Wychowanie Fizyczne III rok/6 semestr Stacjonarne studia I stopnia Rok akademicki 2017/2018 FIZYKA ŚRODOWISKA PRZYRODNICZEGO

Transkrypt

1 Wychowanie Fizyczne III rok/6 semestr Stacjonarne studia I stopnia Rok akademicki 2017/2018 FIZYKA ŚRODOWISKA PRZYRODNICZEGO Wymagania wstępne Ogólne wiadomości z fizyki zakres podstawowy szkoły średniej. Treści ćwiczeń 1. (45 min) Budowa materii. Teoria kinetyczno-molekularna budowy materii. Opis struktury materii i jej własności. Makroskopowe własności materii. Stan skupienia materii Kropla, jako pozaukładowa jednostka objętości, badanie fizycznych właściwości materii 2. (45 min) Oddziaływania między cząsteczkami w gazach, cieczach i substancjach stałych. Ruchy Browna, Dyfuzja w cieczach. Fizyka płynów i napięcie powierzchniowe. Ruchy Browna, jako chaotyczne ruchy cząstek napięcie powierzchniowe wody Repetytorium z ćwiczeń 1 i 2 + jednostki w układzie SI dotyczące treści ćwiczeń 3. (45 min) Zjawiska termodynamiczne i równowaga termodynamiczna. Zasada zachowania energii; Energia wewnętrzna ciał i jej zmiana. I i II zasada termodynamiki i jej zastosowanie. Ciepło, a temperatura, zmiany stanu skupienia materii 4. (45 min) Entropia, jako funkcja stanu układu i miara uporządkowania. Przejścia fazowe (topnienie lodu, parowanie wody, ciepło topnienia temperatura topnienia ciepło parowania, para nasycona i nienasycona). Ciepło właściwe substancji, energia wewnętrzna i zmiana stanu skupienia. Pojemność cieplna gazów, cieczy i ciał stałych. Ciepło parowania, topnienia i ciepło wrzenia. Procesy odwracalne i nieodwracalne w przyrodzie Procesy odwracalne i nieodwracalne w przyrodzie Repetytorium z ćwiczeń 3 i 4 + jednostki w układzie SI dotyczące treści ćwiczeń 5. (45 min) Zjawiska elektryczne i magnetyzm w przyrodzie. Prąd elektryczny, jako uporządkowany ruch cząsteczek naładowanych. Podstawowe oddziaływania elektryczne w przyrodzie. Wyładowania elektryczne Praca i moc prądu elektrycznego. Przewodniki, półprzewodniki i izolatory. Opór elektryczny (prawo Ohma) prąd stały i zmienny Przewodniki, półprzewodniki i izolatory, elektryzowanie ciał, wyładowania elektryczne 6. (45 min) Oddziaływania miedzy ciałami; elektrostatyczne, magnetyczne. Fale elektromagnetyczne Oddziaływania miedzy ciałami; elektrostatyczne, magnetyczne. Fale elektromagnetyczne 7. (45 min) Prawo powszechnego ciążenia Newtona. Grawitacja i jej cechy. Przyspieszenie ziemmskie Oddziaływania ciał materialnych

2 Repetytorium z ćwiczeń 5 i 6 +7 jednostki w układzie SI dotyczące treści ćwiczeń 8. (45 min) Ruch i siły w przyrodzie. Ruch powietrza. Wielkości fizyczne opisujące ruch. Ruch i energia. Zasady zachowania energii, pędu i momentu pędu. Ruch postępowy i obrotowy. Tarcie i jego przyczyny. Przyczyny zmiany kierunku ruchu i II zasada dynamiki Newtona. Tarcie i jego przyczyny 9. (45 min) Ruch harmoniczny. Ruch falowy. Dyfrakcja i ugięcie fali. Interferencja fal harmonicznych. Fale akustyczne. Ultra- i infradźwięki. Wibracje. Drgania fal. Fale akustycznei ich cechy 10. (45 min) Tony. Natężenie dźwięku, próg słyszenia, próg bólu, barwa, poziom natężenia dźwięku, hałas. Dźwięk i jego własności Próg słyszenia, próg bólu Repetytorium z ćwiczeń jednostki w układzie SI dotyczące treści ćwiczeń Zaliczenie przedmiotu w semestrze 5 Piśmiennictwo: E. Boeker, Riech von Grandelle Fizyka środowiskowa PWN 2000 W. Bulardo Podstawy fizyki środowiska przyrodniczego 2007 W. Bołton Zarys fizyki PWN Warszawa 1982

3 TEMAT: O źródłach i rozchodzeniu się światła powstawanie cienia ŚRODKI DYDAKTYCZNE: rzutnik, ekran, latarki, świece, małe przedmioty (żołnierzyki, zwierzątka), przedmioty codziennego użytku (łyżka, wazon, klucz), linijki, tekturki, kółka, trójkąty, kwadraty wycięte z brystolu lub tektury, podręcznik Doświadczenie 1 Prostoliniowe rozchodzenie się światła. Przygotuj świeczkę i trzy tekturki na podstawkach. Jedna z nich będzie stanowiła ekran, w dwóch wykonaj niewielkie otworki, dokładnie w takim samym miejscu. Ustaw między świeczką a ekranem tekturki tak, aby otworki były dokładnie naprzeciw siebie i świeczki. Co widzisz na ekranie? Następnie przesuń jedną z tekturek o 2-3cm w bok. Co obserwujesz teraz na ekranie? Doświadczenie 2 Powstawanie cienia. Ustaw na ławce świecę lub latarkę. W pewnej odległości od źródła światła ustaw ekran. Następnie umieszczaj między nimi różne przedmioty tj. klucz, żołnierzyk Doświadczenie 3 Zmiana wielkości cienia. Przy pomocy zestawu doświadczalnego (ekran, latarka, przedmiot) zbadaj od czego zależy wielkość cienia. Przybliżaj i oddalaj przedmiot od ekranu. Obserwuj wielkość cienia. Posługując się linijką dokonaj trzykrotnie pomiarów odległości przedmiotu od ekranu i wysokości cienia. Wyniki zapisz w tabelce. Doświadczenie 4 Zmiana kształtu cienia. Posługując się zestawem doświadczalnym (ekran, latarka, koła, kwadraty, trójkąty) sprawdź czy kształt cienia może ulec zmianie. W tym celu zmieniaj odległość przedmiotu od ekranu, obracaj go wokół własnej osi, oświetlaj z różnych stron i wysokości. WNIOSEK: Cień powstaje za przeszkodą na skutek zatrzymania światła na przeszkodzie.

4 Wysokość cienia zależy od odległości przedmiotu od ekranu. Im dalej od źródła światła i jednocześnie bliżej ekranu znajduje się przedmiot, tym cień będzie mniejszy. Kształt otrzymanego cienia może zmienić obracanie przedmiotu wokół własnej osi lub oświetlanie go z różnych stron i wysokości. Tęcza Tworzenie się łuku tęczy możemy pokazać przepuszczając równoległą wiązkę światła z rzutnika poprzez kołowy otwór w ekranie na kolbę z wodą. Załamane i odbite w kolbie promienie utworzą na ekranie tęczę w postaci barwnych współśrodkowych pierścieni (rys. O3.6.c). Gdy dotkniemy palcem kolby w miejscu odbicia promieni, w odpowiednim miejscu tęczy pojawi się ciemna plama. Łuk tęczy powstaje wtedy, gdy światło słoneczne, padając na krople deszczu, załamuje się i rozszczepia w kropli. Następnie promienie barwne odbijają się od jej wewnętrznej powierzchni i wychodząc z kropli ponownie się załamują. Jako modelem kropli wody możemy posłużyć się kolbą szklaną wypełnioną wodą. Rys. O3.6.a pokazuje rozszczepienie światła w kuli, natomiast rys. O3.6.b i c przedstawiają odpowiednio jednokrotne i dwukrotne odbicie światła w kropli. Do dwu ostatnich pokazów wygodniej jest użyć wiązki laserowej.

5 Mimo, że światło się nie rozszczepia, to odbicie i bieg wiązki w kolbie są pięknie widoczne. Użyta kolba nie powinna być zbyt duża i mieć możliwie cienkie i jednorodne ścianki