9-12. évfolyam számára (B változat) · A fizika tanítása során azt is be kell mutatnunk, hogy a ... 11. évfolyam 2 72 9. évfolyam A tematikai egységek címe Óraszámok:

1

9-12. évfolyam számára (B változat)

A természettudományos kompetencia középpontjában a természetet és a természet működésétmegismerni igyekvő ember áll. A fizika tantárgy a természet működésének a tudomány általfeltárt alapvető törvényszerűségeit igyekszik megismertetni a diákokkal. A törvényekharmóniáját és alkalmazhatóságuk hihetetlen széles skálatartományát megcsodáltatva,bemutatja, hogyan segíti a tudományos módszer a természet erőinek és javainak az emberszolgálatába állítását. Olyan ismeretek megszerzésére ösztönözzük a fiatalokat, amelyekkel azegész életpályájukon hozzájárulnak majd a társadalom és a természeti környezetösszhangjának fenntartásához, a tartós fejlődéshez, és ahhoz, hogy a körülöttünk levőtermészetnek minél kevésbé okozzunk sérülést.

Nem kevésbé fontos, hogy elhelyezzük az embert kozmikus környezetünkben. Atermészettudomány és a fizika ismerete segítséget nyújt az ember világban elfoglalt helyénekmegértésére, a világ jelenségeinek a természettudományos módszerrel történő rendszerbefoglalására. A természet törvényeinek az embert szolgáló sikeres alkalmazása gazdaságielőnyöket jelent, de ezen túl szellemi, esztétikai örömöt és harmóniát is kínál.

A tantárgy tanulása során a tanulók megismerik az alapvető fizikai jelenségeket és azazokat értelmező modellek és elméletek történeti fejlődését, érvényességi határait, a hozzájukvezető megismerési módszereket. A fizika tanítása során azt is be kell mutatnunk, hogy afelfedezések és az azok révén megfogalmazott fizikai törvények nemcsak egy-egy kiemelkedőszellemóriás munkáját, hanem sok tudós századokat átfogó munkájának koherens egymásraépülő tudásszövetét jelenítik meg. A törvények folyamatosan bővültek, és a moderntudományos módszer kialakulása óta nem kizárják, hanem kiegészítik egymást. Az egyrenagyobb teljesítőképességű modellekből számos alapvető, letisztult törvény nőtt ki, amelyeketa tanulmányok egymást követő szakaszai a tanulók kognitív képességeinek megfelelőgondolati és formai szinten mutatnak be, azzal a célkitűzéssel, hogy a szakirányú felsőfokúképzés során eljussanak a választott terület tudományos kutatásának frontvonalába.

A tantárgy tanulása során a tanulók megismerkedhetnek a természet tervszerűmegfigyelésével, a kísérletezéssel, a megfigyelési és a kísérleti eredmények számszerűmegjelenítésével, grafikus ábrázolásával, a kvalitatív összefüggések matematikai alakúmegfogalmazásával. Ez utóbbi nélkülözhetetlen vonása a fizika tanításának, hiszen etudomány fél évezred óta tartó „diadalmenetének” ez a titka.

Fontos, hogy a tanulók a jelenségekből és a köztük feltárt kapcsolatokból leszűrttörvényeket a természetben újabb és újabb jelenségekre alkalmazva ellenőrizzék, megtanuljákigazolásuk vagy cáfolatuk módját. A tanulók ismerkedjenek meg a tudományos tényekenalapuló érveléssel, amelynek része a megismert természeti törvények egy-egytudománytörténeti fordulóponton feltárt érvényességi korlátainak megvilágítása. A fizikábanhasználatos modellek alkotásában és fejlesztésében való részvételről kapjanak vonzóélményeket és ismerkedjenek meg a fizika módszerének a fizikán túlmutató jelentőségével is.A tanulóknak fel kell ismerniük, hogy a műszaki-természettudományi mellett azegészségügyi, az agrárgazdasági és a közgazdasági szakmai tudás szilárd megalapozásábansem nélkülözhető a fizika jelenségkörének megismerése.

Ahhoz, hogy a fizika tantárgy tananyaga személyesen megérintsen egy fiatalt, atanárnak a tanítás módszereit a tanulók, tanulócsoportok igényeihez, életkori sajátosságaihoz,képességeik kifejlődéséhez és gondolkodásuk sokféleségéhez kell igazítani. A jólmegtervezett megismerési folyamat segíti a tanulói érdeklődés felkeltését, a tanulási célokelfogadását és a tanulók aktív szerepvállalását is. A fizika tantárgy tanításakor a tanulásikörnyezetet úgy kell tehát tervezni, hogy az támogassa a különböző aktív tanulási formákat,

2

technikákat, a tanulócsoport összetétele, mérete, az iskolákban rendelkezésre álló feltételekfüggvényében. Így lehet reményünk arra, hogy a megfelelő kompetenciák és készségekkialakulnak a fiatalokban. A NAT-kapcsolatok és a kompetenciafejlesztés lehetőségei akövetkezők:

Természettudományos kompetencia: A természettudományos törvények és módszerekhatékonyságának ismerete az ember világbeli helye megtalálásának, a világban valótájékozódásának az elősegítésére. A tudományos elméletek társadalmi folyamatokban játszottszerepének ismerete, megértése; a fontosabb technikai vívmányok ismerete; ezek előnyeinek,korlátainak és társadalmi kockázatainak ismerete; az emberi tevékenység természetregyakorolt hatásának ismerete.

Szociális és állampolgári kompetencia: a helyi és a tágabb közösséget érintőproblémák megoldása iránti szolidaritás és érdeklődés; kompromisszumra való törekvés; afenntartható fejlődés támogatása; a társadalmi-gazdasági fejlődés iránti érdeklődés.

Anyanyelvi kommunikáció: hallott és olvasott szöveg értése, szövegalkotás a témávalkapcsolatban mind írásban a különböző gyűjtőmunkák esetében, mind pedig szóban aprezentációk alkalmával.

Matematikai kompetencia: alapvető matematikai elvek alkalmazása azismeretszerzésben és a problémák megoldásában, ami a 7–8. osztályban csak a négyalapműveletre és a különböző grafikonok rajzolására és elemzésére korlátozódik.

Digitális kompetencia: információkeresés a témával kapcsolatban, adatok gyűjtése,feldolgozása, rendszerezése, a kapott adatok kritikus alkalmazása, felhasználása, grafikonokkészítése.

Hatékony, önálló tanulás: új ismeretek felkutatása, értő elsajátítása, feldolgozása ésbeépítése; munkavégzés másokkal együttműködve, a tudás megosztása; a korábban tanultismeretek, a saját és mások élettapasztalatainak felhasználása.

Kezdeményezőképesség és vállalkozói kompetencia: az új iránti nyitottság, elemzésiképesség, különböző szempontú megközelítési lehetőségek számbavétele.

Esztétikai-művészeti tudatosság és kifejezőképesség: a saját prezentáció, gyűjtőmunkaesztétikus 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 akimagasló értelmi képességekkel rendelkező gyerekekre és az átlagos adottságúakra egyaránt.A fiatal személyes érdeke és a társadalom érdeke egyaránt azt kívánja, hogy a specializálódásvonatkozásában a döntés későbbre tolódjon.

A fizika tantárgy hagyományos tematikus felépítésű kerettanterve hangsúlyozottankísérleti alapozású, kiemelt hangsúlyt kap benne a gyakorlati alkalmazás, valamint atovábbtanulást megalapozó feladat- és problémamegoldás. A kognitív kompetencia-fejlesztésben elegendő súlyt kap a természettudományokra jellemző rendszerező, elemzőgondolkodás fejlesztése is.

3

A heti és éves óraszámok

A tantárgy hetióraszáma

A tantárgy évesóraszáma

9. évfolyam 2 72

10. évfolyam 2 72

11. évfolyam 2 72

9. évfolyam

A tematikai egységek címe

Óraszámok:

Új anyagmérés,

gyakorlásismétlés

összefoglalásellenőrzés

összesóraszám

1.Minden mozog, a mozgásviszonylagos- a mozgástan elemei 16 4 2 20

2.Ok és okozat (ArisztotelésztőlNewtonig)- A newtoni mechanikaelemei

16 8 2 26

3.Folyadékok és gázok mechanikája 7 1 2 10

4.Erőfeszítés és hasznosság.Energia-munka-teljesítmény-hatásfok

7 2 2 11

5.Év végi összefoglalás, azelmaradt órák pótlása - - - 5

4

Tematikai egység 1. Minden mozog, a mozgás viszonylagos – amozgástan elemei

Órakeret:20 óra

Előzetes tudásHétköznapi mozgásokkal kapcsolatos gyakorlati ismeretek.

A 7–8. évfolyamon tanult kinematikai alapfogalmak, az út- ésidőmérés alapvető módszerei, függvényfogalom, a grafikus ábrázoláselemei, egyenletrendezés.

A tematikai egységnevelési-fejlesztési

céljai

A tulajdonság és mennyiség kapcsolatának, valamintkülönbözőségének tudatos felismerése. A kinematikai alapfogalmak,mennyiségek kísérleti alapokon történő kialakítása, illetve bővítése, azösszefüggések (grafikus) ábrázolása és matematikai leírása. Atermészettudományos megismerés Galilei-féle módszerénekbemutatása. A kísérletezési kompetencia fejlesztése a legegyszerűbbkézi mérésektől a számítógépes méréstechnikáig. A problémamegoldóképesség fejlesztése a grafikus ábrázolás és az ehhez kapcsolódóegyszerű feladatok megoldása során (is).A tanult ismeretek gyakorlati alkalmazása hétköznapi jelenségekre,problémákra (pl. közlekedés, sport).

Problémák, jelenségek,gyakorlati alkalmazások,

ismeretekKövetelmények Kapcsolódási pontok

Milyen mozgásokat ismersz?

Milyen szempontok alapjánkülönböztetjük meg amozgásokat?

Alapfogalmak:a köznapi testek mozgásformái:haladó mozgás és forgás.

Hogyan tudunk meghatároznimennyiségeket?Mivel lehet megadni egymennyiséget?

Hely, hosszúság és idő méréseHosszúság, terület, térfogat,tömeg, sűrűség, idő, erő mérése.Hétköznapi helymeghatározás,úthálózat km-számítása. GPS-rendszer létezése és alkalmazása.

A tanuló legyen képes amozgásokról tanultak és aköznapi jelenségekösszekapcsolására, a fizikaifogalmak helyes használatára,egyszerű számítások elvégzésére.

Ismerje a mérés lényegijellemzőit, a szabványos és agyakorlati mértékegységeket.

Legyen képes gyakorlatbanalkalmazni a megismert mérésimódszereket.

Matematika: függvényfogalma, grafikusábrázolás,egyenletrendezés.

Informatika:függvényábrázolás(táblázatkezelőhasználata).

Testnevelés és sport:érdekessebességadatok,érdekes sebességek,pályák technikaikörnyezete.

Biológia-egészségtan:élőlények mozgása,

5

Ahhoz, hogy hol vagyunk,elegendő-e azt tudni, mennyitgyalogoltunk?

Mit kell ismerni egy testhelyének meghatározásához?

A mozgás viszonylagossága, avonatkoztatási rendszer.

Galilei relativitási elve.

Mindennapi tapasztalatokegyenletesen mozgóvonatkoztatási rendszerekben(autó, vonat).

Alkalmazások:

földrajzi koordináták; GPS;helymeghatározás, távolságmérésradarral.

Mi jellemző az egyenletesmozgásra? Szemléltesdpéldákkal!Két test közül melyik mozoggyorsabban?

Tudatosítsa a viszonyításirendszer alapvető szerepét,megválasztásának szabadságát

sebességei, reakcióidő.

Művészetek; magyarnyelv és irodalom:mozgások ábrázolása.

Technika, életvitel ésgyakorlat: járműveksebessége és fékútja,követési távolság,közlekedésbiztonságieszközök, technikaieszközök (autók,motorok), GPS,rakéták, műholdakalkalmazása, azűrhajózás célja.

Történelem,társadalmi ésállampolgáriismeretek: Galileimunkássága.

Földrajz: aNaprendszerszerkezete, azégitestek mozgása,csillagképek,távcsövek.

Milyen mozgásról mondjuk,hogy egyenletes?

Mit tudunk az egyenes vonalúmozgás pályájáról?

Egyenes vonalú egyenletesmozgás kísérleti vizsgálata ésmennyiségi jellemzői.

Mikola Sándor (Mikola-cső)

Grafikus leírás.Sebesség, átlagsebesség.Sebességrekordok a sportban,sebességek az élővilágban.

Értelmezze az egyenes vonalúegyenletes mozgást és jellemzőmennyiségeit, tudja azokatgrafikusan ábrázolni.

6

Mondjunk példát változómozgásokra!Mi jellemző a változómozgásokra?

Egyenes vonalú egyenletesenváltozó mozgás kísérletivizsgálata és mennyiségijellemzői.

A szabadesés vizsgálata.

A nehézségi gyorsulásmeghatározása.

Ismerje a változó mozgásáltalános fogalmát, értelmezze azátlag- és pillanatnyi sebességet.Ismerje a gyorsulás fogalmát,vektor-jellegét.Tudja ábrázolni az s-t, v-t, a-tgrafikonokat.

Tudjon egyszerű feladatokatmegoldani.

Ismerje Galilei moderntudományteremtő, történelmimódszerének lényegét: a jelenség megfigyelése, értelmező hipotézis felállítása, számítások elvégzése, az eredmény ellenőrzése

célzott kísérletekkel.Milyen lesz a folyópartokramerőlegesen irányított csónakvalódi pályája? Egyenes vagygörbe vonalú pályán halad-e avízszintesen elhajított kavics?

Összetett mozgások.Egymásra merőleges egyenletesmozgások összege.Vízszintes hajítás vizsgálata,értelmezése összetettmozgásként.

Ismerje a mozgásokfüggetlenségének elvét és legyenképes azt egyszerű esetekre(folyón átkelő csónak, eldobottlabda pályája, a locsolócsőbőlkilépő vízsugár pályája)alkalmazni.

7

A gyakorlatból milyenkörmozgásokat ismerünk? Mijellemző ezekre?

Egyenletes körmozgás.

A körmozgás mint periodikusmozgás.A mozgás jellemzői (kerületi ésszögjellemzők).A centripetális gyorsulásértelmezése.

Az emberiség történetébenmilyen megfigyelésekkelkezdődött a „tudomány” felévezető út?

A bolygók mozgása, Keplertörvényei. A kopernikuszivilágkép alapjai.

Ismerje a körmozgást leírókerületi és szögjellemzőket,illetve tudja alkalmazni azokat.

Tudja értelmezni a centripetálisgyorsulást.

Mutasson be egyszerűkísérleteket, méréseket. Tudjonalapszintű feladatokat megoldani.

A tanuló ismerje Keplertörvényeit, tudja azokatalkalmazni a Naprendszerbolygóira és a mesterségesholdakra.

Ismerje a geocentrikus és aheliocentrikus világképkultúrtörténeti dilemmáját éskonfliktusát.

Kulcsfogalmak/fogalmak

Sebesség, átlagsebesség, pillanatnyi sebesség, gyorsulás, vektorjelleg,mozgások összegződése, periódusidő, szögsebesség, centripetálisgyorsulás. Égitestek mozgása.

Tematikai egység 2. Okok és okozatok (Arisztotelésztől Newtonig) –A newtoni mechanika elemei

Órakeret:26 óra

Előzetes tudásA kölcsönhatás és a közelhatás fogalma. A távolhatás létrejötténekértelmezése. Az erőhatás és az erő fogalma, az erő mértékegysége,erőmérő, gyorsulás, tömeg, sűrűség.

A tematikaiegység nevelési-fejlesztési céljai

Az ösztönös arisztotelészi mozgásszemlélet tudatos lecserélése anewtoni dinamikus szemléletre. Az új szemléletű gondolkodásmódkiépítése. Az általános iskolában megismert, elsősorban sztatikus jellegűerőfogalom felcserélése a dinamikai szemléletűvel, rámutatva a kétszemlélet összhangjára.

8



Mi hozhat létre változást egytesten?

Milyen hatás következtébenváltozhat meg egy testmozgásállapota?

A tehetetlenség törvénye (NewtonI. axiómája).

Mindennapos közlekedésitapasztalatok hirtelen fékezésnél,a biztonsági öv szerepe.

A tehetetlenség, az azt jellemzőtömeg fogalma és mértékegysége.

Az űrben, űrhajóban szabadonmozgó testek.

Mi a különbség 1 dm3 víz és 1dm3 vas tömege között?

Mi a különbség 1 kg víz és 1 kgvas térfogata között?

Az anyag sűrűségének fogalma ésmennyiségi jellemzője.

Miért üt nagyobbat egykosárlabda, mint egypingponglabda, ha ugyanakkorasebességgel csapódik hozzánk?

A mozgásállapot fogalma ésjellemző mennyisége a lendület.A zárt rendszer.Lendületmegmaradáspárkölcsönhatás (zárt rendszer)esetén.

Jelenségek, gyakorlatialkalmazások:golyók, korongok ütközése.

Legyen képes az arisztotelészimozgásértelmezés elvetésére.

Ismerje a tehetetlenség fogalmátés legyen képes az ezzelkapcsolatos hétköznapijelenségek értelmezésére.

Ismerje az inercia-(tehetetlenségi) rendszerfogalmát.

Ismerje a tehetetlen tömegfogalmát. Értse atömegközéppont szerepéta valóságos testek mozgásánakértelmezése során.

Tudja, hogy a sűrűség az anyagjellemzője, és hogyan lehet aztmennyiséggel jellemezni.

Tudjon sűrűséget számolással ésméréssel is meghatározni, illetvetáblázatból kikeresni.

Ismerje a lendület fogalmát,vektor-jellegét, a lendületváltozásés az erőhatás kapcsolatát.

Ismerje a lendületmegmaradástörvényét párkölcsönhatás esetén.Tudjon értelmezni egyszerűköznapi jelenségeket a lendületmegmaradásának törvényével.

Legyen képes egyszerűszámítások és mérési feladatokmegoldására.

Matematika: afüggvény fogalma,grafikus ábrázolás,egyenletrendezés.

Technika, életvitel ésgyakorlat:Takarékosság;légszennyezés,zajszennyezés;közlekedésbiztonságieszközök, közlekedésiszabályok, GPS,rakéták, műholdakalkalmazása,az űrhajózás célja.

Biztonsági öv,ütközéses balesetek, agépkocsi biztonságifelszerelése,a biztonságos fékezés.Nagy sebességűutazás egészségügyihatásai.

Biológia-egészségtan:reakcióidő, az állatokmozgása (pl.medúza).

9

Ütközéses balesetek aközlekedésben. Miért veszélyes akoccanás? Az utas biztonságátvédő technikai megoldások(biztonsági öv, légzsák, agyűrődő karosszéria).

Érhet-e erőhatás rugalmas testetúgy, hogy annak alakja neváltozzon meg?

Az erő fogalma. Alendületváltozás és az erőhatáskapcsolata. Lendülettétel.

Az erőhatás mozgásállapot-változtató (gyorsító) hatása.Az erő a mozgásállapot-változtatóhatás mennyiségi jellemzője.

Erőmérés rugós erőmérővel.

Newton II. axiómája.

Milyen erőhatásokat ismerünk?Miben egyeznek és mibenkülönböznek ezek?

Erőtörvények, a dinamikaalapegyenlete.

A rugó erőtörvénye.A gravitációs erőtörvény.A nehézségi erőhatás fogalma éshatása.Tapadási és csúszási súrlódás.

Alkalmazások:A súrlódás szerepe az autógyorsításában, fékezésében.Szabadon eső testeksúlytalansága.

Kanyarban miért kifelé csúszikmeg az autó?Kanyarban miért építikmegdöntve az autóutakat?

A tanuló ismerje az erőhatás ésaz erő fogalmát, kapcsolatukatés a köztük levő különbséget, azerő mérését, mértékegységét,vektor-jellegét. Legyen képeserőt mérni rugós erőmérővel.

Értse az erőt mint alendületváltozás sebességét.

Tudja Newton II. törvényét,lássa kapcsolatát az erőszabványos mértékegységével.

Ismerje és tudja alkalmazni atanult egyszerű erőtörvényeket.

Legyen képes egyszerűfeladatok megoldására, néhányegyszerű esetben: állandó erővel húzott test, mozgás lejtőn, a súrlódás szerepe egyszerű

mozgások esetén.

Értse, hogy az egyenlete

s körmozgás végző test mozgásagyorsuló mozgás. Gyorsulását(a centripetális gyorsulást) atestet érő erőhatások eredőjehozza létre, ami állandónagyságú, változó irányú, mertmindig a kör középpontja felémutat.

10

Az egyenletes körmozgás és másmozgások dinamikai feltétele.

Jelenségek, gyakorlatialkalmazások: vezetés kanyarban,út megdöntése kanyarban,hullámvasút; függőleges síkbanátforduló kocsi; műrepülés,körhinta, centrifuga.

Newton gravitációs törvénye.

Jelenségek, gyakorlatialkalmazások:A nehézségi gyorsulás változásaa Földön.Az árapályjelenség kvalitatívmagyarázata. A mesterségesholdak mozgása és a szabadesés.A súlytalanság értelmezése azűrállomáson. Geostacionáriusműholdak, hírközlési műholdak.

Ismerje Newton gravitációstörvényét. Tudja, hogy agravitációs kölcsönhatás a négyalapvető fizikai kölcsönhatásegyike, meghatározó jelentőségűaz égi mechanikában.

Legyen képes a gravitációserőtörvényt alkalmazni egyszerűesetekre.

Értse a gravitáció szerepét azűrkutatással, űrhajózássalkapcsolatos közismert

Földrajz: aNaprendszerszerkezete, azégitestek mozgása,csillagképek,távcsövek.A kerék feltalálásánakjelentőségeEötvös Loránd (torziós inga)

Pontrendszerek mozgásánakvizsgálata, dinamikai értelmezése.

Tudja, hogy az egymássalkölcsönhatásban lévő testekmozgását az egyes testekre hatókülső erők és a testek közöttikényszerkapcsolatok figyelem-bevételével lehetségesértelmezni. jelenségekben.

Válassz ki környezetedbőlerőhatásokat, és nevezd meg ezekkölcsönhatásbeli párját!

A kölcsönhatás törvénye (NewtonIII. axiómája). A rakétameghajtáselve

Ismerje Newton III. axiómáját,és egyszerű példákkal tudja aztillusztrálni. Értse, hogy azerőhatás mindig párosával lépfel. Legyen képes az erő ésellenerő világos megkülönbözte-tésére.Értse a rakétameghajtáslényegét.

Pontszerű test egyensúlya.

A kiterjedt test egyensúlya.

A kierjedt test mint speciálispontrendszer, tömegközéppont.

Mi a feltétele annak, hogy egyrögzített tengelyen levő merev

A tanuló ismerje, és egyszerűesetekre tudja alkalmazni apontszerű test egyensúlyifeltételét. Legyen képeserővektorok összegzésére.

Ismerje a kiterjedt test ésa tömegközéppont fogalmát,

11

test forgása megváltozzon?

Forgatónyomaték.

Jelenségek, gyakorlatialkalmazások:

emelők, tartószerkezetek,építészeti érdekességek (pl.gótikus támpillérek, boltívek).

Deformálható testek egyensúlyiállapota.

tudja a kiterjedt testegyensúlyának kettős feltételét.

Ismerje az erőhatásforgómozgást megváltoztatóképességét, a létrejötténekfeltételeit és annak mennyiségijellemzőjét,a forgatónyomatékot.

Legyen képes aforgatónyomatékkal kapcsolatosjelenségek felismerésére,egyszerű számítások, mérések,szerkesztések elvégzésére.

Ismerje Hooke törvényét, értsea rugalmas alakváltozás ésa belső erők kapcsolatát.

Pontrendszerek mozgásánakvizsgálata, dinamikai értelmezése.

Tudja, hogy az egymássalkölcsönhatásban lévő testekmozgását az egyes testekre hatókülső erők és a testek közöttikényszerkapcsolatokfigyelembevételével lehetségesértelmezni.


Tehetetlenség, tömeg, sűrűség. Mozgásállapot, lendület,lendületváltozás, lendületmegmaradás. Erőhatás, erő, párkölcsönhatás,erőtörvény, mozgásegyenlet, pontrendszer, rakétamozgás, ütközés.Forgatónyomaték. Egyensúly.

Tematikai egység 3. Folyadékok és gázok mechanikája Órakeret:10 óra

Előzetes tudásA nyomás fogalma és mennyiségi jellemzése. Hidrosztatikai ésaerosztatikai alapismeretek, sűrűség, légnyomás, felhajtóerő, kémia:anyagmegmaradás, halmazállapotok, földrajz: tengeri, légköriáramlások.


A témakör jelentőségének bemutatása, mint a fizika egyik legrégebbiterülete, és egyúttal a legújabb kutatások színtere (pl. tengeri és légköriáramlások, a vízi és szélenergia hasznosítása). A megismert fizikaitörvények összekapcsolása a gyakorlati alkalmazásokkal. Önálló tanulói

12

kísérletezéshez szükséges képességek fejlesztése, hétköznapi jelenségekfizikai értelmezésének gyakoroltatása.



Hogy lehet kimutatni, hogy alevegőnek van súlya?Miért szál fel a felhő, amikorbenne vízmolekulák is vannak?Légnyomás kimutatása ésmérése.Jelenségek, gyakorlatialkalmazások: „Horror vacui” –mint egykori tudományoshipotézis. (Torricelli kísérletevízzel, Guericke vákuum-kísérletei

A légnyomás változásai.A légnyomás szerepe az időjárásijelenségekben, a barométerekműködése.

Ismerje a légnyomás fogalmát,mértékegységeit.

Ismerjen a levegő nyomásávalkapcsolatos, gyakorlatiszempontból is fontosjelenségeket.


Kémia: folyadékok,felületi feszültség,kolloid rendszerek,gázok, levegő,viszkozitás, alternatívenergiaforrások.

Történelem,társadalmi ésállampolgáriismeretek: a hajózásszerepe, a légiközlekedés szerepe.

Technika, életvitel ésgyakorlat: vízijárművek legnagyobbsebességeinek korlátja,légnyomás,repülőgépekközlekedésbiztonságieszközei, vízi és légiközlekedési szabályok.

Biológia-egészségtan:Vízi élőlények,madarak mozgása,sebességei, reakcióidő.A nyomás ésváltozásának hatása azemberi szervezetre (pl.

A gyakorlati életben milyeneszközök működésében vanjelentősége a levegő és afolyadékok nyomásának?

Pascal törvénye, hidrosztatikainyomás. Hidraulikus gépek.

Tudja alkalmazni hidrosztatikaiismereteit köznapi jelenségekértelmezésére. A tanult ismeretekalapján legyen képes (pl.hidraulikus gépekalkalmazásainak bemutatása).

Felhajtóerő nyugvófolyadékokban és gázokban.

Búvárharang, tengeralattjáró,Léghajó, hőlégballon.

Legyen képes alkalmaznihidrosztatikai és aerosztatikaiismereteit köznapi jelenségekértelmezésére.

Molekuláris erők folyadékokban(kohézió és adhézió).

Felületi feszültség.

Jelenségek, gyakorlatialkalmazások:habok különleges tulajdonságai,mosószerek hatásmechanizmusa.

Ismerje a felületi feszültségfogalmát. Ismerje ahatárfelületeknek azta tulajdonságát, hogy minimumratörekszenek.

Legyen tisztában a felületijelenségek fontos szerepével azélő és élettelen természetben.

13

Folyadékok és gázok áramlása

Jelenségek, gyakorlatialkalmazások: légköri áramlások,a szél értelmezése anyomásviszonyok alapján, nagytengeráramlásokat meghatározókörnyezeti hatások.

Tudja, hogy az áramlások okaa nyomáskülönbség. Legyenképes köznapi áramlásijelenségek kvalitatív fizikaiértelmezésére.

Tudja értelmezni az áramlásisebesség változását akeresztmetszettel azanyagmegmaradás (kontinuitásiegyenlet) alapján.

súlyfürdő,keszonbetegség, hegyibetegség).

Miért nehezebb vízben futni,mint levegőben?Miért hajolnak előre akerékpárversenyzők versenyközben?

Közegellenállás

Az áramló közegek energiája, aszél- és a vízi energiahasznosítása.

Ismerje a közegellenállásjelenségét, tudja, hogy aközegellenállási erősebességfüggő.

Legyen tisztában a vízi ésszélenergia jelentőségévelhasznosításának múltbeli éskorszerű lehetőségeivel.A megújuló energiaforrásokaktuális hazai hasznosítása.


A nyomás fogalma, mérése és kiszámítása. Hidrosztatikai nyomás,felhajtóerő, úszás, felületi feszültség, légnyomás, légáramlás, áramlásisebesség, aerodinamikai felhajtóerő, közegellenállás, szél- és vízi energia,szélerőmű, vízerőmű.

Tematikai egység4.Erőfeszítés és hasznosságEnergia – Munka – Teljesítmény – Hatásfok

Órakeret:11 óra

Előzetes tudásA newtoni dinamika elemei, a fizikai munkavégzés fogalma. Azenergia, a munka és a hőmennyiség közös mértékegysége. Ateljesítmény és a hatásfok elemi ismerete.


Az általános iskolában tanult energia, energiaváltozás munka- ésmechanikai-energia-fogalom elmélyítése és bővítése, a mechanikaienergiamegmaradás igazolása speciális esetekre és azenergiamegmaradás törvényének általánosítása. Az elméletimegközelítés mellett a fizikai ismeretek mindennapi alkalmazásánakbemutatása, gyakorlása.

14



Mivel jellemezhetőmennyiségileg a testekkölcsönható, változtató képes-sége?Milyen energiafajtákat ismertetekmeg az általános iskolában?

Az energia fogalma és azenergiamegmaradás tétele.

Mi a különbség a köznapiszóhasználat munkavégzés és afizikában használt munkavégzéskifejezése jelentése között?

Fizikai munkavégzés, és az aztjellemző munka fogalma,mértékegysége.

Mechanikai energiafajták(helyzeti energia, mozgásienergia, rugalmas energia).Munkatétel.

A mechanikaienergiamegmaradás törvénye.

A teljesítmény és a hatásfok.

A tanuló értse a fizikaimunkavégzés és a teljesítményfogalmát, ismerjemértékegységeiket. Legyenképes egyszerű feladatokmegoldására.

Ismerje a munkatételt, és tudjaazt egyszerű esetekre alkalmazni.

Ismerje az alapvető mechanikaienergiafajtákat, és tudja azokata gyakorlatban értelmezni

Tudja egyszerű zárt rendszerekpéldáin keresztül értelmezni amechanikai energiamegmaradástörvényét. Tudja, hogy amechanikai energiamegmaradásnem teljesül súrlódás, közeg-ellenállás esetén, mert a rendszermechanikailag nem zárt. Ilyenkora mechanikai energiaveszteség asúrlódási erő munkájávalegyenlő.


Testnevelés és sport: asportolókteljesítménye, asportoláshoz használtpályák energetikaiviszonyai és asporteszközökenergetikája.

Technika, életvitel ésgyakorlat: járművekfogyasztása,munkavégzése,közlekedésbiztonságieszközök, technikaieszközök (autók,motorok).

Biológia-egészségtan:élőlények mozgása,teljesítménye.

Egyszerű gépek, hatásfok.

Érdekességek, alkalmazások.- Ókori gépezetek, mai

alkalmazások. Az egyszerűgépek elvének felismeréseaz élővilágban. Egyszerűgépek az emberiszervezetben.

- Alkalmazások, jelenségek: afékút és a sebességkapcsolata, a követésitávolság meghatározása.

Tudja a gyakorlatban használtegyszerű gépek működésétértelmezni, ezzel kapcsolatbanfeladatokat megoldani.

Értse, hogy az egyszerű gépekkelmunka nem takarítható meg.

Energia és egyensúlyi állapot. Ismerje a stabil, labilis ésközömbös egyensúlyi állapotfogalmát, és tudja alkalmazni

15

egyszerű esetekben.


Energia, munkavégzés, munka; helyzeti energia, mozgási energia,rugalmas energia, munkatétel, mechanikai energiamegmaradás.Teljesítmény, hatásfok.

A fejlesztés várteredményei

A kísérletezési, mérési kompetencia, a megfigyelő, rendszerező készségfejlődése.A mozgástani alapfogalmak ismerete, grafikus feladatmegoldás. Anewtoni mechanika szemléleti lényegének elsajátítása: az erő nem amozgás fenntartásához, hanem a mozgásállapot megváltoztatásáhozszükséges.Egyszerű kinematikai és dinamikai feladatok megoldása.A kinematika és dinamika mindennapi alkalmazása.Folyadékok és gázok sztatikájának és áramlásának alapjelenségei és ezekfelismerése a gyakorlati életben.

16

10. évfolyam


Óraszámok:

Új anyagmérés



összesóraszám

1. Közel- és távolhatás – Elektromostöltés, elektromos mező 5 2 2 9

2. A mozgó töltések – egyenáram –vezetési típusok 14 6 2 22

3. Hőhatások és állapotváltozások –hőtani alapjelenségek, gáztörvények 6 1 1 8

4. Részecskék rendezett ésrendezetlen mozgása – A molekulárishőelmélet elemei

3 1 - 4

5. Energia, hő és munka – a hőtanfőtételei 10 3 2 15

6. Hőfelvétel hőmérséklet-változásnélkül – halmazállapot-változások

- - - 5

7. Mindennapok hőtana 4

8. Év végi összefoglalás, az elmaradtórák pótlása 5

17

Tematikai egység 1. Közel- és távolhatás – Elektromos töltés, elektromosmező

Órakeret9 óra

Előzetes tudásErő, munka, energia, elektromos tulajdonság, elektromos állapot, elekt-romos töltés, elektromos kölcsönhatások, a feszültség elemi fogalma.


Az elektrosztatikus mező fizikai valóságként való elfogadtatása. Amező jellemzése a térerősség, potenciál és erővonalak segítségével. Aproblémamegoldó képesség fejlesztése jelenségek, kísérletek,mindennapi alkalmazások értelmezésével.



Elektrosztatikai alapjelenségek.

Elektromos kölcsönhatás.Elektromos tulajdonságúrészecskék, elektromos állapot.

Elektromos töltés.

Mindennapi tapasztalatok(vonzás, taszítás, pattogás,szikrázás öltözködésnél,fésülködésnél, fémekérintésénél).

Vezetők, szigetelők, földelés.

Miért vonzza az elektromos testa semleges testeket?

A fénymásoló, lézernyomtatóműködése, Selényi Pál szerepe.

Légköri elektromosság, a villám,védekezés a villámcsapás ellen.

A tanuló ismerje az elektrosztati-kus alapjelenségeket, pozitív ésnegatív elektromos tulajdonságúrészecskéket, ezek szerepét azelektromos állapot létrejöttében,az elektromos megosztásjelenségét. Tudjon ezek alapjánegyszerű kísérleteket, jelensége-ket értelmezni.

Kémia: elektron,proton, elektromostöltés, az atomfelépítése,elektrosztatikuskölcsönhatások,kristályrácsokszerkezete. Kötés,polaritás, molekulákpolaritása, fémeskötés, fémekelektromos vezetése.

Matematika: egyenesés fordítottarányosság,alapműveletek,egyenletrendezés,számok normálalakja,vektorok függvények.

Technika, életvitel és

Coulomb törvénye.(az első mennyiségi összefüggésaz elektromosságtantörténetében)

Ismerje a Coulomb-féle erőtör-vényt, értse a töltés mennyiségifogalmát és a töltésmegmaradástörvényét.

18

Az elektromos és gravitációskölcsönhatás összehasonlítása.

A töltés mint az elektromosállapot mennyiségi jellemzője ésmértékegysége.

A töltésmegmaradás törvénye.

gyakorlat:balesetvédelem,földelés.

Az elektromos (mező) mint akölcsönhatás közvetítője.

Kieg.: A szuperpozíció elve.

Az elektromos térerősség mint azelektromos mezőt jellemzővektormennyiség; a térszerkezetének szemléltetéseerővonalakkal.

A homogén elektromos mező.

Kieg.: Az elektromos fluxus.

Az elektromos mező munkájahomogén mezőben. Az elektro-mos feszültség fogalma.

Feszültségértékek agyakorlatban.

Kieg.: A potenciál,ekvipotenciális felületek.

Ismerje a mező fogalmát, éslétezését fogadja el anyagiobjektumként. Tudja, hogy asztatikus elektromos mezőforrása/i az elektromostulajdonságú részecskék.

Ismerje a mezőt jellemzőtérerősséget, értse az erővonalakjelentését.

Ismerje a homogén elektromosmező fogalmát és jellemzését.

Ismerje az elektromos feszültségfogalmát.

Tudja, hogy a töltés mozgatásasorán végzett munka nem függ azúttól, csak a kezdeti ésvégállapotok helyzetétől.

Legyen képes homogénelektromos térrel kapcsolatoselemi feladatok megoldására.

Töltés eloszlása fémes vezetőn.

Jelenségek, gyakorlatialkalmazások: csúcshatás,villámhárító, elektromoskoromleválasztó. BenjaminFranklin munkássága. Segner-kerék, Segner János András.Faraday-kalitka, árnyékolás.Miért véd az autó karosszériájaa villámtól? Vezetékekelektromos zavarvédelme.Az emberi test elektromosfeltöltődésének következménye.

Tudja, hogy a fémre felvitttöltések a felületen helyezkednekel.

Ismerje az elektromos csúcshatásjelenségét, a Faraday-kalitka és avillámhárító működését, valamintgyakorlati jelentőségét.

19

A kapacitás fogalma.

A síkkondenzátor kapacitása.Kondenzátorok kapcsolása.

A kondenzátor energiája.

Az elektromos mező energiája.

Kondenzátorok gyakorlatialkalmazásai (vaku,defibrillátor).

Ismerje a kapacitás fogalmát,a síkkondenzátor terét.

Tudja értelmezni kondenzátoroksoros és párhuzamos kapcsolását.

Egyszerű kísérletek alapján tudjaértelmezni, hogy a feltöltöttkondenzátornak, azaz akondenzátor elektromos terénekenergiája van.


Elektromos tulajdonság, elektromos állapot. Töltés, elektromos mező,térerősség, erővonalrendszer, feszültség, potenciál, kondenzátor, azelektromos mező energiája.

Tematikaiegység

2. A mozgó töltések – egyenáram – vezetési típusok Órakeret22 óra

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


Az egyenáram értelmezése mint a az elektromos tulajdonságú részecskékáramlása. Az elektromos áram jellemzése hatásain keresztül (hőhatás,mágneses, vegyi és biológiai hatás). Az elméleten alapuló gyakorlatiismeretek kialakítása (egyszerű hálózatok ismerete, ezekkel kapcsolatosegyszerű számítások, telepek, akkumulátorok, elektromágnesek,motorok). Az energiatudatos, egészségtudatos és környezettudatosmagatartás fejlesztése.



Az elektromos áram fogalma,kapcsolata a fémes vezetőkbenzajló elektromos tulajdonságúrészecskék rendezettmozgásával.

A tanuló ismerje az elektromosáram fogalmát, az áramerősségmértékegységét, az áramerősségés feszültség mérését. Tudja,hogy az egyenáramúáramforrások feszültségét,pólusainak polaritását nem

Kémia: elektromosáram, elektromos veze-tés, rácstípusok tulaj-donságai és azokanyagszerkezeti

20

A zárt áramkör.

Jelenségek, alkalmazások:Volta-oszlop, laposelem,rúdelem,.

Volta és Ampèremunkásságának jelentősége.

elektromos jellegű belsőfolyamatok (gyakrantöltésátrendeződéssel járó kémiaivagy más folyamatok) biztosítják.

Ismerje az elektromos áramkörlegfontosabb részeit, az áramkörábrázolását kapcsolási rajzon.

magyarázata.

Galvánelemekműködése,elektromotoros erő.

Ionos vegyületekelektromos vezetéseolvadékban ésoldatban, elektrolízis.

Vas mágnesestulajdonsága.

Matematika:alapműveletek,egyenletrendezés,számok normálalakja,egyenes arány.

.

Biológia- egészségtan:

Az emberi testáramvezetése,áramütés hatása,hazugságvizsgáló,orvosi diagnosztika ésterápiás kezelések.

Technika, életvitel ésgyakorlat: árambiológiai hatása,elektromos árama háztartásban,biztosíték,fogyasztásmérők,balesetvédelem.

Világítás fejlődése éskorszerű világításieszközök.

Ohm törvénye, áram- ésfeszültségmérés. Analóg ésdigitális mérőműszerekhasználata.

Fogyasztók (vezetékek)

ellenállása. Fajlagos ellenállás.

Fémek elektromos vezetése.

Jelenség: szupravezetés.

Az elektromos mező munkája azáramkörben. Az elektromosteljesítmény.

Az elektromos áram hőhatása.Fogyasztók a háztartásban,fogyasztásmérés, azenergiatakarékosság lehetőségei.

Költségtakarékos világítás

(hagyományos izzó,halogénlámpa, kompaktfénycső, LED-lámpaösszehasonlítása)

Tudja Ohm törvényét. Legyenképes egyszerű számításokatvégezni Ohm törvénye alapján.

Ismerje az elektromos ellenállásmindhárom jelentését (test, annakegy tulajdonsága, és az aztjellemző mennyiség), fajlagosellenállás fogalmát,mértékegységét és mérésénekmódját.

Legyen kvalitatív képe a fémekelektromos ellenállásánakklasszikus értelmezéséről.

Tudja értelmezni az elektromosáram teljesítményét, munkáját.

Legyen képes egyszerűszámítások elvégzésére. Tudjaértelmezni a fogyasztókonfeltüntetett teljesítményadatokat.Az energiatakarékosságfontosságának bemutatása.

Összetett hálózatok.

Ellenállások kapcsolása. Azeredő ellenállás fogalma,számítása.

Ohm törvénye teljes áramkörre.Elektromotoros erő (üresjárásifeszültség) kapocsfeszültség,a belső ellenállás fogalma.

Tudja a hálózatok törvényeitalkalmazni ellenállás-kapcsolásokeredőjének számítása során.

Ismerje a telepet jellemző elektro-motoros erő (ürejárási feszültség)és a belső ellenállás fogalmát,Ohm törvényét teljes áramkörre.

21

Az áram vegyi hatása.Kémiai áramforrások.Az áram biológiai hatása.

Tudja, hogy az elektrolitokbanmozgó ionok jelentik az áramot.Ismerje az elektrolízis fogalmát,néhány gyakorlati alkalmazását.Értse, hogy az áram vegyi hatásaés az élő szervezeteket gyógyítóés károsító hatása közöttösszefüggés van.Ismerje az alapvető elektromosérintésvédelmi szabályokat ésazokat a gyakorlatban is tartsa be.Ismerje az elemek,akkumulátorok főbb jellemzőit éshasználatuk alapelveit.

Korszerű elektromosháztartási készülékek,energiatakarékosság.

Környezetvédelem.

Informatika:mikroelektronikaiáramkörök, mágnesesinformációrögzítés.

Mágneses mező (permanensmágnesek).

Az egyenáram mágneses hatása.Áram és mágnes kölcsönhatása.Egyenes vezetőben folyóegyenáram mágneses mezőjénekvizsgálata. A mágneses mezőtjellemző indukcióvektorfogalma, mágnesesindukcióvonalak, mágnesesfluxus.

A vasmag (ferromágnesesközeg) szerepe a mágneses hatásszempontjából. Az áramjártavezetőt érő erőhatás mágnesesmezőben.

Az elektromágnes és gyakorlatialkalmazásai (elektromágnesesdaru, relé, hangszóró.

Az elektromotor működése.

Permanens mágnesekkölcsönhatása, a mágnesek tere.

Tudja bemutatni az árammágneses terét egyszerűkísérlettel.

Ismerje a tér jellemzésérealkalmas mágnesesindukcióvektor fogalmát.

Legyen képes a mágneses és azelektromos mező jellemzőinekösszehasonlítására, ahasonlóságok és különbségekbemutatására.

Tudja értelmezni az áramra hatóerőt mágneses térben.

Ismerje az egyenáramú motorműködésének elvét.

Lorentz-erő – mágneses térhatása mozgó szabad töltésekre.

Ismerje a Lorentz-erő fogalmát éstudja alkalmazni néhány jelenségértelmezésére (katódsugárcső,ciklotron, sarki fény).

Kulcsfogalmak/ fogalmak

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

22

Tematikai egység 3. Hőhatások és állapotváltozások – hőtanialapjelenségek, gáztörvények

Órakeret8 óra

Előzetes tudásA hőérzet szubjektív és relatív jellege. Hőmérséklet, hőmérsékletmérése.A gázokról kémiából tanult ismeretek.


céljai

A hőtágulás tárgyalása, a jelenség mint a klasszikus hőmér-sékletmérésnek alapjelensége. A gázok anyagi minőségtől függetlenhőtágulásán alapuló Kelvin-féle „abszolút” hőmérsékleti skálabevezetése. Gázok állapotjelzői közt fennálló összefüggések kísérletiés elméleti vizsgálata.



A hőmérséklet, hőmérők,hőmérsékleti skálák.

Milyen a jó hőmérő, hogyannövelhető a pontossága?

Hőtágulás.

Szilárd anyagok lineáris, felületiés térfogati hőtágulása.

Folyadékok térfogati hőtágulása.

Csökken vagy növekszik a tágulófémlemezben vágott köralakúnyílás? Hogyan változik azedények űrtartalma ahőtáguláskor?

Ismerje a tanuló a hőmérséklet-mérésre leginkább elterjedtCelsius-skálát, néhánygyakorlatban használt hőmérőműködési elvét. Legyengyakorlata hőmérsékletigrafikonok olvasásában.

Ismerje a hőtágulás jelenségétszilárd anyagok és folyadékokesetén. Tudja a hőtágulásjelentőségét a köznapi életben,ismerje a víz különlegeshőtágulási sajátosságát, ésszerepét az élővilágban.

Kémia: a gáz fogalmaés az állapothatározókközötti összefüggések:Avogadro törvénye,moláris térfogat,

Matematika: afüggvény fogalma,grafikus ábrázolás,egyenletrendezés,exponenciálisfüggvény. Biológia–egészségtan:

Víziállatok élete télena befagyott tavakban,folyókban.

Testnevelés és sport:sport nagymagasságokban(hegymászás,ejtőernyőzés),sportolás a mélyben

Gázok állapotjelzői,összefüggéseik

Boyle–Mariotte-törvény, Gay–Lussac-törvények.

Ismerje a tanuló a gázok alapvetőállapotjelzőit, az állapotjelzőkközötti páronként kimérhetőösszefüggéseket.

Ismerje a Kelvin-félehőmérsékleti skálát, és legyen

23

A Kelvin-féle gázhőmérsékletiskála.

képes a két alapvetőhőmérsékleti skála köztiátszámításokra. Tudja értelmezniaz abszolút nulla fok jelentését.Tudja, hogy a gázok döntőtöbbsége átlagos körülményekközött (normál légnyomás, nemtúl alacsony hőmérséklet) azanyagi minőségüktől függetlenülhasonló fizikai sajátságokatmutat. Ismerje az ideális gázfogalmát, és az ideális gázokállapotjelzői között felírhatóspeciális összefüggéseket, azegyesített gáztörvényt, és tudjonennek segítségével egyszerűfeladatokat megoldani.

(búvárkodás).

Biológia–egészségtan:keszonbetegség, hegyibetegség, madarakrepülése.

Földrajz: széltérképek,nyomástérképek,hőtérképek, áramlások.

Az ideális gáz állapotegyenlete.

Lehetséges-e, hogy a gáznakcsak egyetlen állapotjelzőjeváltozzon?

Tudja a gázok állapotegyenletétmint az állapotjelzők köztfennálló általános összefüggést.

Ismerje az izoterm, izochor ésizobár állapotváltozásokösszefüggéseit mint azállapotegyenlet speciális eseteit.


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

Tematikai egység 4. Részecskék rendezett és rendezetlen mozgása– A molekuláris hőelmélet elemei

Órakeret4 óra

Előzetes tudásAz anyag atomos szerkezete, az anyag golyómodellje, gázok nyomása,rugalmas ütközés, lendületváltozás, mozgási energia, kémiai részecskéktömege.


Az ideális gáz modelljének jellemzői. A gázok makroszkopikusjellemzőinek értelmezése a modell alapján, a nyomás, hőmérséklet –átlagos kinetikus energia, „belső energia”. A melegítés hatására fellépőhőmérséklet növekedésének és a belső energia változásának a modellrealapozott fogalmi összekapcsolása révén a hőtan főtételek megértésénekelőkészítése.

24



Az ideális gáz kinetikus modellje. A tanuló ismerje a gázokuniverzális tulajdonságaitmagyarázó részecskemodellt.

Kémia: gázoktulajdonságai, ideálisgáz.

A gáz nyomásának éshőmérsékletének értelmezése.

Értse a gáz nyomásának éshőmérsékletének a modellbőlkapott szemléletes magyarázatát.

Az ekvipartíció tétele, arészecskék szabadsági fokánakfogalma.

Gázok moláris és fajlagoshőkapacitása.

Ismerje az ekvipartíció-tételt, agázrészecskék átlagos kinetikusenergiája és a hőmérséklet köztikapcsolatot. Lássa, hogy a gázokmelegítése során a gáz részecs-kéinek összenergiája nő, amelegítés lényege energiaátadás.


Modellalkotás, kinetikus gázmodell, nyomás, hőmérséklet, átlagoskinetikus energia, ekvipartíció.

Tematikai egység 5. Energia, hő és munka – a hőtan főtételei Órakeret15 óra

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


A hőtan főtételeinek tárgyalása során annak megértetése, hogy atermészetben lejátszódó folyamatokat általános törvények írják le. Azenergiafogalom általánosítása, az energiamegmaradás törvényénekkiterjesztése. A termodinamikai gépek működésének értelmezése, atermodinamikai hatásfok korlátos voltának megértetése. Annakelfogadtatása, hogy energia befektetése nélkül nem működik egyetlengép, berendezés sem, sem elsőfajú, sem pedig másodfajú örökmozgóknem léteznek. A hőtani főtételek univerzális (a természettudományokraáltalánosan érvényes) tartalmának bemutatása.



Melegítés munkavégzéssel.

(Az ősember tűzgyújtása,járművek fékberendezésének

Tudja, hogy a melegítés lényegeaz állapotváltozás, energiaátadás,és hogy nincs „hőanyag”!

Kémia: exoterm ésendotem folyamatok,

25

túlmelegedése, a világűrbőlérkező testek: űrhajók,meteoritok „hullócsillagok”felmelegedése stb.

A belső energia fogalmánakkialakítása.

A belső energiamegváltoztatásának módjai.

Ismerje a tanuló a belső energiafogalmát mint a gázrészecskékmozgási energiájának összegét.Tudja, hogy a belső energiamelegítéssel és/vagymunkavégzéssel változtathatómeg.

termokémia, Hess-tétel, kötési energia,reakcióhő, égéshő,elektrolízis.

Gyors és lassú égés,tápanyag,energiatartalom(ATP), a kémiaireakciók iránya,megfordíthatófolyamatok, kémiaiegyensúlyok,stacionárius állapot,élelmiszer-kémia.

Technika, életvitel ésgyakorlat: Folyamatostechnológiaifejlesztések,innováció.

Hőerőművekgazdaságosműködtetése éskörnyezetvédelme.

Földrajz:környezetvédelem, amegújuló és nem

megújuló energiafogalma.

Biológia–egészségtan:az „éltető Nap”, élőszervezetekhőháztartása,öltözködés, állattartás.

A termodinamika I. főtétele.

Hogyan melegítheti fel a kovácsa megmunkálandó vasdarabot, haelfogyott a tüzelője?

Hűlhet-e a gáz, ha melegítjük?Lásd szén-dioxid patron becsava-rását!

Alkalmazások konkrét fizikai,kémiai, biológiai példákon.

Egyszerű számítások.

Ismerje a termodinamika I.főtételét mint azenergiamegmaradás általánosítottmegfogalmazását.

Az I. főtétel alapján tudjaenergetikai szempontbólértelmezni a gázok korábbantanult speciális állapotváltozásait.Kvalitatív példák alapján fogadjael, hogy az I. főtétel általánostermészeti törvény, amely fizikai,kémiai, biológiai, geológiaifolyamatokra egyaránt érvényes.

Hőerőgép.

Ideális gázzal végzettkörfolyamatok.

A hőerőgépek hatásfoka.

Miért sokkal jobb hatásfokú egyelektromos autó, mint egybenzinnel működő?

Az élő szervezet hőerőgépszerűműködése.

A favágók sok zsíros ételtesznek, még sem híznak el, vajonmiért?

Gázok körfolyamatainak elméletivizsgálata alapján értse mega hőerőgép, hűtőgép, hőszivattyúműködésének alapelvét. Tudja,hogy a hőerőgépek hatásfokalényegesen kisebb mint 100%.Tudja kvalitatív szintenalkalmazni a főtételt agyakorlatban használthőerőgépek, működő modellekenergetikai magyarázatára.Energetikai szempontból lássaa lényegi hasonlóságota hőerőgépek és az élőszervezetek működése között.

Az „örökmozgó” lehetetlensége.

Higgyünk-e a vízzel működőautó létezésében?

Tudja, hogy „örökmozgó”(„energiabetáplálás” nélkülihőerőgép) nem létezhet!Másodfokú sem: nincs 100%-oshatásfokú hőerőgép.

A természeti folyamatok iránya.

Lehetséges-e Balaton

Ismerje a reverzibilis ésirreverzibilis változásokfogalmát. Tudja, hogy a

26

befagyásakor felszabaduló hővellakást fűteni?

A spontán termikus folyamatokiránya, a folyamatokmegfordításának lehetősége.

Felemelkedhet-e a földről egykezdetben forró vasgolyó, hűlésközben?

természetben az irreverzibilitás ameghatározó.

Kísérleti tapasztalatok alapjánlássa, hogy különbözőhőmérsékletű testek köztitermikus kölcsönhatás irányameghatározott: a magasabbhőmérsékletű test energiájacsökken az alacsonyabbhőmérsékletűé pedig nő; a folya-mat addig tart, amíg ahőmérsékletek ki nemegyenlítődnek. A spontán fo-lyamat iránya csak„energiabefektetés” áránváltoztatható meg.

Magyar nyelv ésirodalom; idegennyelvek: Madách Imre

Történelem,társadalmi ésállampolgáriismeretek; vizuáliskultúra: a Napkitüntetett szerepe amitológiában és aművészetekben. Aberuházásmegtérülése,megtérülési idő,takarékosság.

Filozófia; magyarnyelv és irodalom:Madách: Az embertragédiája, eszkimószín, a Nap kihűl, azélet elpusztul.

A termodinamika II. főtétele. Ismerje a hőtan II. főtételét,annak többféle megfogalmazásátés tudja, hogy kimondásatapasztalati alapon történik.Tudja, hogy a hőtan II. főtételeáltalános természettörvény, afizikán túl minden természet-tudomány és a műszaki tudo-mányok is alapvetőnek tekintik.


Főtételek, hőerőgépek, reverzibilitás, irreverzibilitás, elsőfajú ésmásodfajú örökmozgó.

Tematikai egység 6. Hőfelvétel hőmérsékletváltozás nélkül –halmazállapot-változások

Órakeret5 óra

Előzetes tudás Halmazállapotok anyagszerkezeti jellemzői, a hőtan főtételei.


A halmazállapotok jellemző tulajdonságainak és a halmazállapot-változások energetikai hátterének tárgyalása, bemutatása. Ahalmazállapot-változásokkal kapcsolatos mindennapi jelenségekértelmezése a fizikában és a társ-természettudományok területén is.

27



A halmazállapotokmakroszkopikus jellemzése,energetika és mikroszerkezetiértelmezése.

Miért folyik ki a víz a felfordítottpohárból, és miért marad poháralakú a benne megfagyott, demár olvadó jéghenger, hakiborítjuk?Melegít-e a jegesedő Balaton?Hova lesz a fagyáskor elvont hő?

A tanuló tudja, hogy az anyagkülönböző halmazállapotait(szilárd, folyadék- és gázállapot)makroszkopikus fizikaitulajdonságaik alapjánjellemezni. Lássa, hogyugyanazon anyag különbözőhalmazállapotai eseténa belsőenergia-értékekkülönböznek, a halmazállapotmegváltoztatása mindigenergianövekedéssel vagyenergiacsökkenéssel járófolyamat.

Matematika: afüggvény fogalma,grafikus ábrázolás,konstans függvény

Egyenletrendezés.

Kémia:halmazállapotok éshalmazállapot-változások, exoterm ésendoterm folyamatok,kötési energia,képződéshő,reakcióhő,üzemanyagok égése,elektrolízis.

Biológia-egészségtan:a táplálkozás alapvetőbiológiai folyamatai,ökológia, az „éltetőNap”, hőháztartás,öltözködés.

Technika, életvitel ésgyakorlat: folyamatostechnológiaifejlesztések,innováció.

Földrajz:környezetvédelem, amegújuló és nemmegújuló energiafogalma.

Az olvadás és a fagyás jellemzői.

A halmazállapot-változásenergetikai értelmezése.

Jelenségek, alkalmazások:

A hűtés mértéke és a hűtésisebesség meghatározza amegszilárduló anyag mikro-szerkezetét és ezen keresztül soktulajdonságát. Fontos akohászatban, mirelitiparban. Ha ahűlés túl gyors, nincskristályosodás – az olvadéküvegként szilárdul meg, nincssejtroncsolódás.

Ismerje az olvadás, fagyásfogalmát, jellemző mennyiségeit(olvadáspont, olvadáshő).Legyen képes egyszerű,halmazállapot-változással járókalorikus feladatok megoldására.Ismerje a fagyás és olvadásszerepét a mindennapi életben.

Párolgás és lecsapódás (forrás).

A párolgás (forrás), lecsapódásjellemzői. Halmazállapot-változások a természetben. Ahalmazállapot-változásenergetikai értelmezése.

Jelenségek, alkalmazások: a„kuktafazék” működése (aforráspont nyomásfüggése), apárolgás hűtő hatása,

Ismerje a párolgás, forrás,lecsapódás, szublimáció,deszublimáció jelenségét,mennyiségi jellemzőit. Legyenképes egyszerű számításokelvégzésére, a jelenségekfelismerésére a hétköznapiéletben (időjárás). Ismerje aforráspont nyomásfüggésénekgyakorlati jelentőségét és annakalkalmazását.

28

szublimáció, deszublimációdesztilláció, szárítás, kámfor,szilárd szagtalanítók, naftalinalkalmazása háztartásban,csapadékformák.

Legyen képes egyszerű,halmazállapot-változással járókalorikus numerikus feladatokmegoldására


Halmazállapot (gáz, folyadék, szilárd), halmazállapot-változás (olvadás,fagyás, párolgás, lecsapódás, szublimáció, deszublimáció, forrás).

Tematikai egység 7. Mindennapok hőtana Órakeret4 óra

Előzetes tudás Az eddig tanult hőtani ismeretek és tapasztalatok.


céljai

A fizika és a mindennapi jelenségek kapcsolatának, a fizikai ismeretekhasznosságának tudatosítása. Kis csoportos projektmunka otthoni,internetes és könyvtári témakutatással, adatgyűjtéssel, kísérletezéstanári irányítással. A csoportok eredményeinek bemutatása, közöstanórai megvitatása, értékelése.

29


ismeretekFejlesztési követelmények Kapcsolódási pontok

Feldolgozásra ajánlott témák:

Halmazállapot-változások atermészetben.

Korszerű fűtés, hőszigetelés alakásban.

Hőkamerás felvételek. Hogyan készít meleg vizet

a napkollektor. Hőtan a konyhában. Naperőmű. A vízerőmű és a hőerőmű

összehasonlító vizsgálata. Az élő szervezet mint

termodinamikai gép. Az UV és az IR sugárzás

élettani hatása. Látszólagos „örökmozgók”

működésének vizsgálata.

Kísérleti munka tervezésecsoportmunkában, a feladatokfelosztása.

A kísérletek megtervezése, amérések elvégzése, azeredmények rögzítése.

Az eredmények nyilvánosbemutatása kiselőadások,kísérleti bemutató formájában.

Technika, életvitel ésgyakorlat: takarékosság,az autók hűtésirendszerének télivédelme.

Történelem, társadalmiés állampolgáriismeretek: beruházásmegtérülése, megtérülésiidő.

Biológia–egészségtan:táplálkozás, ökológiaiproblémák. A hajszál-csövesség szerepenövényeknél, a levegőpáratartalmának hatásaaz élőlényekre, fagykár agyümölcsösökben, üveg-házhatás, a vérnyomásraható tényezők.

Magyar nyelv ésirodalom:

Madách Imre: Az embertragédiája (eszkimószín).

Kulcsfogalmak/ fogalmak A hőtani tematikai egységek kulcsfogalmai.

A fejlesztés várteredményei

A kísérletezési, mérési kompetencia, a megfigyelő, rendszerező készségfejlődése.

Az elektrosztatika alapjelenségei és fogalmai, az elektromos és amágneses mező fizikai objektumként való elfogadása. Az áramokkalkapcsolatos alapismeretek és azok gyakorlati alkalmazásai, egyszerűfeladatok megoldása.A gázok makroszkopikus állapotjelzői és összefüggéseik, az ideális gázgolyómodellje, a nyomás és a hőmérséklet kinetikus értelmezésegolyómodellel.

30

Hőtani alapfogalmak, a hőtan főtételei, hőerőgépek elemi szintű, dealkalmazni képes ismerete.Annak felismerése, hogy gépeink működtetése és az élő szervezetekműködése is energiacsökkenéssel járó folyamat, ezért tartósan, csakenergia „befektetése árán” valósíthatók meg. Mivel ezekben nem csak acél szempontjából elengedhetetlen változások vannak, a befektetettenergia jelentős része „elvész”, a működésben nem hasznosul, ezért a„tökéletes hőerőgép” és „örökmozgó” létezése elvileg kizárt.

Mindennapi környezetünk hőtani vonatkozásainak ismerete.Az energiatudatosság fejlődése

31

11. évfolyam

Tematikai egység 1. Mechanikai rezgések és hullámok Órakeret:12 óra

Előzetes tudásA forgásszögek szögfüggvényei. A dinamika alapegyenlete, a rugóerőtörvénye, kinetikus energia, rugóenergia, sebesség, gyorsulás,hangtani jelenségek, alapismeretek.


A mechanikai rezgések tárgyalásával a váltakozó áramok és azelektromágneses rezgések megértésének előkészítése. A rezgésekszerepének bemutatása a mindennapi életben. A mechanikai hullámoktárgyalása. A rezgésállapot terjedésének, és a hullám időbeli és térbeli


Óraszámok:

Új anyagmérés



összesóraszám

1. Mechanikai rezgések éshullámok 8 2 2 12

2. Mágnesség és elektromosság –Elektromágneses indukció,váltóáramú hálózatok

8 2 2 12

3.Rádió, televízió, mobiltelefonElektromágneses rezgések éshullámok

3 - 1 4

4.Hullám- és sugároptika 10 2 2 14

5.Az atom szerkezete. A modernfizika születése 6 1 1 8

6.Az atommag is részekrebontható. A magfizika elemei 6 1 1 8

7.Csillagászat és asztrofizika 7 1 1 9

8. Rendszerező összefoglalás - - - 5

32

periodicitásának leírásával az elektromágneses hullámok megértésétalapozza meg. Hangtan tárgyalása a fizikai fogalmak és a köznapijelenségek összekapcsolásával.



Hogyan mozog a felfüggesztettrugóra erősített és nyugalmihelyzetéből függőlegesen lefelékimozdított test?

A rugóra akasztott rezgő testkinematikai vizsgálata.

A rezgésidő meghatározása.

A rezgés dinamikai vizsgálata.

A tanuló ismerje a rezgő testjellemző paramétereit(amplitúdó, rezgésidő,frekvencia).

Ismerje és tudja grafikusanábrázolni a mozgás kitérés-idő,sebesség-idő, gyorsulás-időfüggvényeit. Tudja, hogy arezgésidőt a test tömege ésa rugóállandó határozza meg, dea kitéréstől független.

Tudja, hogy a harmonikus rezgésdinamikai feltétele a lineáriserőtörvény által leírt erőhatásérvényesülése. Legyen képesfelírni a rugón rezgő testmozgásegyenletét.

Matematika:periodikusfüggvények.

Filozófia: az időfilozófiai kérdései.

Informatika: azinformatikai eszközökműködésének alapja,az órajel.

Egy rugóra erősített test rezgéseközben minek milyen energiájaváltozik?Minek tekinthető a rugó és aráerősített test rezgés közben, haeltekinthetünk aközegellenállástól, a rugófelmelegedésétől stb.?

A rezgőmozgás energetikaivizsgálata.

A mechanikaienergiamegmaradás harmonikusrezgés esetén.

Legyen képes azenergiaviszonyok kvalitatívértelmezésére a rezgés során: pl.tudja, hogy a vízszintes felületenrezgőmozgást végző kiskocsinál,ha a feszülő rugó energiája nő,akkor a test mozgási energiájacsökken, majd fordítva. Ha acsillapító hatásokelhanyagolhatók, akkor arezgésre vonatkoztatottmechanikai energiamegmaradástörvénye teljesül.

Tudja, hogy a környezeti hatások(súrlódás, közegellenállás) miatta rezgés csillapodik.

Ismerje a rezonancia jelenségétés ennek gyakorlati jelentőségét.

33

A hullám fogalma és jellemzői.

Hullámterjedés egy dimenzióban,kötélhullámok.

Felületi hullámok.

Hullámok visszaverődése, törése.Hullámok találkozása,állóhullámok.Hullámok interferenciája, azerősítés és a gyengítés feltételei.

Térbeli hullámok.

Jelenségek:földrengéshullámok,lemeztektonika.

A tanuló tudja, hogy amechanikai hullám arezgésállapot terjedése valamelyközegben, miközben anyagirészecskék nem haladnaka hullámmal, a hullámbanenergia terjed.

Kötélhullámok esetén értelmezzea jellemző mennyiségeket(hullámhossz, periódusidő).

Ismerje a terjedési sebesség, ahullámhossz és a periódusidőkapcsolatát.

Ismerje a longitudinális és atranszverzális hullámokfogalmát.

Hullámkádas kísérletek alapjánértelmezze a hullámokvisszaverődését, törését.

Tudja, hogy a hullámokakadálytalanul áthaladhatnakegymáson.

Értse az interferencia jelenségétés értelmezze erősítés ésgyengítés (kioltás) feltételeit.

Tudja, hogy alkalmasfrekvenciájú rezgés állandósulthullámállapotot (állóhullám)eredményezhet.

A hang mint a térben terjedőhullám.

A hang fizikai jellemzői.Alkalmazások: hallásvizsgálat.

Hangszerek, a zenei hangjellemzői.

Ultrahang és infrahang.

A zajszennyeződés fogalma.

Tudja, hogy a hang mechanikairezgés, ami a levegőbenlongitudinális hullámként terjed.Ismerje a hangmagasság, ahangerősség, a terjedési sebességfogalmát.Legyen képes legalább egyhangszer működésénekmagyarázatára.Ismerje az ultrahang és azinfrahang fogalmát, gyakorlatialkalmazását.Ismerje a hallás fizikai alapjait, ahallásküszöb és a zajszennyezésfogalmát.

34


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

Tematikai egység 2. Mágnesség és elektromosság –Elektromágneses indukció, váltóáramú hálózatok

Órakeret12 óra

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


céljai

Az indukált és a nyugvó töltések által keltett elektromos mező közöttilényeges szerkezeti különbség kiemelése. Az elektromágnesesindukció gyakorlati jelentőségének bemutatása. Energiahálózatokismerete, és az energiatakarékosság fogalmának kialakítása afiatalokban.



Az elektromágneses indukciójelensége.A mozgási indukció.A nyugalmi indukció.Michael Faraday munkássága.Lenz törvénye.Az örvényáramok szerepe agyakorlatbanAz önindukció jelenségeA mágneses mező energiája

A tanuló ismerje a mozgásiindukció alapjelenségét, és tudjaazt a Lorentz-erő segítségévelértelmezni.

Ismerje a nyugalmi indukciójelenségét. Ismerje Lenztörvényét.

Tudja értelmezni Lenz törvényétaz indukció jelenségeire.

Ismerje az önindukció jelenségétés szerepét a gyakorlatban.

Kémia: elektromosáram, elektromosvezetés.

Matematika: trigono-metrikus függvények,függvény-transzformáció.

Technika, életvitel ésgyakorlat: az árambiológiai hatása,balesetvédelem,elektromos árama háztartásban,

Váltakozó feszültség fogalma.A váltóáramú generátor elve.(mozgási indukció mágnesestérben forgatott tekercsben).A váltakozó feszültség és áramjellemző paraméterei.

Értelmezze a váltakozófeszültségű elektromágnesesmező keletkezését mozgásiindukcióval.

Ismerje a szinuszosan váltakozófeszültséget és áramot leírófüggvényt, tudja értelmezni a

35

benne szereplő mennyiségeket.

Ismerje a váltakozó árameffektív hatását leírómennyiségeket (effektívfeszültség, effektív áram,effektív teljesítmény).

biztosíték,fogyasztásmérők.

Korszerű elektromosháztartási készülékek,energiatakarékosság.

Ohm törvénye váltóáramúhálózatban.

Értse, hogy a váltakozó áramúáramkörben a kondenzátorellenállásként viselkedik,a tekercs pedig nagyobbellenállást képvisel, mint azegyenáramú áramkörben.

Transzformátor.

Gyakorlati alkalmazások.

Értelmezze a transzformátorműködését az indukciótörvényalapján.

Tudjon példákat atranszformátorok gyakorlatialkalmazására.

Az elektromos energiahálózat.

A háromfázisú energiahálózatjellemzői.Az energia szállítása az erőműtőla fogyasztóig.Távvezeték, transzformátorok.Az elektromos energiafogyasztásmérése.Az energiatakarékosságlehetőségei.

Tudomány- és technikatörténet

A dinamó.Jedlik Ányos, Siemens szerepe.Ganz, Diesel mozdonya.A transzformátor magyarfeltalálói.

Ismerje a hálózati elektromosáram előállításának gyakorlatimegvalósítását, az elektromosenergiahálózat felépítését ésműködésének alapjait, atranszformátor jelentőségét azenergiatakarékosságban.

Ismerje a lakások elektromoshálózatának elvi felépítését, azérintésvédelem, elektromosbalesetvédelem alapjait.

Ismerje az elektromosenergiafogyasztás mérésénekfizikai alapjait, azenergiatakarékosság gyakorlatilehetőségeit a köznapi életben.


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

Tematikai egység 3. Rádió, televízió, mobiltelefon – Elektromágnesesrezgések és hullámok

Órakeret4 óra

36

Előzetes tudásMechanikai rezgések és hullámok. Elektromágneses indukció,önindukció, kondenzátor, kapacitás, váltakozó áram.


Az elektromágneses sugárzások fizikai hátterének bemutatása. Azelektromágneses hullámok spektrumának bemutatása,érzékszerveinkkel, illetve műszereinkkel érzékelt egyesspektrumtartományainak jellemzőinek kiemelése. Az információelektromágneses úton történő továbbításának elméleti és kísérletimegalapozása.



Az elektromágneses rezgőkör,elektromágneses rezgések.

A tanuló ismerje azelektromágneses rezgőkörfelépítését és működését.

Technika, életvitel ésgyakorlat:kommunikációseszközök,információtovábbításüvegszálas kábelen,levegőben, azinformáció tárolásánaklehetőségei.

Biológia-egészségtan:élettani hatások,a képalkotódiagnosztikaieljárások, a megelőzésszerepe.

Informatika: azinformációtovábbításjogi szabályozása,internetjogok és -szabályok.

Vizuális kultúra:Képalkotó eljárásokalkalmazása a digitálisművészetekben,művészi reprodukciók.A média szerepe.

Elektromágneses hullám,hullámjelenségek.

Maxwell és Hertz szerepe.

Bay Zoltán (Hold-visszhang)

Jelenségek, gyakorlatialkalmazások:információtovábbításelektromágneses hullámokkal.

Ismerje az elektromágneseshullám fogalmát, tudja, hogy azelektromágneses hullámokfénysebességgel terjednek, aterjedéséhez nincs szükségközegre. Távoli, rezonanciárahangolt rezgőkörök között azelektromágneses hullámok révénenergiaátvitel lehetséges fémesösszeköttetés nélkül. Azinformációtovábbítás új útjai.

Az elektromágneses spektrum.

Jelenségek, gyakorlatialkalmazások:hőfénykép, röntgenteleszkóp,rádiótávcső.

Ismerje az elektromágneseshullámokfrekvenciatartományokraosztható spektrumát és az egyestartományok jellemzőit.

Az elektromágneses hullámokgyakorlati alkalmazása.

Jelenségek, gyakorlatialkalmazások: a rádiózás fizikaialapjai. A tévéadás és -vétel elvialapjai. A GPS műholdas

Tudja, hogy az elektromágneseshullám anyag, aminek energiájavan.

Legyen képes példákonbemutatni az elektromágneses

37

helymeghatározás. Amobiltelefon. A mikrohullámúsütő.

hullámok gyakorlatialkalmazását.


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

Tematikai egység 4. Hullám- és sugároptika Órakeret14 óra

Előzetes tudás Korábbi geometriai optikai ismeretek, hullámtulajdonságok,elektromágneses spektrum.


A fény és a fényjelenségek tárgyalása az elektromágneses hullámokróltanultak alapján. A fény gyakorlati szempontból kiemelt szerepénektudatosítása, hétköznapi fényjelenségek és optikai eszközökműködésének értelmezése.



A fény terjedése. Árnyékjelensé-gek. A vákuumbeli fénysebesség.

A Történelmi kísérletek a fényterjedési sebességénekmeghatározására.

A fény mint elektromágneseshullám.

Tudja a tanuló, hogy a fényelektromágneses hullám, azelektromágneses spektrum egymeghatározottfrekvenciatartományáhoztartozik.

Tudja a vákuumbelifénysebesség értékét és azt, hogymai tudásunk szerint ennélnagyobb sebesség nem létezhet(határsebesség).

Biológia-egészségtan:A szem és a látás, aszem egészsége.Látáshibák éskorrekciójuk.

Az energiaátadásszerepe a gyógyászatialkalmazásoknál, afény élettani hatásanapozásnál. A fényszerepe agyógyászatban ésa megfigyelésben.

Magyar nyelv ésirodalom;mozgóképkultúra ésmédiaismeret: A fényszerepe. Az univerzum

A fény visszaverődése, törése újközeg határán (tükör, prizma).

Teljes visszaverődés (optikaikábel).

Ismerje a fény terjedésévelkapcsolatos geometriai, optikaialapjelenségeket (visszaverődés,törés).

Elhajlás, interferencia, (optikairés, optikai rács).

Ismerje a fény hullámtermészetétbizonyító legfontosabb kísérletijelenségeket (interferencia,

38

Polarizáció (kísérletpolárszűrőkkel) LCD-képernyő.

polarizáció), és értelmezzeazokat.

megismerésénekirodalmi és művészetivonatkozásai, színek aművészetben.

Vizuális kultúra: afényképezés mintművészet.

A fehér fény színekre bontása.Prizma és rácsszínkép.A spektroszkópia jelentősége.A lézerfény.Színkeverés, a színes képernyő.

Tudja értelmezni a fehér fényösszetett voltát.

A geometriai optika alkalmazása.

A geometriai optika modelljénekkorlátai.

Képalkotás.Jelenségek, gyakorlatialkalmazások: tükrök, lencsék,mikroszkóp, távcső.

A látás fizikája.

A hagyományos és a digitálisfényképezőgép működése.A lézerfény alkalmazása:digitális technika eszköze (CD-írás, olvasás).Gábor Dénes és a hologram A3D-s filmek titka. Légköroptikaijelenségek (délibáb, szivárvány,fényszóródás, a lemenő Napvörös színe).

Ismerje a geometriai optikalegfontosabb alkalmazásait.Értse a leképezés fogalmát,tükrök, lencsék képalkotását.Legyen képes egyszerűképszerkesztésekre, és tudjaalkalmazni a leképezési törvénytegyszerű számításosfeladatokban.Ismerje és értse a gyakorlatbanfontos optikai eszközök(egyszerű nagyító, mikroszkóp,távcső),szemüveg, működését.Legyen képes egyszerű optikaikísérletek elvégzésére.


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

Tematikai egység5. Az atomok szerkezete. A modern fizika

születéseÓrakeret

8 óra

Előzetes tudás Az anyag atomos szerkezete. Gázok golyómodellje.


Az atomfizika tárgyalásának összekapcsolása a kémiai tapasztalatokon(súlyviszonytörvények) alapuló atomelmélettel. A fizikában alapvetőmodellalkotás folyamatának bemutatása az atommodellek változásainkeresztül. A kvantummechanikai atommodell egyszerűsített képszerűbemutatása. A műszaki-technikai szempontból alapvető félvezetőksávszerkezetének, kvalitatív, kvantummechanikai szemléletűmegalapozása.

39



Az anyag atomos felépítése,felismerésének történelmifolyamata.

Ismerje a tanuló az atomoklétezésére utaló koraitermészettudományostapasztalatokat, tudjonmeggyőzően érvelni az atomoklétezése mellett.

Kémia: az anyagszerkezetéről alkotottelképzelések, aváltozásukat előidézőkísérleti tények és abelőlük levontkövetkeztetések, aperiódusos rendszerelektronszerkezetiértelmezése.

Matematika: folytonosés diszkrét változó.

Filozófia: ókori görögbölcselet; az anyagmélyebbmegismerésénekhatása agondolkodásra,a tudományfelelősségénekkérdései, amegismerhetőséghatárai és korlátai.

A modern atomelméletetmegalapozó felfedezések.A korai atommodellek.Az elektron felfedezése:Thomson-modell.Az atommag felfedezése:Rutherford-modell.

Értse az atomról alkotottelképzelések (atommodellek)fejlődését: a modell mindigkísérleteken, méréseken alapul,azok eredményeit magyarázza;ha a modellel már nemértelmezhető, azzalellentmondásban álló kísérletitapasztalatok esetén új modellmegalkotására van szükség.Mutassa be a modellalkotáslényegét Thomson és Rutherfordmodelljén, a modellt megalapozóés megdöntő kísérletek,jelenségek alapján.

Bohr-féle atommodell. Ismerje a Bohr-féle atommodellkísérleti alapjait (spektroszkópia,Rutherford-kísérlet).Legyen képes összefoglalni amodell lényegét és bemutatni,mennyire alkalmas az a gázokvonalas színképénekértelmezésére

A kvantumfizika születése.Planck hipotézise.A fény kettős természete.Fényelektromos hatás – Einstein-féle fotonelmélete.Gázok vonalas színképe.(az optikából került ide)Az elektron kettős természete, deBroglie-hullámhossz.Alkalmazás: azelektronmikroszkóp.

Ismerje az energia adagosságáravonatkozó Planck-hipotézist minta modern fizika kialakulásánakelső lépését.Ismerje a fény részecsketulajdon-ságára utaló fényelektromoskísérletet, a foton fogalmát,energiáját.Legyen képes egyszerűszámításokra a fotonenergiájának felhasználásával.Ismerje az elektronhullámtermészetét igazolóelektroninterferencia-kísérletet.Ismerje a de Broglie-összefüggést mint a

40

mikrorészecskékre vonatkozóáltalános törvényszerűséget.Értse, hogy az elektronhullámtermészetének ténye újalapot ad a mikrofizikaijelenségek megértéséhez.

A kvantummechanikaiatommodell.

Tudja, hogy akvantummechanikai atommodellaz elektronokat hullámként írjale. Tudja, hogy az atomokállandósult állapotaihoz az atomielektronok egy-egy állóhullám-mintája tartozik.Tudja, hogy a hullámtulajdonságkövetkezménye: az elektronokimpulzusa és helye egyszerrenem mondható meg pontosan.

Kémia:Az atomok orbitál-modellje. Elektronállóhullámok azatomokban.

Fémek elektromos vezetése.Jelenség: szupravezetés.

Félvezetők szerkezete és vezetésitulajdonságai.Mikroelektronikai alkalmazások:dióda, tranzisztor, LED,fényelem stb.

Legyen kvalitatív képe a fémekelektromos ellenállásánakklasszikus értelmezéséről.A kovalens kötésű kristályokszerkezete alapján értelmezze aszabad töltéshordozók keltéséttiszta félvezetőkben.Ismerje a szennyezett félvezetőkelektromos tulajdonságait.Tudja magyarázni a p-nátmenetet.


Atom, atommodell, elektronhéj, energiaszint, foton, a részecskék kettőstermészete, Bohr-modell, Heisenberg-féle határozatlansági reláció,félvezetők. Atomi elektronok állóhullám mintái.

Tematikai egység6. Az atommag is részekre bontható – A

magfizika elemeiÓrakeret

8 óra

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


A magfizika alapismereteinek bemutatása a 20. századi történelmiesemények, a nukleáris energiatermelés, a mindennapi életben történőszéles körű alkalmazás és az ezekhez kapcsolódó nukleáris kockázatkérdéseinek szempontjából. Az ismereteken alapuló energiatudatosszemlélet kialakítása. A betegség felismerése és a terápia során fellépőreális kockázatok felelős vállalásának megértése.

41



Az atommag alkotórészei,tömegszám, rendszám,neutronszám.

A tanuló ismerje az atommagjellemzőit (méret, tömegszám,rendszám) és a magalkotórészeit.

Kémia: atommag,proton, neutron,rendszám, tömegszám,izotóp, radioaktívizotópok ésalkalmazásuk,radioaktív bomlás.Hidrogén, hélium,magfúzió.

Biológia–egészségtan:a sugárzások biológiaihatásai; a sugárzásszerepe azevolúcióban, afajtanemesítésben amutációk előidézéserévén; a radioaktívsugárzások hatása.

Földrajz:energiaforrások, azatomenergia szerepe avilágenergiatermelésében.

Matematika:valószínűség-számítás.

Exponenciálisfüggvények.

Történelem,társadalmi ésállampolgári

Az erős kölcsönhatás.

Stabil atommagok létezésénekmagyarázata.

Ismerje az atommagot összetartómagerők, az ún. „erőskölcsönhatás” tulajdonságait.Tudja kvalitatív szintenértelmezni a mag kötésienergiáját, értse a neutronokszerepét a mag stabilizálásában.

Ismerje a tömegdefektusjelenségét és kapcsolatát a kötésienergiával.

Magreakciók

Tájékozódás a fajlagos kötésienergia grafikonon: magenergiafelszabadításának lehetőségei

Tudja értelmezni a fajlagoskötési energia-tömegszámgrafikont, és ehhez kapcsolódvatudja értelmezni a lehetséges,energiafelszabadulással járómagreakciókat: magfúzió,radioaktív bomlás, maghasadás.

A radioaktív bomlás.

Bomlási formák. A radioaktívsugárzás fajtái és tulajdonságai.

Bomlás törvényszerűsége.

Ismerje a radioaktív bomlástípusait, a radioaktív sugárzásfajtáit és megkülönböztetésükkísérleti módszereit. Tudja, hogya radioaktív sugárzás intenzitásamérhető. Ismerje a felezési idő,az aktivitás fogalmát és ehhezkapcsolódóan tudjon egyszerűfeladatokat megoldani. Legalábbkvalitatíve ismerje a bomlástörvényszerűségét.

Mesterséges radioaktív izotópokelőállítása és alkalmazása.

Nyomjelzés, terápiássugárkezelés.

Legyen fogalma a radioaktívizotópok mesterségeselőállításának lehetőségéről éstudjon példákat a mesterségesradioaktivitás néhány gyakorlatialkalmazására a gyógyászatbanés a műszaki gyakorlatban.

42

Maghasadás.

Tömegdefektus, tömeg-energiaegyenértékűség.A láncreakció fogalma,létrejöttének feltételeiA szabad neutronok szerepe ésszabályozása.

Ismerje az urán-235 izotópspontán és indukált(neutronlövedékekkellétrehozott) hasadásánakjelenségét. Tudja értelmezni ahasadással járó energia-felszabadulást.

Értse a láncreakció lehetőségét éslétrejöttének feltételeit.

ismeretek: aHirosimára ésNagaszakira ledobottkét atombombatörténete, politikaiháttere, későbbikövetkezményei.Einstein; Szilárd Leó,Teller Ede és WignerJenő, avilágtörténelmetformáló magyartudósok.

Filozófia; etika: atudományfelelősségénekkérdései.

Az atombomba.

Hasadásos és fúziós bombák.

Értse az atombombaműködésének fizikai alapjait, ésismerje egy esetleges nukleárisháború globális pusztításánakveszélyeit.

Az atomreaktor és azatomerőmű.

Szabályozott láncreakció,atomerőművek felépítése,működése. A nukleáris reaktorokelőnyei, hátrányai.

Ismerje az ellenőrzöttláncreakció fogalmát, tudja, hogyaz atomreaktorban ellenőrzöttláncreakciót valósítanak meg éshasználnak „energiatermelésre”az atomerőművekben. Értse azatomenergia szerepét azemberiség növekvő ener-giafelhasználásában, ismerje elő-nyeit és hátrányait. Ismerje aPaksi Atomerőmű legfontosabbműszaki paramétereit (blokkokszáma, hő és villamosteljesítménye)

Magfúzió.

Magfúzió a csillagokban.energiatermelése.

Mesterséges fúzió létrehozása:

H-bomba, fúziós reaktorok.

Legyen tájékozott arról, hogy acsillagokban magfúziósfolyamatok zajlanak, ismerje aNap energiatermelését biztosítófúziós folyamat lényegét.

Tudja, hogy a H-bomba pusztítóhatását mesterséges magfúziósorán felszabaduló energiájabiztosítja. Tudja, hogy a békésenergiatermelésre használhatóellenőrzött magfúziót még nemsikerült megvalósítani, de ezlehet a jövő perspektivikusenergiaforrása.

A radioaktivitás kockázatainakleíró bemutatása.

Ismerje a kockázat fogalmát,számszerűsítésének módját és

43

Sugárterhelés, sugárdózissugárvédelem.

annak valószínűségi tartalmát.

Ismerje a sugárvédelemfontosságát és a sugárterhelésjelentőségét. Ismerjen legalábbegy sugárdózis fogalmat.


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

Tematikai egység 7. Csillagászat és az asztrofizika elemei Órakeret9 óra

Előzetes tudásA fizikából és a földrajzból tanult csillagászati alapismeretek, abolygómozgás törvényei, a gravitációs erőtörvény. Csillagok fúziósfolyamatai energiatermelése.


Annak bemutatása, hogy a csillagászat, a megfigyelési módszerek gyorsfejlődése révén a 21. század vezető tudományává vált. Avilágegyetemről szerzett új ismeretek segítenek, hogy az emberiségfelismerje a helyét a kozmoszban, miközben minden eddiginélmagasabb szinten meggyőzően igazolják az égi és földi jelenségektörvényeinek azonosságát.


ismeretekKövetelmények Kapcsolódási

pontok

Leíró csillagászat.

Problémák:a csillagászat kultúrtörténete.Geocentrikus és heliocentrikusvilágkép.Asztronómia és asztrológia.Alkalmazások:hagyományos és új csillagászatiműszerek.Űrtávcsövek.Rádiócsillagászat.Miért hatásosabbak azűrtávcsövek, mint a Földönlévők?

A tanuló legyen képes tájékozódnia csillagos égbolton.

Ismerje a csillagászatihelymeghatározás alapjait.Ismerjen néhány csillagképet, éslegyen képes azokat megtalálni azégbolton. Ismerje a Nap és a Holdégi mozgásának jellemzőit, értse aHold fázisainak változását, tudjaértelmezni a hold- ésnapfogyatkozásokat.

Tájékozottság szintjén ismerjea csillagászat megfigyelésimódszereit az egyszerű távcsövesmegfigyelésektől az űrtávcsöveken

Történelem,társadalmi ésállampolgáriismeretek:Kopernikusz,Kepler, Newtonmunkássága. Anapfogyatkozásokszerepe az emberikultúrában, a Hold„képének”értelmezésea múltban.

Földrajz: a Föld

44

át a rádióteleszkópokig. forgása és keringése,a Föld forgásánakkövetkezményei(nyugati szelek öve),a Föld belsőszerkezete,földtörténetikatasztrófák,kráterbecsapódáskeltette felszínialakzatok.

Biológia–egészségtan: a Holdés az emberbiológiai ciklusai, azélet feltételei.

Kémia: a periódusosrendszer, a kémiaielemek keletkezése.

Magyar nyelv ésirodalom;mozgóképkultúra ésmédiaismeret:„a csillagos égalatt”.

Filozófia:a kozmológiakérdései.

Égitestek.

Miért nem gömbölyűek akisbolygók, miért nemszögletesek a Naprendszerbolygói?

Ismerje a legfontosabb égitesteket(bolygók, holdak, üstökösök,kisbolygók és aszteroidák,csillagok és csillagrendszerek,galaxisok, galaxishalmazok) ésazok legfontosabb jellemzőit.Legyenek ismeretei a mesterségeségitestekről és azok gyakorlatijelentőségéről a tudományban ésa technikában.

A Naprendszer és a Nap.

A Nap belső szerkezete, fúziósfolyamatai, „energiatermelése”.A Nap teljesítménye. A Földreérkező napsugárzásenergiamennyisége.

Miért gondolták a 19. századvégén a tudósok, hogy a csillagokrövid életűek, és hamar kihűlnek?

(L. Madách: Az embertragédiája)

Ismerje a Naprendszer jellemzőit,a keletkezésére vonatkozótudományos elképzeléseket, ésezek bizonyítékait. Ismerje az életlehetőségét a Naprendszerben.

Tudja, hogy a Nap csak egy azátlagos csillagok közül, miközbena földi élet szempontjábólmeghatározó jelentőségű. Ismerje aNap legfontosabb jellemzőit:

a Nap szerkezeti felépítését, belső,energiatermelő folyamatait éssugárzását, a Napból a Földreérkező energia mennyiségét(napállandó). Ismerje a Napkorának nagyságrendjét, a korábbiés jövőbeni fejlődéstörténetét.

Csillagrendszerek, Tejútrendszerés galaxisok.

A csillagfejlődés:Ősrobbanás.A csillagok keletkezése,szerkezete és energiamérlege.Kvazárok, pulzárok; feketelyukak.

Legyen tájékozott a csillagokkalkapcsolatos legfontosabbtudományos ismeretekről. Ismerjea gravitáció és az energiatermelőnukleáris folyamatok meghatározószerepét a csillagokkialakulásában, „életében” ésmegszűnésében. Ismerje acsillagfejlődés főbb állomásait.

A kozmológia alapjai

Problémák, jelenségek:a kémiai anyag (atommagok)kialakulása.Perdület a Naprendszerben.Nóvák és szupernóvák.A földihez hasonló élet, kultúra

Legyenek alapvető ismeretei azuniverzumra vonatkozó aktuálistudományos elképzelésekről.Ismerje az ősrobbanásra és avilágegyetem tágulására utalócsillagászati méréseket. Ismerje azuniverzum korára és kiterjedésérevonatkozó becsléseket, tudja, hogy

45

esélye és keresése, exobolygókkutatása.Gyakorlati alkalmazások: műholdak, hírközlés és meteorológia, GPS, űrállomás, holdexpedíciók, bolygók kutatása.

az univerzum az ősrobbanás ótaállandóan tágul. Ismerje ennekkísérleti bizonyítékait:háttérsugárzás, vöröseltolódás.Ismerje az univerzum korának ésméretének nagyságrendjét.


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

A fejlesztés várteredményei aciklus végén

A mechanikai fogalmak bővítése a rezgések és hullámok témakörével,valamint a forgómozgás és a síkmozgás gyakorlatban is fontosismereteivel.

Az elektromágneses indukcióra épülő mindennapi alkalmazások fizikaialapjainak ismerete: elektromos energiahálózat, elektromágneseshullámok.

Az optikai jelenségek értelmezése hármas modellezéssel (geometriaioptika, hullámoptika, fotonoptika). Hétköznapi optikai jelenségekértelmezése.

A modellalkotás jellemzőinek bemutatása az atommodellek fejlődésén.

Alapvető ismeretek a kondenzált anyagok szerkezeti és fizikaitulajdonságainak összefüggéseiről. A fény kettős természeténekfizikatörténeti problematikájának megismerése (Einsteinfotonhipotézise). A mikrorészecskék kettős természetének mint amikrovilág univerzális természeti sajátosságának elfogadása.

A magfizika elméleti ismeretei alapján a korszerű nukleáris technikaialkalmazások értelmezése és ésszerű, mérlegelő elfogadása. A kockázatfogalmának ismerete és reális értékelése.

A csillagászati alapismeretek felhasználásával Földünk elhelyezése azuniverzumban, szemléletes kép az univerzum térbeli, időbeli méreteiről.A világegyetem szerkezetéről szóló tudományos ismeretek megerősítik afizikai törvények univerzális jellegét.

A csillagászat és az űrkutatás fontosságának ismerete és megértése.

Képesség önálló ismeretszerzésre, forráskeresésre, azok szelektálására ésfeldolgozására. Tudományos világszemlélet megalapozása.

46

Fakultáció

11.-12. évfolyam

A heti és éves óraszámok

A tantárgy hetióraszáma

A tantárgy évesóraszáma

11. évfolyam 3 108

12. évfolyam 3 93

Célok és feladatokAz emelt szintű fizikaoktatást azzal a céllal szerveztük, hogy azoknak a tanulóknak, akikközép- vagy emelt szintű érettségi vizsgát kívánnak tenni fizikából, lehetőséget nyújtsunk afelkészülésre. Azok a tanulók, akik érettségi vizsgát akarnak tenni fizikából, nyilváneldöntötték, hogy olyan felsőfokú intézményben, illetve szakon tanulnak tovább, ahol alaposfizikai ismeretekre van szükség.Mindenekelőtt fel kell eleveníteni, megszilárdítani és rendszerezni 7-11. osztályban tanultfizikai ismereteket. A rendszerezésnek ki kell terjednie a témakörökön belül, illetvekülönböző témakörök között a tanult összefüggések, törvények belső, logikai kapcsolatainakfeltárására.Ki kell tűzni olyan feladatok és problémák megoldását, amelyek a gondolkozással, aproblémalátással, a különböző témák közötti kapcsolatok felismerésével szemben, olyanigényt támaszt, amely az érettségi vizsga követelményeiből illetve a felsőoktatásiintézmények elvárásaiból következnek.A törzsanyagban tanult ismereteket ki kell egészíteni, bővíteni azokkal az ismeretekkel,amelyek a kerettanterv által kijelölt anyagban nem, de az emelt szintű fizika érettségianyagában szerepelnek.Fejleszteni kell a fizikai mérésekben, kísérletekben szerzett jártasságot. Ez magában foglalja afontosabb mérőeszközök használatának ismeretét, gyakorlatát, a mérés, kísérletmegtervezésének, végrehajtásának és elemző értékelésének képességét.

Fejlesztési követelmények

A kerettantervben megfogalmazott követelményeken felül az alábbi követelményekteljesítésére kell törekedni. A törzsanyagban tanult ismeretekhez szervesen kell kapcsolódnia azoknak az

ismereteknek (témaköröknek) amelyeket új anyagként itt ismernek meg a tanulók. A tanulók az emelt színtű érettségi vizsga követelményszintjén legyenek képesek

felismerni és áttekinteni az ismeretanyag mélyebb belső összefüggéseit, a témakörökközötti kapcsolatokat.

A tanulók tudják ismereteiket alkalmazni jelenségek értelmezésében, összetett problémákmegoldásában. Tudják alkalmazni a megfelelő matematikai eszközöket aproblémamegoldásban.

47

Ismerjék a tanulók a természettudományos gondolkodás, a természettudományokművelése során egyetemessé fejlődött megismerési módszerek alapvető sajátosságait.

Legyenek képesek a tanulók a tantervi ismeretekhez kapcsolódó fizikai mérések,kísérletek megtervezése, a mérés, a kísérlet elvégzése a mérési adatok, kísérletitapasztalatok kiértékelése, következtetések levonása, grafikon elemzése.

Rendelkezzék a tanuló a mértékkel, a mértékrendszerekkel, mennyiségegekkel összefüggőszilárd ismeretekkel, az alkalmazásokban biztos jártassággal. Legyen a tanulónakgyakorlatias belső látásmódja, arányérzéke a mennyiségek, mértékegységekhasználatában.

A tanuló legyen képes arra, hogy az ismeretanyag logikai csomópontjait képező, alapvetőfontosságú tényeket, az ezekből következő törvényeket, összefüggéseket szabatosan,logikusan kifejtse, megmagyarázza.

A tanuló rendelkezzék azzal a képességgel, hogy több témakör ismeretanyagának logikaiösszekapcsolását igénylő, összetett fizikai feladatokat, problémákat is megoldja.

Ismerje a tanuló a legfontosabb fizikatörténeti, kultúrtörténeti tényeket. Értse meg a tanuló a környezetvédelemmel, a természetvédelemmel kapcsolatos

problémákat, és legyen képes ezeket – ismereteinek szintjén – elemezni, illetve véleményalkotni a kérdésben.

48

11. évfolyam

Belépő tevékenységformák

Az egyes témakörökön belül, illetve a különböző témakörök között belsőösszefüggések, kapcsolatok keresése, feltárása. Mechanikai és hőtani mérések, kísérletekmegtervezése, végrehajtása, értékelése, következtetések levonása. Mechanikai és hőtanimérőeszközök használata. A mérés pontosságának, hibájának megállapítása; a hibákeredetének vizsgálata. Több témakör logikai összekapcsolását igénylő problémák, feladatokmegoldása.

Témakörök TartalmakI. Mechanika (52 óra)Pontszerű test A törzsanyagban tanultak ismétlése, kiegészítése:


Óraszámok:

Új anyagmérés



összesóraszám

1. Pontszerű test kinematikája 4 6 2 12

2. A dinamika alaptörvényei 4 6 2 12

3. Munka és energia 2 4 2 8

4. Tömegpontrendszer 2 3 1 6

5. Gravitáció 2 1 1 4

6. Mechanikai rezgések és hullámok 4 4 2 10

7. Hőtágulás 2 3 1 6

8. A kinetikus gázmodell 2 6 2 10

9. Termodinamika 4 6 2 12

10. Halmazállapot-változások 2 6 2 10

11. Projektmunkák - - - 8

12. Év végi összefoglalás, az elmaradtórák pótlása - - - 10

49

kinematikája(12 óra)

A pillanatnyi sebesség, pillanatnyi gyorsulás grafikus értelmezése.A nehézségi gyorsulás mérése.Összetett mozgások: a hajítások leírása, a pálya egyenlete.Periodikus mozgások: a körmozgás jellemző mennyiségei

A dinamika törvényei(12 óra)

A törzsanyagban tanultak ismétlése, kiegészítése:A témakörhöz kapcsolódó igényes, összetett feladatsorok megoldásaMérések: párkölcsönhatás vizsgálata (ütközés)egyensúly a lejtőn, súrlódás.

Munka és energia(8 óra)

A törzsanyagban tanultak ismétlése, kiegészítése:A munka fogalmának pontosítása.Változó erő munkájának értelmezéseKonzervatív és disszipatív erők megkülönböztetése.A potenciális és a kinetikus energia..A munkatétel. Teljesítmény, hatásfok. Energiaátalakító berendezések.

Tömegpontrendszer(6 óra)

A törzsanyagban tanultak ismétlése, kiegészítése:Egyensúlyi állapot, tömegközéppont. Egyszerű gépek.A tömegpontrendszer mozgásának leírása mozgásegyenletekkelAz impulzus (lendület) megmaradása.Az ütközések vizsgálata: rugalmas, rugalmatlan, centrális (egyenes,ferde).

Gravitáció(4 óra)

A törzsanyagban tanultak ismétlése, kiegészítése:A gravitációs tér, a térerősség. SúlytalanságA súlyos és a tehetetlen tömeg egyenértékűsége,Eötvös Loránd mérései. Az űrkutatás eredményei.

Mechanikai rezgések éshullámok(10 óra)

A törzsanyagban tanultak ismétlése, kiegészítése:A harmonikus rezgőmozgás kapcsolata az egyenletes körmozgással.Matematikai inga. Rezgésidő, lengési idő mérése.A visszaverődés és törés törvényei.Interferencia, elhajlás, polarizáció.Doppler-effektus.Hangtani alapfogalmak, infra- és ultrahang. A hangszerek fizikája

Projektmunka(4 óra)

II. Hőtan,termodinamika(38 óra)Hőtágulás(6 óra)

Szilárd testek vonalas és térfogati hőtágulása.Folyadékok hőtágulása.

A kinetikus gázmodell(10 óra)

Az állapotjelzők és az állapotegyenlet értelmezése a kinetikusgázelmélet alapján.A Boltzmann-állandó.

Termodinamika(12 óra)

A törzsanyagban tanultak ismétlése, kiegészítése:Kalorimetria.Az elsőfajú perpetuum mobile lehetetlensége.Rend és rendezetlenség.Speciális körfolyamatok elemzése.Hőerőgép, hűtőgép, hőszivattyú, hatásfok.A másodfajú perpetuum mobile lehetetlensége.

50

A fajhő méréseHalmazállapot-változások(10 óra)

A törzsanyagban tanultak kiegészítése:Gáz- és gőzállapot,Telítetlen és telített gőz,Cseppfolyósíthatóság,Kritikus állapot.

III. Összefoglalás(10 óra)

Érettségi feladatsorokA legfontosabb fizikatörténeti felfedezések, találmányok.


Tematikus mérési gyakorlatokFélévenkénti mérési gyakorlat a helyi tanterv/tanár döntése alapján. Ajánlott az érettségimindenkori kísérleti feladatai közül a félévi tananyaghoz illeszkedően kiválasztani.

Választható projektmunkákAjánlott témák:Kerékpár mozgásának kinematikai vizsgálata.Mechanikai játékok mozgásának vizsgálata, értelmezése.Ferde helyzetű locsolócső vízsugarának vizsgálata, a pályagörbe jellemzői.Egymásba helyezett papírkúpok esésének vizsgálata.Modellkísérletek,:egyszerű számítások a biztonsági öv és a légzsák szerepének magyarázatáraaz ütközéses közlekedési balesetekben.Patak áramlási sebességének és vízhozamának mérése.Működő szélerőmű-modell építése.Halmazállapot-változások a természetben.Korszerű fűtés, hőszigetelés a lakásban.Korszerű építészet: a „passzív ház”.Hőkamerás felvételek.Hogyan készít meleg vizet a napkollektor.Hőtan a konyhában.A vízerőmű és a hőerőmű összehasonlító vizsgálata.Az élő szervezet mint termodinamikai gép.Hangszerek vizsgálata.A Doppler-effektus .

A továbbhaladás feltételei

Tudja helyesen használni a tanult mechanikai alapfogalmakat. Ismerje a mérési adatokgrafikus ábrázolását: tudjon grafikonokat készíteni, a kész grafikonról következtetéseketlevonni (pl. tudja az állandó és változó mennyiségeket megkülönböztetni, legyen képes aváltozásokat jellemezni).

Legyen képes összetett mechanikai feladatok megoldására a tanult összefüggéseksegítségével. Ismerje és használja a tanult fizikai mennyiségek mértékegységeit. Tudja, hogya számítógépes világhálón számos érdekes és hasznos adat, információ elérhető.

Ismerje fel, hogy a termodinamika általános törvényeit – az energia megmaradásáltalánosítása (I. főtétel), a spontán természeti folyamatok irreverzibilitása (II. főtétel) –atöbbi természettudomány is alkalmazza, tudja ezt egyszerű példákkal illusztrálni.

51

A kinetikus gázmodell segítségével tudja értelmezni a gázok fizikai tulajdonságait, értsea makroszkópikus rendszer és a mikroszkópikus modell kapcsolatát.

Ismerje fel és tudja magyarázni a mindennapi életben a tanult hőtani jelenségeket.Legyen képes mechanikai és hőtani mérések kísérletek megtervezésére, végrehajtására,értékelésére, következtetések levonására. Tudja használni a mérőeszközöket. Legyen tisztábanhibaszámítással.

52

12. évfolyam

Belépő tevékenységi formák

A modern fizika és a klasszikus fizika kapcsolatának feltárása, megértése. A modernfizika által használt modellek kritikus értékelése, a modell szerepének és korlátainakfelmerése. Elektromosságtani mérések megtervezése, végrehajtása, értékelése. Elektromosmérőműszerek helyes használata. Elektromágnességet, hőtant, mechanikát érintő összetett


Óraszámok:

Új anyagmérés



összesóraszám

1. Geometriai optika 2 4 2 8

2. Fizikai optika 2 5 1 8

3. Optikai leképezés 2 5 1 8

4. Elektrosztatika 2 3 1 6

5. Az egyenáram 2 4 2 8

6. Az egyenáram mágneses mezője 2 3 1 6

7. Az elektromágneses indukció 2 3 1 6

8. A váltakozó áram 2 1 1 4

9. Elektromágneses hullámok 2 3 1 6

10. A kvantumfizika, az atomfizika és amagfizika elemei. A relativitáselméletalapgondolata

10 2 2 14

11. Csillagászat és kozmikus fizika 2 2 2 6

12. Projektmunkák 3

13. Rendszerező összefoglalás - - - 10

53

feladatok, problémák megoldása. Elektromos kapcsolási rajok elemzése; illetve összetettáramkörök kapcsolási rajzának elkészítése.

Témakörök Tartalmak

I. Optika ( 24 óra)Geometriai optika(8 óra)

Ismétlés, rendszerezés.A prizma, a planparalell lemez. A törésmutató és a határszögmeghatározása.

Fizikai optika(8 óra)

Ismétlés, rendszerezés.Színszóródás.Interferencia, a koherens fény.Fényelhajlás résen, az optikai rács (kvantitatív tárgyalás), hullámhosszmérése.Polarizáció.

Optikai leképezés(8 óra)

Ismétlés, rendszerezés.A fókusztávolság függése a lencse adataitól.Mérés: a lencse gyújtótávolsága

II. Elektromágnesség (34 óra)Elektrosztatika(6 óra)

Ismétlés, rendszerezés.Síkkondenzátorok kapacitása. Kondenzátorok kapcsolása.Az elektrosztatikai mező energiája.

Az egyenáram(8 óra)

Ismétlés, rendszerezés.A mérőműszerek méréshatára és kiterjesztése. Az ellenálláshőmérsékletfüggése, áram- és feszültségmérés. Huroktörvény,csomóponti törvény. Összetett hálózatok számolásos elemzése.Az elektromos áram élettani hatásai.Félvezetők, és gyakorlati alkalmazásaik. Akkumulátorok,galvánelemek.

MagnetosztatikaEgyenáram mágnesesmezője(6 óra)

Ismétlés, rendszerezés.Anyagok mágneses mezőben, permeabilitás.A mozgó töltésre ható eredő erő elektromos és mágneses mező együttesjelenlétében.A mágneses mező energiája.

Az elektromágnesesindukció(6 óra)

Ismétlés, rendszerezés.Az időben változó mágneses fluxus keltette elektromos mezőtulajdonságai.

A váltakozó áram(4 óra)

Ismétlés, rendszerezés.Az induktív és a kapacitív ellenállás, a soros RLC kör impedanciája.Fázisviszonyok vizsgálata.

Elektromágneseshullámok(6 óra)

Zárt és nyitott rezgőkör, a rezgőkör sajátfrekvenciája, rezonancia,csatolás, antenna.A gyorsuló töltés és az elektromágneses hullám.Térerősség és mágneses indukció az elektromágneses hullámban, azenergia terjedése.Az elektromágneses hullámok spektruma és biológiai hatásai.Elektromágneses hullámok felhasználásával működő technikairendszerek, eszközök működési alapelveinek ismerete.

54

III. Bevezetés a XX. század fizikájába (20 óra)A kvantumfizikaelemei(5 óra)

Ismétlés, rendszerezés.Termikus elektronemisszió, a kilépési munka, a vákuumdióda és azegyenirányítás.Az anyag kettős természete. De Broglie-modell, anyaghullám.Valószínűségi értelmezés. A Heisenberg-reláció.

Az atomfizika és amagfizika elemei(7 óra)

A tanult atommodellek lényege és hiányosságaik.Az elektronburok szerkezetére utaló jelenségek, a Franck-Hertz kísérletértelmezése; Pauli-elv, a kvantumszámok jelentése.A radioaktív sugárzások (alfa, béta, gamma) tulajdonságai, felezési idő,bomlási törvény. Természetes és mesterséges radioaktivitás. Bomlásisorok.Rutherford szórási kísérletének értelmezése.Magerők, nukleonok, tömeghiány és kötési energia, tömeg-energiaekvivalencia, erős kölcsönhatás, izotópok. A mag cseppmodellje.Atommag-átalakulások, elemi részek.Gyorsítók és detektorok, párkeltés, alfa- és béta-bomlás, rész ésantirész.Az atomenergia felhasználása: maghasadás, láncreakció, atomreaktor,atombomba.Magfúzió, hidrogénbomba, a csillagok energiája.

A relativitáselméletalapgondolatai(2 óra)

Az inerciarendszerek egyenértékűsége.A fénysebesség állandósága. Millikan kísérlet.Hosszúságkontrakció, idődilatáció.

Csillagászat éskozmikus fizika(6 óra)

A Naprendszer szerkezete és kutatásaA Tejútrendszer leírásaA világegyetem keletkezése és fejlődése

III. Összefoglalás(10 óra)

Érettségi feladatsorokA fizikatörténet legfontosabb személyiségei


Tematikus mérési gyakorlatokFélévenkénti mérési gyakorlat a helyi tanterv/tanár döntése alapján. Ajánlott az érettségimindenkori kísérleti feladatai közül a félévi tananyaghoz illeszkedően kiválasztani.

Választható projektmunkákAz elektrolízis Faraday-féle törvényei.Az elemi töltés meghatározása elektrolízis alapján.Egyszerű elektromotor építése.Elektrosztatikus porleválasztó működésének szemléltetése modellkísérlettel.Az UV- és az IR-sugárzás egészségügyi hatása.Napelemcella elektromos paramétereinek vizsgálataA mobiltelefon-hálózat.A látás fizikája.A digitális fényképezés fizikai alapjai.A teljes visszaverődés jelensége és gyakorlati alkalmazásai.Az optikai kettős törés.Piezoelektromosság és gyakorlati alkalmazása.

55

Az ultrahang orvosi alkalmazásai.A DNS-molekula és az információtovábbadás mechanizmusa.A radioaktivitás élettani hatásai.Csernobil katasztrófája.Az atomerőmű és a hagyományos erőművek üzemszerű működésének összehasonlításakörnyezetvédelemi szempontból.A radioaktív hulladékok kezelésének módja.Radioaktív háttérsugárzás.Az „ózonlyuk”.A Nap energiatermelése és sugárzása.A holdkutatás és eredményei.

A továbbhaladás feltételei

Legyenek ismeretei a planparalell lemez a prizma és a lencse fizikai jellemzőiről.Ismerje a színszóródás, az interferencia, az elhajlás és a polarizáció jelenségeit. Legyen jártasaz ezzel kapcsolatos számítási és mérési feladatokban.

Legyenek ismeretei a kondenzátorok kapcsolásáról, az összetett hálózatokkal aváltakozó áramú áramkörökkel kapcsolatos számítási feladatokról. Tudjon áramköröketösszeállítani, ezzel kapcsolatos méréseket végezni.

Ismerje az atom- és atommagmodelleket, a radioaktivitás, maghasadás, magfúziójelenségeit és ezek gyakorlati alkalmazását, valamint a relativitáselmélet alapjait, azatomenergia békés célú felhasználását, az atomerőmű működésének alapjait. Tudjaösszehasonlítani az atomenergia felhasználásának előnyeit és hátrányait a többienergiatermelési móddal, különös tekintettel a környezeti hatásokra.

Legyenek ismeretei a csillagászat elméleti és gyakorlati jelentőségéről.Rendelkezzen fizikatörténeti ismeretekkel, tudja, hogy a tanult fizikusok, tudósok mikor

éltek, mivel foglalkoztak, melyek voltak legfontosabb, a tanultakhoz köthető eredményeik.A gimnázium utolsó osztályában a korábbi évek tananyagának és a modern fizika

elemeinek szintetizálásával körvonalazódnia kell a diákokban egy korszerűtermészettudományos világképnek. Tudatosodnia kell a tanulókban, hogy a természetegységes egész, szétválasztását résztudományokra csak a jobb kezelhetőség, áttekinthetőségindokolja. A fizika legáltalánosabb törvényei a kémia, biológia, földtudományok és azalkalmazott műszaki tudományok területén is érvényesek.

Szempontok a tanulók teljesítményének értékeléséhez

Az értékelés célja a tanuló előrehaladásának, illetve a tanári közvetítéseredményességének vizsgálata. Az iskola pedagógiai programjában meghatározott módonértékeljünk.

A továbbhaladás feltételei című fejezet felsorolja azokat a kiemelt képességeket,amelyekben a tanulóknak fejlődést kell elérniük.

A fejlesztendő képességek rendszerezve a következők:- Megjegyzés, reprodukció: tények, elemi információk megjegyzése, lejegyzése,

rendszerezése, fogalmak felismerése, és alkalmazása, szabályok ismerete ésreprodukálása.

- Egyszerűbb és bonyolultabb összefüggések megértése, transzformációs képességek.

56

- Ismeretek és képességek alkalmazása ismert vagy új szituációban, szóbeli (egyéni éstársas) és írásbeli kommunikációs képességek továbbfejlesztése, lényegkiemelő képességfejlesztése, mindennapos élethelyzetekben a verbális és nonverbális közlések összhangja.

- Önálló véleményalkotás, értékelés jelenségekről, személyekről, problémákról.

A tanárnak a tanulók évközi munkáját folyamatosan figyelemmel kell kísérnie. Formái:- Folyamatos órai ellenőrzés és értékelés, például ellenőrző kérdések, gondolkodtató

kérdések formájában vagy egy-egy gyakorlati részfeladat megoldása kapcsán.- Szóbeli és/vagy írásbeli beszámoló egy-egy résztémából.- Kiselőadás, írásbeli vagy szóbeli beszámoló egy-egy témakörben a megadott szempontok,

vagy önálló gyűjtés alapján, ennek értékelése- Előre kiadott témák közül tetszés szerint választott kérdéskör feldolgozása (képi, írásbeli,

szóbeli) és ennek értékelése. Önálló kísérlet, projekt bemutatása, témához csatlakozóújságcikk értelmezése, önálló kutatómunka eredményének bemutatása

- Vitaszituációkban való részvétel, vitakultúra, argumentációs képesség szintjénekírásbeli, szóbeli értékelése.- Projektmunkában való részvétel (egyéni vagy csoportos) szóbeli, írásbeli értékelése.-

Documents

9-12. évfolyam számára (B változat) · A fizika tanítása során azt is be kell mutatnunk, hogy a ... 11. évfolyam 2 72 9. évfolyam A tematikai egységek címe Óraszámok: