FIZIKA – NYEK reál (gimnázium, 2 + 2 + 2+2 óra) · 1 FIZIKA – NYEK reál (gimnázium, 2 + 2 + 2+2 óra) Tantárgyi struktúra és óraszámok Óraterv a kerettantervekhez –

1

FIZIKA – NYEK reál (gimnázium, 2 + 2 + 2+2 óra)

Tantárgyi struktúra és óraszámok

Óraterv a kerettantervekhez – gimnázium

Tantárgyak 9. évf. 10. évf. 11. évf. 12. évf.

Fizika 2 2 2 2

2

9. osztály éves óraszám: 72

Tematikai egység Mozgástan Órakeret

25 óra

Előzetes tudás

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

A tematikai egység nevelési-fejlesztési

céljai

A kinematikai alapfogalmak, mennyiségek kísérleti alapokon történő kialakí-tása, illetve bővítése, az összefüggések (grafikus) ábrázolása és matematikai leírása. A természettudományos megismerés Galilei-féle módszerének be-mutatása. A kísérletezési kompetencia fejlesztése a legegyszerűbb kézi méré-sektől a számítógépes méréstechnikáig. A problémamegoldó képesség fej-lesztése a grafikus ábrázolás és ehhez kapcsolódó egyszerű feladatok megol-dása során (is). A tanult ismeretek gyakorlati alkalmazása hétköznapi jelenségekre, problé-mákra (pl. közlekedés, sport).

Problémák, jelenségek, gyakorla-ti alkalmazások, ismeretek

Követelmények Kapcsolódási pontok

Alapfogalmak: a köznapi testek mozgásformái: ha-ladó mozgás és forgás. A kiterjedt testek „tömeg-pont” Hely, hosszúság és idő mérése Jelenségek, gyakorlati alkalmazások: földrajzi szélesség meghatározása a delelő Nap állásából, helymeghatá-rozás háromszögeléssel. Nagy távolságok mérése látószög-mérés alapján. Csillagászati távolságmérések, becs-lések (Eratoszthenész, Arisztarkhosz mérései). Mikroszkópos távolságmérések. Ókori időmérés (napóra, vízóra). Olimpiai rekordidők relatív mérési pontossága.

A tanuló legyen képes a mozgások-ról tanultak és a köznapi jelenségek összekapcsolására, a fizikai fogalmak helyes használatára, egyszerű számí-tások elvégzésére. Ismerje a mérés lényegi jellemzőit, a szabványos és a gyakorlati mérték-egységeket, a mérési pontosság fo-galmát, a hiba okait. Legyen képes gyakorlatban alkal-mazni a megismert mérési módsze-reket.

Matematika: függvény fogalma, grafikus ábrázo-lás, egyenletrendezés. Informatika: függvényáb-rázolás (táblázatkezelő használata). Testnevelés és sport: érdekes sebességadatok, érdekes sebességek, pályák tech-nikai környezete. Biológia-egészségtan: élőlé-nyek mozgása, sebessé-gei, reakcióidő. Művészetek; magyar nyelv és irodalom: mozgások ábrá-zolása. Technika, életvitel és gyakor-lat: járművek sebessége és fékútja, követési távol-ság, közlekedésbiztonsági eszközök, technikai esz-közök (autók, motorok), GPS, rakéták, műholdak

A mozgás viszonylagossága, a vonatkozta-tási rendszer (koordináta-rendszer). Galilei relativitási elve. Mindennapi tapasztalatok egyenlete-sen mozgó vonatkoztatási rendsze-rekben (autó, vonat).

Tudatosítsa a viszonyítási rendszer alapvető szerepét, megválasztásának

szabadságát és célszerűségét (a mé-

rés kezdőpontja és az irányok rögzí-

tése /negatív sebesség/).

3

Alkalmazások: földrajzi koordináták meghatározása a Nap állásából; GPS; helymeghatározás, távolságmérés radarral.

alkalmazása, az űrhajózás célja. Történelem, társadalmi és állampolgári ismeretek: Gali-lei munkássága; a kerék feltalálásának je-lentősége. Földrajz: a Naprendszer szerkezete, az égitestek mozgása, csillagképek, távcsövek.

Egyenes vonalú egyenletes mozgás kísérleti vizsgálata. Grafikus leírás. Sebesség, átlagsebesség. Grafikus feladatmegoldás.

Értelmezze az egyenes vonalú egyenletes mozgás jellemző mennyi-ségeit, tudja azokat grafikusan ábrá-zolni. Tudjon grafikus módszerrel felada-tokat megoldani.

Egyenes vonalú egyenletesen változó moz-gás kísérleti vizsgálata.

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

A szabadesés vizsgálata. A nehézségi gyorsulás meghatározása.

Ismerje Galilei modern tudományte-remtő, történelmi módszerének lé-nyegét:

a jelenség megfigyelése,

értelmező hipotézis felállítása,

számítások elvégzése, az eredmény ellenőrzése célzott

kísérletekkel.

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

Ismerje a mozgások függetlenségé-nek elvét és legyen képes azt egysze-rű esetekre (folyón átkelő csónak, vízszintes hajítás) a sebesség vektor-jellegének kiemelésével alkalmazni.

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

Ismerje a körmozgást leíró kerületi és szögjellemzőket és tudja alkal-mazni azokat. Értelmezze a centripetális gyorsu-lást. Mutasson be egyszerű kísérleteket, méréseket. Tudjon alapszintű felada-tokat megoldani.

Bolygók mozgása Kepler törvények Földrajz, történelem

Kulcsfogalmak/ fogalmak

Sebesség, átlagsebesség, pillanatnyi sebesség, gyorsulás, vektorjelleg, mozgások összegződése, periódusidő, szögsebesség, centripetális gyorsulás.

4

Tematikai egység Pontszerű testek és pontrendszerek dinamikája Órakeret

19 óra

Előzetes tudás Kinematikai alapfogalmak, függvények.

A tematikai egy-ség nevelési-

fejlesztési céljai

Az ösztönös arisztotelészi mozgásszemlélet tudatos lecserélése a newtoni szemléletre. Az új szemlélet beépítése a diákok személyes gondolati hálójá-ba, a tanulókban élő esetleges prekoncepciók, illetve naiv elméletek hibás elemeit megváltoztatva, nem csak a fizikához kötődve. (Az új szemlélet ki-alakításakor jól alkalmazható a „kognitív konfliktus” létrehozásának mód-szere.) Az általános iskolában megismert sztatikus erőfogalom felcserélése a dina-mikai szemléletűvel, rámutatva a két szemlélet összhangjára.

Problémák, jelenségek, gyakor-lati alkalmazások, ismeretek


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

Ismerje a tanuló az erő alak- és mozgásállapot-változtató hatását, az erő mérését, mértékegységét, vektor-jellegét. Legyen képes erőt mérni rugós erőmérővel.

Matematika: a függvény fogalma, grafikus ábrá-zolás, egyenletrende-zés. Technika, életvitel és gya-korlat: Takarékosság; légszennyezés, zaj-szennyezés; közleke-désbiztonsági eszkö-zök, közlekedési szabá-lyok, GPS, rakéták, műholdak alkalmazása, az űrhajózás célja. Biztonsági öv, ütközé-ses balesetek, a gépko-csi biztonsági felszere-lése, a biztonságos fé-kezés. Nagy sebességű utazás egészségügyi hatásai. Biológia-egészségtan: reak-cióidő, az állatok moz-gása (pl. medúza). Földrajz: a Naprendszer szerkezete, az égitestek mozgása, csillagképek, távcsövek.

Erővektorok összegzése, felbontása. Gyakorlatban tudja alkalmazni az erővektorok összegezését és fel-bontását, szerkesztéssel, (számítás-sal), kísérleti igazolással kiegészít-ve.

A tehetetlenség törvénye (Newton I. axiómája). Az űrben, űrhajóban szabadon mozgó testek.

Legyen képes az arisztotelészi mozgásértelmezés elvetésére kog-nitív alapon. Ismerje az inercia-(tehetetlenségi) rendszer fogalmát.

Testek egyensúlyban. Ismerje és a gyakorlatban tudja alkalmazni az egyensúlyi állapot feltételét több erő együttes hatása esetén.

Az erő mozgásállapot-változtató (gyorsító) hatá-sa – Newton II. axiómája.

Tudja Newton II. törvényét, is-merje az erő SI-mértékegységét és annak származtatását. Ismerje a tehetetlen tömeg fogal-mát.

A lendületváltozás és az erőhatás kapcsolata.

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

A kölcsönhatás törvénye (Newton III. axiómája).

Ismerje, és egyszerű példákkal tud-ja illusztrálni, hogy az erő két test közötti kölcsönhatás.

5

Tudjon értelmezni egyszerű köz-napi jelenségeket a párkölcsönha-tás esetén a lendület megmaradá-sának törvényével.

Lendületmegmaradás párkölcsönhatás esetén Jelenségek, gyakorlati alkalmazá-sok: golyók, labdák, korongok ütközé-se. Ütközéses balesetek a közlekedés-ben. Miért veszélyes a koccanás? Az utas biztonságát védő technikai megoldások (biztonsági öv, lég-zsák, a gyűrődő karosszéria). Sebességmérés, tömegmérés üt-köztetéssel. Sebességmérés ballisztikus ingával.

A lendületmegmaradás törvényét alkalmazva legyen képes egyszerű számítások és mérési feladatok megoldására.

Az erőhatások függetlensége. Erőtörvények, a dinamika alapegyenle-te. A rugó erőtörvénye. A nehézségi erő és hatása. A tömegközéppont fogalma. Tapadási és csúszási súrlódás. Kényszererők. Jelenségek, gyakorlati alkalmazá-sok: járművek indulása, fékezése, köz-lekedésbiztonság, a súrlódás haszna és kára; kötélsúrlódás stb.

Tudja, hogy több erő együttes ha-tása esetén a test gyorsulását az erők vektori eredője határozza meg. Ismerje, és tudja alkalmazni a ta-nult egyszerű erőtörvényeket. Legyen képes egyszerű feladatok megoldására és a kapott eredmény kísérleti ellenőrzésére néhány egy-szerű esetben:

állandó erővel húzott test;

mozgás lejtőn, a súrlódás hatá-sa;

mérleg a liftben, a súlytalanság állapota.

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

Értse, hogy az egyenletes körmoz-gás gyorsulását (a centripetális gyorsulást) a ható erők centrális komponenseinek összege adja. Ennek ismeretében legyen képes egyszerű feladatok megoldására csoportmunkában.

Pontrendszerek mozgásának vizsgá-lata, dinamikai értelmezése.

Tudja, hogy az egymással köl-csönhatásban lévő testek mozgá-sát az egyes testekre ható külső erők és a testek közötti kényszer-kapcsolatok figyelembevételével lehetséges értelmezni. Legyen ké-pes ennek alapján egyszerű esetek

6

(pl. Atwood-féle ejtőgép, kiskocsi gyorsítása csigán átvetett súllyal) elemzésére.

Az impulzus-megmaradás zárt rend-szerben. A rakétameghajtás elve. Ütközések.

Legyen képes az impulzus-megmaradás törvényének alkalma-zására, egyszerű kísérletek, számí-tások elvégzésére egyéni és cso-portmunkában. Értse a rakétameghajtás lényegét.


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

Tematikai egység Testek egyensúlya – statika Órakeret

9 óra

Előzetes tudás Kinematikai alapfogalmak, Newton I. és II. törvénye, az erőhatások füg-getlenségének elve, erők vektori összegzése, eredő erő, forgatónyomaték.



A mindennapi és a műszaki, továbbá az egészségügyi gyakorlatban fontos alkalmazott fizikai ismeretek elsajátítása. Az egyensúly fogalmának kiter-jesztése, mélyítése.



Pontszerű test egyensúlya. A merev test mint speciális pontrend-szer. Merev testek egyensúlyának feltétele. Jelenségek, gyakorlati alkalmazá-sok: emelők, tartószerkezetek, építé-szeti érdekességek (pl. gótikus támpillérek, boltívek, műszaki szerkezetek méretezési szabályai).

A tanuló ismerje és egyszerű ese-tekre tudja alkalmazni a pontszerű test egyensúlyi feltételét. Legyen képes erővektorok összegzésére, komponensekre bontására, egy-szerű szerkesztési feladatok elvég-zésére. Ismerje az erő forgató hatását, a forgatónyomaték fogalmát, a me-rev test egyensúlyának kettős fel-tételét. Legyen képes egyszerű számítá-sok, mérések, szerkesztések elvég-zésére.

Történelem, társadalmi és állampolgári ismeretek: tudománytörténet. Matematika: alapműve-letek, egyenletrendezés, műveletek vektorokkal. Testnevelés és sport: kon-dicionáló gépek, az egészséges emberi test-tartás. Technika, életvitel és gya-korlat: erőátviteli esz-közök, technikai esz-közök, technikai esz-közök stabilitása.

Tömegközéppont. Deformálható testek egyensúlyi állapota.

Ismerje a tömegközéppont fogal-mát és legyen képes annak megha-tározására egyszerű esetekben. Ismerje Hooke törvényét, értse a külső és belső erők egyensúlyát, a rugalmas alakváltozás és a belső erők kapcsolatát.

Kulcsfogal-mak/ fogalmak

Egyensúly, forgatónyomaték, tömegközéppont, merev test, deformálható test, rugalmas megnyúlás.

7

Tematikai egység Mechanikai munka, energia Órakeret

9 óra

Előzetes tudás Erő, elmozdulás, az állandó erő munkája.



Az általános iskolában tanult munka- és mechanikai energiafogalom elmé-lyítése és bővítése, a mechanikai energia-megmaradás igazolása speciális ese-tekre és a mechanikai energia-megmaradás törvényének általánosítása. Az elméleti megközelítés mellett a fizikai ismeretek mindennapi alkalmazásának bemutatása, gyakorlása.



Mechanikai munka és teljesítmény. Mechanikai energiafajták (helyzeti energia, mozgási energia, rugalmas energia).

A tanuló értse a fizikai munkavég-zés fogalmát, legyen képes egysze-rű feladatok megoldására. A fogalmak ismerete és értelmezé-se gyakorlati példákon.

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

Munkatétel. Jelenségek, gyakorlati alkalmazá-sok: a fékút és a sebesség kapcsolata, a követési távolság meghatározása.

A tanuló értse és tudja alkalmazni a munkatételt konkrét gyakorlati problémákra.

A mechanikai energiamegmaradás tör-vénye. Alkalmazások, jelenségek: mozgás gördeszkás görbült lejtőn, síugrósáncon. Amikor a mechanikai energiamegmaradás nem teljesül – a súrlódási erő munkája.

Tudja egyszerű zárt rendszerek példáin keresztül értelmezni a me-chanikai energiamegmaradás tör-vényét. Tudja, hogy a mechanikai energiamegmaradás nem teljesül súrlódás, közegellenállás esetén, mert a rendszer mechanikailag nem zárt.

Egyszerű gépek, hatásfok. Érdekességek, alkalmazások. Ókori gépezetek, mai alkalmazá-sok. Az egyszerű gépek elvének felismerése az élővilágban. Energia és egyensúlyi állapot.

Tudja a gyakorlatban használt egy-szerű gépek működését értelmez-ni, ezzel kapcsolatban feladatokat megoldani. Ismerje a stabil, labilis és közöm-bös egyensúlyi állapot fogalmát és tudja alkalmazni egyszerű esetek-ben.


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

8

Tematikai egység Folyadékok és gázok mechanikája Órakeret

10 óra

Előzetes tudás Hidrosztatikai és aerosztatikai alapismeretek, sűrűség, nyomás, légnyomás, felhajtóerő, kémia: anyagmegmaradás, halmazállapotok, földrajz: tengeri, légköri áramlások.



A témakör jelentőségének bemutatása, mint a fizika egyik legrégebbi terüle-te és egyúttal a legújabb kutatások színtere (pl. tengeri és légköri áramlások, a vízi- és szélenergia hasznosítása). A megismert fizikai törvények össze-kapcsolása a gyakorlati alkalmazásokkal. Önálló tanulói kísérletezéshez szükséges képességek fejlesztése, hétköznapi jelenségek fizikai értelmezésé-nek gyakoroltatása.



Alkalmazott hidrosztatika Pascal törvénye, hidrosztatikai nyomás, felhajtóerő nyugvó folya-dékokban és gázokban. Hidraulikus gépek.

A tanuló legyen képes egyszerű mérőkísérletek elvégzésére. Tudja alkalmazni hidrosztatikai ismerete-it köznapi jelenségek értelmezésé-re, egyszerű számításos feladatok megoldására. A tanult ismeretek alapján legyen képes önálló for-ráskutatáson alapuló ismeretbőví-tésre és az új ismeretek bemutatá-sára (pl. hidraulikus gépek alkal-mazásainak bemutatása).

Matematika: a függvény fogalma, grafikus ábrá-zolás, egyenletrende-zés. Kémia: folyadékok, fe-lületi feszültség, kolloid rendszerek, gázok, le-vegő, viszkozitás, al-ternatív energiaforrá-sok. Történelem, társadalmi és állampolgári ismeretek: hajózás szerepe, légi-közlekedés szerepe. Technika, életvitel és gya-korlat: vízi járművek legnagyobb sebessége-inek korlátja, légnyo-más, repülőgépek köz-lekedésbiztonsági esz-közei, vízi és légi köz-lekedési szabályok. Biológia-egészségtan: Vízi élőlények, madarak mozgása, sebességei, reakcióidő. A nyomás és változásának hatása az emberi szervezetre

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

Ismerje a felületi feszültség fogal-mát és mérésének módját. Tudja alkalmazni a tanultakat egyszerű köznapi jelenségek értelmezésére. Legyen tisztában a felületi jelensé-gek fontos szerepével az élő és élettelen természetben.

Aerosztatika Légnyomás, felhajtóerő levegőben. Jelenségek, gyakorlati alkalmazá-sok: a légnyomás változásai. A légnyomás szerepe az időjárási jelenségekben, a barométer mű-ködése. Léghajó, hőlégballon.

Ismerje a légnyomás fogalmát, legyen képes a légnyomás jelensé-gének egyszerű kísérleti bemutatá-sára. Ismerjen a levegő nyomásával kapcsolatos, gyakorlati szempont-ból is fontos néhány jelenséget.

Folyadékok és gázok áramlása

Tudja, hogy az áramlások oka a nyomáskülönbség. Legyen képes köznapi áramlási jelenségek kvali-

9

Jelenségek, gyakorlati alkalmazá-sok: légköri áramlások, a szél értelme-zése a nyomásviszonyok alapján, nagy tengeráramlásokat meghatá-rozó környezeti hatások. Kontinuitási egyenlet, anyagmegmara-dás.

tatív fizikai értelmezésére. Tudja értelmezni az áramlási se-besség változását a keresztmet-szettel az anyagmegmaradás (kon-tinuitási egyenlet) alapján.

(pl. súlyfürdő, keszon-betegség, hegyi beteg-ség).

Bernoulli-hatás. Jelenségek, gyakorlati alkalmazá-sok: szárnyprofil, Magnus-hatás, ver-senyautók formája.

Ismerje a Bernoulli-hatást és tudja azt egyszerű kísérlettel demonst-rálni, legyen képes kvalitatív szin-ten alkalmazni a törvényt köznapi jelenségek magyarázatára.

A viszkozitás fogalma. Kvalitatív szinten ismerje a visz-kozitás fogalmát és néhány gya-korlati vonatkozását.

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

Ismerje a közegellenállás jelensé-gét, tudja, hogy a közegellenállási erő sebességfüggő. Legyen tisztában a vízi és szél-energia jelentőségével hasznosítá-sának múltbeli és korszerű lehető-ségeivel. Legyen képes önálló in-ternetes forráskutatás alapján konkrét ismeretek szerzésére e megújuló energiaforrások aktuális hazai hasznosításairól.


Hidrosztatikai nyomás, felhajtóerő, úszás, viszkozitás, felületi feszültség, lég-nyomás, légáramlás, áramlási sebesség, aerodinamikai felhajtóerő, közegellen-állás, szél- és vízienergia, szélerőmű, vízierőmű.

10

10. osztály Éves óraszám: 72

Tematikai egység Elektrosztatika Órakeret

19 óra

Előzetes tudás Erő, munka, potenciális energia, elektromos töltés, töltésmegmaradás.



Az elektrosztatikus mező fizikai valóságként való elfogadtatása. A töltések közti „távolhatás” helyett a mező és a mezőbe helyezett töltés közvetlen kölcsönhatásának elfogadtatása. A mező jellemzése a térerősség, potenciál és erővonalak segítségével. Jelenséget bemutató kísérletek, mindennapi je-lenségek értelmezése és gyakorlati alkalmazások során az ok-okozati gon-dolkodás, a problémamegoldó képesség fejlesztése.



Elektrosztatikai alapjelenségek. Elektromos kölcsönhatás. Elektromos töltés.

A tanuló ismerje az elektrosztati-kus alapjelenségeket, tudjon egy-szerű kísérleteket bemutatni, ér-telmezni.

Kémia: elektron, pro-ton, elektromos töltés, az atom felépítése, elektrosztatikus köl-csönhatások, kristály-rácsok szerkezete. Kö-tés, polaritás, moleku-lák polaritása, fémes kötés, fémek elektro-mos vezetése. Matematika: alapműve-letek, egyenletrendezés, számok normálalakja, vektorok függvények. Technika, életvitel és gya-korlat: balesetvédelem, földelés.

Coulomb törvénye (az SI-egységrendszer kiegészítése a töltés egységével). A ponttöltés elektromos erőtere, az elektromos térerősség vektora, erővonalak.

Ismerje a Coulomb-féle erőtör-vényt, legyen képes összehasonlí-tást tenni a gravitációs erőtörvény-nyel a matematikai formula hason-lósága és a kölcsönhatások közti különbség szempontjából.

Az elektrosztatikus mező fogalmának általánosítása. Az elektromos mező mint a köl-csönhatás közvetítője. A homogén elektromos mező. Az elektromos mezők szuperpozí-ciója. Az elektromos mező munkája homogén mezőben. Az elektromos feszültség fo-galma. A konzervatív elektromos mező. A szintfelületek és a potenciál fo-galma. Mechanikai analógia.

Ismerje a mező fogalmát, és léte-zését fogadja el anyagi objektum-ként. Tudja, hogy az elektromos mező forrása/i a töltés/töltések. Ismerje a mezőt jellemző térerős-ség és a térerősség-fluxus fogal-mát, értse az erővonalak jelentését. Ismerje a homogén elektromos mező fogalmát és jellemzését. Ismerje az elektromos feszültség fogalmát. Tudja, hogy az elektrosztatikus mező konzervatív, azaz a töltés mozgatása során végzett munka nem függ az úttól, csak a kezdeti és végállapotok helyzetétől. Legyen képes homogén elektro-mos térrel kapcsolatos elemi fel-adatok megoldására.

Töltés eloszlása fémes vezetőn. Jelenségek, gyakorlati alkalmazá-sok:

Tudja, hogy a fémre felvitt tölté-sek a felületen helyezkednek el, a fém belsejében a térerősség zérus.

11

csúcshatás, villámhárító, Faraday-kalitka – árnyékolás.

Ismerje az elektromos megosztás, a csúcshatás jelenségét, a Faraday-kalitka és a villámhárító működé-sét és gyakorlati jelentőségét.

Kapacitás fogalma, a demonstrációs síkkondenzátor tere, kapacitása. Kondenzátorok kapcsolása. A kondenzátor energiája. Az elektromos mező energiája, energia-sűrűsége. A kondenzátor energiájának kife-jezése a potenciállal és térerősség-gel.

Ismerje a kapacitás fogalmát, a síkkondenzátor terét, tudja értel-mezni kondenzátorok soros és párhuzamos kapcsolását. Egyszerű kísérletek alapján tudja értelmezni, hogy a feltöltött kon-denzátornak, azaz a kondenzátor elektromos terének energiája van. Értse, és a kondenzátor példáján tudja kvalitatív szinten értelmezni, hogy a az elektromos mező kiala-kulása munkavégzés árán lehetsé-ges, az elektromos mezőnek ener-giája van.


Töltés, elektromos erőtér, térerősség, erővonalrendszer, feszültség, potenciál, kondenzátor, az elektromos tér energiája.

Tematikai egység Egyenáram Órakeret

20 óra

Előzetes tudás Telep (áramforrás), áramkör, fogyasztó, áramerősség-mérés, feszültségmé-rés.



Az egyenáram értelmezése, mint a töltéseknek olyan áramlása, amelyre a töltés megmaradásának törvénye által korlátozott áramlása érvényes (anyagmegmaradási analógia). Az elektromos áram jellemzése hatásain ke-resztül (hőhatás, mágneses, vegyi és biológiai hatás). Az elméleti ismeretek mellett a gyakorlati tudás (ideértve az egyszerű hálózatok ismeretét és az egyszerű számításokat), az alapvető tájékozottság kialakítása a témakörhöz kapcsolódó mindennapi alkalmazások (pl. telepek, akkumulátorok, elektro-mágnesek, motorok) területén is. Az energiatudatos magatartás fejlesztése.



Az elektromos áram fogalma, kap-csolata a fémes vezetőkben zajló töltésmozgással. A zárt áramkör. Jelenségek, alkalmazások: citromelem, Volta-oszlop, lapos-elem felépítése.

A tanuló ismerje az elektromos áram fogalmát, mértékegységét, mérését. Tudja, hogy az egyen-áramú áramforrások feszültségét, pólusainak polaritását nem elekt-romos jellegű belső folyamatok (gyakran töltésátrendeződéssel járó kémiai folyamatok) biztosít-ják. Ismerje az elektromos áramkör legfontosabb részeit, az áramkör

Kémia: elektromos áram, elektromos veze-tés, rácstípusok tulaj-donságai és azok anyagszerkezeti magya-rázata. Galvánelemek műkö-dése, elektromotoros erő. Ionos vegyületek elekt-romos vezetése olva-dékban és oldatban,

12

ábrázolását kapcsolási rajzon. Le-gyen képes egyszerű áramkörök összeállítására kapcsolási rajz alap-ján.

elektrolízis. Vas mágneses tulaj-donsága. Matematika: alapműve-letek, egyenletrendezés, számok normálalakja. Technika, életvitel és gya-korlat: áram biológiai hatása, elektromos áram a háztartásban, biztosíték, fogyasztás-mérők, balesetvédelem. Világítás fejlődése és korszerű világítási esz-közök. Korszerű elektromos háztartási készülékek, energiatakarékosság. Informatika: mikroelekt-ronikai áramkörök, mágneses információ-rögzítés.

Ohm törvénye, áram- és feszültségmérés. Fogyasztók (vezetékek) ellenállása. Fajlagos ellenállás. Vezetőképesség.

Ismerje az elektromos ellenállás, fajlagos ellenállás fogalmát, mér-tékegységét és mérésének módját. Legyen képes a táblázatból kikere-sett fajlagos ellenállásértékek alap-ján összehasonlítani különböző fémek vezetőképességét.

Ohm törvénye teljes áramkörre. Elektromotoros erő, kapocsfeszültség, a belső ellenállás fogalma. Az elektromos mező munkája az áramkörben. Az elektromos teljesít-mény. Az elektromos áram hőhatása.

Tudja Ohm törvényét. Legyen képes egyszerű számításokat vé-gezni Ohm törvénye alapján, a számítás eredményét tudja egysze-rű mérésekkel ellenőrizni. Ismerje a telepet jellemző elekt-romotoros erő és a belső ellenállás fogalmát, Ohm törvényét teljes áramkörre. Tudja értelmezni az elektromos áram teljesítményét, munkáját. Legyen képes egyszerű számítások elvégzésére. Tudja értelmezni a fogyasztókon feltüntetett teljesít-ményadatokat.

Összetett hálózatok. Kirchoff I. és II. törvénye (összekapcsolása a töltésmegmaradás törvényével). Ellenállások kapcsolása. Az eredő ellenállás fogalma, számítása.

Ismerje Kirchoff törvényeit, tudja alkalmazni azokat ellenállás-kapcsolások eredőjének számítása során.

Az áram vegyi hatása. Az akkumulátor működése. Az áram biológiai hatása. Bioáramok az élő szervezetben.

Tudja, hogy az elektrolitokban mozgó ionok jelentik az áramot. Ismerje az elektrolízis fogalmát, néhány gyakorlati alkalmazását. Értse, hogy az áram vegyi hatása és az élő szervezeteket károsító hatása között összefüggés van. Ismerje az alapvető elektromos érintésvédelmi szabályokat és azo-kat a gyakorlatban is tartsa be.

Az egyenáram mágneses hatása – a mágneses kölcsönhatás fogalma. Áram és mágnes, áram és áram kölcsönhatása. Egyenes vezetőben folyó egyen-áram mágneses terének vizsgálata. A mágneses mezőt jellemző in-dukcióvektor fogalma, mágneses

Tudja bemutatni az áram mágne-ses terét egyszerű kísérlettel. Ismerje a tér jellemzésére alkalmas mágneses indukcióvektor fogal-mát. Legyen képes a mágneses és az elektromos mező jellemzőinek összehasonlítására, a hasonlóságok

13

erővonalak, a vasmag (ferromág-neses közeg) szerepe a mágneses hatás szempontjából. Az elektromágnes és gyakorlati alkalmazásai. Az elektromotor működése.

és különbségek bemutatására. Tudja értelmezni az áramra ható erőt mágneses térben. Ismerje az egyenáramú motor működésének elvét.

Lorentz-erő – mágneses tér hatása mozgó szabad töltésekre.

Ismerje a Lorentz-erő fogalmát és tudja alkalmazni néhány jelenség értelmezésére (katódsugárcső, cik-lotron).


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

Tematikai egység Hőtani alapok Órakeret

3 óra

Előzetes tudás Hőmérséklet, hőmérséklet mérése, a hőtágulás jelensége.



Az általános iskolában tanult hőtani alapfogalmak felidézése és elmélyítése. A hőmérséklet mérésének különböző módszerein, a mérési gyakorlaton, a hőmérő kalibrálásán, a különböző hőmérsékleti skálák átszámításán ke-resztül a mérés fogalmának mélyítése, a méréssel kapcsolatos tudás bővíté-se.



A hőmérséklet, hőmérők, hőmérsékleti skálák. Alkalmazás: hőmérsékletszabályozás.

Ismerje a tanuló a hőmérsékletmé-résre leginkább elterjedt Celsius-skálát, néhány gyakorlatban hasz-nált hőmérő működési elvét. Le-gyen gyakorlata hőmérsékleti gra-fikonok olvasásában.

Kémia: a hőmérséklet mint állapothatározó. Matematika: mértékegy-ségek, grafikus ábrázo-lás, átváltás.

Hőtágulás Szilárd anyagok lineáris, felületi és térfogati hőtágulása. Folyadékok hőtágulása. A víz különleges hőtágulási visel-kedése.

Ismerje a hőtágulás jelenségét szi-lárd anyagok és folyadékok esetén. Tudja a hőtágulás jelentőségét a köznapi életben, ismerje a víz kü-lönleges hőtágulási sajátosságát.


Hőmérséklet, hőmérsékletmérés, hőmérsékleti skála, lineáris és térfogati hőtágulás.

14

Tematikai egység Gázok makroszkopikus vizsgálata Órakeret

13 óra

Előzetes tudás A gázokról kémiából tanult ismeretek.



A hőtan főtételei feldolgozásának előkészítése. Az állapotjelzők közti kap-csolatok kísérleti vizsgálata, méréses igazolása, a Kelvin-skála bevezetése. A mérésekkel igazolt Gay-Lussac- és Boyle-Mariotte-törvények, a Kelvin skála bevezetése. Az egyesített gáztörvény levezetése, majd a kémiából ta-nult Avogadro-törvény felhasználásával az állapotegyenlet felírása. A gáz-törvények univerzális (anyagi minőségtől függetlenül érvényes) jellege.



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

Ismerje a tanuló a gázok alapvető állapotjelzőit, az állapotjelzők kö-zötti páronként kimérhető össze-függéseket. Ismerje a Kelvin-féle hőmérsékleti skálát és legyen képes a két alapve-tő hőmérsékleti skála közti átszá-mításokra. Tudja értelmezni az abszolút nulla fok jelentését.

Kémia: a gáz fogalma és az állapothatározók közötti összefüggések: Avogadro törvénye, moláris térfogat, abszo-lút, illetve relatív sűrű-ség. Matematika: a függvény fogalma, grafikus ábrá-zolás, egyenletrendezés, exponenciális függ-vény. Testnevelés és sport: sport nagy magasságokban, sportolás a mélyben. Biológia-egészségtan: ke-szonbetegség, hegyi betegség, madarak re-pülése. Földrajz: széltérképek, nyomástérképek, hőtérképek, áramlások.

Az ideális gáz állapotegyenlete. Tudja, hogy a gázok döntő több-sége átlagos körülmények között az anyagi minőségüktől függetle-nül hasonló fizikai sajátságokat mutat. Ismerje az ideális gázok állapotjelzői között felírható ösz-szefüggést, az állapotegyenletet és tudjon ennek segítségével egysze-rű feladatokat megoldani.

Gázok állapotváltozásai és azok ábrá-zolása állapotsíkokon.

Ismerje az izoterm, izochor és izobár, adiabatikus állapotváltozá-sok jellemzőit és tudja azokat álla-potsíkon ábrázolni.


Állapotegyenlet, egyesített gáztörvény, állapotváltozás, izochor, izoterm, izo-bár változás, Kelvin-skála.

Tematikai egység Kinetikus gázmodell Órakeret

5 óra

Előzetes tudás Az anyag atomos szerkezete, az anyag golyómodellje, gázok nyomása, ru-galmas ütközés, lendületváltozás, mozgási energia, kémiai részecskék töme-ge.

A tematikai egy- Az ideális gáz modelljének jellemzői. A gázok makroszkopikus jellemzőinek

15

ség nevelési-fejlesztési céljai

értelmezése a modell alapján, a nyomás, hőmérséklet – átlagos kinetikus energia, „belső energia”. A melegítés hatására fellépő hőmérséklet-növekedésének és a belső energia változásának a modellre alapozott fogalmi összekapcsolása révén a hőtan főtételei megértésének előkészítése.



Az ideális gáz kinetikus modellje. A tanuló ismerje a gázok univerzá-lis tulajdonságait magyarázó ré-szecske-modellt. Rendelkezzen szemléletes képpel az egymástól független, a gáztartályt folytonos mozgásukkal kitöltő, a fallal és egymással ütköző atomok sokasá-gáról.

Kémia: gázok tulajdon-ságai, ideális gáz.

A gáz nyomásának és hőmérsékletének értelmezése.

Értse a gáz nyomásának és hő-mérsékletének a modellből kapott szemléletes magyarázatát. Legyen képes az egyszerűsített matemati-kai levezetések követésére.

Az ekvipartíció tétele, a szabadsági fok fogalma. Gázok moláris és fajlagos hőkapacitása.

Ismerje az ekvipartíció-tételt, a gázrészecskék átlagos kinetikus energiája és a hőmérséklet közti kapcsolatot. Lássa, hogy a gázok melegítése során a gáz energiája nő, a melegítés lényege energiaát-adás. Tudja, hogy az ideális gáz moláris és fajlagos hőkapacitása az ekvipartíció alapján értelmezhető.


Modellalkotás, kinetikus gázmodell, nyomás, hőmérséklet, ekvipartíció.

Tematikai egység A termodinamika főtételei Órakeret

6 óra

Előzetes tudás Munka, kinetikus energia, energia-megmaradás, hőmérséklet, melegítés.



A hőtan főtételeinek tárgyalása során annak megértetése, hogy a természet-ben lejátszódó folyamatokat általános törvények írják le. Az energiafogalom általánosítása, az energia-megmaradás törvényének kiterjesztése. A termo-dinamikai gépek működésének értelmezése, a termodinamikai hatásfok kor-látos voltának megértetése. Annak elfogadtatása, hogy energia befektetése nélkül nem működik egyetlen gép, berendezés sem, örökmozgók nem lé-teznek. A hőtani főtételek univerzális (a természettudományokra általáno-san érvényes) tartalmának bemutatása.



16

A belső energia fogalmának kialakítá-sa. A belső energia megváltoztatása.

Ismerje a tanuló a belső energia fogalmát, mint a gáz-részecskék energiájának összegét. Tudja, hogy a belső energia melegítéssel és/vagy munkavégzéssel változ-tatható.

Kémia: exoterm és endotem folyamatok, termokémia, Hess- té-tel, kötési energia, re-akcióhő, égéshő, elekt-rolízis. Gyors és lassú égés, tápanyag, energiatarta-lom (ATP), a kémiai reakciók iránya, meg-fordítható folyamatok, kémiai egyensúlyok, stacionárius állapot, élelmiszerkémia. Technika, életvitel és gya-korlat: Folyamatos technológiai fejleszté-sek, innováció. Hőerőművek gazdasá-gos működtetése és környezetvédelme. Földrajz: környezetvé-delem, a megújuló és nem megújuló energia fo-galma. Biológia-egészségtan: az „éltető Nap”, hőház-tartás, öltözködés. Magyar nyelv és irodalom; idegen nyelvek: Madách Imre, Tom Stoppard. Történelem, társadalmi és állampolgári ismeretek; vizuális kultúra: a Nap kitüntetett szerepe a mitológiában és a mű-vészetekben. A beru-házás megtérülése, megtérülési idő, taka-rékosság. Filozófia; magyar nyelv és irodalom: Madách: Az ember tragédiája, esz-

A termodinamika I. főtétele. Alkalmazások konkrét fizikai, ké-miai, biológiai példákon. Egyszerű számítások.

Ismerje a termodinamika I. főtéte-lét mint az energiamegmaradás általánosított megfogalmazását. Az I. főtétel alapján tudja energe-tikai szempontból értelmezni a gázok korábban tanult speciális állapotváltozásait. Kvalitatív pél-dák alapján fogadja el, hogy az I. főtétel általános természeti tör-vény, ami fizikai, kémiai, biológiai, geológiai folyamatokra egyaránt érvényes.

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

Gázok körfolyamatainak elméleti vizsgálata alapján értse meg a hő-erőgép, hűtőgép, hőszivattyú mű-ködésének alapelvét. Tudja, hogy a hőerőgépek hatásfoka lényegesen kisebb, mint 100%. Tudja kvalita-tív szinten alkalmazni a főtételt a gyakorlatban használt hőerőgépek, működő modellek energetikai ma-gyarázatára. Energetikai szem-pontból lássa a lényegi hasonlósá-got a hőerőgépek és az élő szerve-zetek működése között.

Az „örökmozgó” lehetetlensége. Tudja, hogy „örökmozgó” (ener-giabetáplálás nélküli hőerőgép) nem létezhet!

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

Ismerje a reverzibilis és irreverzi-bilis változások fogalmát. Tudja, hogy a természetben az irreverzi-bilitás a meghatározó. Kísérleti tapasztalatok alapján lás-sa, hogy különböző hőmérsékletű testek közti termikus kölcsönhatás iránya meghatározott: a magasabb hőmérsékletű test energiát ad át az alacsonyabb hőmérsékletűnek; a folyamat addig tart, amíg a hőmér-sékletek kiegyenlítődnek. A spon-tán folyamat iránya csak energiabefektetés árán változtatha-tó meg.

17

A termodinamika II. főtétele. Ismerje a hőtan II. főtételét és tudja, hogy kimondása tapasztalati alapon történik. Tudja, hogy a hő-tan II. főtétele általános természet-törvény, a fizikán túl minden ter-mészettudomány és a műszaki tu-dományok is alapvetőnek tekintik.

kimó szín, a Nap kihűl, az élet elpusztul.


Főtétel, axióma, reverzibilitás, irreverzibilitás, örökmozgó.

Tematikai egység Halmazállapotok, halmazállapot-változások Órakeret

8 óra

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



A halmazállapotok jellemző tulajdonságainak és a halmazállapot-változások energetikai hátterének tárgyalása bemutatása. Az ismeretek alkalmazhatósá-gának bemutatása egyszerű számítások kísérleti ellenőrzésével. A halmazál-lapot változások mikroszerkezeti értelmezése. A halmazállapot változások-kal kapcsolatos mindennapi jelenségek értelmezése a fizikában, és a társ-természettudományok területén is.



A halmazállapotok makroszkopikus jellemzése és energetikai, mikroszerkezeti értelmezése.

A tanuló tudja, hogy az anyag kü-lönböző halmazállapotait (szilárd, folyadék- és gázállapot) makrosz-kopikus fizikai tulajdonságok alap-ján jellemzik. Lássa, hogy ugyan-azon anyag különböző halmazál-lapotai esetén a belsőenergia-értékek különböznek, a halmazál-lapot megváltozása energiaközlést (elvonást) igényel.

Matematika: a függvény fogalma, grafikus ábrá-zolás, egyenletrende-zés. Kémia: halmazállapotok és halmazállapot-változások, exoterm és endoterm folyamatok, kötési energia, képződéshő, reakció-hő, üzemanyagok égé-se, elektrolízis. Biológia-egészségtan: a táplálkozás alapvető biológiai folyamatai, ökológia, az „éltető Nap”, hőháztartás, öl-tözködés. Technika, életvitel és gya-korlat: folyamatos technológiai fejleszté-sek, innováció.

Az olvadás és a fagyás jellemzői. A halmazállapot-változás energe-tikai értelmezése.

Ismerje az olvadás, fagyás fogal-mát, jellemző paramétereit (olva-dáspont, olvadáshő). Legyen képes egyszerű kalorikus feladatok meg-oldására, mérések elvégzésére. Is-merje a fagyás és olvadás szerepét a mindennapi életben.

Párolgás és lecsapódás (forrás) A párolgás (forrás), lecsapódás jellemzői. A halmazállapot-változás energe-tikai értelmezése. A fázisátalakulásokat befolyásoló külső tényezők. Halmazállapot-változások a ter-

Ismerje a párolgás, forrás, lecsa-pódás jelenségét, mennyiségi jel-lemzőit. Legyen képes egyszerű kísérletek, mérések, számítások elvégzésére, a jelenségek felisme-résére a hétköznapi életben (időjá-rás). Ismerje a forráspont nyomás-függésének gyakorlati jelentőségét

18

mészetben. és annak alkalmazását. Legyen képes egyszerű kalorikus feladatok megoldására számítással, halmazállapot-változással is.

Földrajz: környezetvé-delem, a megújuló és nem megújuló energia fogalma.


Halmazállapot (gáz, folyadék, szilárd), halmazállapot-változás (olvadás, pá-rolgás, forrás), mikroszerkezet.

19


Tematikai egység Mechanikai rezgések Órakeret

10 óra

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



A rezgések témakörével a későbbi fejezetek (mechanikai hullámok, a hang-tan, a váltakozó áramok témaköre, az elektromágneses rezgések értelmezé-se, az elektromágneses hullámok jelenségköre, a kvantummechanika anyag-szerkezeti vonatkozásai) megalapozását készíti elő. Az egyszerű, tanulókí-sérleti módszerekkel is meghatározható összefüggések feltárásával azoknak a jelenségeknek kézzelfoghatóvá tételét segítjük elő, amelyek elvontabb megfelelőit ezáltal később könnyebben sajátíthatják el a tanulók.

Problémák, jelenségek, gya-korlati alkalmazások, ismere-

tek Követelmények Kapcsolódási pontok

A rugóra akasztott rezgő test kine-matikai vizsgálata.

A tanuló ismerje a rezgő test jellem-ző paramétereit (amplitúdó, rezgés-idő, frekvencia, körfrekvencia). Ismerje és tudja grafikusan ábrázol-ni a mozgás kitérés-idő, sebesség-idő, gyorsulás-idő függvényeit. Legyen képes rezgésekkel kapcsola-tos egyszerű kísérletek, mérések elvégzésére.

Matematika: periodikus függvények. Filozófia: az idő filozó-fiai kérdései. Informatika: az informa-tikai eszközök műkö-désének alapja, az óra-jel.

A rezgés dinamikai vizsgálata. Tudja, hogy a harmonikus rezgés dinamikai feltétele a lineáris erőtör-vény. Legyen képes felírni a rugón rezgő test mozgásegyenletét.

A rezgésidő meghatározása. Fonálinga.

Tudja, hogy a rezgésidőt a test tö-mege és a rugóállandó határozza meg. Legyen képes a rezgésidő számítására és az eredmény ellenőr-zésére méréssel. Tudja, hogy a kis kitérésű fonalinga mozgása harmonikus rezgésnek te-kinthető, a lengésidőt az inga hosz-sza és a nehézségi gyorsulás hatá-rozza meg.

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

Legyen képes az energiaviszonyok értelmezésére a rezgés során. Tudja, hogy a feszülő rugó energiája a test mozgási energiájává alakul, majd újból rugóenergiává. Ha a csillapító hatások elhanyagolhatók, a rezgésre érvényes a mechanikai energia megmaradása.

20

Tudja, hogy a környezeti hatások (súrlódás, közegellenállás) miatt a rezgés csillapodik, de eközben a rezgésidő nem változik. Ismerje a rezonancia jelenségét és ennek gyakorlati jelentőségét.


Harmonikus rezgés, lineáris erőtörvény, rezgésidő.

Tematikai egység Mechanikai hullámok, hangtan Órakeret

7 óra

Előzetes tudás Rezgés, sebesség, hangtani jelenségek, alapismeretek.



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



A hullám fogalma, jellemzői. A tanuló tudja, hogy a mechanikai hullám a rezgésállapot terjedése valamely közegben, anyagi ré-szecskék nem haladnak a hullám-mal, a hullámban energia terjed.

Matematika: trigono-metrikus függvények. Technika, életvitel és gya-korlat: a zajvédelem és az egészséges környe-zethez való jog (élet az autópályák, repülőterek szomszédságában). Földrajz: földrengések, lemeztektonika, ár-apály-jelenség. Biológia-egészségtan: A hallás. Hang az állatvilágban. Gyógyító hang, ultra-hang a gyógyászatban, fájdalomküszöb. Ének-zene: hangmagas-ság, hangerő, felhan-gok, hangszín, akuszti-ka.

Hullámterjedés egy dimenzióban. Kötélhullámok esetén értelmezze a hullám térbeli és időbeli periodi-citását jellemző mennyiségeket (hullámhossz, periódusidő). Ismerje a longitudinális és transz-verzális hullámok fogalmát.

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

Tudja, hogy a hullámot leíró függ-vény a forrástól tetszőleges távol-ságra lévő pont rezgési kitérését adja meg az idő függvényében. Legyen képes felírni a függvényt és értelmezni a formulában sze-replő mennyiségeket. Ismerje a terjedési sebesség, a hul-lámhossz és a periódusidő kapcso-latát. Tudja, hogy a hullámok akadályta-lanul áthaladhatnak egymáson. Ismerje az állóhullám fogalmát és kialakulásának feltételét.

Felületi hullámok. Hullámok visszaverődése, törése. Hullámok interferenciája, az erősí-

Hullámkádas kísérletek alapján értelmezze a hullámok visszaverő-dését, törését.

21

tés és a gyengítés feltételei. Értse az interferencia jelenségét és értelmezze a Huygens–Fresnel-elv segítségével az erősítés és gyengí-tés (kioltás) feltételeit.

Kiterjedt testek sajátrezgései. Térbeli hullámok. Jelenségek: földrengéshullámok, lemeztektonika.

Ismerje a véges kiterjedésű rugal-mas testekben kialakuló állóhullá-mok jelenségét, a test ún. „saját-rezgéseit”. Tudja, hogy alkalmas frekvenciájú rezgés állandósult hullámállapotot (állóhullám) eredményezhet.

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

Tudja, hogy a hang mechanikai rezgés, ami a levegőben longitudi-nális hullámként terjed. Ismerje a hangmagasság, a hang-erősség, a terjedési sebesség fo-galmát. Legyen képes legalább egy hang-szer működésének magyarázatára. Ismerje az ultrahang és az infra-hang fogalmát, gyakorlati alkalma-zását. Ismerje a hallás fizikai alapjait, a hallásküszöb és a zajszennyezés fogalmát. Ismerjen legalább egy kísérleti módszert a hangsebesség megha-tározására.


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

Tematikai egység Elektromágneses indukció, váltóáram Órakeret

13 óra

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



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



A mozgási indukció. A tanuló ismerje a mozgási induk-ció alapjelenségét, és tudja azt a

Kémia: elektromos áram, elektromos veze-

22

Lorentz-erő segítségével értel-mezni.

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

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

Értelmezze a váltakozó feszültség keletkezését mozgásindukcióval. Ismerje a szinuszosan váltakozó feszültséget és áramot leíró függ-vényt, tudja értelmezni a benne szereplő mennyiségeket. Ismerje Lenz törvényét. Ismerje a váltakozó áram effektív hatását leíró mennyiségeket (ef-fektív feszültség, áram, teljesít-mény). Értse, hogy a tekercs és a konden-zátor ellenállásként viselkedik a váltakozó áramú hálózatban. Is-merje sajátságát, hogy nem csupán az áram és feszültség nagyságának arányát változtatja, de a két függ-vény fázisviszonyait is módosítja.

A nyugalmi indukció, az elektromágne-ses indukció jelensége. Faraday indukciós törvénye, Lenz tör-vénye.

Ismerje a nyugalmi indukció jelen-ségét és tudja azt egyszerű jelenségbemutató kísérlettel szem-léltetni. Ismerje Faraday indukciós törvé-nyét és legyen képes a törvény alkalmazásával egyszerű feladatok megoldására. Tudja értelmezni Lenz törvényét a nyugalmi induk-ció jelenségeire.

Transzformátor. Gyakorlati alkalmazások.

Értelmezze a transzformátor mű-ködését az indukciótörvény alap-ján. Tudjon példákat a transzformáto-rok gyakorlati alkalmazására.

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

Az elektromos energiahálózat. A háromfázisú energiahálózat jel-lemzői. Az energia szállítása az erőműtől a fogyasztóig. Távvezeték, transzformátorok. Az elektromos energiafogyasztás mérése. Az energiatakarékosság lehetősé-

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

23

gei. Tudomány- és technikatörténet Jedlik Ányos, Siemens szerepe. Ganz, Diesel mozdonya. A transzformátor magyar feltalá-lói.


Mozgási indukció, nyugalmi indukció, önindukció, váltóáramú generátor, vál-tóáramú elektromos hálózat.

Tematikai egység Elektromágneses rezgés, elektromágneses hullám Órakeret 7 óra

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

A tematikai egy-ség nevelési-fejlesztési céljai

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



Az elektromágneses rezgőkör, elektro-mágneses rezgések.

A tanuló ismerje az elektromágne-ses rezgőkör felépítését és műkö-dését. Tudja, hogy a vezetékek ellenállása miatt fellépő energiaveszteségek miatt a rezgés csillapodik, csillapí-tatlan elektromágneses rezgések előállítása energiapótlással (vissza-csatolás) biztosítható.

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

Elektromágneses hullám, hullámjelensé-gek.

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

Ismerje az elektromágneses hul-lám fogalmát, tudja, hogy az elekt-romágneses hullámok fénysebes-séggel terjednek, a terjedéséhez nincs szükség közegre. Egyszerű jelenség-bemutató kísérlet alapján tudja magyarázni, hogy távoli, re-zonanciára hangolt rezgőkörök között az elektromágneses hullá-mok révén energiaátvitel lehetsé-ges fémes összeköttetés nélkül. Értse, hogy ez az alapja a jelek (információ) továbbításának.

24

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

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

szetekben, művészi reprodukciók. A média szerepe.

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

Tudja, hogy az elektromágneses hullámban energia terjed. Legyen képes példákon bemutatni az elektromágneses hullámok gya-korlati alkalmazását.


Elektromágneses rezgőkör, rezgés, rezonancia, elektromágneses hullám, elekt-romágneses spektrum.

Tematikai egység Hullám- és sugároptika Órakeret

13 óra

Előzetes tudás Korábbi geometriai optikai ismeretek, hullámtulajdonságok, elektromágne-ses spektrum.



A fény és a fényjelenségek tárgyalása az elektromágneses hullámokról tanul-tak alapján. A fény gyakorlati szempontból kiemelt szerepének tudatosítása, hétköznapi fényjelenségek és optikai eszközök működésének értelmezése.



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

Tudja a tanuló, hogy a fény elekt-romágneses hullám, az elektro-mágneses spektrum egy meghatá-rozott frekvenciatartományához tartozik.

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

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

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

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

Ismerje a fény terjedésével kapcso-latos geometriai optikai alapjelen-ségeket (visszaverődés, törés) és az ezekre vonatkozó törvényeket.

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

Ismerje a fény hullámtermészetét bizonyító kísérleti jelenségeket (elhajlás, interferencia, polarizáció)

25

és értelmezze azokat. Ismerje a fény hullámhosszának mérését optikai ráccsal.

natkozásai, színek a művészetben. Vizuális kultúra: a fényképezés mint mű-vészet.

A fehér fény színekre bontása. Diszper-ziós és diffrakciós színkép. A diszperzió jelensége. Optikai rács.

Ismerje Newton történelmi priz-makísérletét, és tudja értelmezni a fehér fény összetett voltát. Csoportosítsa a színképeket (foly-tonos, vonalas; abszorpciós, emissziós színképek.

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

Ismerje a geometriai optika leg-fontosabb alkalmazásait. Értse a leképezés fogalmát, tük-rök, lencsék képalkotását. Legyen képes egyszerű képszerkesztésekre és tudja alkalmazni a leképezési törvényt egyszerű számításos fel-adatokban. Ismerje és értse a gyakorlatban fontos optikai eszközök (peri-szkóp, egyszerű nagyító, mikro-szkóp, távcső. szemüveg) műkö-dését. Legyen képes egyszerű optikai kí-sérletek, mérések elvégzésére (len-cse fókusztávolságának meghatá-rozása, hullámhosszmérés optikai ráccsal).


A fény mint elektromágneses hullám, fénytörés, visszaverődés, elhajlás, inter-ferencia, polarizáció, diszperzió, spektroszkópia, képalkotás.

Tematikai egység Csillagászat és asztrofizika I. Órakeret

9 óra

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



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



Leíró csillagászat. Problémák: a csillagászat kultúrtörténete. Geocentrikus és heliocentrikus

A tanuló legyen képes tájékozódni a csillagos égbolton. Ismerje a csillagászati helymeghatá-rozás alapjait, a csillagászati koordi-

Történelem, társadalmi és állampolgári ismere-tek: Kopernikusz, Kepler, Newton

26

világkép. Asztronómia és asztrológia. Alkalmazások: hagyományos és új csillagászati műszerek. Űrtávcsövek. Rádiócsillagászat.

náta-rendszereket, az égi pólus, az egyenlítő, az ekliptika, a tavaszpont, az őszpont fogalmát. Ismerjen né-hány csillagképet és legyen képes azokat megtalálni az égbolton. Is-merje a Nap és a Hold égi mozgá-sának jellemzőit, értse a Hold fázisa-inak változását, tudja értelmezni a hold- és napfogyatkozásokat. Tájékozottság szintjén ismerje a csil-lagászat megfigyelési módszereit az egyszerű távcsöves megfigyelésektől az űrtávcsöveken át a rádió-teleszkópokig.

munkássága. A nap-fogyatkozások szere-pe az emberi kultú-rában, a Hold „képé-nek” értelmezése a múltban. Földrajz: a Föld for-gása és keringése, a Föld forgásának kö-vetkezményei (nyu-gati szelek öve), a Föld belső szerkeze-te, földtörténeti ka-tasztrófák, kráterbe-csapódás keltette fel-színi alakzatok. Biológia-egészségtan: a Hold és az ember biológiai ciklusai, az élet feltételei. Kémia: a periódusos rendszer, a kémiai elemek keletkezése. Magyar nyelv és iroda-lom; mozgóképkultúra és médiaismeret: „a csil-lagos ég alatt”. Filozófia: a kozmoló-gia kérdései.

Égitestek. Ismerje a legfontosabb égitesteket (bolygók, holdak, üstökösök, kis-bolygók és aszteroidák, csillagok és csillagrendszerek, galaxisok, galaxishalmazok) és azok legfonto-sabb jellemzőit. Legyenek ismeretei a mesterséges égitestekről és azok gyakorlati jelen-tőségéről a tudományban és a tech-nikában.

A Naprendszer és a Nap. Ismerje a Naprendszer jellemzőit, a keletkezésére vonatkozó tudomá-nyos elképzeléseket. Tudja, hogy a Nap csak egy az átla-gos csillagok közül, miközben a föl-di élet szempontjából meghatározó jelentőségű. Ismerje a Nap legfon-tosabb jellemzőit: a Nap szerkezeti felépítését, belső, energiatermelő folyamatait és sugár-zását, a Napból a Földre érkező energia mennyiségét (napállandó). Népszerű szinten ismerje a Nap-rendszerre vonatkozó kutatási eredményeket, érdekességeket.

A csillagfejlődés: a csillagok szerkezete, energiamérlege és keletkezése. Kvazárok, pulzárok; fekete lyukak.

Legyen tájékozott a csillagokkal kapcsolatos legfontosabb tudomá-nyos ismeretekről. Ismerje a gravitá-ció és az energiatermelő nukleáris folyamatok meghatározó szerepét a csillagok kialakulásában, „életében” és megszűnésében.

A kozmológia alapjai Problémák, jelenségek:

Legyenek alapvető ismeretei az Univerzumra vonatkozó aktuális

27

a kémiai anyag (atommagok) kiala-kulása. Perdület a Naprendszerben. Nóvák és szupernóvák. A földihez hasonló élet, kultúra esélye és keresése, exobolygók ku-tatása. Gyakorlati alkalmazások:

műholdak,

hírközlés és meteorológia,

GPS,

űrállomás,

holdexpediciók,

bolygók kutatása.

tudományos elképzelésekről. Ismer-je az ősrobbanásra és a Világegye-tem tágulására utaló csillagászati méréseket. Ismerje az Univerzum korára és kiterjedésére vonatkozó becsléseket, tudja, hogy az Univer-zum gyorsuló ütemben tágul.


Égitest, csillagfejlődés, csillagrendszer, ősrobbanás, táguló világegyetem, Nap-rendszer, űrkutatás.

28


Tematikai egység Modern fizika, statisztikus fizika Órakeret

13 óra

Előzetes tudás Az anyag atomos szerkezete.



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



Az anyag atomos felépítése felismerésé-nek történelmi folyamata.

Ismerje a tanuló az atomok létezé-sére utaló korai természettudomá-nyos tapasztalatokat, tudjon meg-győzően érvelni az atomok létezé-se mellett. Ismerje az atomelmélet kialakulá-sának fontosabb állomásait Dé-mokritosz természetfilozófiájától Dalton súlyviszonytörvényeiig. Lássa az Avogadro-törvény és a kinetikus gázelmélet jelentőségét az atomelmélet elfogadtatásában. Lássa a kapcsolatot a Faraday-törvények (elektrolízis) és az elektromosság atomi szerkezete között.

Kémia: az anyag szerke-zetéről alkotott elkép-zelések, a változásukat előidéző kísérleti té-nyek és a belőlük le-vont következtetések, a periódusos rendszer elektronszerkezeti ér-telmezése. Matematika: folytonos és diszkrét változó. Filozófia: ókori görög bölcselet; az anyag mé-lyebb megismerésének hatása a gondolkodás-ra, a tudomány felelős-ségének kérdései, a megismerhetőség hatá-rai és korlátai.

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

Ismerje a kvantumfizikát megala-pozó jelenségeket (hőmérsékleti sugárzás, fényelektromos hatás, a fény kettős természete).

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

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

29

megértéséhez.

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

Ismerje a kvantumfizikát megala-pozó jelenségeket (hőmérsékleti sugárzás, fényelektromos hatás, a fény kettős természete).

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

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

A mikrorészecskék mozgásának a leírása

Schrödinger és Heisenberg mun-kássága.

Statisztikus fizika Reverzibilis, irreverzibilis folyama-tok, mikroeloszlások, makroeloszlások.

Energiaeloszlás, hőmérséklet Ekvipartíció törvénye. A termodi-namikai hőmérséklet.

Entrópia Boltzmann eloszlás, entrópia a mindennapokban.


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

Tematikai egység Modern fizika- atomfizika, atommagfizika Órakeret

25 óra



A magfizika alapismereteinek bemutatása a XX. századi történelmi esemé-nyek, a nukleáris energiatermelés, a mindennapi életben történő széleskörű alkalmazás és az ezekhez kapcsolódó nukleáris kockázat kérdéseinek szem-pontjából. Az ismereteken alapuló energiatudatos szemlélet és a betegség felismerés és a terápia során fellépő reális kockázatok felelős vállalásának kialakítása.



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

Értse az atomról alkotott elképze-lések (atommodellek) fejlődését: a modell mindig kísérleteken, méré-seken alapul, azok eredményeit magyarázza; új, a modellel már nem értelmezhető, azzal ellent-mondásban álló kísérleti tapaszta-latok esetén új modell megalkotá-sára van szükség. Mutassa be a modellalkotás lénye-gét Thomson és Rutherford mo-delljén, a modellt megalapozó és

Kémia: atommag, pro-ton, neutron, rend-szám, tömegszám, izo-tóp, radioaktív izotó-pok és alkalmazásuk, radioaktív bomlás. Hid-rogén, hélium, magfú-zió.

30

megdöntő kísérletek, jelenségek alapján.

Bohr-féle atommodell. Ismerje a Bohr-féle atommodell kísérleti alapjait (spektroszkópia, Rutherford-kísérlet). Legyen képes összefoglalni a mo-dell lényegét és bemutatni, meny-nyire alkalmas az a gázok vonalas színképének értelmezésére és a kémiai kötések magyarázatára.

Az atommag alkotórészei, tömegszám, rendszám, neutronszám.

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

A periódusos rendszer értelmezése, Pau-li-elv.

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

A kvantummechanikai atommodell. Tudja, hogy a kvantummechanikai atommodell az elektronokat hul-lámként írja le, a kinetikus energia a hullámhossz függvénye. Tudja, hogy a stacioner állapotú elektron állóhullámként fogható fel, hullámhossza, ezért az energiá-ja is kvantált. Tudja, hogy az elektronok impul-zusa és helye egyszerre nem mondható meg pontosan.

Az erős kölcsönhatás. Stabil atommagok létezésének magyarázata.

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

Biológia-egészségtan: a su-gárzások biológiai hatá-sai; a sugárzás szerepe az evolúcióban, a fajta-nemesítésben a mutá-ciók előidézése révén; a radioaktív sugárzások hatása. Földrajz: energiaforrá-sok, az atomenergia szerepe a világ energia-termelésében. Történelem, társadalmi és állampolgári ismeretek: a Hirosimára és Naga-szakira ledobott két atombomba története, politikai háttere, ké-sőbbi következményei.

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

A radioaktív bomlás. Ismerje a radioaktív bomlás típu-sait, a radioaktív sugárzás fajtáit és megkülönböztetésük kísérleti módszereit. Tudja, hogy a radio-aktív sugárzás intenzitása mérhe-tő. Ismerje a felezési idő fogalmát és ehhez kapcsolódóan tudjon

31

egyszerű feladatokat megoldani. Einstein; Szilárd Leó, Teller Ede és Wigner Jenő, a világtörténelmet formáló magyar tudó-sok. Filozófia; etika: a tudo-mány felelősségének kérdései. Matematika: valószínűségszámítás.

A természetes radioaktivitás. Legyen tájékozott a természetben előforduló radioaktivitásról, a ra-dioaktív izotópok bomlásával kapcsolatos bomlási sorokról. Is-merje a radioaktív kormeghatáro-zási módszer lényegét, tudja, hogy a radioaktív bomlás során felsza-baduló energia adja a Föld belse-jének magas hőmérsékletét, a számunkra is hasznosítható „geo-termikus energiát”.

Mesterséges radioaktív izotópok előállí-tása és alkalmazása.

Legyen fogalma a radioaktív izo-tópok mesterséges előállításának lehetőségéről és tudjon példákat a mesterséges radioaktivitás néhány gyakorlati alkalmazására a gyógyá-szatban és a műszaki gyakorlat-ban.

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

Ismerje az urán–235 izotóp spon-tán hasadásának jelenségét. Tudja értelmezni a hasadással járó ener-gia-felszabadulást. Értse a láncreakció lehetőségét és létrejöttének feltételeit.

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

Az atomreaktor és atomerőmű. Ismerje az ellenőrzött láncreakció fogalmát, tudja, hogy az atomreak-torban ellenőrzött láncreakciót valósítanak meg és használnak energiatermelésre. Tájékozottság szintjén ismerje az atomerőművek legfontosabb funkcionális egysé-geit és a működés biztonságát szolgáló technikát. Értse az atom-energia szerepét az emberiség nö-vekvő energiafelhasználásában, ismerje előnyeit és hátrányait.

Magfúzió. Értelmezze a magfúziót a fajlagos kötési energia-tömegszám grafi-kon alapján. Legyen képes a magfúzió során felszabaduló energia becslésére a tömegdefektus alapján. Legyen tájékozott arról, hogy a

32

csillagokban magfúziós folyama-tok zajlanak, ismerje a Nap ener-giatermelését biztosító fúziós fo-lyamat lényegét. Tudja, hogy a H-bomba pusztító hatását mesterséges magfúzió so-rán felszabaduló energiája biztosít-ja. Tudja, hogy a békés energia-termelésre használható ellenőrzött magfúziót még nem sikerült meg-valósítani, de ez lehet a jövő pers-pektivikus energiaforrása.

A radioaktivitás kockázatainak leíró bemutatása. Sugárterhelés, sugárvédelem.

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


Magerő, cseppmodell, kötési energia, tömegdefektus, maghasadás, radioaktivi-tás, magfúzió, láncreakció, atomreaktor, fúziós reaktor.

33

Tematikai egység Környezetfizika Órakeret

5 óra

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



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



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

Ismerje a tanuló a Földnek az élet szempontjából alapvetően fontos környezetfizikai adottságait: a nap-sugárzás mértékét, a légköri üveg-házhatást, a sugárzásoktól védő ózonpajzsot és a Föld mágneses terének védő hatását a világűrből érkező nagy energiájú töltött ré-szecskékkel szemben. Ismerje a fizikai környezet és a bioszféra bonyolult kölcsönhatásait, önsza-bályzó folyamatait.

Földrajz: éghajlat, klíma, üvegházhatás, légkör, bioszféra kialakulása, bányaművelés, ipari termelés, erózió, fosz-szilis energiahordozók, megújuló energiák (nap, víz, szél). Biológia-egészségtan: savas eső. Kémia: a környezet-szennyezés fajtái, okai és csökkentésük mód-jai, fosszilis energia-hordozók, alternatív energiaforrások, meg-újuló energiaforrások, atomenergia, a vegy-iparban alkalmazott környezetterhelő és környezetkímélő tech-nológiák, környezet-szennyezés és annak csökkentése, kezelése.

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

Ismerje az emberi tevékenységből adódó veszélyeket a környezetre, a bioszférára.

Az időjárást befolyásoló folyamatok, a globális klímaváltozás kérdése.

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

Energiagondok, környezetbarát energia-források. A fosszilis energiahordozók gyors elhasználása és ennek környezet-változtató hatása. A megújuló energia (nap, víz, szél) felhasználásának behatároltsága. Az atomenergia kulcsszerepe és kockázata.

Tudja, hogy a Nap a Föld megha-tározó energiaforrása, a fosszilis és a megújuló energiahordozók dön-tő része a Nap sugárzásának kö-szönhető.

Környezettudatos magatartás. Az ökolábnyom fogalma.

Ismerje és tudatosan vállalja a környezettudatos magatartást tár-

34

sadalmi és egyéni feladatok szint-jén egyaránt.


Környezetszennyezés, globális felmelegedés, energiaválság, környezettudatos-ság.

Tematikai egység Fizika és a társadalom Órakeret

7 óra

Előzetes tudás A tanult fizikai ismeretek és gyakorlati alkalmazások.



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



A tudomány (fizika) meghatározó sze-repe a technológiai fejlődésben és az em-beri életminőségben. Problémák és alkalmazások: a fizikai ismeretek és a technika párhuzamos fejlődése a történe-lem folyamán, pl. ókor: csillagászat – a természeti vál-tozások előrejelzése, hajózás; egy-szerű gépek. Újkor: csillagászati navigáció – keres-kedelem; hőerőgépek – ipari forrada-lom. Legújabb kor: elektromágnesség – globális kommunikáció; atommag-hasadás – atomerőművek; félvezető-fizika – számítógépek, információ-technológia stb.

A tanuló ismerje és társadalom-, gazdaság- és kultúrtörténeti érvek-kel tudja alátámasztani, hogy a fi-zika tudománya meghatározó sze-repet játszott a technológiai fejlő-désben és az emberi élet minősé-gének javításában a történelem során.

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

Fizika és termelés. Legyen képes konkrét példákkal

35

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

megvilágítani, hogy a fizikai isme-retek alapvetően fontosak a tech-nika fejlesztésében.

Diagnosztika és terápia. Alkalmazások: a röntgen, az ultrahang, az EKG, a CT működésének lényege és al-kalmazása. Katéter, endoszkóp, implantátu-mok, mikrosebészeti módszerek, lézer a gyógyászatban. Radioaktív nyomjelzés a diagnosz-tikában, sugarazás a terápiában.

Lássa a fizikai alapkutatások meg-határozó szerepét a gyógyászat területén.

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

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

Tudomány és áltudomány. A természettudományok működé-sének jellemzői. Az áltudomány leggyakoribb is-mérvei.

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

Egyedi, megismételhetetlen kí-sérleti eredmény, amely a széles körben elfogadott tudományos felfogásnak gyakran ellent-mond.

A magányos feltaláló kerüli a szakmai kapcsolatokat, a tudo-mányos nyilvánosságot.

Közvetlen üzleti érdekeltségre utaló jelek.


Fizika, technika, társadalmi hasznosság, tudomány, áltudomány.

36

Tematikai egység Csillagászat és asztrofizika II. Órakeret

9 óra

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



Mesterséges égitestek, űrhajózás, a Nap felépítése, energiatermelése, csillag-fejlődés, kozmológia, gyakorlati alkalmazások.



A Naprendszer és a Nap. Ismerje a Nap szerkezeti felépítését, belső, energiatermelő folyamatait és sugárzását, a Napból a Földre érke-ző energia mennyiségét (napállan-dó). Népszerű szinten ismerje a Nap-rendszerre vonatkozó kutatási eredményeket, érdekességeket.

A csillagfejlődés: a csillagok szerkezete, energiamérlege és keletkezése. Kvazárok, pulzárok; fekete lyukak.

Legyen tájékozott a csillagokkal kapcsolatos legfontosabb tudomá-nyos ismeretekről. Ismerje a gravitá-ció és az energiatermelő nukleáris folyamatok meghatározó szerepét a csillagok kialakulásában, „életében” és megszűnésében.

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

műholdak,

hírközlés és meteorológia,

GPS,

űrállomás,

holdexpediciók,

bolygók kutatása.

Legyenek alapvető ismeretei az Univerzumra vonatkozó aktuális tudományos elképzelésekről. Ismer-je az ősrobbanásra és a Világegye-tem tágulására utaló csillagászati méréseket. Ismerje az Univerzum korára és kiterjedésére vonatkozó becsléseket, tudja, hogy az Univer-zum gyorsuló ütemben tágul.


Égitest, csillagfejlődés, csillagrendszer, ősrobbanás, táguló világegyetem, Nap-rendszer, űrkutatás.

Documents

FIZIKA – NYEK reál (gimnázium, 2 + 2 + 2+2 óra) · 1 FIZIKA – NYEK reál (gimnázium, 2 + 2 + 2+2 óra) Tantárgyi struktúra és óraszámok Óraterv a kerettantervekhez –