Program nauczania fizyki i astronomii w liceum ogólnokształcącym, liceum profilowanym i technikum

Transkrypt

1 Romana Kantorek-Pałka Krzysztof Wójcik Program nauczania fizyki i astronomii w liceum ogólnokształcącym, liceum profilowanym i technikum Kształcenie w zakresie podstawowym i rozszerzonym

2 Videograf Edukacja Sp. z o.o Katowice, al. W. Korfantego 191 tel.: (0-32) , , fax: (0-32) office@videograf.pl Copyright by Videograf Edukacja Sp. z o.o. Katowice 2002 ISBN

3 SPIS TREŚCI 1. Wstęp Zadania szkoły Cele kształcenia Treści nauczania Proponowany przydział godzin w klasach liceum ogólnokształcącego, liceum profilowanego i technikum w ramach kształcenia w zakresie podstawowym Proponowany przydział godzin w klasach liceum ogólnokształcącego w ramach kształcenia w zakresie rozszerzonym Realizacja materiału w liceum ogólnokształcącym, liceum profilowanym i technikum w zakresie podstawowym Realizacja materiału w liceum ogólnokształcącym w zakresie rozszerzonym Procedury osiągania celów Zalecane formy organizacyjne Środki dydaktyczne Indywidualizacja procesu nauczania Standardy kształcenia Umiejętności uczniów Sprawdzanie i ocenianie osiągnięć uczniów Wewnątrzszkolne procedury sprawdzania i oceniania osiągnięć uczniów

4

5 1. WSTĘP Program nauczania fizyki i astronomii w liceum ogólnokształcącym, liceum profilowanym i technikum proponowany przez autorów zawiera zadania szkoły, cele edukacyjne i treści kształcenia, jakie obejmuje Podstawa programowa kształcenia ogólnego dla liceów profilowanych z dnia r. z późniejszymi zmianami oraz standardy wymagań będących podstawą przeprowadzania sprawdzianów i egzaminów z dnia r. W zreformowanej szkole może być zmienna liczba godzin przypadających na dany przedmiot. Proponowana przez MENiS w ramowych planach nauczania w szkołach publicznych 1 godzina w tygodniu w każdej klasie ledwie wystarcza na realizację podstawy programowej. Nie daje możliwości ani powtarzania, ani utrwalenia materiału, nie mówiąc już o jego rozszerzeniu. W znacznym stopniu zostaną ograniczone aktywne metody nauczania, znacznemu zubożeniu ulegnie zakres kontroli osiągnięć uczniów. O wiele lepsze efekty będzie można osiągnąć, mając do dyspozycji 2 godziny tygodniowo w każdej klasie. Każdy nauczyciel fizyki winien nakłonić dyrekcję liceum do takiego właśnie rozwiązania. Jest niezmiernie ważną sprawą, aby uczniowie mogli samodzielnie wykonywać określone badania i przeprowadzać eksperymenty. W zależności od liczby godzin, jakie będzie miał do dyspozycji nauczyciel, będzie on dokonywał wyboru zakresu materiału. Zakładamy, że nauczyciele będą mieli pełne kwalifikacje do nauczania fizyki. Następstwem idei sformułowanych w prezentowanym Programie będą opracowane na jego podstawie podręczniki. 2. ZADANIA SZKOŁY Edukacja szkolna polega na realizacji zadań w zakresie przekazywania uczniom rzetelnej wiedzy, kształcenia ich umiejętności i wychowawczego wspomagania ich rozwoju. Fizyka różni się od wielu nauk tym, że decydującą rolę odgrywa w niej doświadczenie. Ma więc szczególne zadanie do spełnienia. Zgodnie z Podstawą programową kształcenia w profilach dla liceów profilowanych nauczyciele fizyki mają do wykonania następujące zadania: 1. Wyrobienie u uczniów przekonania o istnieniu praw rządzących przebiegiem zjawisk w przyrodzie, życiu codziennym i technice. 2. Uporządkowanie i uzupełnienie wiedzy fizycznej i astronomicznej ucznia w celu pogłębienia rozumienia nauki, jej możliwości i ograniczeń. Realizacja tego zadania umożliwi uczniom przygotowanie się do studiów na kierunkach ścisłych, przyrodniczych, technicznych i medycznych. 3. Kształcenie umiejętności obserwacji zjawisk fizycznych i ich opisu. Uświadomienie uczniom roli eksperymentu i teorii w poznawaniu przyrody. 4. Wdrażanie uczniów do krytycznego korzystania ze źródeł informacji. 5. Kształcenie u uczniów postawy aktywnego współtwórcy informacji na podstawie własnych obserwacji, eksperymentów i przemyśleń. Rozwijanie u uczniów umiejętności prowadzenia dyskusji w sposób terminologicznie i merytorycznie poprawny. 6. Inspirowanie dociekliwości i postawy badawczej uczniów. 5

6 7. Uświadomienie uczniom znaczenia matematyki w budowaniu modeli i rozwiązywaniu problemów fizycznych. 8. Stworzenie warunków do planowania i prowadzenia eksperymentów oraz analizy ich wyników. 9. Wykorzystanie metod komputerowych do budowania modeli i analizy wyników doświadczeń. 10. Rozwijanie zainteresowania fizyką i astronomią. W liceach różnych typów i technikach uczniowie powinni kształcić swoje umiejętności wykorzystania zdobywanej wiedzy, aby w ten sposób lepiej przygotować się do pracy w warunkach współczesnego świata. Nauczyciele natomiast, realizując wymienione wyżej zadania, stwarzają uczniom warunki do nabywania tych umiejętności. 3. CELE KSZTAŁCENIA Nauczanie fizyki i astronomii w liceum i technikum, zgodne z celami edukacyjnymi zawartymi w podstawach programowych, powinno: 1. Uświadomić uczniowi istnienie praw obowiązujących w mikro- i makroświecie; ta świadomość ma budzić refleksję filozoficzno-przyrodniczą, wdrażać do logicznego myślenia. 2. Umożliwić dostrzeganie natury i struktury fizyki i astronomii, poznawanie rozwoju fizyki i jej związku z innymi naukami przyrodniczymi, zrozumienie roli fizyki w procesie przemian historyczno-społecznych, nabieranie szacunku dla nauki i jej twórców. 3. Przygotowywać ucznia do rozumnego odbioru i oceny informacji, a także odważnego uczestniczenia w dyskusji i formułowania opinii. Ułatwić nabywanie umiejętności prezentowania wyników własnej pracy, wykorzystywania informacji z różnych źródeł, posługiwania się technologią informacyjną. 4. Wskazywać znaczenie odkryć w naukach przyrodniczych dla rozwoju cywilizacji. Kształtować świadomość powiązania fizyki z techniką, medycyną, ekologią. 5. Kształtować świadomość szkodliwości dla zdrowia człowieka ubocznych skutków rozwoju techniki, np. promieniowania, hałasu. Wyzwalać aktywną postawę wobec zagrożeń środowiska. Przeciwdziałać wykorzystywaniu osiągnięć przez ludzi nieodpowiedzialnych, szukających doraźnych zysków bez wnikania w przyszłe następstwa swoich działań. 6. Rozwijać postawę opartą na wrażliwości, dociekliwości, wytrwałości, systematyczności, tj. cechach, które są niezbędne nie tylko w pracy i badaniach, ale także w życiu. 7. Pogłębiać świadomość użyteczności fizyki i piękna tego przedmiotu, co ułatwi uczniowi wybór kierunku dalszego kształcenia w szkole wyższej i może mieć pozytywny wpływ na przyszłe sukcesy zawodowe i życiowe. 6

7 4. TREŚCI NAUCZANIA 4.1. Proponowany przydział godzin w klasach liceum ogólnokształcącego, liceum profilowanego i technikum w ramach kształcenia w zakresie podstawowym, w wymiarze 1 godziny tygodniowo w klasie pierwszej i 2 godzin tygodniowo w klasie drugiej Przy podziale materiału na klasy przyjęto, że w roku szkolnym jest 30 tygodni efektywnej pracy dydaktycznej. KLASA I (30 godzin) 1. Fizyka a filozofia 2 godz. 2. Opis ruchu 8 godz. 3. Prawa ruchu 10 godz. 4. Pole grawitacyjne 7 godz. 5. Budowa i ewolucja wszechświata 3 godz. KLASA II (60 godzin) 1. Termodynamika i fizyka cząsteczkowa 10 godz. 2. Drgania i fale mechaniczne 10 godz. 3. Elektryczność i magnetyzm 20 godz. 4. Korpuskularno-falowy dualizm materii 10 godz. 5. Elementy fizyki jądrowej 5 godz Proponowany przydział godzin w klasach liceum ogólnokształcącego w ramach kształcenia w zakresie rozszerzonym. W każdej klasie nauczanie fizyki winno się odbywać w wymiarze minimum 2 godzin tygodniowo KLASA I (60 godzin) 1. Fizyka a filozofia 2 godz. 2. Wielkości fizyczne. Wektory i skalary 2 godz. 3. Kinematyka 12 godz. 4. Dynamika 14 godz. 5. Dynamika bryły sztywnej 8 godz. 6. Ciążenie powszechne 14 godz. 7. Elementy szczególnej teorii względności 8 godz. KLASA II (60 godzin) 1. Termodynamika i fizyka cząsteczkowa 15 godz. 2. Drgania i fale mechaniczne 13 godz. 3. Elektryczność i magnetyzm 27 godz. 4. Drgania elektryczne. Fale elektromagnetyczne 5 godz. 7

8 KLASA III (50 godzin) 1. Optyka geometryczna 10 godz. 2. Korpuskularno-falowy dualizm materii 25 godz. 3. Elementy fizyki jądrowej 5 godz. 4. Budowa i ewolucja wszechświata 10 godz Realizacja materiału w liceum ogólnokształcącym, liceum profilowanym i technikum w zakresie podstawowym, obowiązującym wszystkich uczniów Wymienione niżej osiągnięcia ucznia należy traktować jako wzorzec. Proces dydaktyczny jest stopniowym dochodzeniem do takich rozwiązań wzorcowych. Program nauczania dopuszcza pewną indywidualność postępowań w osiągnięciu końcowych efektów. KLASA I (30 godzin) Hasło programowe Temat lekcji Osiągnięcia ucznia. Uczeń potrafi: 8 Fizyka a filozofia Opis ruchu 1. Filozofia przyrody od czasów starożytnych do współczesności. 2. Filozofia ruchu. 3. Ruch jako zjawisko fizyczne, układy odniesienia. 4. Względność ruchu. Ruch jednostajny prostoliniowy. przedstawić rozwój człowieka, który zaczął zdawać sobie sprawę z otaczającego go świata, jego usiłowania poznawania praw przyrody. ustosunkować się do poglądów Arystotelesa dotyczących ruchu ciał. posługiwać się pojęciami położenia, przemieszczania ciał, drogi i toru ruchu; odróżnić stan ruchu od stanu spoczynku, klasyfikować ruchy ze względu na kształt toru, zależność przebytej drogi od czasu; opisać ruch postępowy i obrotowy bryły; zdefiniować układ odniesienia. omówić pojęcie względności ruchu oraz zilustrować pojęcie względności ruchu, spoczynku przykładem; dokonać wyboru układu odniesienia i opisać ruchy w tym układzie; podać cechy ruchu jednostajnego prostoliniowego; sporządzić wykresy zależności drogi i wartości prędkości od czasu dla ruchu jedostajnego prostoliniowego.

9 5 6. Ruch jednostajnie przyspieszony (i opóźniony). Swobodne spadanie ciał jako przykład ruchu jednostajnie przyspieszonego. 7. Ruch jednostajny po okręgu. Ruch jednostajnie przyspieszony po okręgu. 8. Transformacja Galileusza. Prędkość światła. Podstawowe postulaty szczególnej teorii względności Transformacja Lorentza. Wnioski wynikające z transformacji Lorenza. posługiwać się pojęciem prędkości średniej i chwilowej; posługiwać się pojęciem przyspieszenia; wyjaśnić sens fizyczny przyspieszenia (opóźnienia); posługiwać się wzorami wyrażającymi zależności położenia, wartości prędkości, przyspieszenia od czasu; podać przykład ruchu jednostajnie zmiennego, z jakimi spotykamy się w życiu codziennym. podać cechy ruchu jednostajnego po okręgu; wskazać przykłady ruchu po okręgu w przyrodzie i technice; wykorzystać związek prędkości liniowej i prędkości kątowej w ilościowym opisie ruchu; wyrazić przyspieszenie dośrodkowe przez różne wielkości opisujące ruch po okręgu; posługiwać się pojęciem przyspieszenia kątowego, przyspieszenia normalnego (dośrodkowego) i stycznego. wyeksponować równoważność wszystkich inercjalnych układów odniesienia; przedstawić transformację Galileusza; wyeksponować niezależność prędkości c od wyboru układu odniesienia; przedstawić podstawowe postulaty szczególnej teorii względności. ocenić rolę transformacji pomiędzy układami odniesienia; przejść od wzorów relatywistycznych do wzorów klasycznych (nierelatywistycznych); omówić względność pomiarów czasu dla różnych układów odniesienia, 9

10 Hasło programowe Temat lekcji Osiągnięcia ucznia. Uczeń potrafi: interpretować skrócenie długości i dylatację czasu; wyjaśnić relatywistyczne prawo składania prędkości; pokazać, że prędkość światła w próżni jest graniczną prędkością przekazywania informacji ; pokazać, że transformacja Galileusza jest przybliżeniem transformacji Lorentza dla zakresu małych prędkości v<<c. 10 Prawa ruchu 11. II zasada dynamiki. Opis ruchu ciał pod działaniem stałej siły. 12. Pojęcie pędu ciała. Ogólna postać II zasady dynamiki. Zasada zachowania pędu. 13. I zasada dynamiki jako zasada bezwładności. 14. Oddziaływania mechaniczne ciał i ich skutki. III zasada dynamiki. sformułować II zasadę dynamiki; zbadać doświadczalnie zależność przyspieszenia od działającej siły i masy ciała; opisać ruch ciał na równi pochyłej jako przykład ruchu pod działaniem stałej siły; wyjaśnić pojęcie masy jako miary bezwładności ciała. zdefiniować pęd jako wielkość fizyczną; posługiwać się wzajemnym związkiem pomiędzy siłą i zmianą pędu; wykorzystywać zasadę zachowania pędu w prostych przykładach wzajemnych oddziaływań; podać przykłady wykorzystywania zasady odrzutu. Napęd odrzutowy i jego wykorzystanie w przyrodzie i działalności człowieka. wskazać przykłady ciał, na które działają siły zrównoważone i niezrównoważone; wie, że zmiana stanu ruchu wymaga oddziaływania; wskazać przykłady inercjalnych układów odniesienia; posługiwać się pojęciem bezwładności. wskazać przykłady wzajemnego oddziaływania ciał i praktyczne zastosowanie III zasady dynamiki; wskazać i nazwać źródło sił działających na ciała.

11 15. Praca, moc i energia. posługiwać się pojęciem pracy i mocy; posługiwać się pojęciem energii; określić różne postacie energii oraz dokonać rozróżnienia pomiędzy pracą a energią; formułować zasadę zachowania energii mechanicznej. 16. Przyspieszenie dośrodkowe w ruchu po okręgu. Siła dośrodkowa Moment pędu względem punktu materialnego. Zasada zachowania momentu pędu. 19. Siły bezwładności. Nieinercjalne układy odniesienia poruszające się ruchem prostoliniowym i obracające się. posługiwać się pojęciem siły dośrodkowej i wyjaśniać jej właściwości; wyjaśnić, dlaczego siła dośrodkowa nie wykonuje pracy; obliczyć przyspieszenie dośrodkowe Ziemi w ruchu dookoła Słońca oraz Księżyca w ruchu wokół Ziemi. wskazać graficznie wektor momentu pędu jako iloczyn wektorowy; zdefiniować wektor momentu pędu (krętu); wykorzystać zasadę zachowania momentu pędu w praktyce. wskazać różnicę pomiędzy układami odniesienia inercjalnym i nieinercjalnym; podać interpretację pseudosił bezwładności; podać właściwości siły odśrodkowej. Ciążenie powszechne 20. Opory ruchu. Tarcie statyczne i dynamiczne. Tarcie toczne, łożyska toczne. 21. Prawo powszechnego ciążenia. Wyznaczenie stałej grawitacji. wykorzystywać pojęcie sił tarcia i oporów ośrodka; opisać ruch z tarciem na równi pochyłej; wyznaczyć współczynnik tarcia. zastosować prawo powszechnego ciążenia do opisu oddziaływań grawitacyjnych; opisać metody wyznaczania stałej grawitacji. 22. Ruchy planet i satelitów. Prawa Keplera. I prędkość kosmiczna. 23. Pole grawitacyjne. Masa i ciężar ciała. wyjaśnić i stosować prawa Keplera do opisu ruchu planety i satelitów; przedstawić typowe zastosowanie sztucznych satelitów Ziemi. stosować pojęcie pola grawitacyjnego i scharakteryzować jego własności; 11

12 Hasło programowe Temat lekcji Osiągnięcia ucznia. Uczeń potrafi: 12 Budowa i ewolucja wszechświata 24. Praca w polu grawitacyjnym. 25. Energia potencjalna grawitacji. Potencjał pola grawitacyjnego. II i III prędkość kosmiczna Rzut pionowy w górę i w dół. Rzut poziomy i ukośny. 28. Teorie początku i tworzenia się wszechświata. Związek Ziemi z aktywnością Słońca. 29. Galaktyki i ich układy. 30. Metoda kosmologiczna. Współczesny standardowy model wszechświata teoria wielkiego wybuchu. wyjaśnić różnice pomiędzy natężeniem pola grawitacyjnego i przyspieszeniem ziemskim; odróżniać pojęcie masy i ciężaru ciała oraz gęstości i ciężaru właściwego. zastosować pojęcie pracy wykonanej przy powolnym i jednostajnym przesuwaniu punktu materialnego w polu jednorodnym i centralnym; wykazać zachowawczość pola grawitacyjnego. stosować pojęcie energii potencjalnej grawitacji; odróżnić energię potencjalną od potencjału pola; posługiwać się pojęciami potencjału grawitacyjnego, II i III prędkości kosmicznej. zastosować zasadę zachowania energii do opisu ruchu ciał w polu grawitacyjnym; omówić zasadę niezależności ruchów dla złożonych ruchów krzywoliniowych. w krótkim zarysie potrafi prześledzić historię tworzenia wszechświata; wyznaczyć teoretycznie odległość Ziemia-Słońce; określić rozmiary Słońca, jego masę i gęstość; określić skład chemiczny Słońca; wyjaśnić wpływ Słońca na zjawiska zachodzące na Ziemi. dokonać właściwej selekcji informacji o galaktykach; przedstawić ruch galaktyk na podstawie prawa Hubble a. wyjaśnić, na czym polega zasada kosmologiczna; podać założenia modelu standardowego.

13 KLASA II (60 godzin) Hasło programowe Temat lekcji Osiągnięcia ucznia. Uczeń potrafi: Termodynamika i fizyka cząsteczkowa 1. Fizyczny sens temperatury. Zerowa zasada termodynamiki. Energia wewnętrzna. Ciepło. I zasada termodynamiki. 2. Podstawy teorii kinetyczno-molekularnej ciał stałych i cieczy. Własności termiczne ciał. 3. Założenia teorii kinetyczno-molekularnej gazu. Model gazu doskonałego i rzeczywistego Ciśnienie gazu w zamkniętym zbiorniku. Równanie stanu gazu doskonałego, równanie Clapeyrona. Praca siły zewnętrznej przy zmianie objętości gazu. 6. Przemiana izotermiczna i adiabatyczna Przemiana izochoryczna i izobaryczna. Ciepło molowe Cp i Cv gazów. wyjaśnić sens fizyczny temperatury; posługiwać się różnymi skalami temperatur i porównywać je; wyjaśnić pojęcie energii wewnętrznej, ciepła; opisać sposoby zmiany energii wewnętrznej. omówić założenia teorii kinetyczno- -molekularnej; wyjaśnić właściwości ciał stałych i cieczy na podstawie modelu mikroskopowej budowy materii. omówić kinetyczno-molekularną teorię gazów; omówić związek bezładnego ruchu cząsteczek gazu z temperaturą i energią; określić i wyjaśnić granice stosowalności modelu gazu doskonałego; opisać zjawiska potwierdzające teorię kinetyczno-molekularną budowy materii. omówić ciśnienie gazu w zbiorniku zamkniętym; omówić równanie stanu gazu i wynikające z niego równanie Clapeyrona; wyznaczać graficznie i algebraicznie wartość pracy przy rozprężaniu i sprężaniu gazu. stosować równanie stanu gazu doskonałego do opisu przemian gazowych; opisać sposoby zmiany energii wewnętrznej. zdefiniować ciepło właściwe molowe; wyjaśnić, ile wynosi ciepło właściwe molowe dla poszczególnych przemian 13

14 Hasło programowe Temat lekcji Osiągnięcia ucznia. Uczeń potrafi: 14 Drgania i fale mechaniczne 9. II zasada termodynamiki. Procesy odwracalne i nieodwracalne. 10. Zmiany stanów skupienia. Przemiany fazowe. 11. Prawo Hooke a. Model oscylatora harmonicznego i jego zastosowanie w opisie przyrody. V = const =>Cv p = const => Cp T = const =>CT => DQ = 0 => C A = 0 stosować równanie gazu doskonałego do opisu przemiany izochorycznej i adiabatycznej. zastosować II zasadę termodynamiki; wyjaśnić pojęcie cyklu termodynamicznego i sprawności silników cieplnych; wyjaśnić zasadę działania silnika cieplnego na wybranym przykładzie. wyjaśnić przebieg przemian fazowych na podstawie mikroskopowego modelu budowy materii; zaprojektować doświadczenie pozwalające wyznaczyć ciepło właściwe cieczy i ciała stałego; podać sposób wyznaczania ciepła topnienia i parowania; podać definicję utajonego ciepła przemiany fazowej na przykładach topnienia i parowania. sformułować ilościowo prawo Hooke a; posługiwać się definicją odkształcenia sprężystego; omówić różne rodzaje odkształceń sprężystych; określić granicę odkształceń sprężystych; posługiwać się wielkościami charakterystycznymi dla ruchu drgającego do opisu drgań periodycznych; posługiwać się równaniami ruchu w ilościowej interpretacji prostych ruchów harmonicznych; wyodrębnić ruch harmoniczny spośród różnych ruchów drgających.

15 12. Wahadło proste (matematyczne). Izochronizm drgań. 13. Siły i przemiany energii w ruchu drgającym. Tłumienie drgań. 14. Drgania wymuszone. Rezonans. 15. Fale w ośrodku sprężystym fale podłużne i poprzeczne. Wielkości charakteryzujące fale, równanie fali płaskiej. 16. Zasada Huygensa. Zjawisko dyfrakcji. 17. Interferencja fal. Fale stojące. wyznaczyć przyspieszenie ziemskie za pomocą wahadła; wyjaśnić, na czym polega izochronizm drgań. wyjaśnić przemiany energii w ruchu drgającym; przedstawić przykłady ruchów drgających; podać jakościowy opis skutków tłumienia przy różnych oporach ośrodka. podać jakościowy opis drgań wymuszonych; wyjaśnić rezonansowy przekaz energii; podać przykłady rezonansu w życiu codziennym. opisać własności ruchu falowego; przedstawić związki pomiędzy wielkościami opisującymi ruch falowy: l, T, f, w: fale biorące udział w tym ruchu to fale sinusoidalne. zdefiniować pojęcia: linia fazowa, powierzchnia falowa i czoło fali; wykorzystać zasadę Huygensa do opisu zachowań fal w różnych ośrodkach; wyjaśnić prawo odbicia i załamania fal w oparciu o zasadę Huygensa; powiązać efekt ugięcia fali z rozmiarami przeszkody. opisać zjawisko interferencji fal i powstawanie fali stojącej; określić warunki powstawania wzmocnienia i wygaszania drgań wskutek interferencji fali; wskazać położenie węzłów i strzałek fali stojącej; określić odległość pomiędzy węzłami i strzałkami fali. 15

16 Hasło programowe Temat lekcji Osiągnięcia ucznia. Uczeń potrafi: Elektryczność i magnetyzm 18. Powstawanie i rozchodzenie się fal akustycznych. Obiektywne i subiektywne cechy dźwięku. 19. Fale dźwiękowe w prętach, strunach i słupach powietrza. 20. Zjawisko Dopplera. Fala uderzeniowa. 21. Pole elektrostatyczne, natężenie pola. Praca w polu elektrostatycznym, energia potencjalna ładunku. 22. Potencjał pola elektrostatycznego, napięcie. Pojemność elektryczna przewodnika. Kondensatory. wyjaśnić zjawiska akustyczne na podstawie własności fal mechanicznych; przedstawić naturalne i sztuczne źródła dźwięków, ultra- i infradźwięków oraz ich zastosowanie; omówić różnice między tonami, dźwiękami, szmerami; omówić subiektywne cechy dźwięku (wysokość, barwa, głośność). wyjaśnić zjawisko powstawania fal stojących w strunach, prętach i drgających słupach powietrza; podać przykłady wykorzystania dźwięków w muzyce, technice, medycynie; przedstawić zagrożenia związane z hałasem. wyjaśnić zjawisko Dopplera dla fal dźwiękowych; wyjaśnić powstawanie fali uderzeniowej; zdefiniować liczbę Macha. przedstawić i wyjaśnić pojęcie pola elektrycznego, natężenie pola; omówić pracę w polu centralnym i jednorodnym; wyjaśnić, na czym polega zachowawczy charakter pola elektrycznego. posługiwać się pojęciem potencjału pola, różnicy potencjału, napięcia; przedstawić związek między natężeniem pola a potencjałem; posługiwać się pojęciem pojemności elektrycznej przewodnika odosobnionego i kondensatora, zdefiniować przewodnik odosobniony; obliczać pojemność zastępczą kondensatorów połączonych szeregowo i równolegle; wskazać zastosowanie kondensatora w technice; 16

17 23. Prąd elektryczny. Natężenie prądu. Prawo Ohma. Opór elektryczny przewodnika i przewodność elektryczna przewodników. 24. Praca i moc prądu elektrycznego. Ciepło Joule a Lenza. Prawo Ohma dla obwodu. 25. II i I prawo Kirchhoffa. 26. Przewodnictwo elektryczne ciał stałych, cieczy i gazów. Nadprzewodnictwo. napisać wzór na energię pola elektrycznego. wyjaśnić pojęcie przepływu prądu elektrycznego; posługiwać się pojęciem natężenia prądu; stosować prawo Ohma do wyjaśnienia zjawisk zachodzących w obwodach prądu stałego; określić zależność oporu elektrycznego i przewodności elektrycznej od parametrów geometrycznych przewodnika i rodzajów materiału. obliczyć pracę wykonaną przez prąd elektryczny w dowolnym odbiorniku energii; obliczyć ciepło wydzielone w przewodniku podczas przepływu prądu elektrycznego; omówić rolę źródła prądu w obwodzie elektrycznym; podać przykłady źródeł prądu stałego; omówić pojęcie siły elektromotorycznej i oporu wewnętrznego ogniwa. stosować prawa Kirchhoffa do rozwiązywania prostych obwodów elektrycznych; interpretować prawa Kirchhoffa jako prawa przyrody (szczególne sformułowania zasad zachowania energii i ładunku); podać wzory dotyczące szeregowego i równoległego łączenia przewodników i ogniw galwanicznych. omówić naturę nośników ładunku elektrycznego w każdym przypadku; wyjaśnić zjawisko przepływu prądu elektrycznego w półprzewodnikach i metalach; omówić zastosowanie półprzewodników w technice; 17

18 Hasło programowe Temat lekcji Osiągnięcia ucznia. Uczeń potrafi: Oddziaływanie pola magnetycznego na przewodnik przewodzący prąd elektryczny i swobodną cząstkę naładowaną. 28. Pole magnetyczne przewodników z prądem. Prawo Ampčre a. Strumień indukcji magnetycznej. 29. Ruch cząstki naładowanej w polu elektrycznym i magnetycznym Zjawisko indukcji elektromagnetycznej. Prawo indukcji Faradaya. Reguła Lenza. Energia pola magnetycznego. 32. Prądnica prądu przemiennego. 33. Prąd przemienny. Natężenie i napięcie skuteczne. Praca prądu przemiennego. omówić praktyczne zastosowanie nadprzewodnictwa; omówić rolę elektronów swobodnych w zjawiskach przechodzenia prądu elektrycznego i ciepła. wyjaśnić warunki powstawania siły elektrodynamicznej; zdefiniować wektor indukcji magnetycznej; omówić siłę Lorentza. omówić pole magnetyczne wokół przewodnika prostoliniowego, kołowego i solenoidu; sformułować prawo Ampčre a w najprostszej postaci; posługiwać się pojęciem strumienia indukcji magnetycznej. opisać ruch cząstek naładowanych w polu elektrycznym i magnetycznym; przedstawić zastosowanie zjawiska ruchu cząstek naładowanych w polu elektrycznym i magnetycznym w technice. opisać zjawisko indukcji elektromagnetycznej; wyjaśnić powstawanie SEM indukcji i prądu indukcyjnego; posługiwać się pojęciem SEM indukcji; interpretować regułę kierunkową Lenza jako prawo przyrody (zasada zachowania energii); napisać wzór na energię pola magnetycznego. opisać działanie prądnicy prądu przemiennego. wyjaśnić zjawisko przepływu prądu przemiennego oraz posługiwać się pojęciami napięcia i natężenia skutecznego;

19 Korpuskularno- -falowa natura materii 34. Budowa i zasada działania transformatora. 35. Drgania elektromagnetyczne w obwodach zamkniętych. 36. Przemiany energii podczas drgań obwodu. 37. Rezonans obwodów. Analogia między drganiami elektrycznymi i mechanicznymi. 38. Prawa Maxwella. 39. Powstawanie i rozchodzenie się fal elektromagnetycznych. 40. Światło jako fala elektromagnetyczna. Prędkość światła i jego pomiar. 41. Prawo odbicia i załamania światła. Całkowite wewnętrzne odbicie. 42. Rozszczepienie światła białego w pryzmacie. Widmo promieniowania. 43. Dyfrakcja i interferencja światła. posługiwać się pojęciem pracy prądu przemiennego. omówić budowę i zasadę działania transformatora; przedstawić zastosowanie transformatorów. omówić drgania ładunku lub natężenia prądu w obwodzie LC. określić przemiany energii w obwodzie LC. wyjaśnić i podać warunek rezonansu dla obwodu elektrycznego LC; wyjaśnić pojęcia rezonansu napięć i prądów. wyjaśnić związki: zmienne pole elektryczne wirowe pole magnetyczne; zmienne pole magnetyczne wirowe pole elektryczne. wyjaśnić na podstawie obwodu drgającego otwartego powstawanie fal elektromagnetycznych; omówić własności i zastosowanie fal elektromagnetycznych. podać przykłady metod pomiaru prędkości światła; wyjaśnić podstawowe zjawiska związane z rozchodzeniem się światła. opisać prawo odbicia i załamania; wyjaśnić zjawisko całkowitego wewnętrznego odbicia i jego zastosowanie. opisać przejście światła przez pryzmat; wskazać zależność barwy widmowej od częstotliwości fali; opisać różne barwy ciał; wyjaśnić pojęcie barwy i koloru. omówić doświadczenie Younga; przedstawić zjawisko przejścia światła przez siatkę dyfrakcyjną; 19

20 Hasło programowe Temat lekcji Osiągnięcia ucznia. Uczeń potrafi: Polaryzacja światła. 45. Zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne. 46. Wytwarzanie i właściwości promieni Roentgena. Zastosowanie promieni Roentgena. 47. Widma rentgenowskie. Widmo charakterystyczne. Granica krótkofalowa. 48. Hipoteza de Broglie a. 49. Widmo ciągłe promieniowania termicznego. Podczerwień i nadfiolet. 50. Model budowy atomu Bohra. 51. Widma optyczne gazów jednoatomowych. Serie widmowe na przykładzie wodoru. wyznaczyć długość fali świetlnej za pomocą siatki dyfrakcyjnej; wyjaśnić pojęcie spójności światła. wyjaśnić pojęcie polaryzacji; omówić polaryzację światła przez odbicie i przez podwójne załamanie światła; zdefiniować kąt Brewstera. wyjaśnić znaczenie tego zjawiska; omówić nieprzydatność teorii falowej światła do opisu tego zjawiska; podać związek między kwantowym i falowym opisem światła; omówić prawa opisujące zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne. wyjaśnić, jak powstają promienie rentgenowskie; wskazać zastosowanie promieni rentgenowskich w medycynie i technice. wyjaśnić, jakie widmo ma promieniowanie rentgenowskie; wyznaczyć krótkofalową granicę widma. wyjaśnić hipotezę de Broglie a, wyjaśnić dualizm korpuskularno-falowy; omówić zjawisko dyfrakcji elektronów. omówić właściwości promieniowania podczerwonego i nadfioletowego; wskazać przykłady zastosowań podczerwieni i nadfioletu. omówić model atomu Bohra; wyjaśnić strukturę widma optycznego wodoru. zastosować spektroskop do obserwacji widm ciał świecących;

21 Elementy fizyki jądrowej 52. Analiza widmowa i jej zastosowanie. 53. Budowa i zasada działania lasera. 54. Odkrycie promieniotwórczości. Własności promieniowania a, b, g. 55. Prawo rozpadu promieniotwórczego, sztuczne przemiany jądrowe. 56. Izotopy promieniotwórcze i ich zastosowanie. 57. Energia wiązania jądrowego. Reakcje rozszczepienia i syntezy (fuzji) jąder atomowych. 58. Energetyka jądrowa. korzystać z założenia modelu Bohra dla wyjaśnienia dyskretnego rozkładu energii atomów. wyjaśnić powstawanie widm emisyjnych i absorpcyjnych; wyjaśnić, jakie informacje można uzyskać, znając położenie linii widmowych. omówić zasadę działania lasera i jego zastosowanie. opisać zjawiska promieniotwórczości naturalnej; scharakteryzować rozpady a, b oraz emisję promieniowania g. interpretować prawo rozpadu promieniotwórczości; przedstawić zastosowanie pierwiastków promieniotwórczych i zagrożenia związane z ich wykorzystaniem. przedstawić składniki jąder atomowych, ich masy i ładunki; omówić pojęcie izotopów. objaśnić pojęcie niedoboru masy; wyjaśnić pojęcie energii wiązania jądra; przedstawić reakcję rozszczepienia jądra atomowego; przeprowadzić dla niej bilans energetyczny; wyjaśnić przebieg reakcji. przedstawić budowę i zasadę działania reaktora jądrowego; przedstawić zastosowanie energii jądrowej. Podstawą do realizacji powyższych treści nauczania są wiadomości i umiejętności z zakresu mechaniki, elektromagnetyzmu, a w szczególności prądu elektrycznego, prawo Ohma i Kirchhoffa, fizyki cząsteczkowej i optyki, wyniesione przez ucznia z gimnazjum. Nawiązanie do nich w trakcie realizacji poszczególnych haseł jest niezbędne. 21

22 4.4. Realizacja materiału materiału w liceum ogólnokształcącym w zakresie rozszerzonym KLASA I (60 godzin) Hasło programowe Temat lekcji Osiągnięcia ucznia. Uczeń potrafi: Fizyka a filozofia 1. Filozofia przyrody od czasów starożytnych do chwili obecnej. Rozwój badań astronomicznych i astrofizycznych. 2. Filozofia ruchu. omówić etapy rozwoju poglądów człowieka na otaczający go świat, jego usiłowania poznawania i rozpoznawania przyrody. ustosunkować się do poglądów Arystotelesa dotyczących ruchu ciał. Wielkości fizyczne. Wektory i skalary. Kinematyka punktu materialnego 3. Działania na wektorach. Iloczyn skalarny i wektorowy. Mnożenie wektora przez liczbę. 4. Układy jednostek. Międzynarodowy układ SI. 5. Ruch jako zjawisko fizyczne. Układy odniesienia. Względność ruchu. 6. Ruch jednostajny prostoliniowy. podać cechy wielkości skalarnych i wektorowych; dodawać i odejmować wektory; posługiwać się pojęciem iloczynu skalarnego i wektorowego. omówić procesy mierzenia wielkości fizycznych; zdefiniować wielkości (i jednostki) podstawowe i pochodne; omówić konstrukcję układu SI. posługiwać się pojęciami położenia, przemieszczenia, drogi i toru; odróżnić stan ruchu od stanu spoczynku; klasyfikować ruchy ze względu na kształt toru; klasyfikować ruchy ze względu na zależność drogi od czasu; rozróżniać układy odniesienia; wyjaśnić pojęcie względności ruchu; odróżniać ruch postępowy od ruchu obrotowego. podać charakterystykę ruchu jednostajnego; sporządzić wykresy prędkości i drogi od czasu w ruchu jednostajnym prostoliniowym; odczytać odpowiednie dane z wykresu; 22

23 Dynamika punktu materialnego 7 9. Ruch jednostajnie przyspieszony i opóźniony. Swobodny spadek ciał jako przykład ruchu jednostajnie zmiennego. Doświadczalne badanie zależności v=f(t), s=f(t) Ruch jednostajny i jednostajnie przyspieszony po okręgu Rozwiązywanie zadań problemowych i rachunkowych Godziny do dyspozycji nauczyciela. 17. II zasada dynamiki. 18. Pojęcie pędu ciała. Ogólna postać II zasady dynamiki. Zasada zachowania pędu. zaprojektować doświadczenie pozwalające badać ten ruch. posługiwać się pojęciem przyspieszenia; podać jego sens fizyczny; sporządzać wykresy zależności położenia, prędkości, przyspieszenia od czasu w ruchu jednostajnie przyspieszonym i opóźnionym; podać przykład ruchu jednostajnie zmiennego w otoczeniu; zaprojektować doświadczenie pozwalające zbadać ruch jednostajnie przyspieszony; dokonać wyboru zestawu eksperymentalnego. podać parametry ruchu jednostajnego po okręgu; wskazać przykłady ruchu po okręgu w przyrodzie i technice; wykorzystać związek prędkości liniowej i kątowej do ilościowego opisu ruchu; wyrazić przyspieszenie dośrodkowe przez inne wielkości opisujące ruch po okręgu; posługiwać się pojęciem przyspieszenia kątowego, przyspieszenia normalnego (dośrodkowego) i przyspieszenia stycznego. zbadać doświadczalnie zależność przyspieszenia od działającej siły i masy; wyjaśnić pojęcie masy jako miary bezwładności ciała. stosować pojęcie pędu; posługiwać się wzajemnym związkiem pomiędzy siłą i zmianą pędu; 23

24 Hasło programowe Temat lekcji Osiągnięcia ucznia. Uczeń potrafi: 19. I zasada dynamiki jako zasada bezwładności. 20. Oddziaływania mechaniczne ciał i ich skutki. III zasada dynamiki. 21. Siły w ruchu po okręgu. 22. Pojęcie pracy mechanicznej i mocy. 23. Energia mechaniczna. Zasada zachowania energii. 24. Opory ruchu. Tarcie. 25. Opis ruchu ciał na równi pochyłej. wykorzystywać zasadę pędu w prostych przykładach wzajemnych oddziaływań; podać przykłady wykorzystywania napędu odrzutowego w przyrodzie i w działalności człowieka. wskazać przykłady ciał, na które działają siły zrównoważone i niezrównoważone; wie, że zmiana stanu ruchu wymaga oddziaływania; wskazać przykłady inercjalnych układów odniesienia; stosować pojęcie bezwładności. wskazać przykłady wzajemnego oddziaływania ciał i praktyczne zastosowanie III zasady dynamiki; wskazać i nazwać źródła sił działających na ciała; sprawdzić doświadczalnie słuszność III zasady dynamiki. posługiwać się pojęciem siły dośrodkowej i wyjaśnić jej własności; obliczyć przyspieszenie dośrodkowe Ziemi w ruchu dookoła Słońca i Księżyca dookoła Ziemi. posługiwać się pojęciem pracy i mocy. posługiwać się pojęciem energii; formułować zasadę zachowania energii mechanicznej; stosować ją do rozwiązywania problemów związanych z ruchem; odróżniać pojęcie pracy i energii. wykorzystać pojęcie sił tarcia i oporu ośrodka; omówić rodzaje tarcia; omówić znaczenie tarcia w przyrodzie. opisywać ruch ciał na równi pochyłej. 24

25 Dynamika bryły sztywnej 26. Siły bezwładności w układzie odniesienia poruszającym się ruchem prostoliniowym i w układzie obracającym się Moment pędu względem punktu. Zasada zachowania momentu pędu Godziny do dyspozycji nauczyciela. 31. Podstawowe wiadomości o ruchu postępowym i obrotowym bryły sztywnej. 32. II zasada dynamiki ruchu obrotowego. Moment bezwładności. Twierdzenie Steinera. 33. I zasada dynamiki ruchu obrotowego. 34. Energia kinetyczna w ruchu obrotowym. 35. Ogólna postać II zasady dynamiki ruchu obrotowego. 36. Moment pędu bryły sztywnej. Zasada zachowania momentu pędu. wykazać różnicę warunków dynamiki w układzie inercjalnym i nieinercjalnym; zdefiniować pseudosiły bezwładności; podać właściwości siły odśrodkowej; omówić zasadę równoważności, sił grawitacji i sił bezwładności. graficznie przedstawić wektor momentu pędu; wykorzystać zasadę zachowania momentu pędu w praktyce. posługiwać się pojęciem bryły sztywnej; zdefiniować ruch postępowy i obrotowy bryły sztywnej; określić wielkości kinematyczne i dynamiczne charakteryzujące ruch obrotowy. podać zależność przyspieszenia kątowego od momentu siły i momentu bezwładności; posługiwać się pojęciem bezwładności bryły; posługiwać się twierdzeniem Steinera. podać pierwszą zasadę dynamiki ruchu obrotowego; podać przykłady zjawisk, które możemy wytłumaczyć, opierając się na I zasadzie dynamiki ruchu obrotowego ciała sztywnego. posługiwać się pojęciem energii kinetycznej dla ruchu obrotowego. wyjaśnić postać ogólną II zasady dynamiki ruchu obrotowego. posługiwać się pojęciem momentu pędu; zastosować zasadę momentu pędu do wytłumaczenia zjawiska piruetu łyżwiarza. 25

26 Hasło programowe Temat lekcji Osiągnięcia ucznia. Uczeń potrafi: Ciążenie powszechne Godziny do dyspozycji nauczyciela. 39. Prawo powszechnego ciążenia. Wyznaczenie stałej grawitacji Ruchy planet i satelitów. Prawa Keplera. I prędkość kosmiczna. 42. Pole grawitacyjne. Masa i ciężar ciała. 43. Pole grawitacyjne w pobliżu Ziemi Praca i energia potencjalna ciężkości w centralnym polu sił grawitacyjnych. II i III prędkość kosmiczna Rzut pionowy Rzut poziomy i ukośny. zastosować prawo powszechnego ciążenia do opisu oddziaływań grawitacyjnych; omówić metodę wyznaczania stałej grawitacji. wyjaśnić i stosować prawa Keplera do opisu ruchów planet i satelitów; przedstawić typowe zastosowanie sztucznych satelitów Ziemi; posługiwać się pojęciem I prędkości kosmicznej; pokazać związek III prawa Keplera z prawem powszechnego ciążenia. stosować pojęcie pola grawitacyjnego i scharakteryzować jego własności; wyjaśnić różnice pomiędzy natężeniem pola grawitacyjnego i przyspieszeniem ziemskim; odróżniać pojęcie masy i ciężaru ciała; odróżniać pojęcie gęstości i ciężaru właściwego. określić pracę wykonaną w pobliżu powierzchni Ziemi; wyjaśnić zachowawczy charakter pola. stosować pojęcie energii potencjalnej, potencjału; określić wartość II i III prędkości kosmicznej. zastosować zasadę zachowania energii do opisu ruchów w polu grawitacyjnym. zastosować zasadę zachowania energii do opisu ruchu ciał w polu grawitacyjnym; omówić zasadę niezależności ruchów dla złożonych ruchów krzywoliniowych. 26

27 Elementy szczególnej teorii względności 50. Przeciążenie i nieważkość Godziny do dyspozycji nauczyciela. 53. Transformacja Galileusza. Prędkość światła w różnych układach odniesienia. 54. Podstawowe postulaty szczególnej teorii względności Transformacja Lorentza. Wnioski z transformacji Lorentza. 57. Względność wymiarów przestrzennych. 58. Relatywistyczne prawo dodawania prędkości Dynamika relatywistyczna. określić pojęcie stanu nieważkości i stanu przeciążenia, podać przykłady; wyjaśnić zasadę równoważności sił grawitacji i sił bezwładności. przedstawić transformację Galileusza; omówić sposoby wyznaczania prędkości światła. wyeksponować równoważność wszystkich inercjalnych układów odniesienia; podać postulaty szczególnej teorii względności. ocenić rolę transformacji pomiędzy układami; omówić względność czasu i dylatację czasu; przejść od wzorów relatywistycznych do wzorów klasycznych (nierelatywistycznych) w granicy niewielkich prędkości. omówić skrócenie Lorentza; pokazać, że transformacja Galileusza jest przybliżeniem transformacji Lorenza dla zakresu małych prędkości v<<c. napisać relatywistyczne prawo dodawania prędkości; określić prędkość światła jako graniczną prędkość przesyłania sygnałów. omówić pojęcie pędu relatywistycznego; określić energię spoczynkową i kinetyczną; znaleźć związek między energią, pędem i masą; określić pojęcie siły związane z pędem relatywistycznym. 27

28 28 KLASA II (60 godzin) Hasło programowe Temat lekcji Osiągnięcia ucznia. Uczeń potrafi: Termodynamika i fizyka cząsteczkowa 1. Podstawowe pojęcia termodynamiki. Zerowa zasada termodynamiki. 2. Równoważność ciepła i pracy. Pierwsza zasada termodynamiki. 3. Podstawy teorii kinetyczno-molekularnej ciał stałych i cieczy. 4. Rozszerzalność termiczna cieczy i ciał stałych. 5. Pojęcie ilości ciepła, pojemność cieplna. Ciepło właściwe cieczy i ciał stałych. 6. Założenia teorii kinetyczno-molekularnej gazu. Model gazu doskonałego i rzeczywistego. wyjaśnić pojęcie energii wewnętrznej; wskazać, że energia wewnętrzna jest funkcją stanu; wyjaśnić pojęcie ciepła; wyjaśnić sens fizyczny temperatury; omówić zerową zasadę termodynamiki; omówić skale termometryczne. wyjaśnić, na czym polega równoważność ciepła i pracy; omówić sposoby zmiany energii wewnętrznej ciała. omówić założenia teorii kinetyczno-molekularnej; wyjaśnić właściwości cieczy i ciał stałych, opierając się na modelu mikroskopowej budowy materii. omówić rozszerzalność termiczną cieczy; wyjaśnić anomalną rozszerzalność termiczną wody; wskazać znaczenie tego zjawiska w przyrodzie; wyjaśnić sens fizyczny ciepła właściwego cieczy. omówić rozszerzalność termiczną ciał stałych; znaleźć zastosowanie tego zjawiska w technice; wyjaśnić sens fizyczny ciepła właściwego ciał stałych; zdefiniować pojemności cieplne ciała. omówić kinetyczno-molekularną teorię gazów; omówić związek ruchu bezładnego cząsteczek gazu z temperaturą i energią; określić i wyjaśnić granicę stosowalności modelu gazu doskonałego.

29 7. Ciśnienie gazu w zbiorniku zamkniętym. Praca siły zewnętrznej przy zmianie objętości Przemiana izochoryczna i izobaryczna. Ciepło molowe cp i cv gazów. 10. Przemiana izotermiczna i adiabatyczna. Ciepło molowe gazu w przemianie adiabatycznej i izotermicznej. 11. Równanie stanu gazu doskonałego. Równanie Clapeyrona. 12. Cykl Carnota. Druga zasada termodynamiki. Procesy odwracalne i nieodwracalne. Silniki cieplne. 13. Przemiany fazowe Godziny do dyspozycji nauczyciela. omówić ciśnienie gazu w zbiorniku zamkniętym; wyznaczyć graficznie i algebraicznie wartość pracy przy sprężaniu i rozprężaniu gazów. stosować równanie gazu doskonałego do opisu przemiany izochorycznej i izobarycznej; zdefiniować molowe ciepło właściwe; wyjaśnić, ile wynosi molowe ciepło właściwe dla przemiany izochorycznej i izobarycznej. stosować równanie stanu gazu doskonałego do opisu przemiany izotermicznej i adiabatycznej; opisać zmiany energii wewnętrznej; wyjaśnić, ile wynosi molowe ciepło właściwe w przemianie izotermicznej i adiabatycznej. omówić równanie stanu gazu i wynikające z niego równanie Clapeyrona. stosować drugą zasadę termodynamiki; wyjaśnić pojęcie cyklu termodynamicznego i sprawności silników cieplnych; wyjaśnić zasadę działania silnika cieplnego na wybranym przykładzie. wyjaśnić zmiany stanu skupienia ciał na podstawie mikroskopowego modelu budowy materii; zaprojektować doświadczalne wyznaczanie ciepła właściwego dla ciała stałego i cieczy; wyjaśnić pojęcie utajonego ciepła przemiany; zaprojektować, jak doświadczalnie wyznaczyć ciepło topnienia i parowania. 29

30 Hasło programowe Temat lekcji Osiągnięcia ucznia. Uczeń potrafi: Drgania i fale mechaniczne 16. Właściwości sprężyste ciał stałych. Prawo Hooke a. Energia potencjalna sprężystości. 17. Model oscylatora harmonicznego i jego zastosowanie w opisie przyrody. 18. Wahadło proste (matematyczne). Izochronizm drgań. 19. Siły i przemiany energii w ruchu drgającym. Tłumienie drgań. 20. Drgania wymuszone. Rezonans. 21. Fale w ośrodku sprężystym. Wielkości charakteryzujące fale. Równanie fali płaskiej. 22. Zasada Huygensa. Zjawisko dyfrakcji. wyjaśnić właściwości sprężyste ciał stałych; zastosować prawo Hooke a; omówić energię potencjalną sprężystości. posługiwać się równaniami ruchu w ilościowej interpretacji prostych ruchów harmonicznych; wyodrębnić ruchy harmoniczne spośród różnych ruchów drgających; posługiwać się wielkościami charakterystycznymi dla ruchu drgającego do opisu drgań periodycznych. wyznaczyć przyspieszenie ziemskie za pomocą wahadła prostego (matematycznego); wyjaśnić izochronizm drgań. wyjaśnić przemianę energii w ruchu drgającym; przedstawić przykłady ruchów drgających; podać ilościowy opis skutków tłumienia przy różnych oporach ośrodka. podać jakościowy opis drgań wymuszonych; wyjaśnić rezonansowy przekaz energii; podać przykłady rezonansu w życiu codziennym. opisać właściwości ruchu falowego; przedstawić związki pomiędzy wielkościami opisującymi ruch falowy: l, T, f, w: fale biorące udział w tym ruchu to fale sinusoidalne. zdefiniować pojęcia: linia fazowa, powierzchnia falowa i czoło fali; wykorzystać zasadę Huygensa do opisu zachowań fal w różnych ośrodkach; 30

31 Elektryczność i magnetyzm 23. Interferencja fal. Fale stojące. 24. Powstawanie i rozchodzenie się fal akustycznych. Obiektywne i subiektywne cechy dźwięku. 25. Fale dźwiękowe w prętach, strunach i słupach powietrza. 26. Zjawisko Dopplera. Fala uderzeniowa Godziny do dyspozycji nauczyciela. 29. Budowa materii i elektryczne własności ciał. Przewodnictwo elektryczne gazów. Wyładowania w gazach rozrzedzonych. opisać zjawisko odbicia i załamania fal w oparciu o zasadę Huygensa; powiązać wynik ugięcia fali z rozmiarami przeszkody. opisać interferencję fal i falę stojącą; określić warunki powstawania wzmocnień i wygaszeń drgań wskutek interferencji fal; wskazać rozkład węzłów i strzałek fali stojącej. wyjaśnić zjawiska akustyczne na podstawie własności fal mechanicznych; przedstawić naturalne i sztuczne źródła dźwięków; opisać właściwości ultra- i infradźwięków oraz podać ich zastosowanie. wyjaśnić zjawisko powstawania fal stojących w prętach, strunach i drgających słupach powietrza; podać przykłady wykorzystania dźwięków w muzyce, technice, medycynie; opisać i sklasyfikować różne zjawiska akustyczne; zdefiniować skalę głośności i powiązać ją z natężeniem dźwięku; przedstawić zagrożenia związane z hałasem. omówić zjawisko Dopplera dla fal dźwiękowych; podać definicję liczby Macha; omówić właściwości fali uderzeniowej. posługiwać się podstawowym modelem przewodnictwa elektrycznego ciał; przedstawić czynniki jonizujące gaz; omówić nośniki ładunku w gazach; 31

32 Hasło programowe Temat lekcji Osiągnięcia ucznia. Uczeń potrafi: 32 Przewodnictwo elektryczne cieczy. 30. Wzajemne oddziaływanie ciał naelektryzowanych. Prawo Coulomba. 31. Pole elektrostatyczne. Zasada superpozycji pól. 32. Sposoby elektryzowania ciał. Zasada zachowania ładunku elektrycznego. 33. Praca w centralnym i jednorodnym polu elektrostatycznym. Energia potencjalna ładunku. 34. Potencjał pola elektrostatycznego. Napięcie. 35. Pojemność elektryczna przewodnika. Kondensatory. 36. Ruch cząstki naładowanej w polu elektrostatycznym. 37. Pojęcie prądu elektrycznego i warunki jego przepływu. wyjaśnić, na czym polega przewodnictwo gazów i cieczy; wyjaśnić zjawisko dysocjacji elektrolitycznej. stosować prawo Coulomba do opisu zjawisk elektrostatycznych; określić, jak zmienia się siła wzajemnego oddziaływania ładunków elektrycznych w zależności od ośrodka, w którym je umieszczamy. przedstawić i wyjaśnić pojęcia pola elektrostatycznego i natężenia pola elektrycznego; wyjaśnić i zastosować zasadę superpozycji pól. wyjaśnić różne sposoby elektryzowania ciał oraz zasadę zachowania ładunku elektrycznego. zastosować pojęcie pracy w polu elektrostatycznym centralnym i jednorodnym; stosować pojęcie energii potencjalnej. posługiwać się pojęciem potencjału pola elektrostatycznego, różnicy potencjałów napięcia. posługiwać się pojęciem pojemności elektrycznej przewodnika i kondensatora; przedstawić zastosowanie kondensatorów w technice; wyjaśnić, jaką energię posiada naładowany kondensator. omówić ruch cząstki naładowanej w jednorodnym polu elektrostatycznym; omówić budowę lampy obrazowej (kineskopowej i oscyloskopowej). podać warunki przepływu prądu; podać przykłady źródeł prądu stałego oraz omówić ich własności.

33 38. Prawo Ohma dla przewodnika (części obwodu elektrycznego). 39. Wyznaczenie oporu elektrycznego przez pomiar napięcia i natężenia prądu. 40. Praca i moc prądu elektrycznego. Skutki przepływu prądu elektrycznego. 41. Siła elektromotoryczna i opór wewnętrzny źródła prądu. 42. Prawo Ohma dla obwodu. Bilans energii w obwodzie elektrycznym II i I prawo Kirchhoffa. sformułować prawo Ohma (w postaci makroskopowej); zdefiniować pojęcia: opór elektryczny i przewodność elektryczna przewodnika; uzasadnić prawo Ohma na gruncie modelu elektronów swobodnych; podkreślić ograniczenia stosowalności prawa Ohma. wyznaczać charakterystykę napięciowo-prądową; wyznaczyć niepewność pomiarową. stosować pojęcie pracy i mocy dla prądu elektrycznego; wyjaśnić skutki przepływu prądu elektrycznego. określić elementy prostego obwodu elektrycznego; omówić rolę źródła prądu w obwodzie elektrycznym; podać przykłady źródeł prądu stałego; wyjaśnić pojęcie siły elektromotorycznej i oporu wewnętrznego źródła. podać prawo Ohma dla obwodu; uzasadnić prawo Ohma dla obwodu (uogólnione prawo Ohma), posługując się zasadą zachowania energii; określić pojęcia: moc całkowita źródła, SEM, moc użyteczna, napięcie użyteczne; określić warunki maksymalnej mocy użytecznej i największej wydajności energetycznej (sprawności) źródła; omówić metodę pomiaru siły elektromotorycznej i oporu wewnętrznego źródła prądu. zastosować I i II prawo Kirchhoffa w prostych obwodach elektrycznych; interpretować prawa Kirchhoffa jako konsekwencje praw przyrody 33

34 Hasło programowe Temat lekcji Osiągnięcia ucznia. Uczeń potrafi: Zastosowanie I i II prawa Kirchhoffa. Szeregowe i równoległe łączenie przewodników i ogniw galwanicznych. 46. Zależność oporu właściwego półprzewodników i metali od temperatury. Nadprzewodnictwo. 47. Pole magnetyczne magnesów. Oddziaływanie pola magnetycznego na przewodnik z prądem i ładunek elektryczny. 48. Pole magnetyczne przewodników z prądem. Prawo Ampčre a. Wzajemne oddziaływanie przewodników z prądem. (szczególne przypadki przejawiania się zasad zachowania energii i ładunku). podać wzory na zastępczy opór elektryczny i zastępczą przewodność przewodników połączonych równolegle i szeregowo; omówić sens szeregowego i równoległego połączenia źródeł prądu (ogniw galwanicznych); omówić działanie dzielnika napięcia i potencjometru. omówić model elektronów swobodnych w metalach; wyjaśnić, na czym polega przewodnictwo elektryczne półprzewodników; omówić zależność oporu elektrycznego metali i półprzewodników od temperatury; omówić zjawisko nadprzewodnictwa i jego zastosowanie; omówić związek przewodnictwa elektrycznego metali z ich przewodnictwem cieplnym. omówić oddziaływanie magnetyczne między magnesami; zdefiniować wektor; stosować pojęcie wektora indukcji pola magnetycznego; omówić oddziaływanie pola magnetycznego na przewodnik z prądem, umieszczony w tym polu; wyjaśnić warunki powstania siły elektrodynamicznej; omówić działanie silnika prądu stałego. omówić pole magnetyczne wokół przewodnika prostoliniowego, solenoidu; opisać doświadczenie Oersteda; sformułować prawo Ampčre a; posługiwać się pojęciem strumienia magnetycznego;