatott tekercsben). Lenz törvénye. A váltakozó feszültség és áram jellemző paraméterei. Váltóáramú ellenállások. Ohm törvénye váltóáramú hálózatban.

Értelmezze a váltakozó feszült-ség keletkezését mozgásindukci-óval. Ismerje a szinuszosan váltakozó feszültséget és áramot leíró függvényt, tudja értelmezni a benne szereplő mennyiségeket. Ismerje Lenz törvényét. Ismerje a váltakozó áram effek-tív hatását leíró mennyiségeket (effektív feszültség, áram, telje-sítmény). Értse, hogy a tekercs és a kon-denzátor ellenállásként viselkedik a váltakozó áramú hálózatban. Ismerje sajátságát, hogy nem csupán az áram és feszültség nagyságának arányát változtatja, de a két függvény fázisviszonyait is módosítja.

A nyugalmi indukció, az elektromágne-ses indukció jelensége.

Ismerje a nyugalmi indukció je-lenségét és tudja azt egyszerű


40

Faraday indukciós törvénye, Lenz tör-vénye.

jelenségbemutató kísérlettel szemléltetni. Ismerje Faraday indukciós tör-vényét és legyen képes a törvény alkalmazásával egyszerű felada-tok megoldására. Tudja értel-mezni Lenz törvényét a nyugal-mi indukció jelenségeire.

Transzformátor. Gyakorlati alkalmazások.

Értelmezze a transzformátor működését az indukciótörvény alapján. Tudjon példákat a transzformá-torok gyakorlati alkalmazására.

Az önindukció jelensége. Ismerje az önindukció jelenségét és szerepét a gyakorlatban.

Az elektromos energiahálózat. A háromfázisú energiahálózat jel-lemzői. Az energia szállítása az erőműtől a fogyasztóig. Távvezeték, transzformátorok. Az elektromos energiafogyasztás mérése. Az energiatakarékosság lehetősé-gei. Tudomány- és technikatörténet Jedlik Ányos, Siemens szerepe. Ganz, Diesel mozdonya. A transzformátor magyar feltalá-lói.

Ismerje a hálózati elektromos energia előállításának gyakorlati megvalósítását, az elektromos energiahálózat felépítését és mű-ködésének alapjait. Ismerje az elektromos energia-fogyasztás mérésének fizikai alapjait, az energiatakarékosság gyakorlati lehetőségeit a köznapi életben.


Mozgási indukció, nyugalmi indukció, önindukció, váltóáramú generátor, váltóáramú elektromos hálózat.

Tematikai egy-ség

Elektromágneses rezgés, elektromágneses hullám Órakeret

12 óra

Előzetes tudás Elektromágneses indukció, önindukció, kondenzátor, kapacitás, váltakozó áram.



Az elektromágneses sugárzások fizikai hátterének bemutatása. A változó elektromos és mágneses mezők szimmetrikus kapcsolatának, következ-ményének létrejövő változó elektromágneses mező, leválik az áramköri forrásokról és terjednek a térben. Az így létrejött elektromágneses tér az anyagi világ újfajta szubsztanciájának tekinthető (terjedni képes, energiája van). Az elektromágneses hullámok spektrumának bemutatása, érzékszer-veinkkel, illetve műszereinkkel érzékelt egyes spektrum-tartományainak jellemzőinek kiemelése. Az információ elektromágneses úton történő to-vábbításának elméleti és kísérleti megalapozása.


41



Az elektromágneses rezgőkör, elektro-mágneses rezgések.

A tanuló ismerje az elektromág-neses rezgőkör felépítését és működését. Tudja, hogy a vezetékek ellenál-lása miatt fellépő energiaveszte-ségek miatt a rezgés csillapodik, csillapítatlan elektromágneses rezgések előállítása energiapót-lással (visszacsatolás) biztosítha-tó.

Technika, életvitel és gya-korlat: kommunikációs eszközök, információ-továbbítás üvegszálas kábelen, levegőben, az információ tárolásának lehetőségei. Biológia-egészségtan: élet-tani hatások, a képal-kotó diagnosztikai eljá-rások, a megelőzés szerepe. Informatika: informá-ciótovábbítás jogi sza-bályozása, internetjo-gok és -szabályok. Vizuális kultúra: Kép-alkotó eljárások alkal-mazása a digitális mű-vészetekben, művészi reprodukciók. A média szerepe.

Elektromágneses hullám, hullámjelen-ségek.

Jelenségek, gyakorlati alkalmazá-sok: információtovábbítás elekt-romágneses hullámokkal. Adó-vevő, moduláció. Mobiltelefon-hálózat.

Ismerje az elektromágneses hul-lám fogalmát, tudja, hogy az elektromágneses hullámok fény-sebességgel terjednek, a terjedé-séhez nincs szükség közegre. Egyszerű jelenség-bemutató kí-sérlet alapján tudja magyarázni, hogy távoli, rezonanciára hangolt rezgőkörök között az elektro-mágneses hullámok révén ener-giaátvitel lehetséges fémes össze-köttetés nélkül. Értse, hogy ez az alapja a jelek (információ) továb-bításának.

Az elektromágneses spektrum. Jelenségek, gyakorlati alkalmazá-sok: hőfénykép, röntgenteleszkóp, rá-diótávcső.

Ismerje az elektromágneses hul-lámok frekvenciatartományokra osztható spektrumát és az egyes tartományok jellemzőit.

Az elektromágneses hullám energiája. Az elektromágneses hullámok gyakor-lati alkalmazása. Jelenségek, gyakorlati alkalmazá-sok: a rádiózás fizikai alapjai. A tévéadás és -vétel elvi alapjai. A GPS műholdas helymeghatáro-zás. A mobiltelefon. A mikrohullámú sütő.

Tudja, hogy az elektromágneses hullámban energia terjed. Legyen képes példákon bemu-tatni az elektromágneses hullá-mok gyakorlati alkalmazását.


Elektromágneses rezgőkör, rezgés, rezonancia, elektromágneses hullám, elektromágneses spektrum.

Tematikai egy-ség

Hullám- és sugároptika Órakeret

16 óra


42

Előzetes tudás Korábbi geometriai optikai ismeretek, hullámtulajdonságok, elektromág-neses spektrum.



A fény és a fényjelenségek tárgyalása az elektromágneses hullámokról ta-nultak alapján. A fény gyakorlati szempontból kiemelt szerepének tudato-sítása, hétköznapi fényjelenségek és optikai eszközök működésének ér-telmezése.



A fény mint elektromágneses hullám. Jelenségek, gyakorlati alkalmazá-sok: a lézer mint fényforrás, a lézer sokirányú alkalmazása.

Tudja a tanuló, hogy a fény elektromágneses hullám, az elektromágneses spektrum egy meghatározott frekvenciatarto-mányához tartozik.

Biológia-egészségtan: A szem és a látás, a szem egészsége. Látáshibák és korrekciójuk. Az energiaátadás sze-repe a gyógyászati al-kalmazásoknál, a fény élettani hatása napo-zásnál. A fény szerepe a gyógyászatban és a megfigyelésben. Magyar nyelv és irodalom; mozgóképkultúra és mé-diaismeret: A fény sze-repe. Az Univerzum megismerésének iro-dalmi és művészeti vonatkozásai, színek a művészetben. Vizuális kultúra: a fényképezés mint mű-vészet.

A fény terjedése, a vákuumbeli fényse-besség. A történelmi kísérletek a fény ter-jedési sebességének meghatározá-sára.

Tudja a vákuumbeli fénysebesség értékét és azt, hogy mai tudásunk szerint ennél nagyobb sebesség nem létezhet (határsebesség).

A fény visszaverődése, törése új közeg határán (tükör, prizma).

Ismerje a fény terjedésével kap-csolatos geometriai optikai alap-jelenségeket (visszaverődés, tö-rés) és az ezekre vonatkozó tör-vényeket.

Elhajlás, interferencia, polarizáció (op-tikai rés, optikai rács).

Ismerje a fény hullámtermészetét bizonyító kísérleti jelenségeket (elhajlás, interferencia, polarizá-ció) és értelmezze azokat. Ismerje a fény hullámhosszának mérését optikai ráccsal.

A fehér fény színekre bontása. Disz-perziós és diffrakciós színkép. A diszperzió jelensége. Optikai rács.

Ismerje Newton történelmi prizmakísérletét, és tudja értel-mezni a fehér fény összetett vol-tát. Csoportosítsa a színképeket (folytonos, vonalas; abszorpciós, emissziós színképek.

A geometriai optika alkalmazása. Képalkotás. Jelenségek, gyakorlati alkalmazá-sok: a látás fizikája, a szivárvány.

Ismerje a geometriai optika leg-fontosabb alkalmazásait. Értse a leképezés fogalmát, tük-rök, lencsék képalkotását. Legyen képes egyszerű képszerkeszté-sekre és tudja alkalmazni a leké-pezési törvényt egyszerű számí-tásos feladatokban. Ismerje és értse a gyakorlatban fontos optikai eszközök (peri-


43

szkóp, egyszerű nagyító, mikro-szkóp, távcső. szemüveg) műkö-dését. Legyen képes egyszerű optikai kísérletek, mérések elvégzésére (lencse fókusztávolságának meg-határozása, hullámhosszmérés optikai ráccsal).


A fény mint elektromágneses hullám, fénytörés, visszaverődés, elhajlás, in-terferencia, polarizáció, diszperzió, spektroszkópia, képalkotás.

Tematikai egy-ség

Atomfizika I. – héjfizika Órakeret

16 óra

Előzetes tudás Az anyag atomos szerkezete.



Az atomfizika tárgyalásának összekapcsolása a kémiai tapasztalatokon (súlyviszonytörvények) alapuló atomelmélettel. A fizikában alapvető mo-dellalkotás folyamatának bemutatása az atommodellek változásain keresz-tül. A klasszikus szemlélettől alapvetően különböző, döntően matematikai számításokon alapuló kvantummechanikai atommodell egyszerűsített képszerű bemutatása. A kvantummechanikai atommodell tárgyalása során a kémiában korábban tanultak felelevenítése, integrálása. A műszaki-technikai szempontból alapvető félvezetők sávszerkezetének kvalitatív, kvantummechanikai szemléletű megalapozása.



Az anyag atomos felépítése felismerésé-nek történelmi folyamata.

Ismerje a tanuló az atomok léte-zésére utaló korai természettu-dományos tapasztalatokat, tud-jon meggyőzően érvelni az ato-mok létezése mellett. Ismerje az atomelmélet kialaku-lásának fontosabb állomásait Démokritosz természetfilozófiá-jától Dalton súlyviszonytörvé-nyeiig. Lássa az Avogadro-törvény és a kinetikus gázelmélet jelentőségét az atomelmélet elfogadtatásában. Lássa a kapcsolatot a Faraday-törvények (elektrolízis) és az elektromosság atomi szer-kezete között.

Kémia: az anyag szer-kezetéről alkotott el-képzelések, a változá-sukat előidéző kísérleti tények és a belőlük levont következteté-sek, a periódusos rendszer elektronszer-kezeti értelmezése. Matematika: folytonos és diszkrét változó. Filozófia: ókori görög bölcselet; az anyag mé-lyebb megismerésének hatása a gondolkodás-ra, a tudomány felelős-ségének kérdései, a megismerhetőség hatá-rai és korlátai.

A modern atomelméletet megalapozó felfedezések. A korai atommodellek.

Értse az atomról alkotott elkép-zelések (atommodellek) fejlődé-sét: a modell mindig kísérleteken,


44

Az elektron felfedezése: Thom-son-modell. Az atommag felfedezése: Ruther-ford-modell.

méréseken alapul, azok eredmé-nyeit magyarázza; új, a modellel már nem értelmezhető, azzal el-lentmondásban álló kísérleti ta-pasztalatok esetén új modell megalkotására van szükség. Mutassa be a modellalkotás lé-nyegét Thomson és Rutherford modelljén, a modellt megalapozó és megdöntő kísérletek, jelensé-gek alapján.

A kvantumfizika megalapozása: Hőmérsékleti sugárzás – a Planck-féle kvantumhipotézis. Fényelektromos hatás – Einstein-féle fotonelmélet. A fény kettős természete. Gázok vonalas színképe. Franck–Hertz-kísérlet.

Ismerje a kvantumfizikát meg-alapozó jelenségeket (hőmérsék-leti sugárzás, fényelektromos ha-tás, a fény kettős természete).

Bohr-féle atommodell. Ismerje a Bohr-féle atommodell kísérleti alapjait (spektroszkópia, Rutherford-kísérlet). Legyen képes összefoglalni a modell lényegét és bemutatni, mennyire alkalmas az a gázok vonalas színképének értelmezé-sére és a kémiai kötések magya-rázatára.

A periódusos rendszer értelmezése, Pau-li-elv.

A fizikai alapok ismeretében te-kintse át a kémiában tanult Pauli-elvet is használva a periódusos rendszer felépítését.

Az elektron kettős természete, de Broglie-hullámhossz. Alkalmazás: az elektronmikro-szkóp.

Ismerje az elektron hullámtermé-szetét igazoló elektroninterferen-cia-kísérletet. Értse, hogy az elektron hullámtermészetének ténye új alapot ad a mikrofizikai jelenségek megértéséhez.

A kvantummechanikai atommodell. Tudja, hogy a kvantummechani-kai atommodell az elektronokat hullámként írja le, a kinetikus energia a hullámhossz függvé-nye. Tudja, hogy a stacioner állapotú elektron állóhullámként fogható fel, hullámhossza, ezért az ener-giája is kvantált. Tudja, hogy az elektronok im-pulzusa és helye egyszerre nem


45

mondható meg pontosan.


Atom, atommodell, elektronhéj, energiaszint, kettős természet, Pauli-elv, Bohr-modell, Heisenberg-féle határozatlansági reláció.

Tematikai egy-ség

Kondenzált anyagok szerkezete és fizikai tulajdonságai Órakeret

8 óra

Előzetes tudás Atomok, ionok, molekulák, kémiai kötések, kondenzált halmazállapotok.



A kondenzált anyagok tulajdonságainak mikroszerkezeti értelmezése az atomfizikában megtanult alapismeretek felhasználásával. Megértetése és az azokról alkotott kép célszerű módosítása. A modern anyagfizika és technika alapjainak megértetése kvantummechanikai atommodell szemlé-letes ismerete alapján.



Ionkristályok szerkezete és fizikai tulajdonságai.

A tanuló lássa a kapcsolatot az ionrácsos anyagok makroszkopi-kus fizikai sajátságai és mikro-szerkezete között.

Kémia: Ionrácsok szer-kezete és tulajdonságai közötti összefüggések, poliszacharidok, fehér-jék, nukleinsavak szer-kezete és funkciói kö-zötti összefüggések, fémrácsok szerkezete és tulajdonságai közöt-ti összefüggések. Az atomrácsok szerkezete és tulajdonságai közöt-ti összefüggések. Informatika: modern technikai eszközök, számítógépek, mobil-telefon, hálózatok.

Fémek elektromos vezetése. Jelenség: szupravezetés.

Ismerje a fémes kötés kvalitatív kvantummechanikai értelmezé-sét. Legyen kvalitatív képe a fémek elektromos ellenállásának klas--szikus mikroszerkezeti értelme-zéséről (Drude-modell).

Félvezetők szerkezete és vezetési tulaj-donságai. Mikroelektronikai alkalmazások: dióda, tranzisztor, LED, fényelem stb.

A kovalens kötésű kristályok szerkezete alapján értelmezze a szabad töltéshordozók keltését tiszta félvezetőkben. Ismerje a szennyezett félvezetők elektromos tulajdonságait. Tudja magyarázni a p-n átmene-tet.


Mikroszerkezet, kémiai kötés, ionkristály, fém, félvezető, makromolekulájú anyag.

Tematikai egy-ség

Atomfizika II. – magfizika Órakeret

20 óra

Előzetes tudás Atommodellek, Rutherford-kísérlet, rendszám, tömegszám, izotópok.



A magfizika alapismereteinek bemutatása a XX. századi történelmi ese-mények, a nukleáris energiatermelés, a mindennapi életben történő széles-körű alkalmazás és az ezekhez kapcsolódó nukleáris kockázat kérdéseinek szempontjából. Az ismereteken alapuló energiatudatos szemlélet és a be-tegség felismerés és a terápia során fellépő reális kockázatok felelős válla-


46

lásának kialakítása.



Az atommag alkotórészei, tömeg-szám, rendszám, neutronszám.

A tanuló ismerje az atommag jel-lemzőit (tömegszám, rendszám) és a mag alkotórészeit.

Kémia: atommag, proton, neutron, rendszám, tömegszám, izotóp, radioaktív izotópok és alkalmazásuk, radioaktív bomlás. Hidrogén, hélium, magfúzió. Biológia-egészségtan: a sugárzások biológiai hatásai; a sugárzás szerepe az evolúcióban, a fajtanemesítésben a mutációk előidézése révén; a radioaktív sugárzások hatása. Földrajz: energiaforrások, az atomenergia szerepe a világ energiatermelésében. Történelem, társadalmi és állampolgári ismeretek: a Hirosimára és Nagaszakira ledobott két atombomba története, politikai háttere, későbbi következményei. Einstein; Szilárd Leó, Teller Ede és Wigner Jenő, a világtörténelmet formáló magyar tudósok. Filozófia; etika: a tudo-mány felelősségének kérdései.

Az erős kölcsönhatás. Stabil atommagok létezésének magyarázata.

Ismerje az atommagot összetartó magerők, avagy az ún. „erős köl-csönhatás” tulajdonságait, tudja értelmezni a mag kötési energiáját. Ismerje a tömegdefektus jelenségét és kapcsolatát a kötési energiával. Kvalitatív szinten ismerje az atommag cseppmodelljét.

Magreakciók. Tudja értelmezni a fajlagos kötési energia-tömegszám grafikont, és ehhez kapcsolódva tudja értelmez-ni a lehetséges magreakciókat.

A radioaktív bomlás. Ismerje a radioaktív bomlás típusa-it, a radioaktív sugárzás fajtáit és megkülönböztetésük kísérleti módszereit. Tudja, hogy a radioak-tív sugárzás intenzitása mérhető. Ismerje a felezési idő fogalmát és ehhez kapcsolódóan tudjon egy-szerű feladatokat megoldani.

A természetes radioaktivitás. Legyen tájékozott a természetben előforduló radioaktivitásról, a ra-dioaktív izotópok bomlásával kap-csolatos bomlási sorokról. Ismerje a radioaktív kormeghatározási módszer lényegét, tudja, hogy a radioaktív bomlás során felszaba-duló energia adja a Föld belsejének magas hőmérsékletét, a számunkra is hasznosítható „geotermikus energiát”.

Mesterséges radioaktív izotópok elő-állítása és alkalmazása.

Legyen fogalma a radioaktív izotó-pok mesterséges előállításának le-hetőségéről és tudjon példákat a mesterséges radioaktivitás néhány gyakorlati alkalmazására a gyógy-ászatban és a műszaki gyakorlat-ban.

Maghasadás. Tömegdefektus, tömeg-energia

Ismerje az urán–235 izotóp spon-tán hasadásának jelenségét. Tudja


47

egyenértékűség. A láncreakció fogalma, létrejöttének feltételei.

értelmezni a hasadással járó ener-gia-felszabadulást. Értse a láncreakció lehetőségét és létrejöttének feltételeit.

Matematika: valószínű-ségszámítás.

Az atombomba. Értse az atombomba működésé-nek fizikai alapjait és ismerje egy esetleges nukleáris háború globális pusztításának veszélyeit.

Az atomreaktor és atomerőmű. Ismerje az ellenőrzött láncreakció fogalmát, tudja, hogy az atomreak-torban ellenőrzött láncreakciót valósítanak meg és használnak energiatermelésre. Tájékozottság szintjén ismerje az atomerőművek legfontosabb funkcionális egysége-it és a működés biztonságát szolgá-ló technikát. Értse az atomenergia szerepét az emberiség növekvő energiafelhasználásában, ismerje előnyeit és hátrányait.

Magfúzió. Értelmezze a magfúziót a fajlagos kötési energia-tömegszám grafikon alapján. Legyen képes a magfúzió során felszabaduló energia becslésére a tömegdefektus alapján. Legyen tájékozott arról, hogy a csillagokban magfúziós folyamatok zajlanak, ismerje a Nap energia-termelését biztosító fúziós folya-mat lényegét. Tudja, hogy a H-bomba pusztító hatását mesterséges magfúzió so-rán felszabaduló energiája biztosít-ja. Tudja, hogy a békés energiater-melésre használható ellenőrzött magfúziót még nem sikerült meg-valósítani, de ez lehet a jövő pers-pektivikus energiaforrása.

A radioaktivitás kockázatainak leíró bemutatása. Sugárterhelés, sugárvédelem.

Ismerje a kockázat fogalmát, számszerűsítésének módját és an-nak valószínűségi tartalmát. Ismerje a sugárvédelem fontossá-gát és a sugárterhelés jelentőségét.


mak

Magerő, cseppmodell, kötési energia, tömegdefektus, maghasadás, radioaktivitás, magfúzió, láncreakció, atomreaktor, fúziós reaktor.

Rendszerező ismétlés Órakeret

18 óra


48

12. évfolyam

Évi órakeret felosztása Heti óraszám: 2 Éves órakeret: 64 Témakörök ................................................................................................................ óraszám Mechanikai kiegészítések: merev testek mechanikája ..................................................................... 10 óra Csillagászat és asztrofizika .................................................................................................................. 10 óra Környezetfizika ...................................................................................................................................... 4 óra Fizika és a társadalom ........................................................................................................................... 3 óra Tematikus évi mérési gyakorlatok ..................................................................................................... 19 óra Rendszerező ismétlés .......................................................................................................................... 18 óra

Összesen ....................................................................................................................... 64 óra

Tematikai egység Mechanikai kiegészítések: merev testek mechanikája Órakeret

10 óra

Előzetes tudás Körmozgás, merev test, forgatónyomaték, mozgásegyenlet, kinetikus energia, perdület, perdületmegmaradás.



A mechanika korábbi tárgyalásából kimaradt, nagyobb matematikai fel-készültséget igénylő részeinek tárgyalása. Jelenségek és gyakorlati alkal-mazások szemléletformáló tárgyalása a perdület, és a perdületmegmara-dás, a tiszta gördülés alapján.



A merev test fogalma, egyensúlya. Ismerje a tanuló a kiterjedt test egyensúlyi feltételeit és tudja azokat egyszerű feladatok során alkalmazni. Vegye észre a műszaki gyakor-latban, az építészetben és a köznapi életben a statikai isme-retek fontosságát.

Testnevelés és sport: kondi-cionáló gépek. Technika, életvitel és gya-korlat: Erőátviteli eszkö-zök, technikai eszközök, a tehetetlenség szerepe gyors fékezés esetén. Biztonsági öv, ütközé-ses balesetek, a gépkocsi biztonsági felszerelése, a biztonságos fékezés.

Rögzített tengely körül forgó merev test mozgásának kinematikai leírása.

Ismerje a tengellyel rögzített test forgó mozgásának kinema-tikai leírását, lássa a forgómoz-gás és a haladó mozgás leírásá-nak hasonlóságát.

Az egyenletesen változó forgómozgás dinamikai leírása.

Ismerje a forgómozgás dinami-kai leírását. Tudja, hogy a test forgásának megváltoztatása a testre ható forgatónyomatékok hatására történik. Lássa a pár-huzamot a haladó mozgás és a fogómozgás dinamikai leírásá-ban.


49

Tehetetlenségi nyomaték. Ismerje a tehetetlenségi nyoma-ték fogalmát és meghatározását egyszerű speciális esetekben.

A perdület, perdülettétel, perdület-megmaradás. Alkalmazások: pörgettyűhatás, a Naprendszer eredő perdülete.

Ismerje a perdület fogalmát, legyen képes megfogalmazni a perdület-tételt, ismerje a perdü-let megmaradásának feltétel-rendszerét.

Forgási energia. A haladó mozgás kinetikus energiájának analógiájára ismer-je a forgási energia fogalmát és tudja azt használni egyszerű problémák megoldásában.


mak

Forgatónyomaték, szöggyorsulás, tehetetlenségi nyomaték, perdület, forgási energia, perdületmegmaradás, tiszta gördülés.

Tematikai egy-ség

Csillagászat és asztrofizika Órake-ret 10 óra

Előzetes tudás A földrajzból tanult csillagászati alapismeretek, a bolygómozgás törvényei, a gravitációs erőtörvény.



Annak bemutatása, hogy a csillagászat, a megfigyelési módszerek gyors fejlődése révén a XXI. század vezető tudományává vált. A világegyetem-ről szerzett új ismeretek segítenek, hogy az emberiség felismerje a helyét a kozmoszban, miközben minden eddiginél magasabb szinten meggyőzően igazolják az égi és földi jelenségek törvényei azonosságát.



Leíró csillagászat. Problémák: a csillagászat kultúrtörténete. Geocentrikus és heliocentrikus világkép. Asztronómia és asztrológia. Alkalmazások: hagyományos és új csillagászati műszerek. Űrtávcsövek. Rádiócsillagászat.

A tanuló legyen képes tájékozódni a csillagos égbolton. Ismerje a csillagászati helymegha-tározás alapjait, a csillagászati ko-ordináta-rendszereket, az égi pó-lus, az egyenlítő, az ekliptika, a tavaszpont, az őszpont fogalmát. Ismerjen néhány csillagképet és legyen képes azokat megtalálni az égbolton. Ismerje a Nap és a Hold égi mozgásának jellemzőit, értse a Hold fázisainak változását, tudja értelmezni a hold- és napfogyat-kozásokat. Tájékozottság szintjén ismerje a csillagászat megfigyelési módsze-reit az egyszerű távcsöves megfi-gyelésektől az űrtávcsöveken át a

Történelem, társadalmi és állampolgári ismere-tek: Kopernikusz, Kepler, Newton munkássága. A nap-fogyatkozások szere-pe az emberi kultú-rában, a Hold „képé-nek” értelmezése a múltban. Földrajz: a Föld for-gása és keringése, a Föld forgásának kö-vetkezményei (nyuga-ti szelek öve), a Föld belső szerkezete, földtörténeti kataszt-


50

rádió-teleszkópokig. rófák, kráterbecsa-pódás keltette felszíni alakzatok. Biológia-egészségtan: a Hold és az ember biológiai ciklusai, az élet feltételei. Kémia: a periódusos rendszer, a kémiai elemek keletkezése. Magyar nyelv és iroda-lom; mozgóképkultúra és médiaismeret: „a csilla-gos ég alatt”. Filozófia: a kozmoló-gia kérdései.

Égitestek. Ismerje a legfontosabb égitesteket (bolygók, holdak, üstökösök, kis-bolygók és aszteroidák, csillagok és csillagrendszerek, galaxisok, galaxishalmazok) és azok legfon-tosabb jellemzőit. Legyenek ismeretei a mesterséges égitestekről és azok gyakorlati je-lentőségéről a tudományban és a technikában.

A Naprendszer és a Nap. Ismerje a Naprendszer jellemzőit, a keletkezésére vonatkozó tudo-mányos elképzeléseket. Tudja, hogy a Nap csak egy az átlagos csillagok közül, miközben a földi élet szempontjából megha-tározó jelentőségű. Ismerje a Nap legfontosabb jellemzőit: a Nap szerkezeti felépítését, belső, energiatermelő folyamatait és su-gárzását, a Napból a Földre érke-ző energia mennyiségét (napállan-dó). Népszerű szinten ismerje a Nap-rendszerre vonatkozó kutatási eredményeket, érdekességeket.

A csillagfejlődés: a csillagok szerkezete, energiamérlege és keletkezése. Kvazárok, pulzárok; fekete lyu-kak.

Legyen tájékozott a csillagokkal kapcsolatos legfontosabb tudo-mányos ismeretekről. Ismerje a gravitáció és az energiatermelő nukleáris folyamatok meghatározó szerepét a csillagok kialakulásá-ban, „életében” és megszűnésé-ben.

A kozmológia alapjai Problémák, jelenségek: a kémiai anyag (atommagok) ki-alakulása. Perdület a Naprendszerben. Nóvák és szupernóvák. A földihez hasonló élet, kultúra esélye és keresése, exobolygók kutatása. Gyakorlati alkalmazások:

műholdak,

hírközlés és meteorológia,

GPS,

Legyenek alapvető ismeretei az Univerzumra vonatkozó aktuális tudományos elképzelésekről. Is-merje az ősrobbanásra és a Világ-egyetem tágulására utaló csillagá-szati méréseket. Ismerje az Uni-verzum korára és kiterjedésére vonatkozó becsléseket, tudja, hogy az Univerzum gyorsuló ütemben tágul.


51

űrállomás,

holdexpediciók,

bolygók kutatása.


Égitest, csillagfejlődés, csillagrendszer, ősrobbanás, táguló világegyetem, Naprendszer, űrkutatás.

Tematikai egy-ség

Környezetfizika Órakeret

4 óra

Előzetes tudás Földrajzi alapismeretek, energia, kémiai környezetszennyezés, energiafel-használás és -előállítás, atomenergia, kockázatok.



A természettudományi szaktárgyak anyagának szintézise, az elméleti tudás gyakorlatba történő szükségszerű átültetésének bemutatása. A környezet-tudatos magatartás erősítése.



A Föld különleges adottságai a Nap-rendszerben az élet számára. Probléma: a „Gaia-modell”.

Ismerje a tanuló a Földnek az élet szempontjából alapvetően fontos környezetfizikai adottsá-gait: a napsugárzás mértékét, a légköri üvegházhatást, a sugárzá-soktól védő ózonpajzsot és a Föld mágneses terének védő ha-tását a világűrből érkező nagy energiájú töltött részecskékkel szemben. Ismerje a fizikai kör-nyezet és a bioszféra bonyolult kölcsönhatásait, önszabályzó fo-lyamatait.

Földrajz: éghajlat, klí-ma, üvegházhatás, lég-kör, bioszféra kialaku-lása, bányaművelés, ipari termelés, erózió, fosszilis energiahordo-zók, megújuló energiák (nap, víz, szél). Biológia-egészségtan: sa-vas eső. Kémia: a környezet-szennyezés fajtái, okai és csökkentésük mód-jai, fosszilis energia-hordozók, alternatív energiaforrások, meg-újuló energiaforrások, atomenergia, a vegy-iparban alkalmazott környezetterhelő és környezetkímélő tech-nológiák, környezet-szennyezés és annak csökkentése, kezelése.

Az emberi tevékenység hatása a Föld felszínére, légkörére: kémiai, fizikai környezetszennye-zés, erdőirtás, erózió.

Ismerje az emberi tevékenység-ből adódó veszélyeket a környe-zetre, a bioszférára.

Az időjárást befolyásoló folyamatok, a globális klímaváltozás kérdése.

Ismerje a globális felmelegedés veszélyére vonatkozó elméleteket és az erre vonatkozó kutatások eredményeit.

Energiagondok, környezetbarát ener-giaforrások. A fosszilis energiahordozók gyors elhasználása és ennek környezet-változtató hatása. A megújuló energia (nap, víz, szél) felhasználásának behatárolt-sága. Az atomenergia kulcsszerepe és

Tudja, hogy a Nap a Föld meg-határozó energiaforrása, a fosszi-lis és a megújuló energiahordo-zók döntő része a Nap sugárzá-sának köszönhető.


52

kockázata.

Környezettudatos magatartás. Az ökolábnyom fogalma.

Ismerje és tudatosan vállalja a környezettudatos magatartást társadalmi és egyéni feladatok szintjén egyaránt.


Környezetszennyezés, globális felmelegedés, energiaválság, környezettuda-tosság.

Tematikai egy-ség

Fizika és a társadalom Órakeret

3 óra

Előzetes tudás A tanult fizikai ismeretek és gyakorlati alkalmazások.



Annak bemutatása és tudatosítása, hogy a fizika tudománya hatékonyan képes szolgálni az emberiség jobb életminőségét, távlati jövőjét; a tudo-mányos eredmények eseti negatív alkalmazásáért nem a tudomány, hanem az egyes emberek a felelősek.



A tudomány (fizika) meghatározó sze-repe a technológiai fejlődésben és az emberi életminőségben. Problémák és alkalmazások: a fizikai ismeretek és a technika párhuzamos fejlődése a történe-lem folyamán, pl. ókor: csillagászat – a természeti változások előrejelzése, hajózás; egyszerű gépek. Újkor: csillagászati navigáció – ke-reskedelem; hőerőgépek – ipari for-radalom. Legújabb kor: elektromágnesség – globális kommunikáció; atommag-hasadás – atomerőművek; félvezető-fizika – számítógépek, informá-ciótechnológia stb.

A tanuló ismerje és társadalom-, gazdaság- és kultúrtörténeti ér-vekkel tudja alátámasztani, hogy a fizika tudománya meghatározó szerepet játszott a technológiai fejlődésben és az emberi élet mi-nőségének javításában a történe-lem során.

Történelem, társadalmi és állampolgári ismeretek: ipari forradalom és a hőerőgépek; a fizikai felfedezések szerepe a világhatalomért folyta-tott küzdelemben; má-sodik ipari forradalom és a nanotechnológia; a fenntartható fejlődés kihívása. Földrajz: fejlett ipari termelés. Informatika: a számító-gépek szerepe az ipari termelésben. A számí-tógépek felépítése, működése, az infor-máció tárolása, továb-bítása. Kémia: korszerű, új tu-lajdonságokkal rendel-kező anyagok előállítá-sa, nanotechnológia. Biológia-egészségtan: a várható életkor meg-


53

hosszabbodása és a korszerű diagnosztika.

Fizika és termelés. Alkalmazások: Informatika és automatizálás, ro-bottechnika, nanotechnológia, az űrtechnika hatása az ipari terme-lésre, a hétköznapi komfortunkra.

Legyen képes konkrét példákkal megvilágítani, hogy a fizikai is-meretek alapvetően fontosak a technika fejlesztésében.

Diagnosztika és terápia. Alkalmazások: a röntgen, az ultrahang, az EKG, a CT működésének lényege és alkalmazása. Katéter, endoszkóp, implantátu-mok, mikrosebészeti módszerek, lézer a gyógyászatban. Radioaktív nyomjelzés a diag-nosztikában, sugarazás a terápiá-ban.

Lássa a fizikai alapkutatások meghatározó szerepét a gyógyászat területén.

Fizika, számítógép-tudomány, informa-tika. Alkalmazások: a számítógép működésének fizikai háttere. A félvezető-fizikán alapu-ló mikroprocesszorok. Az információ digitális tárolása, továbbítása. A számítógép szerepe a mérések-ben, az eredmények feldolgozásá-ban.

Lássa, és egyszerű példákkal tud-ja igazolni, hogy a számítógépek működését biztosító mikroelekt-ronika fizikai kutatási eredmé-nyekre (anyagfizika, kvantum-elektronika, optika) épül.

Tudomány és áltudomány. A természettudományok műkö-désének jellemzői. Az áltudomány leggyakoribb is-mérvei.

Tudja, hogy a természettudomá-nyos igazság döntő kritériuma a megismételhető kísérleti bizonyí-tás, a tudóstársadalom kontrollja. Ismerje az áltudomány tipikus ismérveit:

Egyedi, megismételhetetlen kísérleti eredmény, amely a széles körben elfogadott tu-dományos felfogásnak gyak-ran ellentmond.

A magányos feltaláló kerüli a szakmai kapcsolatokat, a tu-dományos nyilvánosságot.

Közvetlen üzleti érdekeltségre utaló jelek.


Fizika, technika, társadalmi hasznosság, tudomány, áltudomány.


54

Tematikai egység Tematikus évi mérési gyakorlatok Órakeret

19 óra

Előzetes tudás A tantervi tematikának megfelelő alapismeretek.



A kísérletező készség, a mérési kompetencia életkori szintnek megfelelő fejlesztése kiscsoportos munkaformában.


tek Fejlesztési követelmények Kapcsolódási pontok

A félévenkénti mérési gyakorlat a helyi tanterv/tanár döntése alap-ján (ajánlott az érettségi minden-kori kísérleti feladatai közül a fél-évi tananyaghoz illeszkedően ki-választani).

A mérésekkel kapcsolatos alap-vető elméleti ismeretek felfrissí-tése. A kiscsoportos kísérletezés munkafolyamatainak önálló megszervezése és megvalósítá-sa. Az eredmények értelmezése, a mérésekkel kapcsolatos alap-vető elméleti ismeretek alkal-mazása. Az eredmények bemutatása. Mérési jegyzőkönyv elkészítése, a mérés pontosságának, a méré-si hiba okainak megadása.

Tematikai egység Rendszerező ismétlés Órakeret

18 óra

Előzetes tudás



A legfontosabb ismeretek szemléletalkotó összefoglalása az érettségi vizsga követelményrendszerének figyelembevételével.




A tematikai egységek kulcsfogalmai.

A fejlesztés várt eredményei a két évfolyamos ciklus

végén

A mechanikai fogalmak bővítése a rezgések és hullámok témakörével, vala-mint a forgómozgás és a síkmozgás gyakorlatban is fontos ismereteivel. Az elektromágneses indukcióra épülő mindennapi alkalmazások fizikai alap-jainak ismerete: elektromos energiahálózat, elektromágneses hullámok. Az optikai jelenségek értelmezése hármas modellezéssel (geometriai optika, hullámoptika, fotonoptika). Hétköznapi optikai jelenségek értelmezése. A modellalkotás jellemzőinek bemutatása az atommodellek fejlődésén. Alapvető ismeretek a kondenzált anyagok szerkezeti és fizikai tulajdonságai-nak összefüggéseiről. A magfizika elméleti ismeretei alapján a korszerű nukleáris technikai alkalma-zások értelmezése. A kockázat ismerete és reális értékelése.


55

A csillagászati alapismeretek felhasználásával Földünk elhelyezése az Univer-zumban, szemléletes kép az Univerzum térbeli, időbeli méreteiről. A csillagászat és az űrkutatás fontosságának ismerete és megértése. Képesség önálló ismeretszerzésre, forráskeresésre, azok szelektálására és fel-dolgozására.

A továbbhaladás feltételei, minimális követelmények a 11-12. évfolyamon

A tanuló:

legyen képes a kísérleteket, méréseket, a természet alapvető fizikai folyamatait értelmezni, azokból következtetéseket levonni és általánosítani;

legyen járatos a grafikonok, függvények ábrázolásában, elemzésében az SI mértékrendszer használatában;

tudjon megoldani az érettségi követelményeknek megfelelő feladatokat, problémákat.

szerezzen jártasságot az egyszerűbb, majd az összetettebb kapcsolatok felismerését igénylő feladatok megoldásában

fizika - varga-szolnok.sulinet.hu · helyi tanterv fizika 1 fizika ez a tanterv tartalmazza az...

Documents