Fizyka i astronomia PROPOZYCJA PLANU WYNIKOWEGO DO PRZEDMIOTU. AUTOR: Ewa Strugała

Transkrypt

1 AUTOR: Ewa Strugała PROPOZYCJA PLANU WYNIKOWEGO DO PRZEDMIOTU Fizyka i astronomia DLA SZKÓŁ PONADGIMNAZJALNYCH KSZTAŁCENIE W ZAKRESIE ROZSZERZONYM NA PODSTAWIE PODRĘCZNIKA FIZYKA I ASTRONOMIA. TOM 2 MARIANA KOZIELSKIEGO WYDAWNICTWO SZKOLNE PWN ROZKŁAD GODZINOWY OPRACOWANO DLA CO NAJMNIEJ 5 GODZIN W CYKLU

2 E. Strugała, Propozycja planu wynikowego do przedmiotu fizyka i astronomia, WSzPWN Strona 2 Numer lekcji. Temat lekcji Wymagania Numery lekcji, numery zadań, tematyka zadań na płycie CD Podstawowe Rozszerzające Dopełniające Teoria względności (5 lekcji). Pytania i problemy s Teoria względności Lekcja 1 i 2 Wstęp do teorii względności i postulaty Einsteina. Dylatacja czasu. Lekcja 3 Czasoprzestrzeń Lekcje 4 i 5 Energia w teorii względności. Zasada korespondencji. potrafi wyjaśnić sens równań zwanych transformacją Galileusza, wie, w jakim zakresie prędkości moŝna stosować transformację Galileusza, wie, Ŝe prędkość światła w próŝni ma taką samą wartość we wszystkich układach odniesienia, potrafi sformułować zasadę względności Einsteina, wie, Ŝe czas nie jest wielkością absolutną. Uczeń wie: Ŝe w mechanice relatywistycznej nie obowiązuje transformacja Galileusza, czym transformacje Lorentza róŝnią się od transformacji Galileusza, Ŝe z transformacji Lorentza wynika transformacja Galileusza. zna pojęcia: energia spoczynkowa, energia relatywistyczna, pęd relatywistyczny, wie, Ŝe teoria względności nie obala mechaniki klasycznej, opisać własności czasu i przestrzeni w mechanice klasycznej, przedstawić dane doświadczalne potwierdzające, Ŝe światło rozchodzi się ze skończoną prędkością, przedstawić dane doświadczalne potwierdzające, Ŝe prędkość światła jest jednakowa we wszystkich układach inercjalnych, wyjaśnić, Ŝe światło rozchodzi się ze skończoną prędkością, wyjaśnić, na czym polega dylatacja czasu. wie, dlaczego w mechanice relatywistycznej nie obowiązuje transformacja Galileusza, potrafi opisać własności czasu i przestrzeni wynikające z obu transformacji. zna postać matematyczną wyraŝeń przedstawiających energię oraz pęd relatywistyczny, potrafi wyjaśnić działanie zasady odpowiedniości. udowodnić, Ŝe dylatacja czasu jest konsekwencją załoŝenia o stałości prędkości światła w próŝni w róŝnych układach odniesienia, wykazać, Ŝe zjawiska jednoczesne w jednym układzie odniesienia nie są jednoczesne w innym. zna pojęcia: zdarzenie, linia świata, oś przestrzenna, oś czasowa, potrafi zastosować te pojęcia na wykresach czasoprzestrzeni. wie, Ŝe w mechanice relatywistycznej obowiązuje tylko jedna postać drugiej zasady dynamiki Newtona, potrafi zastosować wyraŝenia na pęd i energię do prostych obliczeń, Lekcja1 Teoria względności czas 1.1. Co wskazuje odległy zegar, gdy obserwujesz go przez teleskop? 1.2. Czy mezon mógłby dotrzeć do powierzchni Ziemi w czasie swojego Ŝycia, gdyby nie było dylatacji czasu? 1.3. Dylatacja czasu 1.4. Planujemy wyprawę w Kosmos 1.5. Wyprawa w Kosmos Lekcja 2 Teoria względności kinematyka i dynamika relatywistyczna 1.6. PokaŜ za pomocą wzoru, Ŝe prędkość światła jest nieprzekraczalna 1.7. Ile masy traci Słońce w czasie jednej sekundy w wyniku pro-

3 E. Strugała, Propozycja planu wynikowego do przedmiotu fizyka i astronomia, WSzPWN Strona 3 wie, Ŝe teoria względności jest bardziej ogólna od mechaniki klasycznej, wie, przy jakich załoŝeniach z teorii względności wynikają prawa mechaniki klasycznej. na przykładzie teorii względności potrafi opisać jedną z moŝliwych dróg rozwoju nowych teorii naukowych. mieniowania? 1.8. Ile energii drzemie w nieduŝym kamieniu? 1.9. Utrata masy bomby atomowej Prędkości szybkich elektronów Przyśpieszanie cząstek

4 E. Strugała, Propozycja planu wynikowego do przedmiotu fizyka i astronomia, WSzPWN Strona 4 Grawitacja (7 lekcji). Pytania i problemy s CiąŜenie powszechne (grawitacja) Lekcja 1 Prawo grawitacji Newtona Lekcja 2 i 3 Pole grawitacyjne Lekcja 4 i 5 Praca w polu grawitacyjnym, potencjał pola potrafi sformułować prawo powszechnego ciąŝenia, wie, Ŝe ciało o masie 1 kg na powierzchni Ziemi jest przyciągane przez Ziemię siłą 10 N. wie, Ŝe kaŝde ciało posiadające masę jest źródłem pola grawitacyjnego, wie, Ŝe natęŝenie pola grawitacyjnego jest wielkością charakteryzującą pole, potrafi sformułować definicję natęŝenia pola, zna pojęcia: pole centralne i pole jednorodne, potrafi zdefiniować natęŝenie centralnego pola grawitacyjnego w dowolnym jego punkcie, wie, Ŝe pole grawitacyjne w pobliŝu Ziemi moŝna uznać za jednorodne, zna wartość natęŝenia pola grawitacyjnego na powierzchni Ziemi. wie, Ŝe miarą pracy w jednorodnym polu grawitacyj- powtórzyć (jakościowo) rozumowanie Newtona, które doprowadziło do odkrycia prawa grawitacji, udowodnić, Ŝe na ciało o masie 1 kg przy powierzchni Ziemi działa siła 1 N, zinterpretować prawo grawitacji, przewidzieć zmiany siły grawitacji spowodowane zmianą masy lub odległości między oddziałującymi ciałami. odróŝnić natęŝenie pola, np. na powierzchni Ziemi, od przyspieszenia ziemskiego, sporządzić wykres zaleŝności natęŝenia pola od odległości od środka masy ciała, będącego jego źródłem, np. dla Ziemi, porównać natęŝenia pól grawitacyjnych na powierzchni róŝnych planet, znając ich masy (wyraŝone za pomocą wielokrotności masy Ziemi) i promienie (wyraŝone za pomocą wielokrotności promienia Ziemi). wie, Ŝe miarą pracy w centralnym polu grawita- odróŝnić cięŝar od siły grawitacji, zastosować prawo grawitacji do rozwiązywania zadań. oszacować odległość od powierzchni Ziemi, przy której wartość przyspieszenia ziemskiego róŝni się od 10 m/s 2 nie więcej niŝ o kilka procent, obliczyć wartość natęŝenia pola grawitacyjnego nad powierzchnią Ziemi, wyjaśnić, w jaki sposób oszacować moŝna masę Ziemi lub innych ciał Układu Słonecznego, znając promień orbity i okres jej obiegu wokół Słońca. wyjaśnić, dlaczego energia potencjalna w centralnym polu Lekcja 3 Grawitacja I prawo powszechnego ciąŝenia Odkryj prawo grawitacji Gęstość tajemniczej planety Telewizyjny satelita stacjonarny Ile waŝyłbyś na Marsie? Wyprawa na KsięŜyc Czy ciała na biegunie są cięŝsze niŝ na równiku? Grawitacja na Jowiszu Lekcja 4 Grawitacja II Pole grawitacyjne. Energia i praca w polu grawitacyjnym Katastrofa kosmiczna Grawitacja wewnątrz planety Pociąg przyszłości Manewry rakiety w Kosmosie

5 E. Strugała, Propozycja planu wynikowego do przedmiotu fizyka i astronomia, WSzPWN Strona 5 Lekcja 6 i 7 Prędkości kosmiczne i ruch satelitów nym jest pole prostokąta na wykresie zaleŝności F(h), cyjnym jest pole powierzchni pod krzywą na wykresie zaleŝności grawitacyjnym ma wartość ujemną, potrafi napisać i objaśnić F(r), sporządzić wykres zaleŝności wyraŝenie na energię potencjalną potrafi napisać wyraŝenie na E p (r), przy powierzchni Ziemi. pracę siły w centralnym polu grawitacyjnym, zinterpretować pracę w polu grawitacyjnym jako róŝnicę potencjałów. potrafi napisać i objaśnić wyraŝenie na energię potencjalną w centralnym polu sił grawitacji, potrafi zdefiniować potencjał wie, Ŝe dla planet oraz księ- Ŝyców siła grawitacji jest siłą dośrodkową, potrafi objaśnić, w jakim celu ciału nadaje się pierwszą prędkość kosmiczną, potrafi wyjaśnić, w jakim celu nadaje się ciału drugą prędkość kosmiczną. grawitacyjny. wyprowadzić równanie przedstawiające pierwszą prędkość kosmiczną, sformułować trzecie prawo Keplera, wyjaśnić, dlaczego satelita geostacjonarny nie moŝe krą- Ŝyć w dowolnej odległości od powierzchni Ziemi. wyprowadzić równanie przedstawiające drugą prędkość kosmiczną, oszacować promień orbity satelity geostacjonarnego. Lekcja 5 Grawitacja III Prędkości kosmiczne Pierwsza prędkość kosmiczna Prędkość ucieczki druga prędkość kosmiczna Czarna dziura Prędkość ucieczki z Układu Słonecznego, III prędkość kosmiczna

6 E. Strugała, Propozycja planu wynikowego do przedmiotu fizyka i astronomia, WSzPWN Strona 6 Pole elektrostatyczne (8 lekcji). Pytania i problemy, s Elektrostatyka Lekcja 1 Ładunek. Prawa Coulomba. Lekcja 2 Pole elektrostatyczne Lekcja 3 i 4 Praca w polu elektrostatycznym. Potencjał. zna prawo zachowania ładunku, zna sposoby elektryzowania ciał, potrafi zapisać i objaśnić prawo Coulomba, wie, Ŝe oddziaływanie grawitacyjne między ciałami posiadającymi ładunek jest znacznie słabsze od oddziaływania elektrostatycznego między nimi. wie, Ŝe kaŝde ciało posiadające ładunek jest źródłem pole zna elektrostatycznego, pojęcie linii pola, potrafi odróŝnić pole centralne od pola jednorodnego, zna definicję natęŝenia pola elektrostatycznego, zna wyraŝenie opisujące natęŝenia w dowolnym punkcie pola centralnego. potrafi objaśnić wyraŝenie przedstawiające pracę w polu elektrostatycznym, wie, Ŝe cząstka naładowana w polu elektrostatycznym ma energię potencjalną, zna pojęcia: potencjał pola elektrostatycznego, napięcie, potrafi objaśnić związek między natęŝeniem pola jednorodnego i napięciem. potrafi zastosować prawo zachowania ładunku do wyjaśnienia róŝnych sposobów elektryzowania ciał, zna pojęcia: przenikalność elektryczna, stała dielektryczna, potrafi zinterpretować wartości liczbowej stałej dielektrycznej róŝnych dielektryków. potrafi przedstawić graficznie zaleŝność E(r), zna zasadę superpozycji pól, potrafi przedstawić na rysunku linie sił pola w prostych przypadkach. potrafi objaśnić wyraŝenia przedstawiające energię potencjalną cząstki naładowanej w polu elektrostatycznym, potrafi zdefiniować potencjał elektryczny, wie, od czego i jak zaleŝy potencjał centralnego pola elektrostatycznego. odróŝnić zasadę zachowania ładunku od zasady niezmienniczości ładunku, oszacować, ile razy wartość siły oddziaływania grawitacyjnego między ciałami posiadającymi ładunek jest mniejsza od siły oddziaływania elektrostatycznego między nimi. wskazać analogie pomiędzy polem grawitacyjnym i polem elektrostatycznym, zastosować zasadę superpozycji pól. przedstawić na wykresach zaleŝność E p (r) dla ładunków punktowych, uzasadnić przebieg wykresów E p (r) dla ładunków punktowych, uzasadnić związek między natęŝeniem pola jednorodnego i napięciem między dwoma punktami. Lekcja 6 Ładunek elektryczny Pole elektrostatyczne Jak moŝna łatwo zmierzyć ładunek elektryczny? Porównaj, ile razy siła elektrostatyczna jest większa od grawitacyjnej Lekcja 6 Ładunek elektryczny. Pole elektrostatyczne, natęŝenie i potencjał pola Jak dodają się natęŝenia, a jak potencjały pola? Oblicz natęŝenie i potencjał pola wytworzonego przez dipol Lekcja 7. Potencjał i energia pola elektrostatycznego Oblicz energię ładunków rozmieszczonych w wierzchołkach

7 E. Strugała, Propozycja planu wynikowego do przedmiotu fizyka i astronomia, WSzPWN Strona 7 Lekcja 5 i 6 Pojemność elektryczna. Kondensatory Lekcja 7 i 8 Ruch cząstki naładowanej w polu elektrostatycznym kwadratu Oblicz energię ładunków rozmieszczonych w wierzchołkach trójkąta Oblicz, jak duŝy ładunek moŝe być utrzymany na kuli znajdującej się w powietrzu Wielokrotne zbieranie ładunku z kuli potrafi zdefiniować pojemność przewodnika, wie, co to jest kondensator, wie, od czego i jak zaleŝy pojemność kondensatora płaskiego. potrafi opisać i wyjaśnić pojemność, ładunek i napięcie układu kondensatorów połączonych szeregowo i równolegle, zna wyraŝenie przedstawiające energię naładowanego kondensatora i potrafi je zastosować. potrafi rozwiązywać problemy odnoszące się do kondensatorów. opisać ruch cząstki naładowanej w polu elektrostatycznym, opisać zasadę działania i zastosowanie oscyloskopu, obliczyć energię atomu elektro- Lekcja 8 Praca w polu elektrostatycznym, pojemność, kondensatory Praca ładowania przewodnika Praca rozsuwania okładek kondensatora płaskiego Wszystko o kondensatorze płaskim Lekcja 10 Kondensatory, łączenie kondensatorów Jak naleŝy łączyć kondensatory? Jak rozmieszczone są ładunki na kondensatorach połączonych ze sobą? Co się zmieni, gdy do naładowanego kondensatora dołączymy drugi? Jak zmienia się pojemność kondensatora zanurzonego do połowy w cieczy? Przestrzenne połączenie kondensatorów Nietypowe łączenie kondensatorów Lekcja 09 Ruch ładunków w polu elektrostatycznym. Model atomu Bohra Kulka na nitce obdarzona ładunkiem elektrycznym Siły napręŝenia nici z zawieszo-

8 E. Strugała, Propozycja planu wynikowego do przedmiotu fizyka i astronomia, WSzPWN Strona 8 nu w atomie wodoru, nymi kulkami naładowanymi obliczyć promień n-tej orbity elektrycznie w atomie wodoru wg Bohra, 3.40, obliczyć energię jonizacji atomu wodoru Ruch elektronów w lampie oscylograficznej Prawo Coulomba a budowa atomu Jak rosną rozmiary atomu wraz z jego wzbudzeniem? Minimalna energia jonizacji atomu

9 E. Strugała, Propozycja planu wynikowego do przedmiotu fizyka i astronomia, WSzPWN Strona 9 Prąd stały (8 lekcji). Pytania i problemy, s Prąd stały Lekcja 1 i 2 Napięcie i siła elektromotoryczna. Uczeń potrafi zastosować prawo Ohma dla obwodu. NatęŜenie prądu elektrycznego Lekcja 3 i 4 Prawo Ohma. Eksperyment uczniowski. Prawo Joule a-lenza Lekcja 5 i 6 Obwody elektryczne. Pomiary elektryczne. potrafi zdefiniować natęŝenie prądu, potrafi wymienić przyczynę powstawania prądu elektrycznego, zna pojęcie siły elektromotorycznej, potrafi posługiwać się pierwszym prawem Kirchhoffa, potrafi narysować schemat obwodu elektrycznego i umieścić w nim amperomierz i woltomierz, wie, od czego zaleŝy opór opornika. zna pojęcia oporu właściwego i przewodnictwa właściwego, zna pojęcie pracy prądu elektrycznego, potrafi sformułować prawo Joule a-lenza, umie wyjaśnić, dlaczego Ŝarówka świeci, gdy przez jej włókno płynie prąd, zna pojęcie mocy prądu. posłuŝyć się amperomierzem i woltomierzem, narysować schemat obwodu, w którym przewodniki połączone są szeregowo i równolegle, objaśnić mikroskopowy model przepływu prądu w metalach, odróŝnić napięcie od siły elektromotorycznej, objaśnić prawo Ohma dla obwodu. obliczyć opór róŝnych przewodników, uzasadnić wyraŝenie opisujące pracę prądu elektrycznego, zastosować pojęcie mocy do wyjaśnienia jasności Ŝarówki z włóknem wolframowym. zastosować drugie prawo Kirchhoffa, potrafi zbudować obwód elektryczny i włączyć mierniki. sprawdzić słuszność prawa Ohma (doświadczenie Ohm, podręcznik, s. 99), doświadczalnie sprawdzić zaleŝność oporu przewodnika od temperatury (doświadczenie Rezystor, podręcznik, s.101), zaplanować/przeprowadzić doświadczenie sprawdzające zaleŝność oporu od temperatury. rozwiązywać problemy z zastosowaniem prawa Ohma oraz praw Kirchhoffa, zaprojektować/wykonać pomiar siły elektromotorycznej ogniwa. Lekcja 11 NatęŜenie prądu. Napięcie. SEM. Opór. Prawo Ohma. Model gazu elektronowego Ile elektronów przepływa przez włókno Ŝarówki? Jak z amperomierza zrobić woltomierz? 4.53.Jak duŝy jest prąd zwarcia? Obwód z opornikami i kondensatorem Obwód z kondensatorami Lekcja 12 Praca i moc prądu. Ciepło Jule a-lenza Projektujemy linię przesyłającą prąd z elektrowni Projektujemy czajnik elektryczny Jak uzyskać największą wydajność źródła prądu? Jakie źródło prądu powinieneś dobrać, aby uzyskać wymaganą moc? Planujemy zainstalować generator prądu do domku letniskowego Lekcja 13 Połączenia szeregowe i równoległe oporników Jak szybko zagotuje się woda w czajniku z grzałkami połączonymi szeregowo i równolegle?

10 E. Strugała, Propozycja planu wynikowego do przedmiotu fizyka i astronomia, WSzPWN Strona 10 obliczyć opór zastępczy oporników połączonych szeregowo i równolegle Ile razy szybciej zagotuje się woda w czajniku po zmianie połączenia grzałek z równoległego na szeregowe? Szeregowe łączenie przewodników Równoległe łączenie przewodników Lekcja 7 Mikroskopowy obraz prądu elektrycznego Lekcja 8 Prąd w cieczach. Ogniwa galwaniczne i akumulatory opisać mikroskopowy model przepływu prądu elektrycznego w metalach, wyjaśnić mechanizm nagrzewania się przewodnika pod wpływem prądu. Uczeń potrafi wyjaśnić mechanizm przewodnictwa elektrycznego w cieczach. wyjaśnić, dlaczego podczas przepływu prądu występuje nadal chaotyczny ruch elektronów, wyjaśnić paradoks Ŝółwiego tempa unoszenia elektronów i błyskawicznego przenoszenia sygnału elektrycznego przy włączaniu prądu. Uczeń potrafi zastosować prawa Faradaya do problemów dotyczących elektrolizy. Lekcja 14 Rozgałęzienia prądu. Prawa Kirchhoffa Jak przedstawić układ oporników w postaci łączenia szeregowego i równoległego? Przestrzenne rozgałęzienie obwodu w postaci sześcianu Jak sobie radzić wtedy, gdy połączenie oporników nie daje się sprowadzić ani do równoległego, ani szeregowego? Rozgałęzienia prądu

11 E. Strugała, Propozycja planu wynikowego do przedmiotu fizyka i astronomia, WSzPWN Strona 11 Magnetyzm (5 lekcji). Pytania i problemy, s Magnetyzm Lekcja 1 i 2 Pole magnetyczne. Siła Lorentza. Lekcja 3 i 4 Przewodnik w polu magnetycznym. Przyrządy magnetyczne. Silnik elektryczny potrafi przedstawić graficznie linie pola magnetycznego magnesu stałego, potrafi opisać pole magnetyczne wytworzone przez prąd płynący w prostoliniowym przewodniku, pętli kołowej i zwojnicy, wie, Ŝe na cząstkę naładowaną poruszającą się w polu magnetycznym działa siła Lorentza, potrafi opisać doświadczenie Oersteda. wie, Ŝe na przewodnik z prądem umieszczony w polu magnetycznym działa siła elektrodynamiczna, potrafi wymienić przykłady urządzeń wykorzystujących oddziaływania magnetyczne. opisać kierunek, zwrot i wartość siły Lorentza, zdefiniować wektor indukcji magnetycznej. opisać kierunek, zwrot i wartość siły elektrodynamicznej, wyjaśnić zasadę działania takich urządzeń, jak: galwanometr, amperomierz, woltomierz i silnik na prąd stały, opisać właściwości magnetyczne substancji. opisać ruch cząstek naładowanych w polu magnetycznym, wyjaśnić zasadę działania i zastosowanie cyklotronu, rozwiązywać problemy związane z ruchem cząstek naładowanych w polu magnetycznym. Uczeń potrafi wyjaśnić, Ŝe dwa równoległe przewodniki z prądem działają na siebie siłą. Lekcja 16 Siła Lorenza Elektrony w polu magnetycznym Wpływ pola magnetycznego na ruch elektronów Wpływ pola magnetycznego ziemskiego na obraz w telewizorze Lekcja 17 Siła działająca na przewodnik z prądem w polu magnetycznym Odchylanie ramki w polu magnetycznym Ramka w polu magnetycznym zasadniczy element silnika elektrycznego Ruch przewodnika w polu magnetycznym Utrzymywanie w bezruchu przewodnika w polu magnetycznym

12 E. Strugała, Propozycja planu wynikowego do przedmiotu fizyka i astronomia, WSzPWN Strona 12 Indukcja elektromagnetyczna (4 lekcje). Pytania i problemy, s Indukcja elektromagnetyczna Lekcja 1 i 2 Indukcja elektromagnetyczna. Prawo Faradaya Lekcja 3 i 4 Samoindukcja i indukcyjność obwodów zna pojęcie strumienia magnetycznego, wie, na czym polega zjawisko indukcji elektromagnetycznej, potrafi zinterpretować prawo indukcji elektromagnetycznej Faradaya. Uczeń wie: na czym polega zjawisko samoindukcji, od czego zaleŝy współczynnik samoindukcji zwojnicy. potrafi zdefiniować strumień magnetyczny, potrafi wyjaśnić, dlaczego powstaje SEM indukcji lub wzbudza się prąd indukcyjny pod wpływem zmiennego strumienia pola magnetycznego, wie, Ŝe reguła Lenza jest wyrazem zasady zachowania energii, na podstawie wykresu zaleŝności Φ(t) potrafi sporządzić wykres zaleŝności ε(t) potrafi zastosować wyraŝenie opisujące SEM indukcji Uczeń potrafi zastosować związek siły elektromotorycznej samoindukcji z szybkością zmian natęŝenia prądu. obliczać strumień magnetyczny, w prostych przypadkach obliczać SEM indukcji oraz natęŝenie prądu wzbudzanego pod wpływem zmiennego strumienia pola magnetycznego, uzasadnić kierunek prądu indukcyjnego. Uczeń potrafi wyznaczyć współczynnik samoindukcji solenoidu. Lekcja 18 Siła elektromotoryczna indukcji Powstawanie SEM w wirującym pręcie Ruch przewodnika na szynach w polu magnetycznym Ruch przewodnika na szynach nachylonych do poziomu w polu magnetycznym Powstawanie SEM indukcji na skrzydłach samolotu Powstawanie SEM indukcji w cewce indukcyjnej

13 E. Strugała, Propozycja planu wynikowego do przedmiotu fizyka i astronomia, WSzPWN Strona 13 Prąd przemienny (4 lekcje). Pytania i problemy s lekcja 1 i 2 Obwód drgający LC. Rezonans Lekcja 3 i 4 Prąd przemienny wie, co to jest obwód drgający LC, zna prawa Maxwella, wie, co to jest fala elektromagnetyczna, wie, Ŝe źródłem fali elektromagnetycznej jest obwód drgający LC. zna parametry prądu przemiennego z sieci miejskiej, wie, w jakim celu stosuje się transformator. potrafi opisać drgania w obwodzie LC, potrafi wyjaśnić, dlaczego w obwodzie LC mogą powstawać drgania elektromagnetyczne, zna i potrafi zastosować wzór na okres drgań własnych obwodu LC. wyjaśnić zasadę działania prądnicy prądu przemiennego, posługiwać się pojęciami napięcia i natęŝenia skutecznego, posługiwać się pojęciami pracy i mocy prądu przemiennego, wyjaśnić zasadę działania zastosowanie transformatora. ukazać analogie między drganiami obwodu LC i drganiami mechanicznymi, ukazać analogie między wielkościami charakteryzującymi drgania elektryczne i drgania mechaniczne, rozwiązać problemy dotyczące drgań elektrycznych. potrafi posługiwać się pojęciami oporu pojemnościowego i oporu indukcyjnego, zna prawo Ohma dla obwodu prądu przemiennego, potrafi opisać i wyjaśnić zasadę działania mierników i silników prądu przemiennego. 9. Drgania elektromagnetyczne. Prąd zmienny Lekcja 24 Prąd przemienny. Drgania elektryczne Jak dobrać pojemność kondensatora dla dostrojenia odbiornika do odpowiedniej częstotliwości? Zmiana zakresu długości fal w odbiorniku radiowym Obwód drgający RLC Dostosowanie Ŝarówki amerykańskiej do europejskiej sieci prądu przemiennego Inny sposób dostosowania Ŝarówki amerykańskiej do europejskiej sieci prądu

14 E. Strugała, Propozycja planu wynikowego do przedmiotu fizyka i astronomia, WSzPWN Strona 14 Drgania i fale mechaniczne (10 lekcji). Pytania i problemy s Drgania i fale mechaniczne Lekcja 1 i 2 Oscylator harmoniczny Lekcja 3 i 4 Wahadło matematyczne. Rezonans. wie, jakie ciało nazywamy oscylatorem harmonicznym, potrafi zdefiniować wielkości opisujące ruch drgający harmoniczny, wie, Ŝe ruch drgający harmoniczny odbywa się pod wpływem siły proporcjonalnej do wychylenia i zwróconej w stronę połoŝenia równowagi. Uczeń wie: Ŝe wahadło matematyczne jest wahadłem modelowym, od czego i jak uzaleŝniony jest okres drgań wahadła matematycznego. opisać przemiany energii w ruchu wahadła matematycznego, opisać (jakościowo) zjawisko rezonansu, przykłady zastosowania zjawiska rezonansu. potrafi przedstawić na wykresach zaleŝność wychylenia, prędkości i przyspieszenia od czasu, potrafi posługiwać się wyra- Ŝeniami opisującymi zaleŝność wychylenia, prędkości i przyspieszenia od czasu, zna wyraŝenie przedstawiające zaleŝność siły od wychylenia w ogólnym przypadku ruchu drgającego harmonicznego, zna wyraŝenia przedstawiające energię w ruchu harmonicznym. skonstruować wahadło, które moŝna uznać za matematyczne, wyjaśnić, kiedy wahadło wykonuje ruch harmoniczny, przedstawić na wykresie związek między okresem drgań i długością wahadła, wyjaśnić, na czym polega zjawisko rezonansu. zastosować wyraŝenie przedstawiające siłę do obliczenia okresu drgań własnych w ruchu harmonicznym, np. cięŝarka na spręŝynie, obliczać energię kinetyczną i energię potencjalną dla danej wartości wychylenia. zastosować wyraŝenie przedstawiające siłę do obliczenia okresu drgań własnych wahadła matematycznego, zaplanować sposób sprawdzenia poprawności związku pomiędzy okresem drgań i długością wahadła (doświadczenie Wahadło, podręcznik, str.208), rozwiązywać problemy dotyczące ruchu harmonicznego. Lekcja 19 Drgania mechaniczne. Oscylator harmoniczny Prędkość cięŝarka drgającego na spręŝynie Skoczek na trampolinie CięŜarek na drgającej desce Okres drgań cięŝarka na sprę- Ŝynie Drgania cieczy w U-rurce Drgania areometru zanurzonego w cieczy Pociąg przyszłości Lekcja 20 Wahadło matematyczne i wahadło fizyczne Wahadło sekundowe Wahadło w przyśpieszającym pojeździe Wahadło w rakiecie Wahadło fizyczne Lekcja 21 Energia oscylatora harmonicznego. Rezonans Kula na spręŝynie wykonująca ruch wahadłowy i obrotowy KrąŜek obracający się na spręŝynie Rezonans wahadła w wagonie kolejowym Niebezpieczny rezonans wagonów kolejowych

15 E. Strugała, Propozycja planu wynikowego do przedmiotu fizyka i astronomia, WSzPWN Strona 15 Lekcja 5 Fala harmoniczna Uczeń potrafi napisać i objaśnić wie, na czym polega rozchodzenie równanie fali harmonicznej. się fal mecha- nicznych, wie, co to jest fala harmoniczna, zna podstawowe wielkości słuŝące opisowi fal: długość, częstotliwość i prędkość, zna związek między tymi wielkościami, potrafi wymienić przykłady fali podłuŝnej i fali poprzecznej. Lekcja 6 i 7 Interferencja i dyfrakcja fal. Zasada Huyghensa. Lekcja 8 Elementy akustyki potrafi objaśnić zasadę Huyghensa, wie, na czym polega zjawisko interferencji fal harmonicznych. potrafi opisać fale akustyczne, wie, czym charakteryzuje się widmo dźwięku, potrafi wymienić subiektywne i obiektywne cechy dźwięku, wie, na czym polega zjawisko Dopplera. zastosować zasadę Huyghensa do zjawiska rozchodzenia się i nakładania fal, opisać zjawisko interferencji dwóch fal harmonicznych wysłanych przez jednakowe źródła, scharakteryzować fale stojące. wyjaśnić pojęcia: natęŝenie dźwięku, poziom natęŝenia dźwięku, próg słyszalności, próg bólu, wyjaśnić, na czym polega zjawisko Dopplera. wyjaśnić i uzasadnić, dlaczego występuje wzmocnienie i wygaszenie interferujących fal, uzasadnić połoŝenie węzłów i strzałek w jednowymiarowej fali stojącej, rozwiązywać problemy dotyczące ruchu falowego. Uczeń potrafi zinterpretować związek między poziomem natęŝenia i natęŝeniem. Lekcja 22 Fala harmoniczna. Fale stojące Równanie fali, prędkość i przyśpieszenie maksymalne cząsteczek Równanie fali, prędkość i przyśpieszenie cząsteczek w określonym miejscu i chwili Fala stojąca w strunie Fala stojąca w strunie Lekcja 23 Fale akustyczne. Efekt Dopplera Jak ocenić zakres dźwięków wydawanych przez organy? Jak dobrać moc głośnika? Jak długo trwa gwizd lokomotywy będącej w ruchu? Jakiej wysokości dźwięk słyszysz, gdy przejeŝdŝa obok ciebie motocykl? Namiar ultrasonograficzny okrętu nieprzyjaciela

16 E. Strugała, Propozycja planu wynikowego do przedmiotu fizyka i astronomia, WSzPWN Strona 16 Fale elektromagnetyczne (3 lekcje). Pytania i problemy s Lekcja 1 Uczeń potrafi opisać (jakościowo) Uczeń potrafi porównać właściwości Widmo fal elektromagnetycznych opisać widmo fal elektromagnetycznych, mechanizm powstawania fal elektromagnetycznych. fal z róŝnych zakresów widma. scharakteryzować poszczególne obszary widma, szczególnie w pobliŝu pro- Lekcja 2 i 3 Promieniowanie fal elektromagnetycznych. Podstawy łączności radiowej i telewizyjnej. mieniowania widzialnego. Uczeń wie: Ŝe drgający dipol jest źródłem fali elektromagnetycznej, na czym polega rozprzestrzenienie się fal elektromagnetycznych. wyjaśnić, dlaczego drgający dipol jest źródłem fal elektromagnetycznych, opisać zasady łączności radiowej, opisać zasady przekazu telewizyjnego. Uczeń potrafi wyjaśnić, na czym polega modulacja amplitudy i częstotliwości oraz detekcji fal.

17 E. Strugała, Propozycja planu wynikowego do przedmiotu fizyka i astronomia, WSzPWN Strona 17 Optyka (9 lekcji). Pytania i problemy z optyki fizycznej s ; z optyki geometrycznej s Optyka fizyczna 12. Optyka geometryczna Lekcja 1 Dyspersja światła. Załamanie i odbicie światła Lekcja 2 i 3 Dyfrakcja i interferencja światła. Polaryzacja Lekcja 4 i 5 Zwierciadła (opcjonalnie) potrafi sformułować prawo odbicia i załamania światła, potrafi zdefiniować współczynnik załamania, wie, na czym polega wewnętrzne odbicie, wie, Ŝe przy przejściu światła z jednego ośrodka do drugiego nie ulega zmianie częstotliwość (okres) fali, potrafi wyjaśnić przechodzenie światła przez pryzmat, wie na czym polega dyspersja światła. Uczeń wie: na czym polega zjawisko dyfrakcji i interferencji światła, jakie fale nazywamy falami spójnymi, na czym polega zjawisko polaryzacji światła, Ŝe polaryzacja świadczy o tym, iŝ fala elektromagnetyczna jest falą poprzeczną, co to jest widmo optyczne, do czego słuŝy spektroskop. potrafi wymienić rodzaje zwierciadeł, zna pojęcia: ognisko, ogniskowa, promień krzywizny, oś optyczna, zastosować prawo odbicia i załamania światła w prostych zadaniach, wyjaśnić, dlaczego występuje zjawisko dyspersji światła, wyjaśnić, jak zmienia się prędkość i długość fali przy przejściu z jednego ośrodka do drugiego. potrafi opisać i wyjaśnić powstawanie prąŝków interferencyjnych za pomocą siatki dyfrakcyjnej, potrafi wymienić sposoby polaryzowania światła, wie, w jakim celu stosuje się analizę spektralną. wie, Ŝe f = R/2, potrafi narysować bieg promieni w celu skonstruowania obrazów powstających w zwierciadle płaskim i kuli- Uczeń potrafi zaprojektować/wykonać doświadczenie w celu wyznaczenia współczynnika załamania światła (doświadczenie Snellius, podręcznik, s.289). potrafi zastosować warunek wzmocnienia i osłabienia fali do rozwiązywania problemów, potrafi opisać zastosowanie zjawiska interferencji światła, potrafi zastosować tzw. prawo Brewstera. potrafi graficznie uzasadnić, Ŝe f = R/2, potrafi zastosować równanie zwierciadła. Lekcja 26 Odbicie i załamanie światła Odchylenia promienia światła w pryzmacie Całkowite wewnętrzne odbicie światła w pryzmacie Co widzi nurek, patrząc z dołu na powierzchnię wody? Lekcja 27 Dyfrakcja i interferencja światła Jak dobrać odpowiednią siatkę dyfrakcyjną? Jak obliczyć szerokość widma na ekranie utworzonego przez siatkę dyfrakcyjną? Jak obliczyć odległość między prąŝkami widma utworzonego przez siatkę dyfrakcyjną? Znajdź wysokość zawieszenia latarni na podstawie pomiaru długości swojego cienia Lekcja 28 Prostoliniowy bieg promieni światła. Zwierciadła Jak optymalnie dobrać rozmiary zwierciadła płaskiego?

18 E. Strugała, Propozycja planu wynikowego do przedmiotu fizyka i astronomia, WSzPWN Strona 18 Lekcja 6 i 7 Soczewki potrafi zdefiniować powiększenie obrazu. Lekcja 8 i 9 Przyrządy optyczne. Lupa, okulary, luneta, mikroskop. wymienić rodzaje soczewek, zdefiniować zdolność skupiającą soczewki, obliczyć zdolność skupiającą soczewki o danej ogniskowej, opisać od czego i jak zaleŝy zdolność skupiająca soczewki. potrafi opisać budowę lupy, mikroskopu i lunety, wie, w jakim celu stosuje te przyrządy optyczne. stym, potrafi napisać i objaśnić równanie zwierciadła kulistego. narysować bieg promieni w celu skonstruowania obrazów w soczewkach, zastosować równanie soczewki do rozwiązywania zadań, obliczać zdolność skupiającą soczewki, znając promienie sfer ograniczających i współczynniki załamania. Uczeń potrafi wyjaśnić zasadę działania lupy, mikroskopu i lunety. wyjaśnić, na czym polega korekta wzroku za pomocą okularów, opisać, od czego uzaleŝnione jest powiększenie otrzymywane za pomocą poszczególnych przyrządów optycznych Czy potrafiłbyś określić wielkość Ziemi, mając takie dane, jakie miał Eratostenes? W jakiej odległości od twarzy naleŝy trzymać zwierciadło wklęsłe podczas makijaŝu? ZaleŜności geometryczne w zwierciadle wypukłym Połączenie zwierciadła wklęsłego z płaskim Lekcja 29 Pryzmat. Soczewka. Cz Kąt najmniejszego odchylenia światła w pryzmacie Projektujemy soczewkę szklaną Zdolność skupiająca szklanej soczewki w wodzie Układ soczewek w wodzie Lekcja 30 Pryzmat. Soczewka. Cz. II Dobierz okulary dla dalekowidza Dobierz nowe okulary dla krótkowidza Projektujemy obiektyw rzutnika Wada chromatyczna soczewki