FIZIKA. Erkel Ferenc Gimnázium

Erkel Ferenc Gimnázium 2016

FIZIKA ( A helyi tanterv a http://kerettanterv.ofi.hu/03_melleklet_9-12/3.2.08.2_fizika_9-12_g_b.doc kerettanterven alapul. Csak az óraszámokat illesztettük a helyileg megállapítotthoz.) A természettudományos kompetencia középpontjában a természetet és a természet működését megismerni igyekvő ember áll. A fizika tantárgy a természet működésének a tudomány által feltárt legalapvetőbb törvényszerűségeit igyekezik megismertetni a diákokkal. A törvényszerűségek harmóniáját és alkalmazhatóságuk hihetetlen széles skálatartományát megcsodálva, bemutatja, hogyan segíti a tudományos módszer a természet erőinek és javainak az ember szolgálatába állítását. Olyan ismeretek megszerzésére ösztönözzük a fiatalokat, amelyekkel egész életpályájukon hozzájárulnak majd a társadalom és a természeti környezet összhangjának fenntartásához, a tartós fejlődéshez és ahhoz, hogy a körülöttünk levő természetnek minél kevésbé okozzunk sérülést. Nem kevésbé fontos, hogy elhelyezzük az embert kozmikus környezetünkben. A természettudomány és a fizika ismerete segítséget nyújt az ember világban elfoglalt helyének megértésére, a világ jelenségeinek a természettudományos módszerrel történő rendszerbe foglalására. A természet törvényeinek az embert szolgáló sikeres alkalmazása gazdasági előnyöket jelent, de ezen túl szellemi, esztétikai örömöt és harmóniát is kínál. A tantárgy tanulása során a tanulók megismerik az alapvető fizikai jelenségeket és az azokat értelmező modellek és elméletek történeti fejlődését, érvényességi határait, a hozzájuk vezető megismerési módszereket. A fizika tanítása során azt is be kell mutatnunk, hogy a felfedezések és az azok révén megfogalmazott fizikai törvények nemcsak egy-egy kiemelkedő szellemóriás munkáját, hanem sok tudós századokat átfogó munkájának koherens egymásra épülő tudásszövetét jelenítik meg. A törvények folyamatosan bővültek, és a modern tudományos módszer kialakulása óta nem kizárják, hanem kiegészítik egymást. Az egyre nagyobb teljesítőképességű modellekből számos alapvető, letisztult törvény nőtt ki, amelyet a tanulmányok egymást követő szakaszai a tanulók kognitív képességeinek megfelelő gondolati és formai szinten mutatnak be, azzal a célkitűzéssel, hogy a szakirányú felsőfokú képzés során eljussanak a választott terület tudományos kutatásának frontvonalába. A tantárgy tanulása során a tanulók megismerkedhetnek a természet tervszerű megfigyelésével, a kísérletezéssel, a megfigyelési és a kísérleti eredmények számszerű megjelenítésével, grafikus ábrázolásával, a kvalitatív összefüggések matematikai alakú megfogalmazásával. Ez utóbbi nélkülözhetetlen vonása a fizika tanításának, hiszen e tudomány fél évezred óta tartó diadalmenetének ez a titka. Fontos, hogy a tanulók a jelenségekből és a köztük feltárt kapcsolatokból leszűrt törvényeket a természetben újabb és újabb jelenségekre alkalmazva ellenőrizzék, megtanulják igazolásuk vagy cáfolatuk módját. A tanulók ismerkedjenek meg a tudományos tényeken alapuló érveléssel, amelynek része a megismert természeti törvények egy-egy tudománytörténeti fordulóponton feltárt érvényességi korlátainak megvilágítása. A fizikában használatos modellek alkotásában és fejlesztésében való részvételről kapjanak vonzó élményeket és ismerkedjenek meg a fizika módszerének a fizikán túlmutató jelentőségével is. A tanulóknak fel kell ismerniük, hogy a műszaki-természettudományi mellett az egészségügyi, az agrárgazdasági és a közgazdasági szakmai tudás szilárd megalapozásában sem nélkülözhető a fizika jelenségkörének megismerése. A gazdasági élet folyamatos fejlődése érdekében létfontosságú a fizika tantárgy korszerű és további érdeklődést kiváltó tanítása. A tantárgy tanításának elő kell segítenie a 1

Erkel Ferenc Gimnázium 2016 közvetített tudás társadalmi hasznosságának megértését és technikai alkalmazásának jelentőségét. Nem szabad megfeledkeznünk arról, hogy a fizika eszközeinek elsajátítása nagy szellemi erőfeszítést, rendszeres munkát igénylő tanulási folyamat. A Nemzeti Alaptanterv természetismeret kompetenciában megfogalmazott fizikai ismereteket nem lehet egyenlő mélységben elsajátítatni. Így a tanárnak dönteni kell, hogy mi az, amit csak megismertet a fiatalokkal, és mi az, amit mélyebben feldolgoz. Az „Alkalmazások” és a „Jelenségek” címszavak alatt felsorolt témák olyanok, amelyekről fontos, hogy halljanak a tanulók, de mindent egyenlő mélységben - ebben az órakeretben - nincs módunk tanítani. Ahhoz, hogy a fizika tantárgy tananyaga személyesen megérintsen egy fiatalt, a tanárnak a tanítás módszereit a tanulók, tanulócsoportok igényeihez, életkori sajátosságaihoz, képességeik kifejlődéséhez és gondolkodásuk sokféleségéhez kell igazítani. A jól megtervezett megismerési folyamat segíti a tanulói érdeklődés felkeltését, a tanulási célok elfogadását és a tanulók aktív szerepvállalását is. A fizika tantárgy tanításakor a tanulási környezetet úgy kell tehát tervezni, hogy az támogassa a különböző aktív tanulási formákat, technikákat, a tanulócsoport összetétele, mérete, az iskolákban rendelkezésre álló feltételek függvényében. Így lehet reményünk arra, hogy a megfelelő kompetenciák és készségek kialakulnak a fiatalokban. A tehetséges diákok egy részének nincs lehetősége, hogy hat- vagy nyolc évfolyamos gimnáziumba járjon, bár egyértelműen felfedezhető a reál-műszaki érdeklődése. Az ilyen fiatalok számára kínál az érdeklődésüknek megfelelő optimális felkészülési és fejlődési programot a négy évfolyamos tehetséggondozó gimnáziumok fizika tanterve. A négy évfolyamos tehetséggondozó gimnáziumok sajátos lehetősége, hogy a különböző iskolákból érkező tanulók tudását egységes szintre hozzák, ezt követően megfelelő fizikaképzésben részesüljenek, hogy felkészüljenek a továbbtanulásra. A kerettantervben több helyen teremtettünk lehetőséget, hogy a fizika tanítása során a diákok személyes aktivitására lehetőség nyíljon, ami feltétele a fejlesztésnek. Ezt az aktivitást kívánja segíteni félévente legalább 22 mérési gyakorlat beiktatása a tantervbe. Ezek tárgyát a tanár a félév aktuális témájához illeszkedve, az iskola lehetőségei és a tanulócsoport sajátosságai alapján választhatja meg. Hangsúlyozottan ajánlott, hogy a méréscsoport magját az érettségi mérési feladatai adják. A kerettanterv évente egy terjedelmesebb, kiscsoportos keretek közt megoldandó projektmunkát is tartalmaz. Ennek feladataira ajánlásokat fogalmaz meg. A kötelező órakereten kívül szervezett szakköri foglalkozásokon segítheti a tanár a tanulók felkészülését. A foglalkozások témáinak feldolgozásakor figyeljünk arra, hogy kapcsolódjanak az egyes tanulók személyes érdeklődéséhez, továbbtanulási irányához, többi természettudományi (pl. kémia, biológia és földrajz) tantárggyal való együttműködésre.

2

Erkel Ferenc Gimnázium 2016 9–10. évfolyam A gimnáziumi fizikatanítás első ciklusában a közös szintre hozást, az ismerkedést szolgálja az alapozó mérési gyakorlatok beiktatása. Az egyes témák feldolgozása minden esetben a korábbi ismeretek, hétköznapi tapasztalatok összegyűjtésével, a kísérletezéssel, méréssel indul, de az ismertszerzés fő módszere a tapasztalatokból szerzett információk rendszerezése, matematikai leírása, igazolása, ellenőrzése és az ezek alapján elsajátított ismeretanyag alkalmazása. Ez utóbbi lényegi része a feladatmegoldás és esetenként az eredmények kísérleti ellenőrzése is. Figyeljünk arra, hogy a tanulók matematikai tudásának megfelelő apparátust használjunk, és ne maradjanak le a tanulásban a diákok. A 9. évfolyamon először a kinematika, majd a dinamika, végül a folyadékok és gázok témaköre kerül feldolgozásra, sok kísérlettel, gyakorlati alkalmazással, lassan fokozódó tempóban. Célunk a korszerű természettudományos világkép alapjainak és a mindennapi élet szempontjából fontos gyakorlati fizikai ismeretek kellő mértékű elsajátítása. A tanuló érezze, hogy a fizikában tanultak segítséget adnak számára, hogy biztonságosabban közlekedjen, hogy majd energiatudatosan éljen, olcsóbban éljen, hogy a természeti jelenségeket megfelelően értse és tudja magyarázni, az áltudományos reklámok ígéreteit helyesen tudja kezelni stb. Ennek hatékony módja lehet a tanár által jól választott problémamegoldás, továbbá például a fakultatív felkészülés után tartott tanulói feldolgozások és kiselőadások, ismeretterjesztő szakanyagok közös megtekintése és megbeszélése. A kerettanterv részletesen felbontott óraszámához hozzászámítandó 10% (azaz 29 óra) szabad tanári döntéssel felhasználható órakeret, továbbá 32 óra ismétlésre és számonkérésre ajánlott órakeret. Ezekből adódik össze a kétéves teljes ( 9.évf. 4*36 + 10.évf. 4*36 ) 288 órás tantárgyi órakeret.

Tematikai egység Előzetes tudás A tematikai egység nevelésifejlesztési céljai

Alapozó mérési gyakorlatok

Órakeret 10 óra

Alapmértékegységek. Az általános iskolában tanultak ismétlése, alapvető kísérletező, mérő kompetencia fejlesztése.

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek Egyszerű mérések Hosszúság, terület, térfogat, tömeg, sűrűség, idő, erő mérése (laboratóriumi formában). Mérések a szabadban: nagy távolságok mérése digitális fotó alapján (a kamera látószögre való kalibrálása alapján). Távolságmérés lézeres kézi mérőműszerrel.

Követelmények

Kapcsolódási pontok

A tanuló legyen tisztában a mérésekkel kapcsolatos alapvető elméleti ismeretekkel. Tudjon mérési jegyzőkönyvet készíteni.

Matematika: a függvény fogalma, grafikus ábrázolás, egyenletrendezés, mértékegységek.

Ismerje a mérés lényegi jellemzőit, a szabványos és a gyakorlati mértékegységeket, a mérési pontosság fogalmát, a hiba okait.

Történelem, társadalmi és állampolgári ismeretek: a mértékegységek 3

Erkel Ferenc Gimnázium 2016 Időmérés a közlekedésben. Mikroszkopikus távolságok mérése (pl. számítógépes szoftver és kamera segítségével). Időmérési feladatok a közlekedésben és a sportudvaron.

kialakulása. Legyen képes gyakorlatban alkalmazni a megismert mérési módszereket.

Kulcsfogalmak/ Mérés, mérőeszköz, érzékenység, pontosság, mérési hiba, mértékegység. fogalmak

Tematikai egység

Előzetes tudás

Mozgástan

Órakeret 22 óra

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

A kinematikai alapfogalmak, mennyiségek kísérleti alapokon történő kialakítása, illetve bővítése, az összefüggések (grafikus) ábrázolása és matematikai leírása. A természettudományos megismerés Galilei-féle A tematikai egység módszerének bemutatása. A kísérletezési kompetencia fejlesztése a –nevelési-fejlesztési legegyszerűbb kézi mérésektől a számítógépes méréstechnikáig. A céljai problémamegoldó képesség fejlesztése a grafikus ábrázolás és ehhez kapcsolódó egyszerű feladatok megoldása során (is). A tanult ismeretek gyakorlati alkalmazása hétköznapi jelenségekre, problémákra (pl. közlekedés, sport). Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek

Követelmények


A tanuló legyen képes a Matematika: függvény mozgásokról tanultak és a köznapi fogalma, grafikus jelenségek összekapcsolására, a ábrázolás, fizikai fogalmak helyes egyenletrendezés. használatára, egyszerű számítások elvégzésére. Informatika: Ismerje a mérés lényegi jellemzőit, függvényábrázolás a szabványos és a gyakorlati (táblázatkezelő Hely, hosszúság és idő mérése mértékegységeket, a mérési használata). Jelenségek, gyakorlati pontosság fogalmát, a hiba okait. alkalmazások: földrajzi szélesség Legyen képes gyakorlatban Testnevelés és sport: meghatározása a delelő Nap alkalmazni a megismert mérési érdekes sebességadatok, állásából, helymeghatározás módszereket. érdekes sebességek, háromszögeléssel. pályák technikai Nagy távolságok mérése környezete. látószögmérés alapján. Csillagászati távolságmérések, Biológia-egészségtan: becslések (Eratoszthenész, Alapfogalmak: a köznapi testek mozgásformái: haladó mozgás és forgás. A kiterjedt testek „tömegpont”közelítése, tömegközéppont.

4

Erkel Ferenc Gimnázium 2016 Arisztarkhosz mérései). Mikroszkópos távolságmérések. Ókori időmérés (napóra, vízóra). Olimpiai rekordidők relatív mérési pontossága.

élőlények mozgása, sebességei, reakcióidő. Művészetek; magyar nyelv és irodalom: mozgások ábrázolása.

A mozgás viszonylagossága, a vonatkoztatási rendszer (koordináta-rendszer).

Tudatosítsa a viszonyítási rendszer alapvető szerepét, Technika, életvitel és megválasztásának szabadságát és gyakorlat: járművek célszerűségét (a mérés kezdőpontja sebessége és fékútja, Galilei relativitási elve. és az irányok rögzítése /negatív követési távolság, Mindennapi tapasztalatok sebesség/). közlekedésbiztonsági egyenletesen mozgó vonatkoztatási eszközök, technikai rendszerekben (autó, vonat). eszközök (autók, motorok), GPS, rakéták, Alkalmazások: műholdak alkalmazása, földrajzi koordináták az űrhajózás célja. meghatározása a Nap állásából; GPS; Történelem, társadalmi helymeghatározás, távolságmérés és állampolgári radarral. ismeretek: Galilei Egyenes vonalú egyenletes mozgás Értelmezze az egyenes vonalú munkássága; kísérleti vizsgálata. egyenletes mozgás jellemző a kerék feltalálásának Grafikus leírás. mennyiségeit, tudja azokat jelentősége. Sebesség, átlagsebesség. grafikusan ábrázolni. Grafikus feladatmegoldás. Tudjon grafikus módszerrel Földrajz: a Naprendszer feladatokat megoldani. szerkezete, az égitestek Egyenes vonalú egyenletesen Ismerje a változó mozgás általános mozgása, csillagképek, változó mozgás kísérleti vizsgálata. fogalmát, értelmezze az átlag- és távcsövek. pillanatnyi sebességet. Ismerje a gyorsulás fogalmát, vektor-jellegét. Tudja ábrázolni az s-t, v-t, a-t grafikonokat. Tudjon egyszerű feladatokat megoldani. A szabadesés vizsgálata. A nehézségi gyorsulás meghatározása.     Összetett mozgások. Egymásra merőleges egyenletes mozgások összege. Vízszintes hajítás kísérleti

Ismerje Galilei modern tudományteremtő, történelmi módszerének lényegét: a jelenség megfigyelése, értelmező hipotézis felállítása, számítások elvégzése, az eredmény ellenőrzése célzott kísérletekkel. Ismerje a mozgások függetlenségének elvét és legyen képes azt egyszerű esetekre (folyón átkelő csónak, vízszintes hajítás) a sebesség 5

Erkel Ferenc Gimnázium 2016 vizsgálata, értelmezése összetett mozgásként.

vektorjellegének kiemelésével alkalmazni.

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

Ismerje a körmozgást leíró kerületi és szögjellemzőket és tudja alkalmazni azokat. Értelmezze a centripetális gyorsulást. Mutasson be egyszerű kísérleteket, méréseket. Tudjon alapszintű feladatokat megoldani.

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

Tematikai egység Előzetes tudás

A tematikai egység nevelésifejlesztési céljai

Pontszerű testek és pontrendszerek dinamikája

Órakeret 33 óra

Kinematikai alapfogalmak, függvények. Az ösztönös arisztotelészi mozgásszemlélet tudatos lecserélése a newtoni szemléletre. Az új szemlélet beépítése a diákok személyes gondolati hálójába, a tanulókban élő esetleges prekoncepciók, illetve naiv elméletek hibás elemeit megváltoztatva, nem csak a fizikához kötődve. (Az új szemlélet kialakításakor jól alkalmazható a „kognitív konfliktus” létrehozásának módszere.) Az általános iskolában megismert sztatikus erőfogalom felcserélése a dinamikai szemléletűvel, rámutatva a két szemlélet összhangjára.

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek Az erő fogalma. Az erő alak- és mozgásállapotváltoztató hatása. Erőmérés rugós erőmérővel. Az erő vektormennyiség.

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

Erővektorok összegzése, felbontása.

Gyakorlatban tudja alkalmazni az erővektorok összegezését és felbontását, szerkesztéssel, (számítással), kísérleti igazolással kiegészítve.

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

Legyen képes az arisztotelészi mozgásértelmezés elvetésére kognitív alapon. Ismerje az inercia(tehetetlenségi) rendszer fogalmát.

Kapcsolódási pontok Matematika: a függvény fogalma, grafikus ábrázolás, egyenletrendezés. Technika, életvitel és gyakorlat: Takarékosság; légszennyezés, zajszennyezés; közlekedésbiztonsági eszközök, közlekedési szabályok, GPS, rakéták, műholdak alkalmazása, az űrhajózás célja. Biztonsági öv,

6

Erkel Ferenc Gimnázium 2016 Testek egyensúlyban.

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

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

Tudja Newton II. törvényét, ismerje az erő SI-mértékegységét és annak származtatását. Ismerje a tehetetlen tömeg fogalmát.

A lendületváltozás és az erőhatás kapcsolata.

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

A kölcsönhatás törvénye (Newton III. axiómája).

Ismerje, és egyszerű példákkal tudja illusztrálni, hogy az erő két test közötti kölcsönhatás.

ütközéses balesetek, a gépkocsi biztonsági felszerelése, a biztonságos fékezés. Nagy sebességű utazás egészségügyi hatásai. Biológia-egészségtan: reakcióidő, az állatok mozgása (pl. medúza). Földrajz: a Naprendszer szerkezete, az égitestek mozgása, csillagképek, távcsövek.

Tudjon értelmezni egyszerű köznapi jelenségeket a párkölcsönhatás esetén a lendület megmaradásának törvényével. Lendületmegmaradás párkölcsönhatás esetén Jelenségek, gyakorlati alkalmazások: golyók, labdák, korongok ütközése. Ütközéses balesetek a közlekedésben. Miért veszélyes a koccanás? Az utas biztonságát védő technikai megoldások (biztonsági öv, légzsák, a gyűrődő karosszéria). Sebességmérés, tömegmérés ütköztetéssel. Sebességmérés ballisztikus ingával.

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

Az erőhatások függetlensége.

Tudja, hogy több erő együttes hatása esetén a test gyorsulását az erők vektori eredője határozza meg.

Erőtörvények, a dinamika alapegyenlete. A rugó erőtörvénye. A nehézségi erő és hatása. A tömegközéppont fogalma. Tapadási és csúszási súrlódás.

Ismerje, és tudja alkalmazni a tanult egyszerű erőtörvényeket. Legyen képes egyszerű feladatok 7

Erkel Ferenc Gimnázium 2016 Kényszererők. Jelenségek, gyakorlati alkalmazások: járművek indulása, fékezése, közlekedésbiztonság, a súrlódás haszna és kára; kötélsúrlódás stb.

megoldására és a kapott eredmény kísérleti ellenőrzésére néhány egyszerű esetben:  állandó erővel húzott test;  mozgás lejtőn, a súrlódás hatása;  mérleg a liftben, a súlytalanság állapota.

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

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

Pontrendszerek mozgásának vizsgálata, dinamikai értelmezése.

Tudja, hogy az egymással kölcsönhatásban lévő testek mozgását az egyes testekre ható külső erők és a testek közötti kényszerkapcsolatok figyelembevételével lehetséges értelmezni. Legyen képes ennek alapján egyszerű esetek (pl. Atwood-féle ejtőgép, kiskocsi gyorsítása csigán átvetett súllyal) elemzésére.

Az impulzusmegmaradás zárt rendszerben.

Legyen képes az impulzusmegmaradás törvényének alkalmazására, egyszerű kísérletek, számítások elvégzésére egyéni és csoportmunkában. Értse a rakétameghajtás lényegét.

A rakétameghajtás elve. Ütközések.

Kulcsfogalmak/ fogalmak

Tematikai egység

Erő, párkölcsönhatás, lendület, lendületmegmaradás, erőtörvény, mozgásegyenlet, pontrendszer, rakétamozgás, ütközés.

Testek egyensúlya – statika

Órakeret 10 óra

Előzetes tudás

Kinematikai alapfogalmak, Newton I. és II. törvénye, az erőhatások függetlenségének elve, erők vektori összegzése, eredő erő, forgatónyomaték.


A mindennapi és a műszaki, továbbá az egészségügyi gyakorlatban fontos alkalmazott fizikai ismeretek elsajátítása. Az egyensúly fogalmának kiterjesztése, mélyítése. 8

Erkel Ferenc Gimnázium 2016 Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek Pontszerű test egyensúlya. A merev test mint speciális pontrendszer. Merev testek egyensúlyának feltétele. Jelenségek, gyakorlati alkalmazások: emelők, tartószerkezetek, építészeti érdekességek (pl. gótikus támpillérek, boltívek, műszaki szerkezetek méretezési szabályai). Tömegközéppont. Deformálható testek egyensúlyi állapota.

Követelmények A tanuló ismerje és egyszerű esetekre tudja alkalmazni a pontszerű test egyensúlyi feltételét. Legyen képes erővektorok összegzésére, komponensekre bontására, egyszerű szerkesztési feladatok elvégzésére. Ismerje az erő forgató hatását, a forgatónyomaték fogalmát, a merev test egyensúlyának kettős feltételét. Legyen képes egyszerű számítások, mérések, szerkesztések elvégzésére. Ismerje a tömegközéppont fogalmát és legyen képes annak meghatározására egyszerű esetekben. Ismerje Hooke törvényét, értse a külső és belső erők egyensúlyát, a rugalmas alakváltozás és a belső erők kapcsolatát.

Kapcsolódási pontok Történelem, társadalmi és állampolgári ismeretek: tudománytörténet. Matematika: alapműveletek, egyenletrendezés, műveletek vektorokkal. Testnevelés és sport: kondicionáló gépek, az egészséges emberi testtartás. Technika, életvitel és gyakorlat: erőátviteli eszközök, technikai eszközök, technikai eszközök stabilitása.

Kulcsfogalmak/ Egyensúly, forgatónyomaték, tömegközéppont, merev test, deformálható test, rugalmas megnyúlás. fogalmak


Mechanikai munka, energia

Órakeret 10 óra

Erő, elmozdulás, az állandó erő munkája. Az általános iskolában tanult munka- és mechanikai energiafogalom elmélyítése és bővítése, a mechanikai energiamegmaradás igazolása speciális esetekre és a mechanikai energiamegmaradás törvényének általánosítása. Az elméleti megközelítés mellett a fizikai ismeretek mindennapi alkalmazásának bemutatása, gyakorlása.

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek Mechanikai munka és teljesítmény.

Követelmények A tanuló értse a fizikai munkavégzés fogalmát, legyen képes egyszerű feladatok

Kapcsolódási pontok Matematika: a függvény fogalma, grafikus ábrázolás, 9

Erkel Ferenc Gimnázium 2016 Mechanikai energiafajták (helyzeti energia, mozgási energia, rugalmas energia). Munkatétel. Jelenségek, gyakorlati alkalmazások: a fékút és a sebesség kapcsolata, a követési távolság meghatározása. A mechanikai energiamegmaradás törvénye. Alkalmazások, jelenségek: mozgás gördeszkás görbült lejtőn, síugrósáncon. Amikor a mechanikai energiamegmaradás nem teljesül – a súrlódási erő munkája. Egyszerű gépek, hatásfok. Érdekességek, alkalmazások. Ókori gépezetek, mai alkalmazások. Az egyszerű gépek elvének felismerése az élővilágban. Energia és egyensúlyi állapot.

megoldására.

egyenletrendezés.

A fogalmak ismerete és értelmezése gyakorlati példákon.

Testnevelés és sport: sportolók teljesítménye, A tanuló értse és tudja sportoláshoz használt alkalmazni a munkatételt konkrét pályák energetikai gyakorlati problémákra. viszonyai és sporteszközök energetikája. Tudja egyszerű zárt rendszerek példáin keresztül értelmezni a mechanikai energiamegmaradás törvényét. Tudja, hogy a mechanikai energiamegmaradás nem teljesül súrlódás, közegellenállás esetén, mert a rendszer mechanikailag nem zárt. Tudja a gyakorlatban használt egyszerű gépek működését értelmezni, ezzel kapcsolatban feladatokat megoldani.

Technika, életvitel és gyakorlat: járművek fogyasztása, munkavégzése, közlekedésbiztonsági eszközök, technikai eszközök (autók, motorok). Biológia-egészségtan: élőlények mozgása, teljesítménye.

Ismerje a stabil, labilis és közömbös egyensúlyi állapot fogalmát és tudja alkalmazni egyszerű esetekben.

Kulcsfogalmak/ Munkavégzés, energia, helyzeti energia, mozgási energia, rugalmas energia, munkatétel, mechanikai energiamegmaradás. fogalmak

Tematikai egység

Órakeret 8 óra

Az égi és földi mechanika egysége

Előzetes tudás

Nehézségi gyorsulás, szabadesés, körmozgás, a dinamika alapegyenlete, ellipszis.


Annak bemutatása, hogy a newtoni mozgástörvények és Newton gravitációs törvénye egységbe fogták az égi és a földi mechanikát. A newtoni világkép tudománytörténeti jelentősége, hangsúlyozva, hogy a klasszikus mechanika több száz éves törvényei ma is maradéktalanul érvényesek.

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek A kopernikuszi világkép.

Követelmények A tanuló ismerje Kepler

Kapcsolódási pontok Földrajz: a 10

Erkel Ferenc Gimnázium 2016 A bolygók mozgása. Kepler törvényei.

törvényeit, tudja azokat alkalmazni a Naprendszer bolygóira és mesterséges holdakra. Ismerje a geocentrikus és heliocentrikus világkép kultúrtörténeti dilemmáját és konfliktusát.

Naprendszer szerkezete, az égitestek mozgása, csillagképek, távcsövek, űrállomás, űrtávcső, az űrhajózás célja.

Newton gravitációs törvénye. Jelenségek, gyakorlati alkalmazások: a nehézségi gyorsulás változása a Földön. Az árapály-jelenség kvalitatív magyarázata. A mesterséges holdak mozgása és a szabadesés. A súlytalanság értelmezése az űrállomáson. Jelenségek az űrhajóban. Geostacionárius műholdak, hírközlési műholdak. A műholdak szerepe a GPSrendszerben.

Tudja, hogy a gravitációs kölcsönhatás a négy alapvető fizikai kölcsönhatás egyike, meghatározó jelentőségű az égi mechanikában.

Technika, életvitel és gyakorlat: GPS, rakéták, műholdak alkalmazása a távközlésben, a meteorológiában.

Ismerje a gravitációs erőtörvényt és tudja azt alkalmazni egyszerű esetekre. Értse a gravitáció szerepét az űrkutatással, űrhajózással kapcsolatos közismert jelenségekben.

Történelem, társadalmi és állampolgári ismeretek: Galilei és Newton munkássága.

Kulcsfogalmak/ Heliocentrikus világkép, általános tömegvonzás, mesterséges hold, súlytalanság. fogalmak



Folyadékok és gázok mechanikája

Órakeret 17 óra

Hidrosztatikai és aerosztatikai alapismeretek, sűrűség, nyomás, légnyomás, felhajtóerő, kémia: anyagmegmaradás, halmazállapotok, földrajz: tengeri, légköri áramlások. A témakör jelentőségének bemutatása, mint a fizika egyik legrégebbi területe és egyúttal a legújabb kutatások színtere (pl. tengeri és légköri áramlások, a vízi- és szélenergia hasznosítása). A megismert fizikai törvények összekapcsolása a gyakorlati alkalmazásokkal. Önálló tanulói kísérletezéshez szükséges képességek fejlesztése, hétköznapi jelenségek fizikai értelmezésének gyakoroltatása.

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek Alkalmazott hidrosztatika Pascal törvénye, hidrosztatikai nyomás, felhajtóerő nyugvó folyadékokban és gázokban. Hidraulikus gépek.

Követelmények A tanuló legyen képes egyszerű mérőkísérletek elvégzésére. Tudja alkalmazni hidrosztatikai ismereteit köznapi jelenségek értelmezésére, egyszerű

Kapcsolódási pontok Matematika: a függvény fogalma, grafikus ábrázolás, egyenletrendezés.

11

Erkel Ferenc Gimnázium 2016 számításos feladatok megoldására. A tanult ismeretek alapján legyen képes önálló forráskutatáson alapuló ismeretbővítésre és az új ismeretek bemutatására (pl. hidraulikus gépek alkalmazásainak bemutatása). Molekuláris erők folyadékokban (kohézió és adhézió). Felületi feszültség. Jelenségek, gyakorlati alkalmazások: habok különleges tulajdonságai, mosószerek hatásmechanizmusa.

Ismerje a felületi feszültség fogalmát és mérésének módját. Tudja alkalmazni a tanultakat egyszerű köznapi jelenségek értelmezésére. Legyen tisztában a felületi jelenségek fontos szerepével az élő és élettelen természetben.

Aerosztatika Légnyomás, felhajtóerő levegőben. Jelenségek, gyakorlati alkalmazások: a légnyomás változásai. A légnyomás szerepe az időjárási jelenségekben, a barométer működése. Léghajó, hőlégballon.

Ismerje a légnyomás fogalmát, legyen képes a légnyomás jelenségének egyszerű kísérleti bemutatására. Ismerjen a levegő nyomásával kapcsolatos, gyakorlati szempontból is fontos néhány jelenséget.

Folyadékok és gázok áramlása

Tudja, hogy az áramlások oka a nyomáskülönbség. Legyen képes köznapi áramlási jelenségek kvalitatív fizikai értelmezésére.

Jelenségek, gyakorlati alkalmazások: légköri áramlások, a szél értelmezése a nyomásviszonyok alapján, nagy tengeráramlásokat meghatározó környezeti hatások.

Tudja értelmezni az áramlási sebesség változását a keresztmetszettel az anyagmegmaradás (kontinuitási egyenlet) alapján.

Kémia: folyadékok, felületi feszültség, kolloid rendszerek, gázok, levegő, viszkozitás, alternatív energiaforrások. Történelem, társadalmi és állampolgári ismeretek: hajózás szerepe, légiközlekedés szerepe. Technika, életvitel és gyakorlat: vízi járművek legnagyobb sebességeinek korlátja, légnyomás, repülőgépek közlekedésbiztonsági eszközei, vízi és légi közlekedési szabályok. Biológia-egészségtan: Vízi élőlények, madarak mozgása, sebességei, reakcióidő. A nyomás és változásának hatása az emberi szervezetre (pl. súlyfürdő, keszonbetegség, hegyi betegség).

Kontinuitási egyenlet, anyagmegmaradás. Bernoulli-hatás. Jelenségek, gyakorlati alkalmazások: szárnyprofil, Magnus-hatás, versenyautók formája.

Ismerje a Bernoulli-hatást és tudja azt egyszerű kísérlettel demonstrálni, legyen képes kvalitatív szinten alkalmazni a törvényt köznapi jelenségek magyarázatára.

A viszkozitás fogalma.

Kvalitatív szinten ismerje a viszkozitás fogalmát és néhány gyakorlati vonatkozását. 12

Erkel Ferenc Gimnázium 2016 Erőhatások áramló közegben. Az áramló közegek energiája, a szél- és a vízi energia hasznosítása.

Ismerje a közegellenállás jelenségét, tudja, hogy a közegellenállási erő sebességfüggő. Legyen tisztában a vízi és szélenergia jelentőségével hasznosításának múltbeli és korszerű lehetőségeivel. Legyen képes önálló internetes forráskutatás alapján konkrét ismeretek szerzésére e megújuló energiaforrások aktuális hazai hasznosításairól.

Hidrosztatikai nyomás, felhajtóerő, úszás, viszkozitás, felületi feszültség, Kulcsfogalmak/ légnyomás, légáramlás, áramlási sebesség, aerodinamikai felhajtóerő, fogalmak közegellenállás, szél- és vízienergia, szélerőmű, vízierőmű. Tematikai egység

Elektrosztatika

Órakeret 15 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 jelenségek értelmezése és gyakorlati alkalmazások során az ok-okozati gondolkodás, a problémamegoldó képesség fejlesztése.

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek Elektrosztatikai alapjelenségek. Elektromos kölcsönhatás. Elektromos töltés.

Követelmények A tanuló ismerje az elektrosztatikus alapjelenségeket, tudjon egyszerű kísérleteket bemutatni, értelmezni.

Coulomb törvénye (az SI-egységrendszer kiegészítése a töltés egységével).

Ismerje a Coulomb-féle erőtörvényt, legyen képes összehasonlítást tenni a gravitációs erőtörvénnyel a A ponttöltés elektromos erőtere, matematikai formula az elektromos térerősség vektora, hasonlósága és a kölcsönhatások erővonalak. közti különbség szempontjából. Az elektrosztatikus mező fogalmának általánosítása. Az elektromos mező mint a kölcsönhatás közvetítője. A homogén elektromos mező.

Ismerje a mező fogalmát, és létezését fogadja el anyagi objektumként. Tudja, hogy az elektromos mező forrása/i a töltés/töltések.

Kapcsolódási pontok Kémia: elektron, proton, elektromos töltés, az atom felépítése, elektrosztatikus kölcsönhatások, kristályrácsok szerkezete. Kötés, polaritás, molekulák polaritása, fémes kötés, fémek elektromos vezetése. Matematika: alapműveletek, egyenletrendezés,

13

Erkel Ferenc Gimnázium 2016 Az elektromos mezők szuperpozíciója. Az elektromos mező munkája homogén mezőben. Az elektromos feszültség fogalma. A konzervatív elektromos mező. A szintfelületek és a potenciál fogalma. Mechanikai analógia.

Ismerje a mezőt jellemző térerősség és a térerősség-fluxus fogalmát, értse az erővonalak jelentését. Ismerje a homogén elektromos mező fogalmát és jellemzését.

Technika, életvitel és gyakorlat: balesetvédelem, földelés.

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 elektromos térrel kapcsolatos elemi feladatok megoldására.

Töltés eloszlása fémes vezetőn. Jelenségek, gyakorlati alkalmazások: csúcshatás, villámhárító, Faraday-kalitka – árnyékolás.

Tudja, hogy a fémre felvitt töltések a felületen helyezkednek el, a fém belsejében a térerősség zérus. Ismerje az elektromos megosztás, a csúcshatás jelenségét, a Faraday-kalitka és a villámhárító működését és gyakorlati jelentőségét.

Kapacitás fogalma, a demonstrációs síkkondenzátor tere, kapacitása. Kondenzátorok kapcsolása.

Ismerje a kapacitás fogalmát, a síkkondenzátor terét, tudja értelmezni kondenzátorok soros és párhuzamos kapcsolását. Egyszerű kísérletek alapján tudja értelmezni, hogy a feltöltött kondenzátornak, azaz a kondenzátor elektromos terének energiája van. Értse, és a kondenzátor példáján tudja kvalitatív szinten értelmezni, hogy a az elektromos mező kialakulása munkavégzés árán lehetséges, az elektromos mezőnek energiája van.

A kondenzátor energiája. Az elektromos mező energiája, energiasűrűsége. A kondenzátor energiájának kifejezése a potenciállal és térerősséggel.

számok normálalakja, vektorok függvények.

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

Tematikai egység

Egyenáram

Órakeret 24 óra 14

Erkel Ferenc Gimnázium 2016 Előzetes tudás


Telep (áramforrás), áramkör, fogyasztó, áramerősség-mérés, feszültségmérés. Az egyenáram értelmezése, mint a töltéseknek olyan áramlása, amelyre a töltés megmaradásának törvénye által korlátozott áramlása érvényes (anyagmegmaradási analógia). Az elektromos áram jellemzése hatásain keresztül (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, elektromágnesek, motorok) területén is. Az energiatudatos magatartás fejlesztése.

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek Az elektromos áram fogalma, kapcsolata a fémes vezetőkben zajló töltésmozgással. A zárt áramkör. Jelenségek, alkalmazások: citromelem, Volta-oszlop, laposelem felépítése.

Követelmények A tanuló ismerje az elektromos áram fogalmát, mértékegységét, mérését. Tudja, hogy az egyenáramú áramforrások feszültségét, pólusainak polaritását nem elektromos jellegű belső folyamatok (gyakran töltésátrendeződéssel járó kémiai folyamatok) biztosítják. Ismerje az elektromos áramkör legfontosabb részeit, az áramkör ábrázolását kapcsolási rajzon. Legyen képes egyszerű áramkörök összeállítására kapcsolási rajz alapján.

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

Ismerje az elektromos ellenállás, fajlagos ellenállás fogalmát, mértékegységét és mérésének módját. Legyen képes a táblázatból kikeresett fajlagos ellenállásértékek alapján összehasonlítani különböző fémek vezetőképességét.

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

Tudja Ohm törvényét. Legyen képes egyszerű számításokat végezni Ohm törvénye alapján, a számítás eredményét tudja egyszerű mérésekkel ellenőrizni. Ismerje a telepet jellemző elektromotoros erő és a belső ellenállás fogalmát, Ohm

Az elektromos mező munkája az áramkörben. Az elektromos teljesítmény.

Kapcsolódási pontok Kémia: elektromos áram, elektromos vezetés, rácstípusok tulajdonságai és azok anyagszerkezeti magyarázata. Galvánelemek működése, elektromotoros erő. Ionos vegyületek elektromos vezetése olvadékban és oldatban, elektrolízis. Vas mágneses tulajdonsága. Matematika: alapműveletek, egyenletrendezés, számok normálalakja. Technika, életvitel és gyakorlat: áram biológiai hatása, elektromos áram a háztartásban, biztosíték, fogyasztásmérők, balesetvédelem. Világítás fejlődése és korszerű világítási eszközök. Korszerű elektromos

15

Erkel Ferenc Gimnázium 2016 Az elektromos áram hőhatása.

törvényét teljes áramkörre. Tudja értelmezni az elektromos áram teljesítményét, munkáját. Legyen képes egyszerű számítások elvégzésére. Tudja értelmezni a fogyasztókon feltüntetett teljesítményadatokat.

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.

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 azokat a gyakorlatban is tartsa be.

Az áram biológiai hatása. Bioáramok az élő szervezetben.

Az egyenáram mágneses hatása – a mágneses kölcsönhatás fogalma. Áram és mágnes, áram és áram kölcsönhatása. Egyenes vezetőben folyó egyenáram mágneses terének vizsgálata. A mágneses mezőt jellemző indukcióvektor fogalma, mágneses erővonalak, a vasmag (ferromágneses közeg) szerepe a mágneses hatás szempontjából. Az elektromágnes és gyakorlati alkalmazásai. Az elektromotor működése. Lorentz-erő – mágneses tér hatása mozgó szabad töltésekre.

háztartási készülékek, energiatakarékosság. Informatika: mikroelektronikai áramkörök, mágneses információrögzítés.

Tudja bemutatni az áram mágneses terét egyszerű kísérlettel. Ismerje a tér jellemzésére alkalmas mágneses indukcióvektor fogalmát. Legyen képes a mágneses és az elektromos mező jellemzőinek összehasonlítására, a hasonlóságok és különbségek bemutatására. Tudja értelmezni az áramra ható erőt mágneses térben. Ismerje az egyenáramú motor működésének elvét. Ismerje a Lorentz-erő fogalmát és tudja alkalmazni néhány jelenség értelmezésére (katódsugárcső, ciklotron).

Kulcsfogalmak/ Áramkör, ellenállás, fajlagos ellenállás, az egyenáram teljesítménye és munkája, elektromotoros erő, belső ellenállás, az áram hatásai (hő, kémiai, fogalmak 16

Erkel Ferenc Gimnázium 2016 biológiai, mágneses), elektromágnes, Lorentz-erő, elektromotor.


Órakeret 4 óra

Hőtani alapok 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 keresztül a mérés fogalmának mélyítése, a méréssel kapcsolatos tudás bővítése.

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek

Követelmények

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

Ismerje a tanuló a hőmérsékletmérésre leginkább elterjedt Celsius-skálát, néhány gyakorlatban használt hőmérő működési elvét. Legyen gyakorlata hőmérsékleti grafikonok olvasásában.

Hőtágulás Szilárd anyagok lineáris, felületi és térfogati hőtágulása. Folyadékok hőtágulása. A víz különleges hőtágulási viselkedése.

Ismerje a hőtágulás jelenségét szilárd anyagok és folyadékok esetén. Tudja a hőtágulás jelentőségét a köznapi életben, ismerje a víz különleges hőtágulási sajátosságát.

Kapcsolódási pontok Kémia: a hőmérséklet mint állapothatározó. Matematika: mértékegységek, grafikus ábrázolás, átváltás.

Kulcsfogalmak/ Hőmérséklet, hőmérsékletmérés, hőmérsékleti skála, lineáris és térfogati hőtágulás. fogalmak

Tematikai egység

Gázok makroszkopikus vizsgálata

Órakeret 12 óra

Előzetes tudás

A gázokról kémiából tanult ismeretek.


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


Követelmények


17

Erkel Ferenc Gimnázium 2016 Gázok állapotjelzői, összefüggéseik Boyle-Mariotte-törvény, GayLussac-törvények.

Ismerje a tanuló a gázok alapvető állapotjelzőit, az állapotjelzők közötti páronként kimérhető összefüggéseket.

A Kelvin-féle gázhőmérsékleti skála.

Ismerje a Kelvin-féle hőmérsékleti skálát és legyen képes a két alapvető hőmérsékleti skála közti átszámításokra. Tudja értelmezni az abszolút nulla fok jelentését.

Az ideális gáz állapotegyenlete.

Gázok állapotváltozásai és azok ábrázolása állapotsíkokon.


Tudja, hogy a gázok döntő többsége átlagos körülmények között az anyagi minőségüktől függetlenül hasonló fizikai sajátságokat mutat. Ismerje az ideális gázok állapotjelzői között felírható összefüggést, az állapotegyenletet és tudjon ennek segítségével egyszerű feladatokat megoldani. Ismerje az izoterm, izochor és izobár, adiabatikus állapotváltozások jellemzőit és tudja azokat állapotsíkon ábrázolni.

Kémia: a gáz fogalma és az állapothatározók közötti összefüggések: Avogadro törvénye, moláris térfogat, abszolút, illetve relatív sűrűség. Matematika: a függvény fogalma, grafikus ábrázolás, egyenletrendezés, exponenciális függvény. Testnevelés és sport: sport nagy magasságokban, sportolás a mélyben. Biológia-egészségtan: keszonbetegség, hegyi betegség, madarak repülése. Földrajz: széltérképek, nyomástérképek, hőtérképek, áramlások.

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

Tematikai egység

Kinetikus gázmodell

Órakeret 9 óra

Előzetes tudás

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


Az ideális gáz modelljének jellemzői. A gázok makroszkopikus jellemzőinek 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.

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások,

Követelmények


18

Erkel Ferenc Gimnázium 2016 ismeretek Az ideális gáz kinetikus modellje.

A tanuló ismerje a gázok Kémia: gázok univerzális tulajdonságait tulajdonságai, ideális magyarázó részecske-modellt. gáz. Rendelkezzen szemléletes képpel az egymástól független, a gáztartályt folytonos mozgásukkal kitöltő, a fallal és egymással ütköző atomok sokaságáról.

A gáz nyomásának és hőmérsékletének értelmezése.

Értse a gáz nyomásának és hőmérsékletének a modellből kapott szemléletes magyarázatát. Legyen képes az egyszerűsített matematikai 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 energiaátadás. Tudja, hogy az ideális gáz moláris és fajlagos hőkapacitása az ekvipartíció alapján értelmezhető.

Kulcsfogalmak/ Modellalkotás, kinetikus gázmodell, nyomás, hőmérséklet, ekvipartíció. fogalmak

Tematikai egység

A termodinamika főtételei

Órakeret 23 óra

Előzetes tudás

Munka, kinetikus energia, energiamegmaradás, hőmérséklet, melegítés.


A hőtan főtételeinek tárgyalása során annak megértetése, hogy a természetben lejátszódó folyamatokat általános törvények írják le. Az energiafogalom általánosítása, az energiamegmaradás törvényének kiterjesztése. A termodinamikai gépek működésének értelmezése, a termodinamikai hatásfok korlátos voltának megértetése. Annak elfogadtatása, hogy energia befektetése nélkül nem működik egyetlen gép, berendezés sem, örökmozgók nem léteznek. A hőtani főtételek univerzális (a természettudományokra általánosan érvényes) tartalmának bemutatása.


Követelmények


19

Erkel Ferenc Gimnázium 2016 A belső energia fogalmának kialakítása. A belső energia megváltoztatása.

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

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

Az „örökmozgó” lehetetlensége.

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

Kémia: exoterm és endotem folyamatok, termokémia, Hesstétel, kötési energia, reakcióhő, égéshő, elektrolízis. Gyors és lassú égés, Ismerje a termodinamika I. tápanyag, főtételét mint az energiatartalom energiamegmaradás általánosított (ATP), a kémiai megfogalmazását. reakciók iránya, Az I. főtétel alapján tudja megfordítható energetikai szempontból folyamatok, kémiai értelmezni a gázok korábban egyensúlyok, tanult speciális stacionárius állapot, állapotváltozásait. Kvalitatív élelmiszerkémia. példák alapján fogadja el, hogy az I. főtétel általános természeti Technika, életvitel és törvény, ami fizikai, kémiai, gyakorlat: Folyamatos biológiai, geológiai folyamatokra technológiai egyaránt érvényes. fejlesztések, Gázok körfolyamatainak elméleti innováció. vizsgálata alapján értse meg a Hőerőművek hőerőgép, hűtőgép, hőszivattyú gazdaságos működésének alapelvét. Tudja, működtetése és hogy a hőerőgépek hatásfoka környezetvédelme. lényegesen kisebb, mint 100%. Tudja kvalitatív szinten Földrajz: alkalmazni a főtételt a környezetvédelem, a gyakorlatban használt megújuló és nem hőerőgépek, működő modellek megújuló energia energetikai magyarázatára. fogalma. Energetikai szempontból lássa a lényegi hasonlóságot a Biológia-egészségtan: hőerőgépek és az élő szervezetek az „éltető Nap”, működése között. hőháztartás, öltözködés. Tudja, hogy „örökmozgó” (energiabetáplálás nélküli hőerőgép) nem létezhet!

A természeti folyamatok iránya. A spontán termikus folyamatok iránya, a folyamatok megfordításának lehetősége.

Ismerje a reverzibilis és irreverzibilis változások fogalmát. Tudja, hogy a természetben az irreverzibilitás a meghatározó. Kísérleti tapasztalatok alapján lássa, hogy különböző hőmérsékletű testek közti termikus kölcsönhatás iránya meghatározott: a magasabb

Magyar nyelv és irodalom; idegen nyelvek: Madách Imre, Tom Stoppard. Történelem, társadalmi és állampolgári ismeretek; vizuális kultúra: a Nap kitüntetett szerepe a

20

Erkel Ferenc Gimnázium 2016 hőmérsékletű test energiát ad át az alacsonyabb hőmérsékletűnek; a folyamat addig tart, amíg a hőmérsékletek kiegyenlítődnek. A spontán folyamat iránya csak energiabefektetés árán változtatható meg. A termodinamika II. főtétele.

Ismerje a hőtan II. főtételét és tudja, hogy kimondása tapasztalati alapon történik. Tudja, hogy a hőtan II. főtétele általános természettörvény, a fizikán túl minden természettudomány és a műszaki tudományok is alapvetőnek tekintik.

mitológiában és a művészetekben. A beruházás megtérülése, megtérülési idő, takarékosság. Filozófia; magyar nyelv és irodalom: Madách: Az ember tragédiája, eszkimó szín, a Nap kihűl, az élet elpusztul.

Kulcsfogalmak/ Főtétel, axióma, reverzibilitás, irreverzibilitás, örökmozgó. fogalmak



Halmazállapotok, halmazállapot-változások

Órakeret 11 óra

Halmazok szerkezeti jellemzői (kémia), a hőtan főtételei. A halmazállapotok jellemző tulajdonságainak és a halmazállapotváltozások energetikai hátterének tárgyalása bemutatása. Az ismeretek alkalmazhatóságának bemutatása egyszerű számítások kísérleti ellenőrzésével. A halmazállapot változások mikroszerkezeti értelmezése. A halmazállapot változásokkal kapcsolatos mindennapi jelenségek értelmezése a fizikában, és a társ-természettudományok területén is.

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek A halmazállapotok makroszkopikus jellemzése és energetikai, mikroszerkezeti értelmezése.

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

Követelmények A tanuló tudja, hogy az anyag különböző halmazállapotait (szilárd, folyadék- és gázállapot) makroszkopikus fizikai tulajdonságok alapján jellemzik. Lássa, hogy ugyanazon anyag különböző halmazállapotai esetén a belsőenergia-értékek különböznek, a halmazállapot megváltozása energiaközlést (elvonást) igényel. Ismerje az olvadás, fagyás fogalmát, jellemző paramétereit (olvadáspont, olvadáshő).

Kapcsolódási pontok Matematika: a függvény fogalma, grafikus ábrázolás, egyenletrendezés. Kémia: halmazállapotok és halmazállapotváltozások, exoterm és endoterm folyamatok, kötési energia, képződéshő, reakcióhő, üzemanyagok égése,

21

Erkel Ferenc Gimnázium 2016 Legyen képes egyszerű kalorikus feladatok megoldására, mérések elvégzésére. Ismerje a fagyás és olvadás szerepét a mindennapi életben. Párolgás és lecsapódás (forrás) A párolgás (forrás), lecsapódás jellemzői. A halmazállapot-változás energetikai értelmezése. A fázisátalakulásokat befolyásoló külső tényezők. Halmazállapot-változások a természetben.



Biológia-egészségtan: a táplálkozás alapvető biológiai folyamatai, ökológia, az „éltető Nap”, hőháztartás, öltözködés. Technika, életvitel és gyakorlat: folyamatos technológiai fejlesztések, innováció. Földrajz: környezetvédelem, a megújuló és nem megújuló energia fogalma.

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


Ismerje a párolgás, forrás, lecsapódás jelenségét, mennyiségi jellemzőit. Legyen képes egyszerű kísérletek, mérések, számítások elvégzésére, a jelenségek felismerésére a hétköznapi életben (időjárás). Ismerje a forráspont nyomásfüggésének gyakorlati jelentőségét és annak alkalmazását. Legyen képes egyszerű kalorikus feladatok megoldására számítással, halmazállapotváltozással is.

elektrolízis.

Hőterjedés

Órakeret 5 óra

Energia, hőmérséklet, a hőtan főtételei. A hőterjedési módok fizikai jellemzése, a hőterjedés gyakorlati jelentősége. A hőszigetelés, „hőgazdálkodás” szerepe az energiatudatosság szempontjából. A hősugárzás és a globális klímaváltozással kapcsolatos problémák tárgyalása.


Követelmények

Hővezetés, hőáramlás. Alkalmazások: korszerű fűtés, szellőztetés, hőszigetelés. Hőkamerás felvételek.

A tanuló ismerje a hő terjedésének különböző eseteit és tudja ezeket egyszerű kísérletekkel, köznapi jelenségek felidézésével illusztrálni. Értse a hőterjedéssel kapcsolatos gyakorlati problémák jelentőségét a mindennapi életben, legyen képes ezek közérthető megfogalmazására, értelmezésére.

Hősugárzás.

Ismerje a hősugárzás jelenségét,

Kapcsolódási pontok Kémia: fémek hővezetése. Biológia-egészségtan: a levegő páratartalmának hatása az élőlényekre, fagykár a gyümölcsösökben, üvegházhatás, a vérnyomásra ható tényezők.

22

Erkel Ferenc Gimnázium 2016 Jelenségek, alkalmazások: üvegházhatás; globális fölmelegedés; a hősugárzás és az öltözködés; hőmérsékletek mérése sugárzás alapján (bolométer); hőkamera, hőtérképek.

és tudja példákkal illusztrálni. Földrajz: klíma, Tudja, hogy minden test bocsát üvegházhatás, ki hősugárzást a hőmérsékletétől hőtérképek. hatványként függő mértékben (Stefan-Boltzmann-törvény). Ismerje a Nap hősugárzásának alapvető szerepét a Föld globális hőháztartásában. Ismerje a légkör szerepét a földi hőmérséklet alakulásában, a globális felmelegedés kérdését és ennek lehetséges következményeit.

Kulcsfogalmak/ Hővezetés, hőáramlás, hősugárzás, sugárzási egyensúly, hőszigetelés. fogalmak

Tematikai egység

Mindennapok hőtana

Órakeret 6 óra

Előzetes tudás

A választott témához szükséges ismeretek.


A fizika és a mindennapi jelenségek kapcsolatának, a fizikai ismeretek hasznosságának tudatosítása. Kiscsoportos projektmunka otthoni, internetes és könyvtári témakutatással, adatgyűjtéssel, kísérletezés tanári irányítással. A csoportok eredményeinek bemutatása, megvitatása, értékelése.

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek Feldolgozásra ajánlott témák:  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.  Naperőmű.  Egyszerű hőerőgépek készítése, működésük értelmezése.  A vízerőmű és a hőerőmű összehasonlító vizsgálata.  Az élő szervezet mint termodinamikai gép.  Az UV- és az IR-sugárzás

Fejlesztési követelmények


Kísérleti munka tervezése csoportmunkában, a feladatok felosztása. A kísérletek megtervezése, a mérések elvégzése, az eredmények rögzítése. Az eredmények nyilvános bemutatása kiselőadások, kísérleti bemutató formájában.

Technika, életvitel és gyakorlat: takarékosság, az autók hűtési rendszerének téli védelme. Kémia: gyors és lassú égés, élelmiszerkémia. Történelem, társadalmi és állampolgári ismeretek: beruházás megtérülése, megtérülési idő. Biológia-egészségtan: táplálkozás, ökológiai problémák. A hajszálcsövesség szerepe növényeknél, a 23

Erkel Ferenc Gimnázium 2016 egészségügyi hatása. „Örökmozgók pedig nincsenek!” Látszólagos „örökmozgók” működésének vizsgálata.

levegő páratartalmának hatása az élőlényekre, fagykár a gyümölcsösökben, üvegházhatás, a vérnyomásra ható tényezők. Magyar nyelv és irodalom: Madách: Az ember tragédiája (eszkimó szín).


A hőtani tematikai egységek kulcsfogalmai.

Tematikai egység

Tematikus évi mérési gyakorlatok

Órakeret 8 óra

Előzetes tudás

A mérési gyakorlathoz szükséges alapismeretek.


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

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek A félévenkénti mérési gyakorlat a helyi tanterv/tanár döntése alapján (ajánlott az érettségi mindenkori kísérleti feladatai közül a félévi tananyaghoz illeszkedően kiválasztani).



A mérésekkel kapcsolatos alapvető elméleti ismeretek felfrissítése. A kiscsoportos kísérletezés munkafolyamatainak önálló megszervezése és megvalósítása. Az eredmények értelmezése, a mérésekkel kapcsolatos alapvető elméleti ismeretek alkalmazása. Az eredmények bemutatása. Mérési jegyzőkönyv elkészítése, a mérések hibájának becslése, a későbbi mérések során a mérés pontosságának, a mérési hiba okainak megadása.

A kísérletezési, mérési kompetencia, a megfigyelő, rendszerező készség A fejlesztés várt fejlődése. eredményei a két A mozgástani alapfogalmak ismerete, grafikus feladatmegoldás. A évfolyamos ciklus newtoni mechanika szemléleti lényegének elsajátítása: az erő nem a mozgás fenntartásához, hanem a mozgásállapot megváltoztatásához végén szükséges. Egyszerű kinematikai és dinamikai feladatok megoldása. 24

Erkel Ferenc Gimnázium 2016 A kinematika és dinamika mindennapi alkalmazása. Folyadékok és gázok sztatikájának és áramlásának alapjelenségei és ezek felismerése a gyakorlati életben. Az elektrosztatika alapjelenségei és fogalmai, az elektromos és a mágneses mező fizikai objektumként való elfogadása. Az áramokkal kapcsolatos alapismeretek és azok gyakorlati alkalmazásai, egyszerű feladatok megoldása. A gázok makroszkopikus állapotjelzői és összefüggéseik, az ideális gáz golyómodellje, a nyomás és a hőmérséklet kinetikus értelmezése golyómodellel. Hőtani alapfogalmak, a hőtan főtételei, hőerőgépek. Annak ismerete, hogy gépeink működtetése, az élő szervezetek működése csak energia befektetése árán valósítható meg, a befektetett energia jelentős része elvész, a működésben nem hasznosul, „örökmozgó” létezése elvileg kizárt. Mindennapi környezetünk hőtani vonatkozásainak ismerete. Az energiatudatosság fejlődése.

25

Erkel Ferenc Gimnázium 2016 11–12. évfolyam A képzésnek ebben a szakaszában a diákok absztrakciós képességének fejlődése, matematikai ismereteinek bővülése lehetőséget ad a matematikailag igényesebb anyagrészek tárgyalására, esetenként a deduktív ismeretszerzési módszerek bemutatására is. Először az elektromágneses indukciót és a váltóáramú elektromos energiahálózatot tárgyalják, majd a hullámviselkedés kap kiemelt hangsúlyt. A mechanikai és elektrodinamikai rezgések és hullámok után a fény hullámtulajdonságai, majd a fény kettős természetének párhuzamaként bevezetett anyaghullámok tárgyalása vezet el az elektron hullámtermészetén alapuló kvantummechanikai atommodellig (ez utóbbi csak képszerűen, kvalitatív szinten szerepel a tantervben). Az atommodellek fejlődésének bemutatása jó lehetőséget ad a fizikai törvények feltárásában az alapvető modellezés lényegének koncentrált bemutatására. Az atomszerkezetek megismerésén keresztül jól kapcsolható a fizikai és a kémiai ismeretanyag, illetve megtárgyalható a kémiai kötésekkel összetartott kristályos és cseppfolyós anyagok mikroszerkezete és fizikai sajátságaik közti kapcsolat. Ez utóbbi témának fontos része a félvezetők tárgyalása. A 12. évfolyam anyaga a társadalmi közfigyelem középpontjában álló magfizika témakörével kezdődik, magába foglalva a nukleáris technika kérdéskörét, annak kockázati tényezőit is. A Csillagászat és asztrofizika fejezet a klasszikus csillagászati ismeretek rendszerezése után a magfizikához jól kapcsolódó csillagszerkezeti és kozmológiai kérdésekkel folytatódik. A Környezetfizika és a Fizika és társadalom témakörei a fizika mai legfontosabb gyakorlati alkalmazásait tárgyalja, ezzel mintegy szintézisbe is fogja a korábbiakban itt-ott már érintett kérdéseket. Kiemelt hangsúlyt kap az energia- és környezettudatosság kérdésköre, a kockázat fogalmának alapszintű megismerése. Fókuszáltan törekszünk a mindennapi eszközök működésének fizikai magyarázatára. Ez a szakasz az érettségire felkészítés időszaka is, ezért az érettségire készülőknek intenzívebb oktatást kell szervezni. Így emelt szintű oktatás szervezésével alkalmassá válhatnak arra, hogy fizika tárgyból emelt szinten érettségizzenek, és alkalmassá váljanak a műszaki pályán történő egyetemi szintű továbbtanulásra. Ehhez a felkészítéshez szükséges a megfelelő matematikai ismeretek megszerzése is. A kerettanterv részletesen felbontott óraszámához hozzászámítandó 10% (azaz 24 óra) szabad tanári döntéssel felhasználható órakeret, továbbá 29 óra ismétlésre és számonkérésre ajánlott órakeret. Ezekből adódik össze a kétéves teljes 11. évf. 4*36+ 12. évf. 3*32) 240 órás tantárgyi órakeret.



Mechanikai rezgések

Órakeret 14 óra

A forgásszögek szögfüggvényei. A körmozgás kinematikája, a dinamika alapegyenlete, a rugó erőtörvénye, kinetikus energia, rugóenergia. A rezgések témakörével a későbbi fejezetek (mechanikai hullámok, a hangtan, a váltakozó áramok témaköre, az elektromágneses rezgések értelmezése, az elektromágneses hullámok jelenségköre, a kvantummechanika anyagszerkezeti vonatkozásai) megalapozását készíti elő. Az egyszerű, tanulókísérleti módszerekkel is meghatározható összefüggések feltárásával azoknak a jelenségeknek kézzelfoghatóvá tételét segítjük elő, amelyek elvontabb megfelelőit 26

Erkel Ferenc Gimnázium 2016 ezáltal később könnyebben sajátíthatják el a tanulók. Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek A rugóra akasztott rezgő test kinematikai vizsgálata.

Követelmények A tanuló ismerje a rezgő test jellemző paramétereit (amplitúdó, rezgésidő, frekvencia, körfrekvencia). Ismerje és tudja grafikusan ábrázolni a mozgás kitérés-idő, sebesség-idő, gyorsulás-idő függvényeit. Legyen képes rezgésekkel kapcsolatos egyszerű kísérletek, mérések elvégzésére.

A rezgés dinamikai vizsgálata.

Tudja, hogy a harmonikus rezgés dinamikai feltétele a lineáris erőtörvény. Legyen képes felírni a rugón rezgő test mozgásegyenletét.

A rezgésidő meghatározása.

Tudja, hogy a rezgésidőt a test tömege és a rugóállandó határozza meg. Legyen képes a rezgésidő számítására és az eredmény ellenőrzésére méréssel. Tudja, hogy a kis kitérésű fonalinga mozgása harmonikus rezgésnek tekinthető, a lengésidőt az inga hossza és a nehézségi gyorsulás határozza meg.

Fonálinga.

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

Kapcsolódási pontok Matematika: periodikus függvények. Filozófia: az idő filozófiai kérdései. Informatika: az informatikai eszközök működésének alapja, az órajel.

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. 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.

Kulcsfogalmak/ Harmonikus rezgés, lineáris erőtörvény, rezgésidő. fogalmak 27




Órakeret 16 óra

Mechanikai hullámok, hangtan Rezgés, sebesség, hangtani jelenségek, alapismeretek.

A mechanikai hullámjelenségek feldolgozása a rezgések szerves folytatásaként. 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.

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek A hullám fogalma, jellemzői.

Hullámterjedés egy dimenzióban.

A hullámot leíró függvény. Hullámok találkozása, állóhullámok.

Követelmények A tanuló tudja, hogy a mechanikai hullám a rezgésállapot terjedése valamely közegben, anyagi részecskék nem haladnak a hullámmal, a hullámban energia terjed. Kötélhullámok esetén értelmezze a hullám térbeli és időbeli periodicitását jellemző mennyiségeket (hullámhossz, periódusidő). Ismerje a longitudinális és transzverzális hullámok fogalmát. Tudja, hogy a hullámot leíró függvény a forrástól tetszőleges távolságra lévő pont rezgési kitérését adja meg az idő függvényében. Legyen képes felírni a függvényt és értelmezni a formulában szereplő mennyiségeket. Ismerje a terjedési sebesség, a hullámhossz és a periódusidő kapcsolatát. Tudja, hogy a hullámok akadálytalanul áthaladhatnak egymáson. Ismerje az állóhullám fogalmát és kialakulásának feltételét.

Kapcsolódási pontok Matematika: trigonometrikus függvények. Technika, életvitel és gyakorlat: a zajvédelem és az egészséges környezethez való jog (élet az autópályák, repülőterek szomszédságában). Földrajz: földrengések, lemeztektonika, árapály-jelenség. Biológia-egészségtan: A hallás. Hang az állatvilágban. Gyógyító hang, ultrahang a gyógyászatban, fájdalomküszöb. Ének-zene: hangmagasság, hangerő, felhangok, hangszín, akusztika.

Felületi hullámok. Hullámkádas kísérletek alapján Hullámok visszaverődése, törése. értelmezze a hullámok Hullámok interferenciája, az visszaverődését, törését. 28

Erkel Ferenc Gimnázium 2016 erősítés és a gyengítés feltételei.

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

Kiterjedt testek sajátrezgései.

Ismerje a véges kiterjedésű rugalmas testekben kialakuló állóhullámok jelenségét, a test ún. „sajátrezgéseit”. Tudja, hogy alkalmas frekvenciájú rezgés állandósult hullámállapotot (állóhullám) eredményezhet.

Térbeli hullámok. Jelenségek: földrengéshullámok, lemeztektonika. A hang, mint a térben terjedő hullám. A hang fizikai jellemzői. Alkalmazások: hallásvizsgálat. Hangszerek, a zenei hang jellemzői. Ultrahang és infrahang. Hangsebesség mérése.

Tudja, hogy a hang mechanikai rezgés, ami a levegőben longitudinális hullámként terjed. Ismerje a hangmagasság, a hangerősség, a terjedési sebesség fogalmát. Legyen képes legalább egy hangszer működésének magyarázatára. Ismerje az ultrahang és az infrahang fogalmát, gyakorlati alkalmazását. Ismerje a hallás fizikai alapjait, a hallásküszöb és a zajszennyezés fogalmát. Ismerjen legalább egy kísérleti módszert a hangsebesség meghatározására.

Hullám, hullámhossz, periódusidő, transzverzális hullám, longitudinális Kulcsfogalmak/ hullám, hullámtörés, interferencia, állóhullám, hanghullám, hangsebesség, fogalmak hangmagasság, hangerő, rezonancia.

Tematikai egység

Elektromágneses indukció, váltóáram

Órakeret 17 óra

Előzetes tudás

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


Az áramköri elemekhez kötött, helyi mágneses és elektromos mező jellemzői, 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 közötti lényeges szerkezeti különbség kiemelése.

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások,

Követelmények

Kapcsolódási pontok 29

Erkel Ferenc Gimnázium 2016 ismeretek A mozgási indukció.

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

Kémia: elektromos áram, elektromos vezetés.

Váltakozó feszültség keltése, a váltóáramú generátor elve (mozgási indukció mágneses térben forgatott tekercsben).

Értelmezze a váltakozó feszültség keletkezését mozgásindukcióval. Ismerje a szinuszosan váltakozó feszültséget és áramot leíró függvényt, tudja értelmezni a benne szereplő mennyiségeket.

Matematika: trigonometrikus függvények, függvénytranszformáció.

Lenz törvénye. A váltakozó feszültség és áram jellemző paraméterei.

Ismerje Lenz törvényét.

Váltóáramú ellenállások. Ohm törvénye váltóáramú hálózatban.

Ismerje a váltakozó áram effektív hatását leíró mennyiségeket (effektív feszültség, áram, teljesítmény). Értse, hogy a tekercs és a kondenzátor ellenállásként viselkedik a váltakozó áramú hálózatban. Ismerje sajátságát, hogy nem csupán az áram és feszültség nagyságának arányát változtatja, de a két függvény fázisviszonyait is módosítja.

A nyugalmi indukció, az elektromágneses indukció jelensége. Faraday indukciós törvénye, Lenz törvénye.

Ismerje a nyugalmi indukció jelenségét és tudja azt egyszerű jelenségbemutató kísérlettel szemléltetni. Ismerje Faraday indukciós törvényét és legyen képes a törvény alkalmazásával egyszerű feladatok megoldására. Tudja értelmezni Lenz törvényét a nyugalmi indukció jelenségeire.

Transzformátor. Gyakorlati alkalmazások.

Értelmezze a transzformátor működését az indukciótörvény alapján. Tudjon példákat a transzformátorok gyakorlati alkalmazására.

Az önindukció jelensége.

Ismerje az önindukció jelenségét és szerepét a gyakorlatban.

Az elektromos energiahálózat. A háromfázisú energiahálózat

Ismerje a hálózati elektromos energia előállításának gyakorlati

Technika, életvitel és gyakorlat: az áram biológiai hatása, balesetvédelem, elektromos áram a háztartásban, biztosíték, fogyasztásmérők. Korszerű elektromos háztartási készülékek, energiatakarékosság.

30

Erkel Ferenc Gimnázium 2016 jellemzői. Az energia szállítása az erőműtől a fogyasztóig. Távvezeték, transzformátorok. Az elektromos energiafogyasztás mérése. Az energiatakarékosság lehetőségei.

megvalósítását, az elektromos energiahálózat felépítését és működésének alapjait. Ismerje az elektromos energiafogyasztás mérésének fizikai alapjait, az energiatakarékosság gyakorlati lehetőségeit a köznapi életben.

Tudomány- és technikatörténet Jedlik Ányos, Siemens szerepe. Ganz, Diesel mozdonya. A transzformátor magyar feltalálói. Kulcsfogalmak/ Mozgási indukció, nyugalmi indukció, önindukció, váltóáramú generátor, váltóáramú elektromos hálózat. fogalmak



Elektromágneses rezgés, elektromágneses hullám

Órakeret 12 óra

Elektromágneses indukció, önindukció, kondenzátor, kapacitás, váltakozó áram. Az elektromágneses sugárzások fizikai hátterének bemutatása. A változó elektromos és mágneses mezők szimmetrikus kapcsolatának, következményének létrejövő változó elektromágneses mező, levállik az áramköri forrásokról és terjednek a térben. Az így létrejött elektromágneses tér az anyagi világ újfajta szubsztanciájának tekinthető (terjedni képes, energiája van). Az elektromágneses hullámok spektrumának bemutatása, érzékszerveinkkel, illetve műszereinkkel érzékelt egyes spektrum-tartományainak jellemzőinek kiemelése. Az információ elektromágneses úton történő továbbításának elméleti és kísérleti megalapozása.


Követelmények

Az elektromágneses rezgőkör, elektromágneses rezgések.

A tanuló ismerje az elektromágneses rezgőkör felépítését és működését. Tudja, hogy a vezetékek ellenállása miatt fellépő energiaveszteségek miatt a rezgés csillapodik, csillapítatlan elektromágneses rezgések előállítása energiapótlással (visszacsatolás) biztosítható.

Elektromágneses hullám,

Ismerje az elektromágneses

Kapcsolódási pontok Technika, életvitel és gyakorlat: kommunikációs eszközök, információtovábbítás üvegszálas kábelen, levegőben, az információ tárolásának lehetőségei.

31

Erkel Ferenc Gimnázium 2016 hullámjelenségek. Jelenségek, gyakorlati alkalmazások: információtovábbítás elektromágneses hullámokkal. Adó-vevő, moduláció. Mobiltelefon-hálózat.

hullám fogalmát, tudja, hogy az elektromágneses hullámok fénysebességgel terjednek, a terjedéséhez nincs szükség közegre. Egyszerű jelenségbemutató kísérlet alapján tudja magyarázni, hogy távoli, rezonanciára hangolt rezgőkörök között az elektromágneses hullámok révén energiaátvitel lehetséges fémes összeköttetés nélkül. Értse, hogy ez az alapja a jelek (információ) továbbításának.

Az elektromágneses spektrum. Jelenségek, gyakorlati alkalmazások: hőfénykép, röntgenteleszkóp, rádiótávcső.

Ismerje az elektromágneses hullámok frekvenciatartományokra osztható spektrumát és az egyes tartományok jellemzőit.

Az elektromágneses hullám energiája.

Tudja, hogy az elektromágneses hullámban energia terjed.

Az elektromágneses hullámok gyakorlati alkalmazása. Jelenségek, gyakorlati alkalmazások: a rádiózás fizikai alapjai. A tévéadás és -vétel elvi alapjai. A GPS műholdas helymeghatározás. A mobiltelefon. A mikrohullámú sütő.

Legyen képes példákon bemutatni az elektromágneses hullámok gyakorlati alkalmazását.

Biológia-egészségtan: élettani hatások, a képalkotó diagnosztikai eljárások, a megelőzés szerepe. Informatika: információtovábbítás jogi szabályozása, internetjogok és szabályok. Vizuális kultúra: Képalkotó eljárások alkalmazása a digitális művészetekben, művészi reprodukciók. A média szerepe.

Kulcsfogalmak/ Elektromágneses rezgőkör, rezgés, rezonancia, elektromágneses hullám, elektromágneses spektrum. fogalmak

Órakeret 14 óra

Tematikai egység

Hullám- és sugároptika

Előzetes tudás

Korábbi geometriai optikai ismeretek, hullámtulajdonságok, elektromágneses spektrum.


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


Követelmények


32

Erkel Ferenc Gimnázium 2016 A fény mint elektromágneses hullám. Jelenségek, gyakorlati alkalmazások: a lézer mint fényforrás, a lézer sokirányú alkalmazása.

Tudja a tanuló, hogy a fény elektromágneses hullám, az elektromágneses spektrum egy meghatározott frekvenciatartományához tartozik.

A fény terjedése, a vákuumbeli fénysebesség. A történelmi kísérletek a fény terjedési sebességének meghatározására.

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 kapcsolatos geometriai optikai alapjelenségeket (visszaverődés, törés) és az ezekre vonatkozó törvényeket.

Elhajlás, interferencia, polarizáció (optikai rés, optikai rács).

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

A fehér fény színekre bontása. Diszperziós és diffrakciós színkép. A diszperzió jelensége. Optikai rács.

Ismerje Newton történelmi prizmakísérletét, és tudja értelmezni a fehér fény összetett voltát. Csoportosítsa a színképeket (folytonos, vonalas; abszorpciós, emissziós színképek.

A geometriai optika alkalmazása. Képalkotás. Jelenségek, gyakorlati alkalmazások: a látás fizikája, a szivárvány.

Ismerje a geometriai optika legfontosabb alkalmazásait. Értse a leképezés fogalmát, tükrök, lencsék képalkotását. Legyen képes egyszerű képszerkesztésekre és tudja alkalmazni a leképezési törvényt egyszerű számításos feladatokban. Ismerje és értse a gyakorlatban fontos optikai eszközök (periszkóp, egyszerű nagyító, mikroszkóp, távcső. szemüveg) működését. Legyen képes egyszerű optikai kísérletek, mérések elvégzésére (lencse fókusztávolságának

Biológia-egészségtan: A szem és a látás, a szem egészsége. Látáshibák és korrekciójuk. Az energiaátadás szerepe a gyógyászati alkalmazásoknál, a fény élettani hatása napozásnál. A fény szerepe a gyógyászatban és a megfigyelésben. Magyar nyelv és irodalom; mozgóképkultúra és médiaismeret: A fény szerepe. Az Univerzum megismerésének irodalmi és művészeti vonatkozásai, színek a művészetben. Vizuális kultúra: a fényképezés mint művészet.

33

Erkel Ferenc Gimnázium 2016 meghatározása, hullámhosszmérés optikai ráccsal). Kulcsfogalmak/ A fény mint elektromágneses hullám, fénytörés, visszaverődés, elhajlás, interferencia, polarizáció, diszperzió, spektroszkópia, képalkotás. fogalmak



Atomfizika I. – héjfizika

Órakeret 14 óra

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

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek Az anyag atomos felépítése felismerésének történelmi folyamata.

Követelmények Ismerje a tanuló az atomok létezésére utaló korai természettudományos tapasztalatokat, tudjon meggyőzően érvelni az atomok létezése mellett. Ismerje az atomelmélet kialakulásának fontosabb állomásait Démokritosz természetfilozófiájától Dalton súlyviszonytörvényeiig.

A modern atomelméletet megalapozó felfedezések. A korai atommodellek. Az elektron felfedezése:

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. Értse az atomról alkotott elképzelések (atommodellek) fejlődését: a modell mindig kísérleteken, méréseken alapul,

Kapcsolódási pontok Kémia: az anyag szerkezetéről alkotott elképzelések, a változásukat előidéző kísérleti tények és a belőlük levont következtetések, a periódusos rendszer elektronszerkezeti értelmezése. Matematika: folytonos és diszkrét változó. Filozófia: ókori görög bölcselet; az anyag mélyebb megismerésének hatása a gondolkodásra, a tudomány felelősségének kérdései, a 34

Erkel Ferenc Gimnázium 2016 Thomson-modell. Az atommag felfedezése: Rutherford-modell.

azok eredményeit magyarázza; új, a modellel már nem értelmezhető, azzal ellentmondásban álló kísérleti tapasztalatok esetén új modell megalkotására van szükség. Mutassa be a modellalkotás lényegét Thomson és Rutherford modelljén, a modellt megalapozó és megdöntő kísérletek, jelenségek alapján.

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

Ismerje a kvantumfizikát megalapozó jelenségeket (hőmérsékleti sugárzás, fényelektromos hatás, a fény kettős természete).

Bohr-féle atommodell.

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

A periódusos rendszer értelmezése, Pauli-elv.

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

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

Ismerje az elektron hullámtermészetét igazoló elektroninterferencia-kísérletet. Értse, hogy az elektron hullámtermészetének ténye új alapot ad a mikrofizikai jelenségek megértéséhez.

A kvantummechanikai atommodell.

Tudja, hogy a kvantummechanikai atommodell az elektronokat hullámként írja le, a kinetikus energia a hullámhossz függvénye. Tudja, hogy a stacioner állapotú elektron állóhullámként fogható fel, hullámhossza, ezért az energiája is kvantált.

megismerhetőség határai és korlátai.

35

Erkel Ferenc Gimnázium 2016 Tudja, hogy az elektronok impulzusa és helye egyszerre nem mondható meg pontosan. Kulcsfogalmak/ Atom, atommodell, elektronhéj, energiaszint, kettős természet, Pauli-elv, Bohr-modell, Heisenberg-féle határozatlansági reláció. fogalmak

Tematikai egység

Kondenzált anyagok szerkezete és fizikai tulajdonságai

Órakeret 7 óra

Előzetes tudás

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


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


Követelmények

Ionkristályok szerkezete és fizikai A tanuló lássa a kapcsolatot az tulajdonságai. ionrácsos anyagok makroszkopikus fizikai sajátságai és mikroszerkezete között. Fémek elektromos vezetése. Jelenség: szupravezetés.

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

Ismerje a fémes kötés kvalitatív kvantummechanikai értelmezését. Legyen kvalitatív képe a fémek elektromos ellenállásának klasszikus mikroszerkezeti értelmezéséről (Drude-modell). A kovalens kötésű kristályok szerkezete alapján értelmezze a szabad töltéshordozók keltését tiszta félvezetőkben. Ismerje a szennyezett félvezetők elektromos tulajdonságait. Tudja magyarázni a p-n átmenetet.

Kapcsolódási pontok Kémia: Ionrácsok szerkezete és tulajdonságai közötti összefüggések, poliszacharidok, fehérjék, nukleinsavak szerkezete és funkciói közötti összefüggések, fémrácsok szerkezete és tulajdonságai közötti összefüggések. Az atomrácsok szerkezete és tulajdonságai közötti összefüggések. Informatika: modern technikai eszközök, számítógépek, mobiltelefon, hálózatok.

Kulcsfogalmak/ Mikroszerkezet, kémiai kötés, ionkristály, fém, félvezető, makromolekulájú anyag. fogalmak


Atomfizika II. – magfizika

Órakeret 18 óra

Atommodellek, Rutherford-kísérlet, rendszám, tömegszám, izotópok. 36



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


Követelmények

Az atommag alkotórészei, tömegszám, rendszám, neutronszám.

A tanuló ismerje az atommag jellemzőit (tömegszám, rendszám) és a mag alkotórészeit.

Az erős kölcsönhatás. Stabil atommagok létezésének magyarázata.

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

Magreakciók.

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

A radioaktív bomlás.

Ismerje a radioaktív bomlás típusait, a radioaktív sugárzás fajtáit és megkülönböztetésük kísérleti módszereit. Tudja, hogy a radioaktív sugárzás intenzitása mérhető. Ismerje a felezési idő fogalmát és ehhez kapcsolódóan tudjon egyszerű feladatokat megoldani.

A természetes radioaktivitás.

Legyen tájékozott a természetben előforduló radioaktivitásról, a radioaktív izotópok bomlásával kapcsolatos bomlási sorokról. Ismerje a radioaktív kormeghatározási módszer lényegét, tudja, hogy a radioaktív bomlás során felszabaduló energia adja a Föld belsejének magas hőmérsékletét,

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

37

Erkel Ferenc Gimnázium 2016 a számunkra is hasznosítható „geotermikus energiát”. Mesterséges radioaktív izotópok előállítása és alkalmazása.

Legyen fogalma a radioaktív izotópok mesterséges előállításának lehetőségéről és tudjon példákat a mesterséges radioaktivitás néhány gyakorlati alkalmazására a gyógyászatban és a műszaki gyakorlatban.

Maghasadás. Tömegdefektus, tömeg-energia egyenértékűség.

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

A láncreakció fogalma, létrejöttének feltételei. Az atombomba.

Értse az atombomba működésének fizikai alapjait és ismerje egy esetleges nukleáris háború globális pusztításának veszélyeit.

Az atomreaktor és atomerőmű.

Ismerje az ellenőrzött láncreakció fogalmát, tudja, hogy az atomreaktorban ellenőrzött láncreakciót valósítanak meg és használnak energiatermelésre. Tájékozottság szintjén ismerje az atomerőművek legfontosabb funkcionális egységeit és a működés biztonságát szolgáló technikát. Értse az atomenergia szerepét az emberiség növekvő energiafelhasználásában, ismerje előnyeit és hátrányait.

Magfúzió.

Értelmezze a magfúziót a fajlagos kötési energiatömegszám grafikon alapján. Legyen képes a magfúzió során felszabaduló energia becslésére a tömegdefektus alapján. Legyen tájékozott arról, hogy a csillagokban magfúziós folyamatok zajlanak, ismerje a Nap energiatermelését biztosító fúziós folyamat lényegét. Tudja, hogy a H-bomba pusztító hatását mesterséges magfúzió során felszabaduló energiája

világtörténelmet formáló magyar tudósok. Filozófia; etika: a tudomány felelősségének kérdései. Matematika: valószínűségszámítás.

38

Erkel Ferenc Gimnázium 2016 biztosítja. Tudja, hogy a békés energiatermelésre használható ellenőrzött magfúziót még nem sikerült megvalósítani, de ez lehet a jövő perspektivikus energiaforrása. A radioaktivitás kockázatainak leíró bemutatása. Sugárterhelés, sugárvédelem.

Ismerje a kockázat fogalmát, számszerűsítésének módját és annak valószínűségi tartalmát. Ismerje a sugárvédelem fontosságát és a sugárterhelés jelentőségét.

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

Tematikai egység

Mechanikai kiegészítések: merev testek mechanikája

Órakeret 18 óra

Előzetes tudás

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


A mechanika korábbi tárgyalásából kimaradt, nagyobb matematikai felkészültséget igénylő részeinek tárgyalása. Jelenségek és gyakorlati alkalmazások szemléletformáló tárgyalása a perdület, és a perdületmegmaradás, a tiszta gördülés alapján.

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek A merev test fogalma, egyensúlya.

Követelmények Ismerje a tanuló a kiterjedt test egyensúlyi feltételeit és tudja azokat egyszerű feladatok során alkalmazni. Vegye észre a műszaki gyakorlatban, az építészetben és a köznapi életben a statikai ismeretek fontosságát.

Rögzített tengely körül forgó merev test mozgásának kinematikai leírása.

Ismerje a tengellyel rögzített test forgó mozgásának kinematikai leírását, lássa a forgómozgás és a haladó mozgás leírásának hasonlóságát.

Az egyenletesen változó forgómozgás dinamikai leírása.

Ismerje a forgómozgás dinamikai leírását. Tudja, hogy a test forgásának megváltoztatása a testre ható forgatónyomatékok hatására történik. Lássa a párhuzamot a haladó mozgás és a

Kapcsolódási pontok Testnevelés és sport: kondicionáló gépek. Technika, életvitel és gyakorlat: Erőátviteli eszközök, technikai eszközök, a tehetetlenség szerepe gyors fékezés esetén. Biztonsági öv, ütközéses balesetek, a gépkocsi biztonsági felszerelése, a biztonságos fékezés.

39

Erkel Ferenc Gimnázium 2016 fogómozgás dinamikai leírásában. Tehetetlenségi nyomaték.

Ismerje a tehetetlenségi nyomaték fogalmát és meghatározását egyszerű speciális esetekben.

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

Ismerje a perdület fogalmát, legyen képes megfogalmazni a perdület-tételt, ismerje a perdület megmaradásának feltételrendszerét.

Forgási energia.

A haladó mozgás kinetikus energiájának analógiájára ismerje a forgási energia fogalmát és tudja azt használni egyszerű problémák megoldásában.

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



Csillagászat és asztrofizika

Órakeret 16 óra

A földrajzból tanult csillagászati alapismeretek, a bolygómozgás törvényei, a gravitációs erőtörvény. Annak bemutatása, hogy a csillagászat, a megfigyelési módszerek gyors fejlődése révén a XXI. század vezető tudományává vált. A 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.

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

Követelmények

A tanuló legyen képes tájékozódni a csillagos égbolton. Ismerje a csillagászati helymeghatározás alapjait, a csillagászati koordinátarendszereket, az égi pólus, az egyenlítő, az ekliptika, a tavaszpont, az őszpont fogalmát. Ismerjen néhány csillagképet és legyen képes azokat megtalálni az égbolton. Ismerje a Nap és a Hold égi mozgásának jellemzőit, értse a Hold fázisainak változását, tudja


Történelem, társadalmi és állampolgári ismeretek: Kopernikusz, Kepler, Newton munkássága. A napfogyatkozások szerepe az emberi kultúrában, a Hold „képének” értelmezése a múltban. 40

Erkel Ferenc Gimnázium 2016 értelmezni a hold- és napfogyatkozásokat. Tájékozottság szintjén ismerje a csillagászat megfigyelési módszereit az egyszerű távcsöves megfigyelésektől az űrtávcsöveken át a rádió-teleszkópokig. Égitestek.

Ismerje a legfontosabb égitesteket (bolygók, holdak, üstökösök, kisbolygók és aszteroidák, csillagok és csillagrendszerek, galaxisok, galaxishalmazok) és azok legfontosabb jellemzőit. Legyenek ismeretei a mesterséges égitestekről és azok gyakorlati jelentőségéről a tudományban és a technikában.

A Naprendszer és a Nap.

Ismerje a Naprendszer jellemzőit, a keletkezésére vonatkozó tudományos elképzeléseket. Tudja, hogy a Nap csak egy az átlagos csillagok közül, miközben a földi élet szempontjából meghatározó jelentőségű. Ismerje a Nap legfontosabb jellemzőit: a Nap szerkezeti felépítését, belső, energiatermelő folyamatait és sugárzását, a Napból a Földre érkező energia mennyiségét (napállandó). Népszerű szinten ismerje a Naprendszerre vonatkozó kutatási eredményeket, érdekességeket.

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

Legyen tájékozott a csillagokkal kapcsolatos legfontosabb tudományos ismeretekről. Ismerje a gravitáció és az energiatermelő nukleáris folyamatok meghatározó szerepét a csillagok kialakulásában, „életében” és megszűnésében.

A kozmológia alapjai Problémák, jelenségek: a kémiai anyag (atommagok) kialakulása. Perdület a Naprendszerben. Nóvák és szupernóvák.

Legyenek alapvető ismeretei az Univerzumra vonatkozó aktuális tudományos elképzelésekről. Ismerje az ősrobbanásra és a Világegyetem tágulására utaló csillagászati méréseket. Ismerje az

Földrajz: a Föld forgása és keringése, a Föld forgásának következményei (nyugati szelek öve), a Föld belső szerkezete, földtörténeti katasztrófák, kráterbecsapódás keltette felszíni alakzatok. Biológiaegészségtan: a Hold és az ember biológiai ciklusai, az élet feltételei. Kémia: a periódusos rendszer, a kémiai elemek keletkezése. Magyar nyelv és irodalom; mozgóképkultúra és médiaismeret: „a csillagos ég alatt”. Filozófia: a kozmológia kérdései.

41

Erkel Ferenc Gimnázium 2016 A földihez hasonló élet, kultúra esélye és keresése, exobolygók kutatása. Gyakorlati alkalmazások:  műholdak,  hírközlés és meteorológia,  GPS,  űrállomás,  holdexpediciók,  bolygók kutatása.

Univerzum korára és kiterjedésére vonatkozó becsléseket, tudja, hogy az Univerzum gyorsuló ütemben tágul.

Kulcsfogalmak/ Égitest, csillagfejlődés, csillagrendszer, ősrobbanás, táguló világegyetem, Naprendszer, űrkutatás. fogalmak


Órakeret 4 óra

Környezetfizika Földrajzi alapismeretek, energia, kémiai környezetszennyezés, energiafelhasználás és -előállítás, atomenergia, kockázatok.

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

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek A Föld különleges adottságai a Naprendszerben az élet számára. Probléma: a „Gaia-modell”.

Követelmények Ismerje a tanuló a Földnek az élet szempontjából alapvetően fontos környezetfizikai adottságait: a napsugárzás mértékét, a légköri üvegházhatást, a sugárzásoktól védő ózonpajzsot és a Föld mágneses terének védő hatását a világűrből érkező nagy energiájú töltött részecskékkel szemben. Ismerje a fizikai környezet és a bioszféra bonyolult kölcsönhatásait, önszabályzó folyamatait.

Az emberi tevékenység hatása a Föld felszínére, légkörére: kémiai, fizikai környezetszennyezés, 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

Kapcsolódási pontok Földrajz: éghajlat, klíma, üvegházhatás, légkör, bioszféra kialakulása, bányaművelés, ipari termelés, erózió, fosszilis energiahordozók, megújuló energiák (nap, víz, szél). Biológia-egészségtan: savas eső. Kémia: a környezetszennyezés fajtái, okai és csökkentésük módjai, fosszilis energiahordozók, alternatív energiaforrások,

42

Erkel Ferenc Gimnázium 2016 kutatások eredményeit. Energiagondok, környezetbarát energiaforrások. A fosszilis energiahordozók gyors elhasználása és ennek környezetváltoztató hatása. A megújuló energia (nap, víz, szél) felhasználásának behatároltsága. Az atomenergia kulcsszerepe és kockázata.

Tudja, hogy a Nap a Föld meghatározó energiaforrása, a fosszilis és a megújuló energiahordozók döntő része a Nap sugárzásának köszönhető.

Környezettudatos magatartás. Az ökolábnyom fogalma.

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

megújuló energiaforrások, atomenergia, a vegyiparban alkalmazott környezetterhelő és környezetkímélő technológiák, környezetszennyezés és annak csökkentése, kezelése.

Kulcsfogalmak/ Környezetszennyezés, globális felmelegedés, energiaválság, környezettudatosság. fogalmak


Órakeret 2 óra

Fizika és a társadalom 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 tudományos eredmények eseti negatív alkalmazásáért nem a tudomány, hanem az egyes emberek a felelősek.

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek A tudomány (fizika) meghatározó szerepe a technológiai fejlődésben és az emberi életminőségben. Problémák és alkalmazások: a fizikai ismeretek és a technika párhuzamos fejlődése a történelem folyamán, pl. ókor: csillagászat – a természeti változások előrejelzése, hajózás; egyszerű gépek. Újkor: csillagászati navigáció – kereskedelem; hőerőgépek – ipari forradalom. Legújabb kor: elektromágnesség – globális kommunikáció; atommaghasadás –

Követelmények


A tanuló ismerje és társadalom-, gazdaság- és kultúrtörténeti érvekkel tudja alátámasztani, hogy a fizika tudománya meghatározó szerepet játszott a technológiai fejlődésben és az emberi élet minőségének javításában a történelem során.

Történelem, társadalmi és állampolgári ismeretek: ipari forradalom és a hőerőgépek; a fizikai felfedezések szerepe a világhatalomért folytatott küzdelemben; második ipari forradalom és a nanotechnológia; a fenntartható fejlődés kihívása. Földrajz: fejlett ipari 43

Erkel Ferenc Gimnázium 2016 atomerőművek; félvezető-fizika – számítógépek, információtechnológia stb.

termelés. Informatika: a számítógépek szerepe az ipari termelésben. A számítógépek felépítése, működése, az információ tárolása, továbbítása. Kémia: korszerű, új tulajdonságokkal rendelkező anyagok előállítása, nanotechnológia. Biológia-egészségtan: a várható életkor meghosszabbodása és a korszerű diagnosztika.

Fizika és termelés. Alkalmazások: Informatika és automatizálás, robottechnika, nanotechnológia, az űrtechnika hatása az ipari termelésre, a hétköznapi komfortunkra.

Legyen képes konkrét példákkal megvilágítani, hogy a fizikai ismeretek alapvetően fontosak a technika fejlesztésében.

Diagnosztika és terápia. Alkalmazások: a röntgen, az ultrahang, az EKG, a CT működésének lényege és alkalmazása. Katéter, endoszkóp, implantátumok, mikrosebészeti módszerek, lézer a gyógyászatban. Radioaktív nyomjelzés a diagnosztikában, sugarazás a terápiában.

Lássa a fizikai alapkutatások meghatározó szerepét a gyógyászat területén.

Fizika, számítógép-tudomány, informatika. Alkalmazások: a számítógép működésének fizikai háttere. A félvezetőfizikán alapuló mikroprocesszorok. Az információ digitális tárolása, továbbítása.

Lássa, és egyszerű példákkal tudja igazolni, hogy a számítógépek működését biztosító mikroelektronika fizikai kutatási eredményekre (anyagfizika, kvantumelektronika, optika) épül.

44

Erkel Ferenc Gimnázium 2016 A számítógép szerepe a mérésekben, az eredmények feldolgozásában. Tudomány és áltudomány. A természettudományok működésének jellemzői. Az áltudomány leggyakoribb ismérvei.


Fizika, technika, társadalmi hasznosság, tudomány, áltudomány.


Tudja, hogy a természettudományos igazság döntő kritériuma a megismételhető kísérleti bizonyítás, a tudóstársadalom kontrollja. Ismerje az áltudomány tipikus ismérveit:  Egyedi, megismételhetetlen kísérleti eredmény, amely a széles körben elfogadott tudományos felfogásnak gyakran ellentmond.  A magányos feltaláló kerüli a szakmai kapcsolatokat, a tudományos nyilvánosságot.  Közvetlen üzleti érdekeltségre utaló jelek.

Tematikus évi mérési gyakorlatok

Órakeret 10 óra

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

Problémák, jelenségek, gyakorlati alkalmazások, ismeretek A félévenkénti mérési gyakorlat a helyi tanterv/tanár döntése alapján (ajánlott az érettségi mindenkori kísérleti feladatai közül a félévi tananyaghoz illeszkedően kiválasztani).



A mérésekkel kapcsolatos alapvető elméleti ismeretek felfrissítése. A kiscsoportos kísérletezés munkafolyamatainak önálló megszervezése és megvalósítása. Az eredmények értelmezése, a mérésekkel kapcsolatos alapvető elméleti ismeretek alkalmazása. Az eredmények bemutatása. Mérési jegyzőkönyv elkészítése, a mérés pontosságának, a mérési hiba okainak megadása. 45

Erkel Ferenc Gimnázium 2016 Tematikai egység

Rendszerező ismétlés

Órakeret 25 óra

Előzetes tudás A tematikai egység nevelésifejlesztési céljai

A legfontosabb ismeretek szemléletalkotó összefoglalása az érettségi vizsga követelményrendszerének figyelembevételével.


Követelmények


Kulcsfogalmak/ A tematikai egységek kulcsfogalmai. fogalmak

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

46

FIZIKA. Erkel Ferenc Gimnázium

Recommend Documents