Fizika helyi tanterv 7–8. évfolyam számára (B változat) · 1 Fizika helyi tanterv 7–8....

1

Fizika helyi tanterv

7–8. évfolyam számára (B változat)

A természettudományos kompetencia középpontjában a természetet és a természetműködését megismerni igyekvő ember áll. A fizika tantárgy a természet működésének atudomány által feltárt legalapvetőbb törvényszerűségeit igyekszik megismertetni a diákokkal.A törvényszerűségek harmóniáját és alkalmazhatóságuk hihetetlen széles skálatartományátmegcsodálva bemutatja, hogyan segíti a tudományos módszer a természet erőinek és javainakaz ember szolgálatába állítását. Olyan ismeretek megszerzésére ösztönözzük a fiatalokat,amelyekkel egész életpályájukon hozzájárulnak majd a társadalom és a természeti környezetösszhangjának fenntartásához, a tartós fejlődéshez és ahhoz, hogy a körülöttünk levőtermészetnek minél kevésbé okozzunk sérülést.

Nem kevésbé fontos, hogy elhelyezzük az embert kozmikus környezetünkben. Atermészettudomány és a fizika ismerete segítséget nyújt az ember világban elfoglalt helyénekmegértésére, a világ jelenségeinek a természettudományos módszerrel történő rendszerbefoglalására. A természet törvényeinek az embert szolgáló sikeres alkalmazása gazdaságielőnyöket jelent, de ezen túl szellemi, esztétikai örömöt és harmóniát is kínál.

A tantárgy tanulása során a tanulók megismerik az alapvető fizikai jelenségeket és azazokat értelmező modellek és elméletek történeti fejlődését, érvényességi határait, a hozzájukvezető megismerési módszereket. A fizika tanítása során azt is be kell mutatnunk, hogy afelfedezések és az azok révén megfogalmazott fizikai törvények nemcsak egy-egy kiemelkedőszellemóriás munkáját, hanem sok tudós századokat átfogó munkájának koherens, egymásraépülő tudásszövetét jelenítik meg. A törvények folyamatosan bővültek, és a moderntudományos módszer kialakulása óta nem kizárják, hanem kiegészítik egymást. Az egyrenagyobb teljesítőképességű modellekből számos alapvető, letisztult törvény nőtt ki, amelyet atanulmányok egymást követő szakaszai a tanulók kognitív képességeinek megfelelő gondolatiés formai szinten mutatnak be, azzal a célkitűzéssel, hogy a szakirányú felsőfokú képzés soráneljussanak a választott terület tudományos kutatásának frontvonalába.

A tantárgy tanulása során a tanulók megismerkedhetnek a természet tervszerűmegfigyelésével, a kísérletezéssel, a megfigyelési és a kísérleti eredmények számszerűmegjelenítésével, grafikus ábrázolásával, a kvalitatív összefüggések matematikai alakúmegfogalmazásával. Ez utóbbi nélkülözhetetlen vonása a fizika tanításának, hiszen etudomány fél évezred óta tartó diadalmenetének ez a titka.

Fontos, hogy a tanulók a jelenségekből és a köztük feltárt kapcsolatokból leszűrttörvényeket a természetben újabb és újabb jelenségekre alkalmazva ellenőrizzék, megtanuljákigazolásuk vagy cáfolatuk módját. A tanulók ismerkedjenek meg a tudományos tényekenalapuló érveléssel, amelynek része a megismert természeti törvények egy-egytudománytörténeti fordulóponton feltárt érvényességi korlátainak megvilágítása. A fizikábanhasználatos modellek alkotásában és fejlesztésében való részvételről kapjanak vonzóélményeket és ismerkedjenek meg a fizika módszerének a fizikán túlmutató jelentőségével is.

2

A tanulóknak fel kell ismerniük, hogy a műszaki-természettudományi mellett azegészségügyi, az agrárgazdasági és a közgazdasági szakmai tudás szilárd megalapozásábansem nélkülözhető a fizika jelenségkörének megismerése.

Célok és feladatok

Az általános iskolai természettudományos oktatás, ezen belül a 7– 8. évfolyamon a fizikatantárgy tanításának és tanulásának legfőbb célja és feladata a tanulók felvértezése mind aszemélyiségük, tudásuk, készségük és képességük, mind a gondolkodásuk fejlesztésével arra,hogy majd boldoguljanak, helytálljanak magánéletükben, élethivatásukban és a 21. századitársadalomban.

Ennek érdekében a NAT Ember és Természet műveltségterülete előírásainakmegfelelően a legfőbb feladat a természettudományos és más alapkompetenciákfejlesztése, a gyermekekben ösztönösen meglévő kíváncsiság és tudásvágy megerősítése, asikerélmény biztosítása, a tantárgy megszerettetése, a fizika további tanulásának érzelmi ésértelmi magalapozása.

A fizika alaptudomány, mert saját, a többi természettudomány alapjául is szolgálófogalomrendszere, alapelvei és törvényei vannak. Ezért bizonyos előismereteteket a többi reáltantárgy tanításához a fizikának kell biztosítania. A fizikának meghatározó szerepe ésfelelőssége van a természet megismerésében és védelmében, a technika fejlesztésében és azahhoz való alkalmazkodásban is.

A tanítási-tanulási folyamatban központi szerepet kell biztosítani legfontosabbszereplőknek, a tanulóknak. Ezért- figyelembe kell venni a tanulók többségére jellemző életkori sajátosságokat;- minél aktívabb szereplővé kell tenni őket a tudás megszerzésében (tanulói

kísérletek, a bemutatott kísérletek közös elemzése, önálló adatgyűjtés stb.);- gondoskodni kell a többség sikerélményéről, mert ez a legfontosabb tényezője a

tantárgy megszerettetésének, tehát érzelmileg és értelmileg is hozzá kell kötni atanulókat a fizikához;

- mivel a tanulók azt az ismeretet, gondolatot fogadják be legkönnyebben, ami jólkapcsolódik a már meglévő ismereteikhez, tudásuk bővítésénél építeni kell akorábban megszerzett iskolai vagy iskolán kívüli konkrét tapasztalataikra,ismereteikre. Érdemes ezeket az egyes témák feldolgozása előtt céltudatosanfeleleveníteni, bővíteni;

- figyelembe kell venni, hogy a tanulók ebben az életkorban egyre több területenképesek az elvontabb (absztrakt, formális) gondolkodásra. Ezt nagymértékben erősíti,fejleszti, ha azt megfigyelések, kísérletek, mérések, ezek elemzése előzi meg, és akésőbbi gyakorlati alkalmazások igazolják helyességüket;

- a tanulók ismerjék meg és gyakorolják be a hagyományos és a korszerűismeretszerzési módszereket és a korszerű eszközök alkalmazását, mert ezzelhatékonyabbá és könnyebbé tehetjük munkájukat;

- lehetőséget kell adni csoportmunkára, mert az jellemformáló, és felkészíti őket afelnőttkori feladatok elvégzésére.

3

Fejlesztési feladatok

A fizika tanulása, tanítása nem lehet öncélú (csak a fizikai tartalomra figyelő), formális(csak a jelenségek, fogalmak, törvények stb. emlékezeti tudását segítő és elváró). Ezért ezt aműveltségi területet az egész természettudomány és az általános műveltség részeként kellfeldolgozni úgy, hogy a fizika minél több szállal kapcsolódjon ezekhez. Közös munkával (atanulókkal és a többi kollégával) el kell érni, hogy a tanulók döntő többsége elinduljon, ésévről évre előrelépjen azon a fejlődési folyamaton, amelynek eredményeként 18 éves koráraképes lesz:

– biztonsággal tájékozódni a természetben, a társadalomban, a rázúdulóinformációhalmazban, felismerni abban a helyét és feladatait, és ezek ismeretébenképes lesz rendszerben gondolkodni és önállóan cselekedni;

– megismerni az ehhez szükséges fizikai jelenségeket, fogalmakat, törvényszerűségeketéletkorának megfelelő alkalmazási szinten és kialakítani önmagában az olyan logikus(a természettudományokra jellemző, de általánosan felhasználható)gondolkodásmódot, amely segíti felismerni és megkülönböztetni az áltudományostanokat a bizonyított ismeretektől, így tudatosan tudja, hogy döntéseiben mit vegyenfigyelembe;

– észrevenni a kapcsolatot a fizika fejlődése és a társadalom változása, a történelmifolyamatok kialakulása között, megismerni, értékelni a legkiválóbb fizikusokmunkásságát, tudományos eredményeit, ezek hatását az emberiség életére.

– eldönteni, hogy miben tehetséges, és ez alapján meghatározni azt az életpályát,amire sikeresen felkészülhet.

Biztosítani kell a tanulóknak, hogy:– irányítással vagy önállóan, egyedül vagy csoportosan megtervezhessenek és

végrehajthassanak megfigyeléseket, kísérleteket, ezek elemzését, közös értékelését ésaz eredményeket szakmailag és nyelvileg is helyesen fogalmazzák meg. Ismerjék ésalkalmazzák a balesetvédelmi szabályokat.

– hagyományos mérőeszközök (mérőszalag, óra, hőmérő, mérleg, rugós erőmérő,feszültség- és áramerősség-mérő stb.) és ezek korszerű változatát alkalmazhassák; azismeretszerzés minél többféle lehetőségét (könyvtár, számítógép, internet,multimédiás eszközök stb.) felhasználják;

– a fizikai ismeretek rendszerében felismerjék, hogy melyek azok az alapvetőfogalmak, elvek, törvények, amelyekre a rendszer épül. Ezekkel kiemelt hangsúllyalkell foglalkozni, pl.: az anyag és ennek mindkét fajtája (a részecskeszerkezetű, ill. amező), valamint legfontosabb tulajdonságaik (halmazállapot, tehetetlenség, gravitálóképesség, a kölcsönható képesség, mágneses és elektromos tulajdonság stb.); a meg-maradási törvények; a tér, idő, tömeg elemi szintű értelmezése.

– észrevegyék és tudatosan használják az a) anyag, test, változási folyamatok, b) ezektulajdonságai, c) az ezeket jellemző mennyiségek összetartozó, de alapvetőenkülönböző jellegű fogalmát.

– értsék az energia és energiaváltozás (munka, hőmennyiség) mint mennyiségifogalmak jelentőségét az állapot és az állapotváltozás általános jellemzésében, azenergiával kapcsolatos köznapi szóhasználatok szakmailag helyes értelmezését és

4

annak elfogadását, hogy ezek célszerű, egyszerűsített kifejezések, pontatlanok ugyan,de használatuk mégis elfogadható, ha tudjuk, mit „rejtjelezünk” velük.

– A fizika tantárgy a NAT-ban meghatározott fejlesztési területek éskulcskompetenciák közül különösen az alábbiak fejlesztéséhez járulhat hozzá:Természettudományos kompetencia: A természettudományos törvények és módszerekhatékonyságának ismerete, az ember világbeli helye megtalálásának, a világban valótájékozódásának elősegítésére. A tudományos elméletek társadalmi folyamatokbanjátszott szerepének ismerete, megértése; a fontosabb technikai vívmányok ismerete;ezek előnyeinek, korlátainak és társadalmi kockázatainak ismerete; az emberitevékenység természetre gyakorolt hatásának ismerete.Szociális és állampolgári kompetencia: a helyi és a tágabb közösséget érintőproblémák megoldása iránti szolidaritás és érdeklődés; kompromisszumra valótörekvés; a fenntartható fejlődés támogatása; a társadalmi-gazdasági fejlődés irántiérdeklődés.Anyanyelvi kommunikáció: hallott és olvasott szöveg értése, szövegalkotás a témávalkapcsolatban, mind írásban, a különböző gyűjtőmunkák esetében, mind pedig szóban,a felelések és prezentációk alkalmával.Matematikai kompetencia: alapvető matematikai elvek alkalmazása azismeretszerzésben, a mennyiségi fogalmak jellemzésében és a problémákmegoldásában, ami a 7–8. osztályban csak a négy alapműveletre és a különbözőtáblázatok elkészítésére, grafikonok rajzolására és elemzésére korlátozódik.Digitális kompetencia: információkeresés a témával kapcsolatban, adatok gyűjtése,feldolgozása, rendszerezése, a kapott adatok kritikus alkalmazása, felhasználása,grafikonok készítése.Hatékony, önálló tanulás: új ismeretek felkutatása, értő elsajátítása, feldolgozása ésbeépítése; munkavégzés másokkal együttműködve, a tudás megosztása; a korábbantanult ismeretek, a saját és mások élettapasztalatainak felhasználása.Kezdeményezőképesség és vállalkozói kompetencia: az új iránti nyitottság, elemzésiképesség, különböző szempontú megközelítési lehetőségek számbavétele.Esztétikai-művészeti tudatosság és kifejezőképesség: a saját prezentáció, gyűjtőmunkaesztétikus kivitelezése, a közösség számára érthető tolmácsolása.

Mindezekre és sok más sikeres fejlesztésre és a sikerélmény széleskörű biztosítására alegalkalmasabb módszer a gyermekközpontú, az életkori sajátosságokat tiszteletben tartó,gyakorlati szemléletű, rendszerben gondolkodtató, színvonalas fizikatanítás.

5

A heti és éves óraszámok

A tantárgy hetióraszáma

A tantárgy évesóraszáma

7. évfolyam 2 72

8. évfolyam 1,5 54

6

7. osztály

Tematikai egység/Fejlesztési cél

1.Természettudományos vizsgálati módszerekkölcsönhatások

Órakeret:10 óra

Előzetes tudás

A tulajdonság és mennyiség kapcsolata. A mérés elemi fogalma.Hosszúság-, idő-, hőmérséklet-, tömegmérés gyakorlati ismerete. Amegfigyelés és a kísérlet megkülönböztetése. A tömeg és térfogat elemifogalma.

Tantárgyifejlesztési célok

Együttműködési képesség fejlesztése. A tudományos megismerésimódszerek bemutatása és gyakoroltatása.Képességek fejlesztése megfigyelésre, az előzetes tudás mozgósítására,hipotézisalkotásra, kérdésfeltevésre, vizsgálatra, mérés tervezésére,mérés végrehajtására, mérési eredmények kezelésére, következtetéseklevonására és azok kommunikálására.

A tematikai egységek címe

Óraszámok:

Új anyagmérés

gyakorlásismétlés

összefoglalásellenőrzés

összesóraszám

1.Természettudományosvizsgálati módszerek,kölcsönhatások

4 4 2 10

2.Mozgások 16 2 2 20

3.Nyomás 7 1 2 10

4.Energia, energiaváltozás 7 1 2 10

5.Hőjelenségek 12 3 2 17

6.Év végi összefoglalás, azelmaradt órák pótlása - - - 5

7

Problémák, jelenségek,gyakorlati alkalmazások,

ismeretekFejlesztési követelmények Kapcsolódási pontok

A természetismeretben tanultakfelelevenítése.

Ismeretek:

A tanulói kísérleti munkaszabályai. Veszélyforrások (hő,vegyi, elektromos, fény, hangstb.) az iskolai és otthonitevékenységek során.

Ismeretek felidézése,rendszerezése.

Fényképek, ábrák, sajáttapasztalatok alapján a veszélyekmegfogalmazása, megbeszélése.

Csoportmunkában veszélyrefigyelmeztető, helyes magatartásraösztönző poszterek, táblákkészítése.

Technika, életvitel ésgyakorlat: baleset- ésegészségvédelem.

Magyar nyelv ésirodalom:kommunikáció.

Ismeretek:Megfigyelés. Leírás,összehasonlítás, csoportosítás.Céltudatos megfigyelés.A természet megfigyelésénekfontossága a tudósoktermészettörvényeket feltárómunkájában.

A megfigyelőképesség ellenőrzéseegyszerű feladatokkal.Szempontok megfogalmazása je-lenségek megfigyelésére, amegfigyelés végrehajtására és amegfigyelésről szóbelibeszámoló.Megfigyelések rögzítése,dokumentálása.

Kémia: a kísérletekcélja, tervezése,rögzítése, tapasztalatokés következtetések.

Problémák, alkalmazások:

Hogyan kell használni akülönböző mérőeszközöket?Mire kell figyelni aleolvasásnál?Hogyan tervezzük meg a mérésifolyamatot?Hogyan lehet megjeleníteni amérési eredményeket?Mire következtethetünk amérési eredményekből?

Mérőeszközök a mindennapiéletben.

Ismeretek:Mérőeszközök használata.A mért mennyiségek mérték-egységei és átváltásai.

Hosszúság, terület, térfogat,tömeg, idő, hőmérséklet stb.mérése, meghatározásacsoportmunkában, az eredményekegyéni feljegyzése.

Mérési javaslat, tervezés ésvégrehajtása az iskolában és atanuló otthoni környezetében.Hipotézisalkotás és értékelés amérési eredmények rendszerbeszedett ábrázolásával.Előzetes elképzelések számbavé-tele, a mérési eredmények elem-zése (táblázat, grafikon).

Egyszerű időmérő eszközcsoportos készítése.A tömeg és a térfogatnagyságának elkülönítése.

Földrajz: időzónák aFöldön.

Történelem, társadalmiés állampolgáriismeretek: azidőszámítás kezdetei akülönböző kultúrákban.

Matematika:mértékegységek;megoldási tervekkészítése.

8

(Jellegzetes tévképzet: a kétmennyiség arányos kezelése.)Önálló munkával különféleinformációhordozókról azélővilág, az épített környezet és azemberi tevékenység hosszúság- ésidőbeli méretadatainakösszegyűjtése tanári és önállófeladatválasztással.

Kulcsfogalmak/fogalmak

Test – tulajdonság – mennyiség. Megfigyelés, mérés, mértékegység, átlag,becslés.

Tematikai egység/Fejlesztési cél 2.Mozgások

Órakeret:20 óra

Előzetes tudásA sebesség naiv fogalma (hétköznapi tapasztalatok alapján). Asebességváltozást eredményező kölcsönhatások és a különféleerőhatások felismerése.

Tantárgyi fejlesztésicélok

A hétköznapi sebességfogalom pontosítása, kiegészítése. Azegyenletes mozgás vizsgálata és jellemzése. Lépések azátlagsebességtől a pillanatnyi sebesség felé. A mozgásállapot és alendületfogalom előkészítése.A közlekedési, balesetvédelmi szabályok tudatosítása, a felelősmagatartás erősítése.



Milyen mozgásokat ismersz?

Miben különböznek, és mibenegyeznek meg ezek?

Ismeretek:Hely- és helyzetváltozás.Mozgások a Naprendszerben(keringés, forgás, becsapódások).Körmozgás jellemzői (keringésiidő, fordulatszám).A testek különböző alakúpályákon mozoghatnak (egyenes,kör, ellipszis= „elnyúlt kör” – abolygók pályája).

Mozgással kapcsolatostapasztalatok, élményekfelidézése, elmondása(közlekedés, játékszerek, sport).Mozgásformák eljátszása (pl.rendezetlen részecskemozgás,keringés a Nap körül, égitestekforgása, a Föld–Hold rendszerkötött keringése).A mozgásokkal kapcsolatosmegfigyelések, élményekszabatos elmondása.

Testnevelés és sport:mozgások.

Magyar nyelv ésirodalom: Petőfi és avasút; Arany: alevéltovábbítássebessége Prágavárosába a 15.században.

Matematika: a kör ésrészei.

9

Problémák:Hogyan lehet összehasonlítani amozgásokat? Milyen adatokatkell megadni a pontosösszehasonlításhoz?Hogyan lehet eldönteni, hogy kivagy mi mozog?

Ismeretek:A mozgás viszonylagossága.

A viszonyítási pont megegyezésesrögzítése, az irányok rögzítése.

Magyar nyelv ésirodalom: tájképek.

Matematika:Descartes-félekoordináta-rendszerés elsőfokúfüggvények;vektorok.

Problémák:Milyen sebességgel mozoghatnaka környezetünkben találhatóélőlények, közlekedési eszközök?Mit mutat az autó, busz sebesség-mérőjének pillanatnyi állása?Hogyan változik egy járműsebességmérője a mozgása során?Hogyan változik egy futball-labda sebessége a mérkőzés során(iránya, sebessége)? Miben másez a teniszlabdáéhoz képest?

Ismeretek:A sebesség.Mozgás grafikus ábrázolása.A sebesség SI-mértékegysége.

Az egyenes vonalú mozgásgyorsulása/lassulása (kvalitatívfogalomként).Átlagos sebességváltozásközlekedési eszköz egyenesvonalú mozgásának különbözőszakaszain.A sebességváltozás természeteegyenletes körmozgás során.Ha akár a sebesség nagysága,akár az iránya változik, változómozgásról beszélünk.

Az egyenletes mozgás sebes-ségének meghatározása az út ésidő hányadosaként, a fizikaimeghatározás alkalmazásaegyszerű esetekre.Egyszerű iskolai kísérletek,sportmozgások, közlekedésieszközök egyenes vonalúmozgásának megfigyelése,ábrázolása út-idő grafikonon, és asebesség grafikus értelmezése.

Az egyenes vonalú egyenletesmozgásra egyszerű számításokelvégzése (az út, az idő és asebesség közti arányosságiösszefüggés alapján).Következtetések levonása amozgásról.Az átlag- és a pillanatnyi sebességfogalom értelmezése.Út-idő grafikonon a mozgássebességének értelmezése, annakfelismerése, hogy a sebességnekiránya van.A gyorsulás értelmezése kvalitatívszinten, mint az aktuális(pillanatnyi) sebesség változása.Egymás utáni különbözőmozgásszakaszokból állófolyamat esetén a sebességváltozásának értelmezése.

A sebesség fogalmánakalkalmazása különböző, nemmozgás jellegű folyamatokra is(pl. kémiai reakció, biológiaifolyamatok).

Technika, életvitel ésgyakorlat:közlekedési ismeretek(fékidő),sebességhatárok.

Matematika:arányosság, fordítottarányosság.

Földrajz: folyóksebessége,szélsebesség.

Kémia:reakciósebesség.

10

Jelenségek:Az egyik szabadon mozgótestnek könnyebb, a másiknaknehezebb megváltoztatni asebességét.

Ismeretek:A tömeg. A tehetetlenség, minttulajdonság, a tömeg mintmennyiség fogalma.Mértékegység.

Problémák, jelenségek:Minek nagyobb a tömege 1 litervíznek, vagy 1dm3 vasnak?Minek nagyobb a térfogata 1kgvíznek, vagy 1 kg vasnak?Azonos térfogatú, de különbözőanyagból készült, illetve azonosanyagú, de különböző térfogatútárgyak tömege.Ismeret:A sűrűség mint tulajdonság ésmint az anyagot jellemzőmennyiség.

Jelenség:

Nem mindegy, hogy egykerékpár, vagy egy teherautóütközik nekem azonos sebesség-gel.

A gyermeki tapasztalat a lendületfogalmáról. Felhasználása a testmozgásállapotának ésmozgásállapot-változásának ajellemzésére: a nagy tömegűés/vagy sebességű testeket nehézmegállítani.Ismeretek:A test lendülete a sebességtől és atömegtől függ.A magára hagyott testfogalmához vezető tendencia.

A tehetetlenség törvénye.

A tulajdonság és - annakjellemzője- a mennyiségkapcsolatának és különbö-zőségének felismerése.

Az alap és a származtatottmennyiség megkülönböztetése.

A testek tömegénekösszekapcsolása arészecskemodellel (a tömeget atesteket felépítő részecskéktömegének összege adja).

Egyes anyagok sűrűségénekkikeresése táblázatból, és asűrűség értelmezése.

Annak felismerése, hogy a testmozgásállapotánakmegváltoztatása szempontjából atest tömege és sebessége egyarántfontos.

A mozgás és a mozgásállapotmegkülönböztetése.Konkrét példákon annakbemutatása, hogy egy testlendületének megváltozásamindig más testekkel valókölcsönhatás következménye.

Annak a kísérletsornak agondolati elemzése és agondolatmenet bemutatása,amiből leszűrhető, hogy annak atestnek, amely semmilyen másiktesttel nem áll kölcsönhatásban,nem változik a mozgásállapota:vagy egyenes vonalú egyenletesmozgást végez, vagy áll.

Testnevelés és sport:lendület a sportban.

Technika, életvitel ésgyakorlat:közlekedésiszabályok,balesetvédelem.

Matematika: elsőfokúfüggvények,behelyettesítés,egyszerű egyenletek

Kémia: a sűrűség;részecskeszemlélet.

11

Jelenségek, kérdések:Milyen hatások következménye amozgásállapot megváltozása.Az erő mérése rugó nyúlásával.

Ismeretek:Az erőhatás, erő.Az erő mértékegysége: (1 N).

Az erő mérése.A kifejtett erőhatás nagysága ésaz okozott változás mértékeközött arányosság van.Az erőhatás, mint két test közöttikölcsönhatás, a testekmozgásállapotának változásában(és ezt követő alakváltozásában)nyilvánulhat meg.

Rugós erőmérő skálázása.

Különböző testek súlyánakmérése a saját skálázásúerőmérővel.

Problémák:

Hogyan működik a rakéta? Miérttörik össze a szabályosan haladókamionba hátulról beleszaladósportkocsi?

Ismeretek:A hatás-ellenhatás törvénye.Minden mechanikaikölcsönhatásnál egyidejűleg kéterőhatás lép fel ezek egyenlőnagyságúak, ellentétes irányúak,két különböző testre hatnak, azerő és ellenerő jellemzi ezeket.

Demonstrációs kísérlet: két,gördeszkán álló gyerek erőmérőkközbeiktatásával, kötéllel húzzaegymást – a kísérlet ismertetése,értelmezése.

Kapcsolódó köznapi jelenségekmagyarázata, pl. rakétaelvenműködő játékszerek mozgása(elengedett lufi, vízi rakéta).

Ismeretek:Az erő mint vektormennyiség.Az erő vektormennyiség,nagysága és iránya jellemzi.

Annak tudása, hogy valamely testmozgásállapot-változásánakiránya (ha egy erőhatás éri)megegyezik a testet érő erőhatásirányával (rugós erőmérővelmérve a rugó megnyúlásánakirányával).

Matematika: a vektorfogalma.

Problémák:

Miért nehéz elcsúsztatni egyládát?Miért könnyebb elszállítani ezt aládát kiskocsival?Mitől függ a súrlódási erő

A súrlódási erő mérése rugóserőmérővel, tapasztalatokrögzítése, következtetéseklevonása.Hétköznapi példák gyűjtése asúrlódás hasznos és káros eseteire.Kiskocsi és megegyező tömegű

Technika, életvitel ésgyakorlat:közlekedési ismeretek(a súrlódás szerepe amozgásban, afékezésben).

12

nagysága?Hasznos vagy káros a súrlódás?

Ismeretek:A súrlódás.A súrlódási erő az érintkezőfelületek egymáshoz képestielmozdulását akadályozza.A súrlódási erő a felületeketösszenyomó erővel arányos, ésfügg a felületek minőségétől.Gördülési ellenállás.Közegellenállás jelenség szintűismerete.

hasáb húzása rugós erőmérővel,következtetések levonása.Érvelés: miért volt korszakalkotótalálmány a kerék.

Testnevelés és sport:a súrlódás szerepeegyes sportágakban;speciális cipőksalakra, fűre, terembestb.Történelem,társadalmi ésállampolgáriismeretek: a kerékfelfedezésénekjelentősége.

Problémák:Miért esnek le a tárgyak aFöldön? Miért kering a Hold aFöld körül?

Ismeret:A gravitációs kölcsönhatás,gravitációs mező. Gravitációserő.A súly fogalma és a súlytalanság.1 kg tömegű nyugvó test súlya aFöldön kb. 10 N.

Egyszerű kísérletek végzése,következtetések levonása:– a testek a gravitációs mező

hatására gyorsulva esnek;– a gravitációs erőhatás

kiegyensúlyozásakor érez-zük/mérjük a test súlyát,minthogy a súlyerővel aszabadesésében akadályo-zott test az alátámasztástnyomja, vagy afelfüggesztést húzza;

– ha ilyen erőhatás nincs,súlytalanságról beszélünk.

Kísérleti igazolás: rugóserőmérőre függesztett test leejtéseerőmérővel együtt, és a súlyerőleolvasása – csak a gravitációshatásra mozgó test (szabadon esőtest, az űrhajóban a Föld körülkeringő test) van a súlytalanságállapotában.(Gyakori tévképzet: csak azűrben, az űrhajókban és azűrállomáson figyelhető megsúlytalanság, illetve súlytalanságcsak légüres térben lehet.)

Matematika:vektorok.

Jelenségek:Asztalon, lejtőn álló testegyensúlya. Ismeretek:A kiterjedt testek egyensúlyánakfeltétele, hogy a testet érőerőhatások „kioltsák” egymás

Testek egyensúlyának vizsgálata.Az egyensúlyi feltétel egyszerűesetekkel történő illusztrálása.

13

hatását.

Jelenségek:A csigán, pallóhintás levő testekegyensúlya.Ismeretek:Az erőhatás forgásállapototváltoztató képessége. Aforgatónyomaték elemi szintűfogalma.

Példák keresése az erőhatásokforgásállapot-változtatóképességének szemléltetésére.

Alkalmazások:

Egyszerű gépek.Emelő, csiga, lejtő.

Ismeretek:Az egyszerű gépek alaptípusai ésazok működési elve.Az egyszerű gépek esetén aszükséges erő nagyságacsökkenthető, de akkor hosszabbúton kell azt kifejteni.

Az egyszerű gépek működésielvének vizsgálata konkrétpéldákon.Példák gyűjtése az egyszerűgépek elvén működő eszközökhasználatára.Alkalmazás az emberi test(csontváz, izomzat)mozgásfolyamataira.

Tanulói mérésként/kiselőadáskéntaz alábbi feladatok egyikénekelvégzése:

– arkhimédészi csigasorösszeállítása;

– egyszerű gépek a háztartásban;– a kerékpár egyszerű gépként

működő alkatrészei;– egyszerű gépek az

építkezésen.

Technika, életvitel ésgyakorlat: háztartásieszközök,szerszámok,mindennaposeszközök (csavar,ajtótámasztó ék,rámpa,kéziszerszámok,kerékpár).

Történelem,társadalmi ésállampolgáriismeretek:arkhimédészicsigasor, vízikerék aközépkorban.


Viszonyítási pont, a mozgás jellemzői (sebesség, átlagsebesség, gyorsulás(kvalitatív), periódusidő, fordulatszám). A tehetetlenség és a tömeg,tömegmérés, sűrűség.Erőhatás, erő, gravitációs erő, a súly, súrlódási erő, hatás-ellenhatás,Egyensúly. Forgatónyomaték.

Tematikai egység/Fejlesztési cél 3.Nyomás

Órakeret:10 óra

Előzetes tudás Matematikai alapműveletek, az erő fogalma és mérése, terület.

Tantárgyi fejlesztési Helyi jelenségek és nagyobb léptékű folyamatok összekapcsolása

14

célok (földfelszín és éghajlat, lég- és a tengeráramlások fizikai jellemzői, amozgató fizikai hatások; a globális klímaváltozás jelensége,lehetséges fizikai okai).

A testek súlya és a természetben előforduló, nyomással kapcsolatosjelenségek vizsgálata (víznyomás, légnyomás, a szilárd testeknyomása).A víz és a levegő, mint fontos környezeti tényező bemutatása, a velükkapcsolatos takarékos és felelős magatartás erősítése.A matematikai kompetencia fejlesztése.



Problémák, gyakorlatialkalmazások:Miért lehet a rajzszeget beszúrnia fába?Mi a különbség a síléc, tűsarkúcipő, úthenger, és a kés élénekhatása között?Hol előnyös, fontos, hogy anyomás nagy legyen?Hol előnyös a nyomáscsökkentése?

Ismeretek:A nyomás fogalma,mértékegysége.Szilárd testek, folyadékok ésgázok által kifejtett nyomás.

Különböző súlyú és felületűtestek benyomódásának vizsgálatahomokba, lisztbe. A benyomódásés a nyomás kapcsolatánakfelismerése, következtetéseklevonása.

A nyomás fogalmánakértelmezése és kiszámításaegyszerű esetekben az erő és afelület hányadosaként.

Szilárd testekkel kifejtettnyomáson alapuló jelenségek ésalkalmazások ismertetése.

Jelenségek, gyakorlatialkalmazások:A folyadékoszlop nyomása.Közlekedőedények, folyadékoksűrűsége. Környezetvédelmivonatkozások: kutak, vizekszennyezettsége.

Ismeretek:Nyomás a folyadékokban: nem csak a szilárd testek

fejtenek ki súlyukbólszármazó nyomást;

a folyadékok nyomása afolyadékoszlop magasságátólés a folyadék sűrűségétőlfügg.

Annak belátása, hogy, gravitációsmezőben levő folyadékoszlopnyomása – a rétegvastagságtól ésa folyadék sűrűségétől függ.

Közlekedőedények vizsgálata,folyadékok sűrűségénekmeghatározása.

Technika, életvitel ésgyakorlat:ivóvízellátás,vízhálózat(víztornyok).Vízszennyezés

Gyakorlati alkalmazások:hidraulikus emelő, hidraulikusfék.

Ismeretek:Dugattyúval nyomott folyadéknyomása.

Pascal törvényének ismerete ésdemonstrálása.

Technika, életvitel ésgyakorlat:közlekedési eszközök.

15

A nyomás terjedése folyadékban(vízibuzogány, dugattyú).Oldalnyomás.

Jelenségek, gyakorlatialkalmazások:autógumi, játékléggömb.

Ismeretek:Nyomás gázokban, légnyomás.Torricelli élete és munkássága.

A gáznyomás kimutatásanyomásmérő műszerrel.

A légnyomás létezésénekbelátása. Annak megértése, hogya légnyomás csökken atengerszint feletti magasságnövekedésével.

Kémia: a nyomás,mint állapothatározó,gáztörvények.

Földrajz: alégnyomás és azidőjárás kapcsolata.

Gyakorlati alkalmazások:Léghajó.

Ismeretek:A folyadékban (gázban) atestekre felhajtóerő hat. Sztatikusfelhajtóerő.

Arkhimédész törvénye.

Arkhimédész törvényénekkísérleti igazolása.A sűrűség meghatározószerepének megértése abban,hogy a vízbe helyezett testelmerül, úszik, vagy lebeg.

Egyszerű számítások végzéseArkhimédész törvénye alapján.A következő kísérletek egyikénekelvégzése: Cartesius-búvár készítése; kődarab sűrűségének

meghatározása Arkhimédészmódszerével.

Jellemző történetek megismeréseCartesius (Descartes) ésArkhimédész tudományosmunkásságáról.

Biológia–egészségtan: halakúszása.

Technika, életvitel ésgyakorlat: hajózás.

Testnevelés és sport:úszás.

Földrajz: jéghegyek.

Gyakorlati alkalmazások:Nyomáskülönbségen alapulóeszközök.

Néhány, a nyomáskülönbségelvén működő eszközmegismerése, működésükbemutatása.(Pipetta, kutak, vízlégszivattyú,injekciós fecskendő. A gyökértápanyagfelvételénekmechanizmusa.)

Biológia–egészségtan:tápanyagfelvétel,ozmózis.

Kémia: cseppentő,pipetta, ozmózis.


Nyomás, légnyomás. Sűrűség. Úszás, lebegés, merülés.

16

Tematikai egység/Fejlesztési cél 4. Energia, energiaváltozás

Órakeret:10 óra

Előzetes tudásA különféle kölcsönhatások, állapotváltozások felismerése. Erő,elmozdulás mennyiségi fogalma. A mennyiség, mint a tulajdonságjellemzője.


Az energia fogalmának mélyítése. Az energiaváltozással járófolyamatok, termelési módok, kockázatainak bemutatásával azenergiatakarékos szemlélet erősítése. Energiatakarékos eljárások. Atermészetkárosítás fajtái fizikai hátterének megértetése során akörnyezetvédelem iránti elkötelezettség, a felelős magatartás erősítése.



Problémák, gondolatok azáltalános szemléletmóderősítésére:Keressünk különféle módokat:- egy test felmelegítésére!- egy vasgolyó

felgyorsítására!- mi a közös ezekben a

változásokban, és mi akülönböző?

Van-e valami közös a különféleváltozásokban, ami alapjánmennyiségileg össze lehet -hasonlítani azokat?

Ismeretek:Az energia elemi, leíró jellegűfogalma. Az energia ésmegváltozásai.Az energia megmaradásánakfelismerése és értelmezése.Munkavégzés és a munkafogalma. A fizikai munkavégzésaz erő és az irányába esőelmozdulás szorzatakénthatározható meg.A munka, mint az energiaváltozásegyik fajtája. A munka és azenergia mértékegysége.

A testen végzett munkaeredményeként változik a testenergiája, az energia és a munka

Jelenségek vizsgálata,megfigyelése során energiafajtákmegkülönböztetése (pl. asúrlódva mozgó test felmelege-désének megtapasztalása, amegfeszített rugó mozgásba hoztesteket, a rugónak energiája van;a magasról eső test felgyorsul, atestnek magasabb helyzetében agravitációs mezőnek nagyobbenergiája van stb.).Annak megértése, hogy mindenolyan hatás, amiállapotváltozással jár, leg-általánosabban energiaváltozássaljellemezhető.

Eseti különbségtétel a munkafizikai fogalma és köznapifogalma között.A hétköznapi munkafogalombólindulva az erő és a munka, illetveaz elmozdulás és a munkakapcsolatának belátása konkrétesetekben (pl. emelési munka).A munka fizikai fogalmánakdefiníciója arányosságokfelismerésével: az erő és azirányába eső elmozdulás szorzata.(1 J = 1N·1 m)

Történelem,társadalmi ésállampolgáriismeretek: az ősembertűzgyújtási eljárása(fadarab gyors oda-vissza forgatása durvafalú vályúban).

Földrajz:energiahordozók,erőművek.

Kémia: kötésienergia.

17

mértékegysége megegyezik.

Jelenségek:Különféle munkavégzésekvizsgálata, elemzése. Olyanesetek felismerése, amelyeknél azerőhatások ellenére nincsmunkavégzés.

Ismeretek:Az energia különféle fajtái:belső energia, „helyzeti” energia,mozgási energia, rugóenergia,kémiai energia, a „táplálék”energiája.A mozgó testnek, a megfeszítettrugónak, a gravitációs mezőnekenergiája van.

Jelenségek, ismeretek:

Energiaátalakulások,energiafajták:vízenergia, szélenergia,geotermikus energia, nukleárisenergia, napenergia, fosszilisenergiahordozók.Napenergia megjelenése a földienergiahordozókban.

Konkrét energiafajták felsorolása(napenergia, szélenergia,vízenergia, kémiai energia/égés/), és példák ismertetéseegymásba alakulásukra.

Kémia: hő termelő éshőelnyelő kémiaireakciók, fosszilis,nukleáris és megújulóenergiaforrások(exoterm és endotermreakciók, reakcióhő,égéshő).

Problémák, gyakorlatialkalmazások:Energia és társadalom.Az energiával kapcsolatosköznapi szóhasználatokértelmezése!Miért van szükségünkenergiaváltozással járófolyamatok létrehozására?Milyen tevékenységhez, milyenenergiaváltozással járó folyamatszükséges?

Ismeretek:Energiamérleg a családi háztól aFöldig.James Joule élete és jelentősége atudomány történetében.

Saját tevékenységekbenvégbemenő energiaváltozássaljáró folyamatok elemzése.A köznapi nyelvben használtenergiával kapcsolatoskifejezések értelmezése (pl.energiaszállítás, energiaforrás,energiatakarékosság, energiahor-dozó, energiaelőállítás) és annakbelátása, hogy ez egyszerűsítiugyan a szóhasználatot, demindig tudni kell, hogy mit fejezki valójában.

Az energiatakarékosságszükségszerűségének megértése,az alapvető energiaforrásokmegismerése.

18

Gyakorlati alkalmazások:Egyszerű gépek működésénekvizsgálata energiaváltozásokszempontjából

Jelenségek, problémák:

A társdalom és a gazdaságfejlődése egyre kevesebbizomerőt igényel!A gépek működtetéséhezüzemanyag kell. Mi ennek afeltétele és mi a következménye?

Ismeretek:

Energiaforrások:

Fosszilis energiahordozók éskitermelésük végessége.A vízenergia, szélenergia, megje-lenése a földienergiahordozókban.

A geotermikus energia, anukleáris energia, haszna, kára ésveszélye.A Föld alapvető energiaforrása aNap. Az egyes energiahordozókfelhasználásának módja,környezetterhelő hatásai.

Annak felismerése, hogy egyjelenség több féle szempontból isvizsgálható, és – ha helyes akövetkeztetés – ugyanazt azeredményt kapjuk.

Annak elmagyarázása, hogymiként vezethető vissza afosszilis energiahordozók (szén,olaj, gáz) és a megújulóenergiaforrások (víz, szél,biomassza) léte a Napsugárzására.

Részvétel az egyes energiaválto-zással járó folyamatok,lehetőségek előnyeinek,hátrányainak és alkalmazásukkockázatainak megvitatásában, atények és adatok összegyűjtése. Avita során elhangzó érvek és azellenérvek csoportosítása,kiállítások, bemutatók készítése.

Projektlehetőségek a földrajz és akémia tantárgyakkalegyüttműködve:

Erőműmodell építése, erőmű-szimulátorok működtetése. Különböző országok energia-

előállítási módjai, azokrészaránya. Az energiahordozók

beszerzésének módjai (vasútiszénszállítás, kőolajvezeték éstankerek, elektromoshálózatok).

Kémia: kémia aziparban, erőművek,energiaforrásokfelosztása ésjellemzése, környezetihatások,(energiakészletek).

Földrajz: azenergiaforrásokmegoszlása a Földön,hazai energiaforrások.Energetikai önellátásés nemzetköziegyüttműködés.

Jelenségek, problémák:

Van, aki ugyanannyi idő alatttöbb munkát végez, mint mások.Hogyan jellemzik az ilyenszorgalmas és ügyes embertevékenységét?

Ismeret:

A teljesítmény és a hatásfokfogalma.

Az energiaváltozással járófolyamatok jellemzése gyorsaságés hasznosság szempontjából.

19

Kulcsfogalmak/ fogalmak

Energia, energiaváltozás, az energia megmaradása.Munkavégzés, munka. Energiafajták: mozgási, belső-,rugalmas „helyzeti” energia. A megújuló energia: vízi,szél-, geotermikus, napenergia; a nem megújuló energia:fosszilis;Teljesítmény, hatásfok.

Tematikai egység/Fejlesztési cél 5.Hőjelenségek

Órakeret:17 óra

Előzetes tudás

Hőmérséklet-fogalom, csapadékfajták. Halmazállapotok ésváltozásaik. Az energia fogalma és mértékegysége. Azenergiaváltozások jellemzése. Az energia fajták sokfélesége. Azanyag egyik fajtájának részecskeszerkezete.


Az egyensúly (sok területre érvényes) fogalmának alapozása,mélyítése (egyensúlyi állapotra törekvés, termikus egyensúly). Arészecskeszemlélet és az energiaváltozás kapcsolata. Azanyagfogalom mélyítése.Az energiatakarékosság szükségességének beláttatása, az egyénilehetőségek felismertetése.A táplálkozás alapvető energetikai vonatkozásai kapcsán azegészséges táplálkozás fontosságának beláttatása.



Problémák, jelenségek:

Milyen hőmérsékletű anyagokléteznek a világban?

Mit jelent a napiátlaghőmérséklet? Mit értünk a„klíma” fogalmán?A víz fagyás- és forráspontja; aFöld legmelegebb és leghidegebbpontja. A Nap felszínihőmérséklete. A robbanómotorüzemi hőmérséklete.Hőmérséklet-viszonyok akonyhában.A hűtőkeverék.Ismeretek:Nevezetes hőmérsékleti értékek.

A környezet, a Föld, aNaprendszer jellegzeteshőmérsékleti értékeinekszámszerű ismerete ésösszehasonlítása.

A víz-só hűtőkeverék közöshőmérséklete alakulásánakvizsgálata az összetételváltoztatásával.

A Celsius-skála jellemzői, aviszonyítási hőmérsékletekismerete, tanulói kísérlet alapjána hőmérő kalibrálási módjánakmegismerése.

Biológia–egészségtan:az élet létrejötténeklehetőségei.

Földrajz:hőmérsékletiviszonyok a Földön, aNaprendszerben.

Matematika:mértékegységekismerete.

Kémia: a hőmérséklet(mintállapothatározó),Celsius-félehőmérsékleti skála(Kelvin-féle abszolút

20

A Celsius-féle hőmérsékleti skálaés egysége.

hőmérséklet).

Alkalmazások:

Otthoni környezetben előfordulóhőmérőtípusok és hőmérséklet-mérési helyzetek.

Ismeret:hőmérőtípusok.

A legfontosabb hőmérőtípusok(folyadékos hőmérő, digitálishőmérő, színváltós hőmérő stb.)megismerése és használataegyszerű helyzetekben.

Hőmérséklet-idő adatok felvétele,táblázatkészítés, majd abbólgrafikon készítése és elemzése.

A javasolt hőmérséklet-mérésigyakorlatok egyikének elvégzése: Pohárba kiöntött meleg víz

lehűlési folyamatánakvizsgálata.

Elektromos vízmelegítővelmelegített víz hőmérséklet-idő függvényének mérése(melegedési görbe felvétele,különböző mennyiségű vízre,különböző ideig melegítveis).

Só-jég hűtőkeverékhőmérsékletének függése a sókoncentrációtól.

A melegítés okozta változásokmegfigyelése, a hőmérsékletmérése, az adatok táblázatbarendezése, majd a hőmérsékletidőbeli alakulásának ábrázolása,következtetések megfogalmazása.

Matematika:grafikonokértelmezése, készítése.

Informatika: mérésiadatok kezelése,feldolgozása.

Kémia:tömegszázalék,(anyagmennyiség-koncentráció).

Ismeretek:A hőmérséklet-kiegyenlítődés.A hőmennyiség (energia)kvalitatív fogalma, mint amelegítő hatás mértéke. Egysége(1 J).

Hőmérséklet-kiegyenlítődésifolyamatok vizsgálata egyszerűeszközökkel (pl. hideg vizeszacskó merítése meleg vízbe).Hőmérséklet-kiegyenlítéssel járófolyamatokra konkrét példákgyűjtése; annak felismerése, hogyhőmennyiség (energia) cseréjéveljárnak.Annak felismerése, hogy a közöshőmérséklet a testek kezdetihőmérsékletétől, tömegüktől ésanyagi minőségüktől függ.

Földrajz:energiahordozók, ajéghegyek olvadása.

Biológia–egészségtan:az emberitesthőmérséklet.

Kémia: „hőtermelő éshőelnyelő”folyamatok (exotermés endotermváltozások).

21

Problémák, jelenségek,alkalmazások:

A víz sűrűségének változásafagyás során. Jelentősége a víziéletre, úszó jéghegyek, a Titanickatasztrófája.Miért vonják be hőszigetelőanyaggal a szabadban lévővízvezetéket? Miért csomagoljákbe a szabadban lévő kőszobrokat?A halmazállapot-változásokkalkapcsolatos köznapi tapasztalatok(pl. ruhaszárítás,csapadékformák, forrasztás, azutak téli sózása, halmazállapot-változások a konyhában stb.)

Ismeretek:Halmazállapotok éshalmazállapot-változások.Melegítéssel (hűtéssel) az anyaghalmazállapota megváltoztatható.A halmazállapot-változáshőmérséklete anyagra jellemzőállandó érték.

Olvadáspont, forráspont,olvadáshő, forráshő fogalma.

Csapadékformák és kialakulásukfizikai értelmezése.

Problémák, alkalmazásokA tüzelőanyagok égése és annakkövetkezménye.Az égés jelensége, fogalma és avele kapcsolatos energiaváltozásjellemzése.A gyors és a lassú égés.Élelmiszerek szerepe az élőszervezetekben. Az élő szervezet,mint „energiafogyasztó”rendszer.

Annak tudása, hogy melyátalakulásoknál nő energia,illetve melyeknél csökken.

A különböző halmazállapotok ésazok legfontosabb jellemzőinekmegismerése.

Tanári mérést követőcsoportmunka alapján a jég-vízkeverék állandó intenzitásúmelegítésekor fellépő jelenségekbemutatása a részlegeselforralásig, a melegedési görbefelvétele és értelmezése.

A mindennapi életben gyakorihalmazállapot-változásokhozkapcsolódó tapasztalatok,jelenségek értelmezése.

Az égés és akörnyezetszennyezés kapcsolata.

Földrajz: a kövekmállása a megfagyóvíz hatására.

Biológia–egészségtan:a víz fagyásakorbekövetkező térfogat-növekedés hatása abefagyásrétegességében és ahalak áttelelésében.

Kémia:halmazállapot-változások,fagyáspont, forráspont(a víz szerkezete éstulajdonságai).

Keverékekszétválasztása,desztillálás, kőolaj-finomítás

Kémia: égés, lassúoxidáció,energiaátalakulások,tápanyag,energiatartalom.

Biológia–egészségtan:egészségestáplálkozás, azegészséges énképkialakítása.

22

Ismeretek:

A halmazállapotok és változásokértelmezése anyagszerkezetimodellel.Az anyag részecskékből valófelépítettsége, az anyagokkülönböző halmazállapotbeliszerkezete.A kristályos anyagok, afolyadékok és a gázok egyszerűgolyómodellje. A halmazállapot-változások szemléltetésegolyómodellel.A belső energia. Belső energiaszemléletesen, mint golyókmozgásának élénksége (mint amozgó golyók energiájánakösszessége).Melegítés hatására a test belsőenergiája változik.A belsőenergia-változás mértékemegegyezik a melegítés soránátadott hőmennyiséggel.

Az anyag golyómodelljévelkapcsolatos ismeretekfelfrissítése és alkalmazása azegyes halmazállapotok leírásáraés a halmazállapot-változásokértelmezésére.

Annak felismerése, hogymelegítés hatására a test belsőenergiája megváltozik, amit jeleza hőmérséklet és/vagy ahalmazállapot megváltozása.

Egy szem mogyoró elégetéséveladott mennyiségű vízfelmelegítése az energiatartalomjellemzésére.

Tanári útmutatás alapján azélelmiszerek csomagolásáról azélelmiszerek energiatartalmánakleolvasása.

Az élelmiszereken akereskedelemben feltüntetik azenergiatartalmat.

Kémia:halmazállapotok éshalmazállapot-válto-zások. Értelmezésük arészecskeszemléletalapján.

Milyen anyag alkalmas hőmérőkészítésére?

Ismeretek:Hőtágulás és gyakorlati szerepe.Hőtan és táplálkozás: azéletműködéshez szükségesenergiát a táplálék biztosítja.

Egyszerű kísérletek bemutatása akülönböző halmazállapotúanyagok hőtágulására.

Gyűjtőmunka alapján beszámolótartása a hőtágulás jelentőségérőla technikában és a természetben.

Matematika: egyszerűszámolások.

Problémák, jelenségek,alkalmazások:Elraktározhatjuk-e a meleget?Mely anyagok a jó hővezetők,melyek a hőszigetelők?A Nap hősugárzása,üvegházhatás. A légkörmelegedése.A hőáramlás szerepe afűtéstechnikában. Hősugárzás, ahőkameraképek és értelmezésük.Az energiatudatosság és ahőszigetelés.

Egyszerű demonstrációskísérletek alapján a hőátadáskülönböző módjainak, alapvetőjelenségfajtáinak megismerése.Jó és rossz hővezető anyagokmegkülönböztetése.Gyűjtőmunka alapján gyakorlatiesetek alapján annak bemutatásainternetes képekkel,videofelvételekkel, hogy mikorvan szükség jó hővezetésre,mikor szigetelésre.

Technika, életvitel ésgyakorlat:energiatakarékosságilehetőségek aháztartásban (fűtés,hőszigetelés).

Földrajz: a Napsugárzásának hatása,jelentősége; légkörifolyamatok; hideg ésmeleg tengeri

23

Ismeretek:

„Hőátadás”, hővezetés,hőáramlás, hősugárzás.

A hőszigetelés és az ezzelkapcsolatban lévőenergiatakarékosságjelentőségének felismerése.

áramlatok.

Kémia: üvegházhatás(a fémek hővezetése).

Kulcsfogalmak/ fogalmakHőmérséklet, halmazállapot, halmazállapot-változás,olvadáspont, forráspont, termikus egyensúly. Égés,égéshő. Hőtágulás. Hőterjedés.

24

A fejlesztés várt eredményeiA tanuló ismerje fel, hogy a természettudományos tények megismételhető megfigyelésekből,célszerűen tervezett kísérletekből nyert bizonyítékokon alapulnak.

Váljon igényévé az önálló ismeretszerzés.

Használja fel ismereteit saját egészségének védelmére.

Törekedjék a természet- és környezetvédelmi problémák enyhítésére.

Legyen képes egyszerű megfigyelési, mérési folyamatok megtervezésére, tudományosismeretek megszerzéséhez célzott kísérletek elvégzésére.

Legyen képes ábrák, adatsorok elemzéséből tanári irányítás alapján egyszerűbbösszefüggések felismerésére.

Legyen képes egyszerű arányossági kapcsolatokat matematikai és grafikus formában islejegyezni.

Képes legyen a sebességfogalmat különböző kontextusokban is alkalmazni.

Tudja, hogy a testek közötti kölcsönhatás során a sebességük és a tömegük egyaránt fontos,és ezt konkrét példákon el tudja mondani.

Értse meg, hogy egy adott testet érő gravitációs vonzást a Föld (vagy más égitest) gravitációsmezője okozza.

A tanuló tudja, hogy az energiával kapcsolatos köznapi szóhasználat egy rövidített kifejezésiforma, amelynek megvan a szakmailag pontosabb változata is.

Magyarázataiban legyen képes az energiaátalakulások elemzésére, a hőmennyiséghez valókapcsolódásuk megvilágítására. Tudja használni az energiafajták elnevezését. Ismerje fel ahőmennyiség cseréjének és a hőmérséklet kiegyenlítésének kapcsolatát.

Fel tudjon sorolni többféle energiaforrást, ismerje alkalmazásuk környezeti hatásait.Tanúsítson környezettudatos magatartást, takarékoskodjon az energiával.

A tanuló minél több energiaátalakítási lehetőséget ismerjen meg, és képes legyen azokatazonosítani. Tudja értelmezni a megújuló és a nem megújuló energiafajták közöttikülönbséget.

A tanuló képes legyen arra, hogy az egyes energiaátalakítási lehetőségek előnyeit, hátrányaités alkalmazásuk kockázatait elemezze, tényeket és adatokat gyűjtsön, vita során az érveketés az ellenérveket csoportosítsa, és azokat a vita során felhasználja.

Képes legyen a sebesség, gyorsulás, tömeg, sűrűség, az erő, a nyomás fogalmánakértelmezésére és kiszámítására egyszerű esetekben.

Tudja, hogy nem csak a szilárd testek fejtenek ki nyomást.

Tudja magyarázni a gázok nyomását a részecskeképpel.

Tudja, hogy az áramlások oka a nyomáskülönbség.

25

8. évfolyam

Tematikai egység/Fejlesztési cél 1. Nyomás

Órakeret:4 óra

Előzetes tudás Matematikai alapműveletek, az erő fogalma és mérése, terület.


A hang terjedésének és keletkezésének ismerete. A hallássalkapcsolatos egészségvédelem fontosságának megértetése.

Tematikai egységek címe

Óraszámok

Új anyagmérés



összesóraszám

1.Nyomás (a hang) 3 - 1 4

2.Elektromosságtan 18 6 2 26

3.Optika, csillagászat 12 4 2 18

A tanév végi összefoglalás, azelmaradt órák pótlása - - - 6

26



A hanggal kapcsolatosproblémák, jelenségek,gyakorlati alkalmazások:

Mi a hang?Mitől kellemes és mitőlkellemetlen a hang?Hangrobbanás. Miért halljuk arobbanást?Jerikó falainak leomlása.Mi a zajszennyezés, és hogyanvédhető ki?Ultrahang (pl. denevérek, bálnák,vesekő-operáció).

Ismeret:A hang keletkezése, terjedése,energiája.A terjedési sebesség gázokban alegkisebb és szilárd anyagokbana legnagyobb.Az emberi hallás első lépése:átalakulás a dobhártyánZajszennyezés.

Hangszigetelés.

Hangforrások (madzagtelefon,üvegpohár-hangszer, zeneihangszerek) tulajdonságainakmegállapítása eszközkészítéssel.

Annak megértése, hogy a hang alevegőben periodikussűrűségváltozásként terjed anyomás periodikus változtatására,és hogy a hang terjedéseenergiaváltozással jár együtt.

A zaj, zörej, dörej, másrészről azenei hangskálák jellemzése.

A hangok emberi tevékenységregyakorolt gátló és motiválóhatásának megértése.

Ének-zene:hangszerek,hangskálák.

Biológia–egészségtan: hallás,ultrahangok azállatvilágban;ultrahang az orvosidiagnosztikában.

Matematika: elsőfokúfüggvény ésbehelyettesítés.

Ismeretek:Rengés terjedése a földkéregbenés a tengerekben: a földrengésekkis rezgésszámú hangrezgésekformájában történő terjedése, acunami kialakulásánakleegyszerűsített modellje.

Szemléltetés (pl. animációk)alapján a Föld belső szerkezete ésa földrengések kapcsolatának, acunami kialakulásának megértése.

Földrajz: a Földkérge, köpenye ésmozgásai.


Hullámterjedés. Hang, hallás. Ultrahang.

Tematikai egység/Fejlesztési cél 2.Elektromosság, mágnesség Órakeret:

26 óra

Előzetes tudás Mágneses és elektrosztatikus alapjelenségek, földmágnesség.

Tantárgyi Az elektromos alapjelenségek értelmezése és gyakorlati alkalmazása;Az egyen- és a váltóáram megkülönböztetése. Összetett technikai

27

fejlesztési célok rendszerek működési alapelveinek, jelentőségének bemutatása(elektromos hálózatok felépítése). Az elektromosság, a mágnességélővilágra gyakorolt hatásának megismertetése. Érintésvédelmiismeretek elsajátíttatása.



Hogyan lehet könnyenösszeszedni az elszórtgombostűket, apró szögeket?

Mit tapasztalsz két egymáshozközel levő mágnesrúd különbözőhelyzeteiben?

Ismeretek:Mágnesek, mágneseskölcsönhatás.Ampère modellje a mágnesesanyag szerkezetéről.

Földmágnesség és iránytű.

Kis csoportos kísérletek végzésepermanens mágnesekkel azerőhatások vizsgálatára(mágnesrudak vonzásának éstaszításának függése a relatívirányításuktól), felmágnesezettgemkapocs darabolása soránpedig a pólusok vizsgálatára;tapasztalatok megfogalmazása,következtetések levonása: az északi és déli pólus

kimutatása; bizonyos anyagokat (pl. vas)

mágnesessé lehet tenni; a mágneses pólusokat nem

lehet szétválasztani.Az iránytű orientációjánakértelmezése, egyszerű iránytűkészítése.

Földrajz: tájékozódás,a Föld mágneses tere.

Kémia: vaselkülönítése szilárdkeverékből mágnessel(ferromágnesesség).

Jelenségek, gyakorlatialkalmazások:Elektrosztatikus jelenségek ahétköznapokban (műszálaspulóver feltöltődése, átütésiszikrák, villámok, villámhárító).

Ismeretek:Az anyag elektromostulajdonságú részecskéinek(elektron, proton és ion) létezése.Az atomok felépítettsége.Az elektromos (elektrosztatikuskölcsönhatásra képes) állapot.Az elektromos töltés, mint

Tanári bemutató kísérlet alapján akétféle elektromos állapotkialakulásának megismerésedörzs-elektromos kísérletekben, avonzó-taszító kölcsönhatáskvalitatív jellemzése.Tanári irányítással egyszerűelektroszkóp készítése,működésének értelmezése.

Az elektromos tulajdonság és azelektromos állapotmegkülönböztetése.

Kémia: elektromostöltés, elektron,elektrosztatikusvonzás és taszítás, afémek elektromosvezetésénekanyagszerkezetimagyarázata (ionoskötés, ionrács,ionvegyületekelektromos vezetéseoldatban ésolvadékban).

28

mennyiség, értelmezése.Bizonyos testek többféle módonelektromos állapotba hozhatók.Az elektromos állapotú testekerőhatást gyakorolnak egymásra.Kétféle (negatív és pozitív)elektromos állapot létezik, akétféle „töltés” közömbösítiegymás hatását. Az elektromostulajdonságú részecskékátvihetők az egyik testről amásikra.

Jelenségek:Elektrosztatikus energiabizonyítéka a hőhatás alapján: azátütési szikrák kiégetik a papírt.A töltött fémgömb körül apróbatöltés-inga megemelkedik.

Ismeretek:A feszültség fogalma ésmértékegysége.A töltések szétválasztása soránmunkát végzünk.

A feszültség fogalmánakhozzákapcsolása az elektromostöltések szétválasztására fordítottmunka végzéséhez.Az elektromos mező energiájánakegyszerű tapasztalatokkal történőillusztrálása.

Kémia: az elektron, atöltés és a feszültség.

Ismeret:Az elektromos áramkör és részei(telep, vezetékek, ellenállás vagyfogyasztó).A telepben zajló belsőfolyamatok: a különbözőelektromos tulajdonságúrészecskék szétválasztása a kétpólusra. A két pólus köztfeszültség mérhető, ami azáramforrás elektromosmezejének mennyiségi jellem-zője.

Egyszerű áramkörök összeállításacsoportmunkában, különbözőáramforrásokkal, fogyasztókkal.

A feszültség mérése elektromosáramkörben mérőműszerrel.

Kémia: a vezetésanyagszerkezetimagyarázata.Galvánelem.

Ismeret:Az elektromos egyenáram.Az elektromos egyenáram minttöltéskiegyenlítési folyamat.Az áram erőssége, azáramerősség mértékegysége (1A).

Adott vezetéken átfolyó áram avezető két vége között mérhetőfeszültséggel arányos.A vezetéket jellemző ellenállás

Áramerősség mérése (műszerkapcsolása, leolvasása,méréshatárának beállítása).

Ellenállás meghatározása Ohmtörvénye alapján (feszültség- ésárammérésre visszavezetve).

Kémia: az elektromosáram (áramerősség,galvánelem, azelektromos áramkémiai hatásai,Faraday I. és II.törvénye).

29

fogalma, mérése és kiszámítása.Az ellenállás mértékegységeOhm törvénye.

Mérések és számítások végzéseegyszerű áramkörök esetén.

Gyakorlati alkalmazások:Az elektromágnes ésalkalmazásai.Elektromotorok.

Ismeretek:Az áram mágneses hatása: azelektromos áram mágnesesmezőt gerjeszt.Az áramjárta vezetők közöttmágneses kölcsönhatás lép fel,és ezen alapul az elektromotorokműködése.

Oersted kísérletének kvalitatívértelmezése.

Tekercs mágneses terénekvizsgálata vasreszelékkel,hasonlóság kimutatása arúdmágnessel.Az elektromotor modelljénekbemutatása.

Csoportmunkában az alábbigyakorlatok egyikének elvégzése:– elektromágnes készítése

zsebtelep, vasszög és szigetelthuzal felhasználásával, apólusok és az erősségvizsgálata;

– egyszerű elektromotorkészítése gemkapocs, mágnesés vezeték felhasználásával.

Egyéni gyűjtőmunka azelektromágnesekköznapi/gyakorlatifelhasználásáról.

Problémák, gyakorlatialkalmazások:Milyen változás észlelhető t azelektromos fogyasztók alkalma-zásánál?Mi a hasznos célú és milyen azegyéb formájú, feleslegesenergiaváltozás különbözőelektromos eszközöknél (pl.vízmelegítő, motor)?Mit mutat a havi villanyszámla,hogyan becsülhető megrealitása?

Technika, életvitel ésgyakorlat: elektromoseszközök biztonságoshasználata,villanyszámlaértelmezése,elektromos eszközökenergiafelhasználása,energiatakarékosság.

Ismeret:Az áram hőhatását meghatározóarányosságok és az azt kifejezőmatematikai összefüggés(E=UIt),energiakicsatolás, fogyasztók.

Az Ohm-törvény felhasználásaegyszerű esetekben.

A rendszerben gondolkodáserősítése.

Matematika: egyszerűszámítási ésbehelyettesítésifeladatok.

30

Problémák, jelenségek:Miben különbözik az otthonhasznált elektromos áram a„zsebtelepek” által létrehozottáramtól?Az elektromos árammalmágneses mezőt hoztunk létre.Lehet-e mágneses mezővelelektromos mezőt létrehozni?Ismeretek:

Az elektromágneses indukciójelensége. Váltakozó áram ésgyakorlati alkalmazása.

Egyéni gyűjtőmunka az alábbitémák egyikében:– Hol használnak elektromos

áramot?– Milyen elektromossággal

működő eszközök találhatókotthon a lakásban?

Milyen adatok találhatók egyfogyasztón (teljesítmény,feszültség, frekvencia)?Az elektromosság gyakorlatijelentőségének felismerése. Ahőhatás jelenségét bemutatóegyszerű kísérletek ismertetése(pl. az elektromos vízmelegítésmértéke arányos azáramerősséggel, a feszültséggel ésaz idővel. A fogyasztófényerejének változásafolytonosan változtathatókapcsolóval.Ellenállásdrót melegedése sorosés párhuzamos kapcsolásúfogyasztókban az áramerősségnövelésével.) Annak megértése,hogy az elektromos fogyasztóenergiaváltozással, átalakítással(„fogyaszt”) jár.

Tanári vezetéssel egy családi házelektromos világításánakmegtervezése, modellen valóbemutatása.

A balesetvédelem fontosságánakfelismerése.

Annak megítélése, hogy aháztartásokban előfordulóelektromos hibák közül mit lehetházilag kijavítani és mi az, amitszakemberre kell bízni.

Problémák, gyakorlatialkalmazások:Miért elektromos energiáthasználunk nagy részben amindennapi életünkben?Melyek az országenergiafogyasztásánaklegfontosabb tényezői? Honnan

Az erőművek és anagyfeszültségű hálózatokalapvető vázszerkezetének(generátor, távvezeték,transzformálás, fogyasztók)bemutatása.Annak belátása, hogy azelektromos energia bármilyen

Földrajz: azenergiaforrásokföldrajzi megoszlásaés az energiakereskedelme.

31

származik az országbanfelhasznált elektromos energia?

Az elektromos energia„előállítása”, szállítása.

módon történő előállítása hatássalvan a környezetre.Csoportos gyűjtőmunka a hazaierőműhálózatról és jellemzőiről(milyen energiaforrássalműködnek, mikor épültek,mekkora a teljesítményük, stb.).Magyarország elektromosenergia-fogyasztása főbb komponenseinekmegismerése, az elektromosenergia megtakarításánaklehetőségei.

Kémia:energiaforrások éshasználatukkörnyezeti hatásai.


Mágneses hatások, pólusok, mágneses mező. Elektromos tulajdonság,elektromos állapot, töltés, elektromos mező.Áramerősség, feszültség, ellenállás, áramkör, elektromágnes.Elektromágneses indukció, váltakozó áram, generátorok és motorok.Erőmű, transzformátor, távvezeték.

Tematikai egység/Fejlesztési cél 3.Optika, csillagászat Órakeret:

18 óra

Előzetes tudásHosszúságmérés, éjszakák és nappalok váltakozása, a Hold,látszólagos periodikus változása. Sebesség, egyenletes mozgás.Energia, energiaváltozás. Hősugárzás. Frekvencia.


Az anyag és a kölcsönhatás fogalmának bővítése. A fénytulajdonságainak megismerése. A fény szerepe az élő természetben. Abeszélgetések és a gyűjtőmunkák során az együttműködés és akommunikáció fejlesztése. A tudomány és a technika társadalmiszerepének bemutatása. A földközéppontú és a napközéppontúvilágkép jellemzőinek összehasonlítása során a modellhasználatfejlesztése.

32



Problémák, jelenségek, gyakorlatialkalmazások:

Árnyékjelenségek.Fényáteresztés. Visszaverődés,törés jelensége.Hétköznapi optikai eszközök(síktükör, borotválkozó tükör,közlekedési gömbtükör, egyszerűnagyító, távcső, mikroszkóp,vetítő, fényképezőgép).Száloptika alkalmazása ajelátvitelben és a gyógyászatban.Távcsövek, űrtávcsövek,látáshibák javítása,fényszennyezés.

Ismeretek:

A fény egyenes vonalú terjedése.A fényvisszaverődés és afénytörés: a fény az új közeghatárán visszaverődik és/vagymegtörik; a leírásuknál használtfizikai mennyiségek (beesésiszög, visszaverődési szög, törésiszög rajzolása).

Teljes visszaverődés.

Hétköznapi optikai eszközökképalkotása. Valódi és látszólagoskép.

Síktükör, homorú és domborútükör, szóró- és gyűjtőlencse.Fókusz.

A szem képalkotása.

Rövidlátás, távollátás,színtévesztés.

Az árnyékjelenségekmagyarázata a fény egyenesvonalú terjedésével.

Fény áthatolásának megfigyelésekülönböző anyagokon és azanyagok tanulmányozásaátlátszóságuk szempontjából.

Jelenségek a visszaverődés és afénytörés jelenségénekvizsgálatára.

Periszkóp, kaleidoszkópkészítése és modellezése.

A sugármenet kvalitatívmegrajzolása fénytörés esetén(plánparalel lemez, prizma, vizeskád).

Kvalitatív kapcsolat felismerésea közeg sűrűsége és a törésiszögnek a beesési szöghözviszonyított változása között.

A teljes visszaverődésjelenségének bemutatása alapján(pl. az akvárium víztükrével) ajelenség kvalitatív értelmezése.

Az optikai szál modelljénekmegfigyelése egy műanyagpalack oldalán kifolyó vízsugárhátulról történőmegvilágításával.

Kép- és tárgytávolság mérésegyűjtőlencsével,fókusztávolságánakmeghatározása napfényben.

Sugármenetrajzok bemutatásadigitális táblán.

A tanuló környezetében találhatótükrök és lencsék képalkotásának

Biológia–egészségtan:a szem, a látás, aszemüveg; nagyító,mikroszkóp és egyéboptikai eszközök(biológiai mintákmikroszkóposvizsgálata).

Matematika:geometriaiszerkesztések,tükrözés.

Technika, életvitel ésgyakorlat: aszíntévesztés és aszínvakság társadalmivonatkozásai.

33

kísérleti bemutatása.

Tükrök esetén a képkeletkezésének értelmezéseegyszerű sugármeneti rajzzal.

Gyakorlati különbségtétel avalódi és a látszólagos képközött.

A fókusz kísérleti meghatározásahomorú tükör és gyűjtőlencseesetén.

Az emberi szem, mint optikailencse működésének megértése,a jellegzetes látáshibák(távollátás, rövidlátás) és akorrekció módja (szemüveg,kontaktlencse).

Ismeretek:

A fehér fény színeire bontása.Színkeverés, kiegészítő színek.

A tárgyak színe: a természetesfény különböző színkomponenseita tárgyak különböző mértékbennyelik el és verik vissza, ebbőladódik a tárgy színe.

A fehér fény felbontása színekreprizma segítségével; a fehér fényösszetettségének felismerése.Tanulói kísérlettel a színkeverésbemutatása forgó színkoronggal.

A tárgyak színének egyszerűmagyarázata.

Biológia–egészségtan:a színek szerepe azállat- ésnövényvilágban(klorofill,rejtőzködés).

Problémák:

Milyen folyamatokban keletkezikfény? Mi történhet a Napban, ésmi a Holdon? Minek a fényétlátják a „kék bolygót” megfigyelőűrhajósok?

Ismeretek:Elsődleges és másodlagosfényforrások.Fénykibocsátó folyamatok atermészetben.

Az elsődleges és másodlagosfényforrások megkülönböztetése,gyakorlati felismerésük.

Fénykibocsátást eredményezőfizikai (villámlás, fémek izzása),kémiai és biokémiai (égés,szentjánosbogár, korhadó fa stb.)jelenségek gyűjtése.

Kémia: égés,lángfestés.

Biológia–egészségtan:lumineszcencia.

Földrajz: természetijelenségek, villámlás.

Problémák, jelenségek,alkalmazások:

Milyen az ember és a fény

Hagyományos és új mesterségesfényforrások sajátságainakösszegyűjtése, a fényforrások ésaz energiatakarékosság

Biológia–egészségtan:a fényszennyezésbiológiai hatásai, afényszennyezés, mint

34

viszonya?Hogyan hasznosíthatjuk a fénnyelkapcsolatos tapasztalatainkat akörnyezetünk megóvásában?Milyen fényforrásokathasználunk?Milyen fényforrásokat érdemeshasználni a lakásban, aziskolában, a településeken,színpadon, filmen, közlekedésbenstb. (színérzet, hőérzet,élettartam)?Mit nevezünkfényszennyezésnek?Milyen Magyarországfényszennyezettsége?

Ismeretek:Mesterséges fényforrások.Fényszennyezés.

kapcsolatának vizsgálata(izzólámpa, fénycső,kompaktlámpa, LED-lámpa).Az új és elhasznált izzólámpaösszehasonlítása.Összehasonlító leírás amesterséges fényforrásokfajtáiról, színéről és az okozotthőérzet összehasonlítása.

A fényforrások használataegészségügyi vonatkozásainakmegismerése.A fényforrások használatakörnyezeti hatásainakmegismerése.A fényszennyezés fogalmánakmegismerése.

a környezetszennyezésegyik formája.

Kémia: nemesgázok,volfrám, izzók,fénycsövek.

Problémák, jelenségek:

A csillagos égbolt: Hold,csillagok, bolygók, galaxisok,gázködök. A Hold és a Vénuszfázisai, a hold- és napfo-gyatkozások.

Milyen történelmi elképzelésekvoltak a Napról, a csillagokról ésa bolygókról?

Ismeretek:Az égbolt természetesfényforrásai: a Nap, Hold,bolygók, csillagok,csillaghalmazok, ködök stb.A Naprendszer szerkezete.A Nap, a Naprendszer bolygóinakés azok holdjainakjellegzetességei. Megismerésükmódszerei.

Geocentrikus és heliocentrikusvilágkép.

A tudományos kutatásmodelleken át atermészettörvényekhez vezetőútja, mint folyamat.

A csillagos égbolt megfigyeléseszabad szemmel (távcsővel) ésszámítógépes planetáriumprogramok futtatásával.

Az objektumok csoportosításaaszerint, hogy elsődleges (acsillagok, köztük a Nap) vagymásodlagos fényforrások (abolygók és a holdak csakvisszaverik a Nap fényét). Acsillagok és a bolygókmegkülönböztetése képüknek kistávcsőbeli viselkedése alapján.

A fázisok és fogyatkozásokértelmezése modellkísérletekkel.

A Naprendszer szerkezeténekmegismerése; a Nap egy a sokcsillag közül.

A csillagos égbolt mozgásainakgeocentrikus és heliocentrikusértelmezése.

Ismeretek szerzése arról, hogy aNaprendszerről, a bolygókról ésholdjaikról, valamint az (álló-)

Történelem,társadalmi ésállampolgáriismeretek: azemberiségvilágképénekváltozása.Csillagképek akülönbözőkultúrákban.

Kémia: hidrogén(hélium, magfúzió).

Matematika: a kör ésa gömb részei.

Földrajz: aNaprendszer. Avilágűrmegismerésének,kutatásánakmódszerei.

35

csillagokról alkotott kép mikéntalakult az emberiségtörténetében.

Differenciált csoportmunkaalapján Ptolemaiosz,Kopernikusz, Galilei, Keplermunkásságának megismerése.

Problémák, jelenségek,alkalmazások:A Nap és más fényforrásokfelbontott fénye (pl. gyertyalángja megsózva).

Infralámpa, röntgenkép létrejötte(árnyékhatás), mikrohullámú sütő.A röntgen ernyőszűrés az emberiszervezet és ipari anyagmintákbelső szerkezeténekvizsgálatában, az UV sugárzásveszélyei.

A hőtanhoz továbbvezetőproblémák: Mit hoz a villám,amivel felgyújtja a fát, amibebelecsap? Mit sugároznak ki afénnyel együtt az izzított fémek?Mit ad a fény a kémiaireakcióhoz?

Ismeretek:

A napfény és más fényforrások(elektromágneses) spektruma:rádióhullámok, mikrohullámok,infravörös sugárzás, látható fény,UV sugárzás, röntgensugárzás.

A Nap fénye és hősugárzásabiztosítja a Földön az életfeltételeit.A napozás szabályai.

Példák az infravörös és az UVsugárzás, a röntgensugárzásélettani hatásaira, veszélyeire,gyakorlati alkalmazásaira atechnikában és a gyógyászatban.

A különböző sugárzásokhatásairól a köznapi és amédiából származó ismeretekösszegyűjtésével a láthatófénytartomány kibővítéseelektromágneses spektrummá,kiegészítése a szintén közismertrádió- és mikrohullámokkal,majd a röntgensugárzással.

Annak felismerése, hogy a fényhatására zajlanak le a növényekéletműködéséheznélkülözhetetlen kémiaireakciók.

Az infravörös és az UV sugárzás,a röntgensugárzás élettanihatásainak, veszélyeinek,gyakorlati alkalmazásainakmegismerése a technikában és agyógyászatban.

Biológia-egészségtan:növényi fotoszintézis,emberi élettanihatások (napozás);diagnosztikaimódszerek.

Kémia: fotoszintézis,(UV fény hatásáralejátszódó reakciók,kemilumineszcencia).

36


Egyenes vonalú terjedés, tükör, lencse, fénytörés, visszaverődés. A fényhatása az élő természetre. Fényszennyezés.Nap, Naprendszer. Földközéppontú világkép, napközéppontú világkép.

37

A fejlesztés várt eredményei

A tanuló használja a számítógépet adatrögzítésre, információgyűjtésre.

Eredményeiről tartson pontosabb, a szakszerű fogalmak tudatos alkalmazására törekvő,ábrákkal, irodalmi hivatkozásokkal stb. alátámasztott prezentációt.

Ismerje fel, hogy a természettudományos tények megismételhető megfigyelésekből,célszerűen tervezett kísérletekből nyert bizonyítékokon alapulnak.

Váljon igényévé az önálló ismeretszerzés.

Legalább egy tudományos elmélet esetén kövesse végig, hogy a társadalmi és történelmiháttér hogyan befolyásolta annak kialakulását és fejlődését.

Használja fel ismereteit saját egészségének védelmére.

Legyen képes a mások által kifejtett véleményeket megérteni, értékelni, azokkal szembenkulturáltan vitatkozni.

A kísérletek elemzése során alakuljon ki kritikus szemléletmódja, egészségesszkepticizmusa. Tudja, hogy ismeretei és használati készségei meglévő szintjén továbbitanulással túl tud lépni.

Ítélje meg, hogy különböző esetekben milyen módon alkalmazható a tudomány és atechnika, értékelje azok előnyeit és hátrányait az egyén, a közösség és a környezetszempontjából. Törekedjék a természet- és környezetvédelmi problémák enyhítésére.

Legyen képes egyszerű megfigyelési, mérési folyamatok megtervezésére, tudományosismeretek megszerzéséhez célzott kísérletek elvégzésére.

Legyen képes ábrák, adatsorok elemzéséből tanári irányítás alapján egyszerűbbösszefüggések felismerésére. Megfigyelései során használjon modelleket.

Legyen képes egyszerű arányossági kapcsolatokat matematikai és grafikus formában islejegyezni. Az eredmények elemzése után vonjon le konklúziókat.

Ismerje fel a fény szerepének elsőrendű fontosságát az emberi tudás gyarapításában, ismerjea fényjelenségeken alapuló kutatóeszközöket, a fény alapvető tulajdonságait.

Tudja, hogy a hang miként keletkezik, és hogy a részecskék sűrűségének változásával terjeda közegben.

Tudja, hogy a hang terjedési sebessége gázokban a legkisebb, és szilárd anyagokban alegnagyobb.

Ismerje az elektromossággal kapcsolatos biztonsági szabályokat, az elektromos áramkörrészeit, képes legyen egyszerű egyenáramú áramkörök összeállítására, és azokban azáramerősség mérésére.

Tudja, hogy az áramforrások mezőjének kvantitatív jellemzője a feszültség.

Tudja, hogy az elektromos fogyasztón energiaváltozás és átalakulás jön létre.

A tanuló képes legyen az erőművek alapvető szerkezét bemutatni.

Tudja, hogy az elektromos mező bármilyen módon történő előállítása terheli a környezetet.

38

9-12. évfolyam számára (B változat)

A természettudományos kompetencia középpontjában a természetet és a természet működésétmegismerni igyekvő ember áll. A fizika tantárgy a természet működésének a tudomány általfeltárt alapvető törvényszerűségeit igyekszik megismertetni a diákokkal. A törvényekharmóniáját és alkalmazhatóságuk hihetetlen széles skálatartományát megcsodáltatva,bemutatja, hogyan segíti a tudományos módszer a természet erőinek és javainak az emberszolgálatába állítását. Olyan ismeretek megszerzésére ösztönözzük a fiatalokat, amelyekkel azegész életpályájukon hozzájárulnak majd a társadalom és a természeti környezetösszhangjának fenntartásához, a tartós fejlődéshez, és ahhoz, hogy a körülöttünk levőtermészetnek minél kevésbé okozzunk sérülést.

Nem kevésbé fontos, hogy elhelyezzük az embert kozmikus környezetünkben. Atermészettudomány és a fizika ismerete segítséget nyújt az ember világban elfoglalt helyénekmegértésére, a világ jelenségeinek a természettudományos módszerrel történő rendszerbefoglalására. A természet törvényeinek az embert szolgáló sikeres alkalmazása gazdaságielőnyöket jelent, de ezen túl szellemi, esztétikai örömöt és harmóniát is kínál.

A tantárgy tanulása során a tanulók megismerik az alapvető fizikai jelenségeket és azazokat értelmező modellek és elméletek történeti fejlődését, érvényességi határait, a hozzájukvezető megismerési módszereket. A fizika tanítása során azt is be kell mutatnunk, hogy afelfedezések és az azok révén megfogalmazott fizikai törvények nemcsak egy-egy kiemelkedőszellemóriás munkáját, hanem sok tudós századokat átfogó munkájának koherens egymásraépülő tudásszövetét jelenítik meg. A törvények folyamatosan bővültek, és a moderntudományos módszer kialakulása óta nem kizárják, hanem kiegészítik egymást. Az egyrenagyobb teljesítőképességű modellekből számos alapvető, letisztult törvény nőtt ki, amelyeketa tanulmányok egymást követő szakaszai a tanulók kognitív képességeinek megfelelőgondolati és formai szinten mutatnak be, azzal a célkitűzéssel, hogy a szakirányú felsőfokúképzés során eljussanak a választott terület tudományos kutatásának frontvonalába.

A tantárgy tanulása során a tanulók megismerkedhetnek a természet tervszerűmegfigyelésével, a kísérletezéssel, a megfigyelési és a kísérleti eredmények számszerűmegjelenítésével, grafikus ábrázolásával, a kvalitatív összefüggések matematikai alakúmegfogalmazásával. Ez utóbbi nélkülözhetetlen vonása a fizika tanításának, hiszen etudomány fél évezred óta tartó „diadalmenetének” ez a titka.

Fontos, hogy a tanulók a jelenségekből és a köztük feltárt kapcsolatokból leszűrttörvényeket a természetben újabb és újabb jelenségekre alkalmazva ellenőrizzék, megtanuljákigazolásuk vagy cáfolatuk módját. A tanulók ismerkedjenek meg a tudományos tényekenalapuló érveléssel, amelynek része a megismert természeti törvények egy-egytudománytörténeti fordulóponton feltárt érvényességi korlátainak megvilágítása. A fizikábanhasználatos modellek alkotásában és fejlesztésében való részvételről kapjanak vonzóélményeket és ismerkedjenek meg a fizika módszerének a fizikán túlmutató jelentőségével is.A tanulóknak fel kell ismerniük, hogy a műszaki-természettudományi mellett azegészségügyi, az agrárgazdasági és a közgazdasági szakmai tudás szilárd megalapozásábansem nélkülözhető a fizika jelenségkörének megismerése.

Ahhoz, hogy a fizika tantárgy tananyaga személyesen megérintsen egy fiatalt, atanárnak a tanítás módszereit a tanulók, tanulócsoportok igényeihez, életkori sajátosságaihoz,képességeik kifejlődéséhez és gondolkodásuk sokféleségéhez kell igazítani. A jól

39

megtervezett megismerési folyamat segíti a tanulói érdeklődés felkeltését, a tanulási célokelfogadását és a tanulók aktív szerepvállalását is. A fizika tantárgy tanításakor a tanulásikörnyezetet úgy kell tehát tervezni, hogy az támogassa a különböző aktív tanulási formákat,technikákat, a tanulócsoport összetétele, mérete, az iskolákban rendelkezésre álló feltételekfüggvényében. Így lehet reményünk arra, hogy a megfelelő kompetenciák és készségekkialakulnak a fiatalokban. A NAT-kapcsolatok és a kompetenciafejlesztés lehetőségei akövetkezők:

Természettudományos kompetencia: A természettudományos törvények és módszerekhatékonyságának ismerete az ember világbeli helye megtalálásának, a világban valótájékozódásának az elősegítésére. A tudományos elméletek társadalmi folyamatokban játszottszerepének ismerete, megértése; a fontosabb technikai vívmányok ismerete; ezek előnyeinek,korlátainak és társadalmi kockázatainak ismerete; az emberi tevékenység természetregyakorolt hatásának ismerete.

Szociális és állampolgári kompetencia: a helyi és a tágabb közösséget érintőproblémák megoldása iránti szolidaritás és érdeklődés; kompromisszumra való törekvés; afenntartható fejlődés támogatása; a társadalmi-gazdasági fejlődés iránti érdeklődés.

Anyanyelvi kommunikáció: hallott és olvasott szöveg értése, szövegalkotás a témávalkapcsolatban mind írásban a különböző gyűjtőmunkák esetében, mind pedig szóban aprezentációk alkalmával.

Matematikai kompetencia: alapvető matematikai elvek alkalmazása azismeretszerzésben és a problémák megoldásában, ami a 7–8. osztályban csak a négyalapműveletre és a különböző grafikonok rajzolására és elemzésére korlátozódik.

Digitális kompetencia: információkeresés a témával kapcsolatban, adatok gyűjtése,feldolgozása, rendszerezése, a kapott adatok kritikus alkalmazása, felhasználása, grafikonokkészítése.

Hatékony, önálló tanulás: új ismeretek felkutatása, értő elsajátítása, feldolgozása ésbeépítése; munkavégzés másokkal együttműködve, a tudás megosztása; a korábban tanultismeretek, a saját és mások élettapasztalatainak felhasználása.

Kezdeményezőképesség és vállalkozói kompetencia: az új iránti nyitottság, elemzésiképesség, különböző szempontú megközelítési lehetőségek számbavétele.

Esztétikai-művészeti tudatosság és kifejezőképesség: a saját prezentáció, gyűjtőmunkaesztétikus kivitelezése, a közösség számára érthető tolmácsolása.

A fiatalok döntő részének 14-18 éves korban még nincs kialakult érdeklődése,egyformán nyitott és befogadó a legkülönbözőbb műveltségi területek iránt. Ez igaz akimagasló értelmi képességekkel rendelkező gyerekekre és az átlagos adottságúakra egyaránt.A fiatal személyes érdeke és a társadalom érdeke egyaránt azt kívánja, hogy a specializálódásvonatkozásában a döntés későbbre tolódjon.

A fizika tantárgy hagyományos tematikus felépítésű kerettanterve hangsúlyozottankísérleti alapozású, kiemelt hangsúlyt kap benne a gyakorlati alkalmazás, valamint atovábbtanulást megalapozó feladat- és problémamegoldás. A kognitív kompetencia-fejlesztésben elegendő súlyt kap a természettudományokra jellemző rendszerező, elemzőgondolkodás fejlesztése is.

40




9. évfolyam 2 72

10. évfolyam 2 72

11. évfolyam 2 72

9. évfolyam


Óraszámok:

Új anyagmérés,



összesóraszám

1.Minden mozog, a mozgásviszonylagos- a mozgástan elemei 16 4 2 20

2.Ok és okozat (ArisztotelésztőlNewtonig)- A newtoni mechanikaelemei

16 8 2 26

3.Folyadékok és gázok mechanikája 7 1 2 10

4.Erőfeszítés és hasznosság.Energia-munka-teljesítmény-hatásfok

7 2 2 11

5.Év végi összefoglalás, azelmaradt órák pótlása - - - 5

41

Tematikai egység 1. Minden mozog, a mozgás viszonylagos – amozgástan elemei

Órakeret:20 óra

Előzetes tudásHétköznapi mozgásokkal kapcsolatos gyakorlati ismeretek.

A 7–8. évfolyamon tanult kinematikai alapfogalmak, az út- ésidőmérés alapvető módszerei, függvényfogalom, a grafikus ábrázoláselemei, egyenletrendezés.

A tematikai egységnevelési-fejlesztési

céljai

A tulajdonság és mennyiség kapcsolatának, valamintkülönbözőségének tudatos felismerése. A kinematikai alapfogalmak,mennyiségek kísérleti alapokon történő kialakítása, illetve bővítése, azösszefüggések (grafikus) ábrázolása és matematikai leírása. Atermészettudományos megismerés Galilei-féle módszerénekbemutatása. A kísérletezési kompetencia fejlesztése a legegyszerűbbkézi mérésektől a számítógépes méréstechnikáig. A problémamegoldóképesség fejlesztése a grafikus ábrázolás és az ehhez kapcsolódóegyszerű feladatok megoldása során (is).A tanult ismeretek gyakorlati alkalmazása hétköznapi jelenségekre,problémákra (pl. közlekedés, sport).


ismeretekKövetelmények Kapcsolódási pontok

Milyen mozgásokat ismersz?

Milyen szempontok alapjánkülönböztetjük meg amozgásokat?

Alapfogalmak:a köznapi testek mozgásformái:haladó mozgás és forgás.

Hogyan tudunk meghatároznimennyiségeket?Mivel lehet megadni egymennyiséget?

Hely, hosszúság és idő méréseHosszúság, terület, térfogat,tömeg, sűrűség, idő, erő mérése.Hétköznapi helymeghatározás,úthálózat km-számítása. GPS-rendszer létezése és alkalmazása.

A tanuló legyen képes amozgásokról tanultak és aköznapi jelenségekösszekapcsolására, a fizikaifogalmak helyes használatára,egyszerű számítások elvégzésére.

Ismerje a mérés lényegijellemzőit, a szabványos és agyakorlati mértékegységeket.

Legyen képes gyakorlatbanalkalmazni a megismert mérésimódszereket.

Matematika: függvényfogalma, grafikusábrázolás,egyenletrendezés.

Informatika:függvényábrázolás(táblázatkezelőhasználata).

Testnevelés és sport:érdekessebességadatok,érdekes sebességek,pályák technikaikörnyezete.

Biológia-egészségtan:élőlények mozgása,

42

Ahhoz, hogy hol vagyunk,elegendő-e azt tudni, mennyitgyalogoltunk?

Mit kell ismerni egy testhelyének meghatározásához?

A mozgás viszonylagossága, avonatkoztatási rendszer.

Galilei relativitási elve.

Mindennapi tapasztalatokegyenletesen mozgóvonatkoztatási rendszerekben(autó, vonat).

Alkalmazások:

földrajzi koordináták; GPS;helymeghatározás, távolságmérésradarral.

Mi jellemző az egyenletesmozgásra? Szemléltesdpéldákkal!Két test közül melyik mozoggyorsabban?

Tudatosítsa a viszonyításirendszer alapvető szerepét,megválasztásának szabadságát

sebességei, reakcióidő.

Művészetek; magyarnyelv és irodalom:mozgások ábrázolása.

Technika, életvitel ésgyakorlat: járműveksebessége és fékútja,követési távolság,közlekedésbiztonságieszközök, technikaieszközök (autók,motorok), GPS,rakéták, műholdakalkalmazása, azűrhajózás célja.

Történelem,társadalmi ésállampolgáriismeretek: Galileimunkássága.

Földrajz: aNaprendszerszerkezete, azégitestek mozgása,csillagképek,távcsövek.

Milyen mozgásról mondjuk,hogy egyenletes?

Mit tudunk az egyenes vonalúmozgás pályájáról?

Egyenes vonalú egyenletesmozgás kísérleti vizsgálata ésmennyiségi jellemzői.

Mikola Sándor (Mikola-cső)

Grafikus leírás.Sebesség, átlagsebesség.Sebességrekordok a sportban,sebességek az élővilágban.

Értelmezze az egyenes vonalúegyenletes mozgást és jellemzőmennyiségeit, tudja azokatgrafikusan ábrázolni.

43

Mondjunk példát változómozgásokra!Mi jellemző a változómozgásokra?

Egyenes vonalú egyenletesenváltozó mozgás kísérletivizsgálata és mennyiségijellemzői.

A szabadesés vizsgálata.

A nehézségi gyorsulásmeghatározása.

Ismerje a változó mozgásáltalános fogalmát, értelmezze azátlag- és pillanatnyi sebességet.Ismerje a gyorsulás fogalmát,vektor-jellegét.Tudja ábrázolni az s-t, v-t, a-tgrafikonokat.

Tudjon egyszerű feladatokatmegoldani.

Ismerje Galilei moderntudományteremtő, történelmimódszerének lényegét: a jelenség megfigyelése, értelmező hipotézis felállítása, számítások elvégzése, az eredmény ellenőrzése

célzott kísérletekkel.Milyen lesz a folyópartokramerőlegesen irányított csónakvalódi pályája? Egyenes vagygörbe vonalú pályán halad-e avízszintesen elhajított kavics?

Összetett mozgások.Egymásra merőleges egyenletesmozgások összege.Vízszintes hajítás vizsgálata,értelmezése összetettmozgásként.

Ismerje a mozgásokfüggetlenségének elvét és legyenképes azt egyszerű esetekre(folyón átkelő csónak, eldobottlabda pályája, a locsolócsőbőlkilépő vízsugár pályája)alkalmazni.

44

A gyakorlatból milyenkörmozgásokat ismerünk? Mijellemző ezekre?

Egyenletes körmozgás.

A körmozgás mint periodikusmozgás.A mozgás jellemzői (kerületi ésszögjellemzők).A centripetális gyorsulásértelmezése.

Az emberiség történetébenmilyen megfigyelésekkelkezdődött a „tudomány” felévezető út?

A bolygók mozgása, Keplertörvényei. A kopernikuszivilágkép alapjai.

Ismerje a körmozgást leírókerületi és szögjellemzőket,illetve tudja alkalmazni azokat.

Tudja értelmezni a centripetálisgyorsulást.

Mutasson be egyszerűkísérleteket, méréseket. Tudjonalapszintű feladatokat megoldani.

A tanuló ismerje Keplertörvényeit, tudja azokatalkalmazni a Naprendszerbolygóira és a mesterségesholdakra.

Ismerje a geocentrikus és aheliocentrikus világképkultúrtörténeti dilemmáját éskonfliktusát.


Sebesség, átlagsebesség, pillanatnyi sebesség, gyorsulás, vektorjelleg,mozgások összegződése, periódusidő, szögsebesség, centripetálisgyorsulás. Égitestek mozgása.

Tematikai egység 2. Okok és okozatok (Arisztotelésztől Newtonig) –A newtoni mechanika elemei

Órakeret:26 óra

Előzetes tudásA kölcsönhatás és a közelhatás fogalma. A távolhatás létrejötténekértelmezése. Az erőhatás és az erő fogalma, az erő mértékegysége,erőmérő, gyorsulás, tömeg, sűrűség.

A tematikaiegység nevelési-fejlesztési céljai

Az ösztönös arisztotelészi mozgásszemlélet tudatos lecserélése anewtoni dinamikus szemléletre. Az új szemléletű gondolkodásmódkiépítése. Az általános iskolában megismert, elsősorban sztatikus jellegűerőfogalom felcserélése a dinamikai szemléletűvel, rámutatva a kétszemlélet összhangjára.

45



Mi hozhat létre változást egytesten?

Milyen hatás következtébenváltozhat meg egy testmozgásállapota?

A tehetetlenség törvénye (NewtonI. axiómája).

Mindennapos közlekedésitapasztalatok hirtelen fékezésnél,a biztonsági öv szerepe.

A tehetetlenség, az azt jellemzőtömeg fogalma és mértékegysége.

Az űrben, űrhajóban szabadonmozgó testek.

Mi a különbség 1 dm3 víz és 1dm3 vas tömege között?

Mi a különbség 1 kg víz és 1 kgvas térfogata között?

Az anyag sűrűségének fogalma ésmennyiségi jellemzője.

Miért üt nagyobbat egykosárlabda, mint egypingponglabda, ha ugyanakkorasebességgel csapódik hozzánk?

A mozgásállapot fogalma ésjellemző mennyisége a lendület.A zárt rendszer.Lendületmegmaradáspárkölcsönhatás (zárt rendszer)esetén.

Jelenségek, gyakorlatialkalmazások:golyók, korongok ütközése.

Legyen képes az arisztotelészimozgásértelmezés elvetésére.

Ismerje a tehetetlenség fogalmátés legyen képes az ezzelkapcsolatos hétköznapijelenségek értelmezésére.

Ismerje az inercia-(tehetetlenségi) rendszerfogalmát.

Ismerje a tehetetlen tömegfogalmát. Értse atömegközéppont szerepéta valóságos testek mozgásánakértelmezése során.

Tudja, hogy a sűrűség az anyagjellemzője, és hogyan lehet aztmennyiséggel jellemezni.

Tudjon sűrűséget számolással ésméréssel is meghatározni, illetvetáblázatból kikeresni.

Ismerje a lendület fogalmát,vektor-jellegét, a lendületváltozásés az erőhatás kapcsolatát.

Ismerje a lendületmegmaradástörvényét párkölcsönhatás esetén.Tudjon értelmezni egyszerűköznapi jelenségeket a lendületmegmaradásának törvényével.

Legyen képes egyszerűszámítások és mérési feladatokmegoldására.

Matematika: afüggvény fogalma,grafikus ábrázolás,egyenletrendezés.

Technika, életvitel ésgyakorlat:Takarékosság;légszennyezés,zajszennyezés;közlekedésbiztonságieszközök, közlekedésiszabályok, GPS,rakéták, műholdakalkalmazása,az űrhajózás célja.

Biztonsági öv,ütközéses balesetek, agépkocsi biztonságifelszerelése,a biztonságos fékezés.Nagy sebességűutazás egészségügyihatásai.

Biológia-egészségtan:reakcióidő, az állatokmozgása (pl.medúza).

46

Ütközéses balesetek aközlekedésben. Miért veszélyes akoccanás? Az utas biztonságátvédő technikai megoldások(biztonsági öv, légzsák, agyűrődő karosszéria).

Érhet-e erőhatás rugalmas testetúgy, hogy annak alakja neváltozzon meg?

Az erő fogalma. Alendületváltozás és az erőhatáskapcsolata. Lendülettétel.

Az erőhatás mozgásállapot-változtató (gyorsító) hatása.Az erő a mozgásállapot-változtatóhatás mennyiségi jellemzője.

Erőmérés rugós erőmérővel.

Newton II. axiómája.

Milyen erőhatásokat ismerünk?Miben egyeznek és mibenkülönböznek ezek?

Erőtörvények, a dinamikaalapegyenlete.

A rugó erőtörvénye.A gravitációs erőtörvény.A nehézségi erőhatás fogalma éshatása.Tapadási és csúszási súrlódás.

Alkalmazások:A súrlódás szerepe az autógyorsításában, fékezésében.Szabadon eső testeksúlytalansága.

Kanyarban miért kifelé csúszikmeg az autó?Kanyarban miért építikmegdöntve az autóutakat?

A tanuló ismerje az erőhatás ésaz erő fogalmát, kapcsolatukatés a köztük levő különbséget, azerő mérését, mértékegységét,vektor-jellegét. Legyen képeserőt mérni rugós erőmérővel.

Értse az erőt mint alendületváltozás sebességét.

Tudja Newton II. törvényét,lássa kapcsolatát az erőszabványos mértékegységével.

Ismerje és tudja alkalmazni atanult egyszerű erőtörvényeket.

Legyen képes egyszerűfeladatok megoldására, néhányegyszerű esetben: állandó erővel húzott test, mozgás lejtőn, a súrlódás szerepe egyszerű

mozgások esetén.

Értse, hogy az egyenlete

s körmozgás végző test mozgásagyorsuló mozgás. Gyorsulását(a centripetális gyorsulást) atestet érő erőhatások eredőjehozza létre, ami állandónagyságú, változó irányú, mertmindig a kör középpontja felémutat.

47

Az egyenletes körmozgás és másmozgások dinamikai feltétele.

Jelenségek, gyakorlatialkalmazások: vezetés kanyarban,út megdöntése kanyarban,hullámvasút; függőleges síkbanátforduló kocsi; műrepülés,körhinta, centrifuga.

Newton gravitációs törvénye.

Jelenségek, gyakorlatialkalmazások:A nehézségi gyorsulás változásaa Földön.Az árapályjelenség kvalitatívmagyarázata. A mesterségesholdak mozgása és a szabadesés.A súlytalanság értelmezése azűrállomáson. Geostacionáriusműholdak, hírközlési műholdak.

Ismerje Newton gravitációstörvényét. Tudja, hogy agravitációs kölcsönhatás a négyalapvető fizikai kölcsönhatásegyike, meghatározó jelentőségűaz égi mechanikában.

Legyen képes a gravitációserőtörvényt alkalmazni egyszerűesetekre.

Értse a gravitáció szerepét azűrkutatással, űrhajózássalkapcsolatos közismert

Földrajz: aNaprendszerszerkezete, azégitestek mozgása,csillagképek,távcsövek.A kerék feltalálásánakjelentőségeEötvös Loránd (torziós inga)

Pontrendszerek mozgásánakvizsgálata, dinamikai értelmezése.

Tudja, hogy az egymássalkölcsönhatásban lévő testekmozgását az egyes testekre hatókülső erők és a testek közöttikényszerkapcsolatok figyelem-bevételével lehetségesértelmezni. jelenségekben.

Válassz ki környezetedbőlerőhatásokat, és nevezd meg ezekkölcsönhatásbeli párját!

A kölcsönhatás törvénye (NewtonIII. axiómája). A rakétameghajtáselve

Ismerje Newton III. axiómáját,és egyszerű példákkal tudja aztillusztrálni. Értse, hogy azerőhatás mindig párosával lépfel. Legyen képes az erő ésellenerő világos megkülönbözte-tésére.Értse a rakétameghajtáslényegét.

Pontszerű test egyensúlya.

A kiterjedt test egyensúlya.

A kierjedt test mint speciálispontrendszer, tömegközéppont.

Mi a feltétele annak, hogy egyrögzített tengelyen levő merev

A tanuló ismerje, és egyszerűesetekre tudja alkalmazni apontszerű test egyensúlyifeltételét. Legyen képeserővektorok összegzésére.

Ismerje a kiterjedt test ésa tömegközéppont fogalmát,

48

test forgása megváltozzon?

Forgatónyomaték.

Jelenségek, gyakorlatialkalmazások:

emelők, tartószerkezetek,építészeti érdekességek (pl.gótikus támpillérek, boltívek).

Deformálható testek egyensúlyiállapota.

tudja a kiterjedt testegyensúlyának kettős feltételét.

Ismerje az erőhatásforgómozgást megváltoztatóképességét, a létrejötténekfeltételeit és annak mennyiségijellemzőjét,a forgatónyomatékot.

Legyen képes aforgatónyomatékkal kapcsolatosjelenségek felismerésére,egyszerű számítások, mérések,szerkesztések elvégzésére.

Ismerje Hooke törvényét, értsea rugalmas alakváltozás ésa belső erők kapcsolatát.

Pontrendszerek mozgásánakvizsgálata, dinamikai értelmezése.

Tudja, hogy az egymássalkölcsönhatásban lévő testekmozgását az egyes testekre hatókülső erők és a testek közöttikényszerkapcsolatokfigyelembevételével lehetségesértelmezni.


Tehetetlenség, tömeg, sűrűség. Mozgásállapot, lendület,lendületváltozás, lendületmegmaradás. Erőhatás, erő, párkölcsönhatás,erőtörvény, mozgásegyenlet, pontrendszer, rakétamozgás, ütközés.Forgatónyomaték. Egyensúly.

Tematikai egység 3. Folyadékok és gázok mechanikája Órakeret:10 óra

Előzetes tudásA nyomás fogalma és mennyiségi jellemzése. Hidrosztatikai ésaerosztatikai alapismeretek, sűrűség, légnyomás, felhajtóerő, kémia:anyagmegmaradás, halmazállapotok, földrajz: tengeri, légköriáramlások.


A témakör jelentőségének bemutatása, mint a fizika egyik legrégebbiterülete, és egyúttal a legújabb kutatások színtere (pl. tengeri és légköriáramlások, a vízi és szélenergia hasznosítása). A megismert fizikaitörvények összekapcsolása a gyakorlati alkalmazásokkal. Önálló tanulói

49

kísérletezéshez szükséges képességek fejlesztése, hétköznapi jelenségekfizikai értelmezésének gyakoroltatása.



Hogy lehet kimutatni, hogy alevegőnek van súlya?Miért szál fel a felhő, amikorbenne vízmolekulák is vannak?Légnyomás kimutatása ésmérése.Jelenségek, gyakorlatialkalmazások: „Horror vacui” –mint egykori tudományoshipotézis. (Torricelli kísérletevízzel, Guericke vákuum-kísérletei

A légnyomás változásai.A légnyomás szerepe az időjárásijelenségekben, a barométerekműködése.

Ismerje a légnyomás fogalmát,mértékegységeit.

Ismerjen a levegő nyomásávalkapcsolatos, gyakorlatiszempontból is fontosjelenségeket.


Kémia: folyadékok,felületi feszültség,kolloid rendszerek,gázok, levegő,viszkozitás, alternatívenergiaforrások.

Történelem,társadalmi ésállampolgáriismeretek: a hajózásszerepe, a légiközlekedés szerepe.

Technika, életvitel ésgyakorlat: vízijárművek legnagyobbsebességeinek korlátja,légnyomás,repülőgépekközlekedésbiztonságieszközei, vízi és légiközlekedési szabályok.

Biológia-egészségtan:Vízi élőlények,madarak mozgása,sebességei, reakcióidő.A nyomás ésváltozásának hatása azemberi szervezetre (pl.

A gyakorlati életben milyeneszközök működésében vanjelentősége a levegő és afolyadékok nyomásának?

Pascal törvénye, hidrosztatikainyomás. Hidraulikus gépek.

Tudja alkalmazni hidrosztatikaiismereteit köznapi jelenségekértelmezésére. A tanult ismeretekalapján legyen képes (pl.hidraulikus gépekalkalmazásainak bemutatása).

Felhajtóerő nyugvófolyadékokban és gázokban.

Búvárharang, tengeralattjáró,Léghajó, hőlégballon.

Legyen képes alkalmaznihidrosztatikai és aerosztatikaiismereteit köznapi jelenségekértelmezésére.

Molekuláris erők folyadékokban(kohézió és adhézió).

Felületi feszültség.

Jelenségek, gyakorlatialkalmazások:habok különleges tulajdonságai,mosószerek hatásmechanizmusa.

Ismerje a felületi feszültségfogalmát. Ismerje ahatárfelületeknek azta tulajdonságát, hogy minimumratörekszenek.

Legyen tisztában a felületijelenségek fontos szerepével azélő és élettelen természetben.

50

Folyadékok és gázok áramlása

Jelenségek, gyakorlatialkalmazások: légköri áramlások,a szél értelmezése anyomásviszonyok alapján, nagytengeráramlásokat meghatározókörnyezeti hatások.

Tudja, hogy az áramlások okaa nyomáskülönbség. Legyenképes köznapi áramlásijelenségek kvalitatív fizikaiértelmezésére.

Tudja értelmezni az áramlásisebesség változását akeresztmetszettel azanyagmegmaradás (kontinuitásiegyenlet) alapján.

súlyfürdő,keszonbetegség, hegyibetegség).

Miért nehezebb vízben futni,mint levegőben?Miért hajolnak előre akerékpárversenyzők versenyközben?

Közegellenállás

Az áramló közegek energiája, aszél- és a vízi energiahasznosítása.

Ismerje a közegellenállásjelenségét, tudja, hogy aközegellenállási erősebességfüggő.

Legyen tisztában a vízi ésszélenergia jelentőségévelhasznosításának múltbeli éskorszerű lehetőségeivel.A megújuló energiaforrásokaktuális hazai hasznosítása.


A nyomás fogalma, mérése és kiszámítása. Hidrosztatikai nyomás,felhajtóerő, úszás, felületi feszültség, légnyomás, légáramlás, áramlásisebesség, aerodinamikai felhajtóerő, közegellenállás, szél- és vízi energia,szélerőmű, vízerőmű.

Tematikai egység4.Erőfeszítés és hasznosságEnergia – Munka – Teljesítmény – Hatásfok

Órakeret:11 óra

Előzetes tudásA newtoni dinamika elemei, a fizikai munkavégzés fogalma. Azenergia, a munka és a hőmennyiség közös mértékegysége. Ateljesítmény és a hatásfok elemi ismerete.


Az általános iskolában tanult energia, energiaváltozás munka- ésmechanikai-energia-fogalom elmélyítése és bővítése, a mechanikaienergiamegmaradás igazolása speciális esetekre és azenergiamegmaradás törvényének általánosítása. Az elméletimegközelítés mellett a fizikai ismeretek mindennapi alkalmazásánakbemutatása, gyakorlása.

51



Mivel jellemezhetőmennyiségileg a testekkölcsönható, változtató képes-sége?Milyen energiafajtákat ismertetekmeg az általános iskolában?

Az energia fogalma és azenergiamegmaradás tétele.

Mi a különbség a köznapiszóhasználat munkavégzés és afizikában használt munkavégzéskifejezése jelentése között?

Fizikai munkavégzés, és az aztjellemző munka fogalma,mértékegysége.

Mechanikai energiafajták(helyzeti energia, mozgásienergia, rugalmas energia).Munkatétel.

A mechanikaienergiamegmaradás törvénye.

A teljesítmény és a hatásfok.

A tanuló értse a fizikaimunkavégzés és a teljesítményfogalmát, ismerjemértékegységeiket. Legyenképes egyszerű feladatokmegoldására.

Ismerje a munkatételt, és tudjaazt egyszerű esetekre alkalmazni.

Ismerje az alapvető mechanikaienergiafajtákat, és tudja azokata gyakorlatban értelmezni

Tudja egyszerű zárt rendszerekpéldáin keresztül értelmezni amechanikai energiamegmaradástörvényét. Tudja, hogy amechanikai energiamegmaradásnem teljesül súrlódás, közeg-ellenállás esetén, mert a rendszermechanikailag nem zárt. Ilyenkora mechanikai energiaveszteség asúrlódási erő munkájávalegyenlő.


Testnevelés és sport: asportolókteljesítménye, asportoláshoz használtpályák energetikaiviszonyai és asporteszközökenergetikája.

Technika, életvitel ésgyakorlat: járművekfogyasztása,munkavégzése,közlekedésbiztonságieszközök, technikaieszközök (autók,motorok).

Biológia-egészségtan:élőlények mozgása,teljesítménye.

Egyszerű gépek, hatásfok.

Érdekességek, alkalmazások.- Ókori gépezetek, mai

alkalmazások. Az egyszerűgépek elvének felismeréseaz élővilágban. Egyszerűgépek az emberiszervezetben.

- Alkalmazások, jelenségek: afékút és a sebességkapcsolata, a követésitávolság meghatározása.

Tudja a gyakorlatban használtegyszerű gépek működésétértelmezni, ezzel kapcsolatbanfeladatokat megoldani.

Értse, hogy az egyszerű gépekkelmunka nem takarítható meg.

Energia és egyensúlyi állapot. Ismerje a stabil, labilis ésközömbös egyensúlyi állapotfogalmát, és tudja alkalmazni

52

egyszerű esetekben.


Energia, munkavégzés, munka; helyzeti energia, mozgási energia,rugalmas energia, munkatétel, mechanikai energiamegmaradás.Teljesítmény, hatásfok.

A fejlesztés várteredményei

A kísérletezési, mérési kompetencia, a megfigyelő, rendszerező készségfejlődése.A mozgástani alapfogalmak ismerete, grafikus feladatmegoldás. Anewtoni mechanika szemléleti lényegének elsajátítása: az erő nem amozgás fenntartásához, hanem a mozgásállapot megváltoztatásáhozszükséges.Egyszerű kinematikai és dinamikai feladatok megoldása.A kinematika és dinamika mindennapi alkalmazása.Folyadékok és gázok sztatikájának és áramlásának alapjelenségei és ezekfelismerése a gyakorlati életben.

53

10. évfolyam


Óraszámok:

Új anyagmérés



összesóraszám

1. Közel- és távolhatás – Elektromostöltés, elektromos mező 5 2 2 9

2. A mozgó töltések – egyenáram –vezetési típusok 14 6 2 22

3. Hőhatások és állapotváltozások –hőtani alapjelenségek, gáztörvények 6 1 1 8

4. Részecskék rendezett ésrendezetlen mozgása – A molekulárishőelmélet elemei

3 1 - 4

5. Energia, hő és munka – a hőtanfőtételei 10 3 2 15

6. Hőfelvétel hőmérséklet-változásnélkül – halmazállapot-változások

- - - 5

7. Mindennapok hőtana 4

8. Év végi összefoglalás, az elmaradtórák pótlása 5

54

Tematikai egység 1. Közel- és távolhatás – Elektromos töltés, elektromosmező

Órakeret9 óra

Előzetes tudásErő, munka, energia, elektromos tulajdonság, elektromos állapot, elekt-romos töltés, elektromos kölcsönhatások, a feszültség elemi fogalma.


Az elektrosztatikus mező fizikai valóságként való elfogadtatása. Amező jellemzése a térerősség, potenciál és erővonalak segítségével. Aproblémamegoldó képesség fejlesztése jelenségek, kísérletek,mindennapi alkalmazások értelmezésével.



Elektrosztatikai alapjelenségek.

Elektromos kölcsönhatás.Elektromos tulajdonságúrészecskék, elektromos állapot.

Elektromos töltés.

Mindennapi tapasztalatok(vonzás, taszítás, pattogás,szikrázás öltözködésnél,fésülködésnél, fémekérintésénél).

Vezetők, szigetelők, földelés.

Miért vonzza az elektromos testa semleges testeket?

A fénymásoló, lézernyomtatóműködése, Selényi Pál szerepe.

Légköri elektromosság, a villám,védekezés a villámcsapás ellen.

A tanuló ismerje az elektrosztati-kus alapjelenségeket, pozitív ésnegatív elektromos tulajdonságúrészecskéket, ezek szerepét azelektromos állapot létrejöttében,az elektromos megosztásjelenségét. Tudjon ezek alapjánegyszerű kísérleteket, jelensége-ket értelmezni.

Kémia: elektron,proton, elektromostöltés, az atomfelépítése,elektrosztatikuskölcsönhatások,kristályrácsokszerkezete. Kötés,polaritás, molekulákpolaritása, fémeskötés, fémekelektromos vezetése.

Matematika: egyenesés fordítottarányosság,alapműveletek,egyenletrendezés,számok normálalakja,vektorok függvények.

Technika, életvitel és

Coulomb törvénye.(az első mennyiségi összefüggésaz elektromosságtantörténetében)

Ismerje a Coulomb-féle erőtör-vényt, értse a töltés mennyiségifogalmát és a töltésmegmaradástörvényét.

55

Az elektromos és gravitációskölcsönhatás összehasonlítása.

A töltés mint az elektromosállapot mennyiségi jellemzője ésmértékegysége.

A töltésmegmaradás törvénye.

gyakorlat:balesetvédelem,földelés.

Az elektromos (mező) mint akölcsönhatás közvetítője.

Kieg.: A szuperpozíció elve.

Az elektromos térerősség mint azelektromos mezőt jellemzővektormennyiség; a térszerkezetének szemléltetéseerővonalakkal.

A homogén elektromos mező.

Kieg.: Az elektromos fluxus.

Az elektromos mező munkájahomogén mezőben. Az elektro-mos feszültség fogalma.

Feszültségértékek agyakorlatban.

Kieg.: A potenciál,ekvipotenciális felületek.

Ismerje a mező fogalmát, éslétezését fogadja el anyagiobjektumként. Tudja, hogy asztatikus elektromos mezőforrása/i az elektromostulajdonságú részecskék.

Ismerje a mezőt jellemzőtérerősséget, értse az erővonalakjelentését.

Ismerje a homogén elektromosmező fogalmát és jellemzését.

Ismerje az elektromos feszültségfogalmát.

Tudja, hogy a töltés mozgatásasorán végzett munka nem függ azúttól, csak a kezdeti ésvégállapotok helyzetétől.

Legyen képes homogénelektromos térrel kapcsolatoselemi feladatok megoldására.

Töltés eloszlása fémes vezetőn.

Jelenségek, gyakorlatialkalmazások: csúcshatás,villámhárító, elektromoskoromleválasztó. BenjaminFranklin munkássága. Segner-kerék, Segner János András.Faraday-kalitka, árnyékolás.Miért véd az autó karosszériájaa villámtól? Vezetékekelektromos zavarvédelme.Az emberi test elektromosfeltöltődésének következménye.

Tudja, hogy a fémre felvitttöltések a felületen helyezkednekel.

Ismerje az elektromos csúcshatásjelenségét, a Faraday-kalitka és avillámhárító működését, valamintgyakorlati jelentőségét.

56

A kapacitás fogalma.

A síkkondenzátor kapacitása.Kondenzátorok kapcsolása.

A kondenzátor energiája.

Az elektromos mező energiája.

Kondenzátorok gyakorlatialkalmazásai (vaku,defibrillátor).

Ismerje a kapacitás fogalmát,a síkkondenzátor terét.

Tudja értelmezni kondenzátoroksoros és párhuzamos kapcsolását.

Egyszerű kísérletek alapján tudjaértelmezni, hogy a feltöltöttkondenzátornak, azaz akondenzátor elektromos terénekenergiája van.


Elektromos tulajdonság, elektromos állapot. Töltés, elektromos mező,térerősség, erővonalrendszer, feszültség, potenciál, kondenzátor, azelektromos mező energiája.

Tematikaiegység

2. A mozgó töltések – egyenáram – vezetési típusok Órakeret22 óra

Előzetes tudás Telep (áramforrás), áramkör, fogyasztó, áramerősség, feszültség.


Az egyenáram értelmezése mint a az elektromos tulajdonságú részecskékáramlása. Az elektromos áram jellemzése hatásain keresztül (hőhatás,mágneses, vegyi és biológiai hatás). Az elméleten alapuló gyakorlatiismeretek kialakítása (egyszerű hálózatok ismerete, ezekkel kapcsolatosegyszerű számítások, telepek, akkumulátorok, elektromágnesek,motorok). Az energiatudatos, egészségtudatos és környezettudatosmagatartás fejlesztése.



Az elektromos áram fogalma,kapcsolata a fémes vezetőkbenzajló elektromos tulajdonságúrészecskék rendezettmozgásával.

A tanuló ismerje az elektromosáram fogalmát, az áramerősségmértékegységét, az áramerősségés feszültség mérését. Tudja,hogy az egyenáramúáramforrások feszültségét,pólusainak polaritását nem

Kémia: elektromosáram, elektromos veze-tés, rácstípusok tulaj-donságai és azokanyagszerkezeti

57

A zárt áramkör.

Jelenségek, alkalmazások:Volta-oszlop, laposelem,rúdelem,.

Volta és Ampèremunkásságának jelentősége.

elektromos jellegű belsőfolyamatok (gyakrantöltésátrendeződéssel járó kémiaivagy más folyamatok) biztosítják.

Ismerje az elektromos áramkörlegfontosabb részeit, az áramkörábrázolását kapcsolási rajzon.

magyarázata.

Galvánelemekműködése,elektromotoros erő.

Ionos vegyületekelektromos vezetéseolvadékban ésoldatban, elektrolízis.

Vas mágnesestulajdonsága.

Matematika:alapműveletek,egyenletrendezés,számok normálalakja,egyenes arány.

.

Biológia- egészségtan:

Az emberi testáramvezetése,áramütés hatása,hazugságvizsgáló,orvosi diagnosztika ésterápiás kezelések.

Technika, életvitel ésgyakorlat: árambiológiai hatása,elektromos árama háztartásban,biztosíték,fogyasztásmérők,balesetvédelem.

Világítás fejlődése éskorszerű világításieszközök.

Ohm törvénye, áram- ésfeszültségmérés. Analóg ésdigitális mérőműszerekhasználata.

Fogyasztók (vezetékek)

ellenállása. Fajlagos ellenállás.

Fémek elektromos vezetése.

Jelenség: szupravezetés.

Az elektromos mező munkája azáramkörben. Az elektromosteljesítmény.

Az elektromos áram hőhatása.Fogyasztók a háztartásban,fogyasztásmérés, azenergiatakarékosság lehetőségei.

Költségtakarékos világítás

(hagyományos izzó,halogénlámpa, kompaktfénycső, LED-lámpaösszehasonlítása)

Tudja Ohm törvényét. Legyenképes egyszerű számításokatvégezni Ohm törvénye alapján.

Ismerje az elektromos ellenállásmindhárom jelentését (test, annakegy tulajdonsága, és az aztjellemző mennyiség), fajlagosellenállás fogalmát,mértékegységét és mérésénekmódját.

Legyen kvalitatív képe a fémekelektromos ellenállásánakklasszikus értelmezéséről.

Tudja értelmezni az elektromosáram teljesítményét, munkáját.

Legyen képes egyszerűszámítások elvégzésére. Tudjaértelmezni a fogyasztókonfeltüntetett teljesítményadatokat.Az energiatakarékosságfontosságának bemutatása.

Összetett hálózatok.

Ellenállások kapcsolása. Azeredő ellenállás fogalma,számítása.

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

Tudja a hálózatok törvényeitalkalmazni ellenállás-kapcsolásokeredőjének számítása során.

Ismerje a telepet jellemző elektro-motoros erő (ürejárási feszültség)és a belső ellenállás fogalmát,Ohm törvényét teljes áramkörre.

58

Az áram vegyi hatása.Kémiai áramforrások.Az áram biológiai hatása.

Tudja, hogy az elektrolitokbanmozgó ionok jelentik az áramot.Ismerje az elektrolízis fogalmát,néhány gyakorlati alkalmazását.Értse, hogy az áram vegyi hatásaés az élő szervezeteket gyógyítóés károsító hatása közöttösszefüggés van.Ismerje az alapvető elektromosérintésvédelmi szabályokat ésazokat a gyakorlatban is tartsa be.Ismerje az elemek,akkumulátorok főbb jellemzőit éshasználatuk alapelveit.

Korszerű elektromosháztartási készülékek,energiatakarékosság.

Környezetvédelem.

Informatika:mikroelektronikaiáramkörök, mágnesesinformációrögzítés.

Mágneses mező (permanensmágnesek).

Az egyenáram mágneses hatása.Áram és mágnes kölcsönhatása.Egyenes vezetőben folyóegyenáram mágneses mezőjénekvizsgálata. A mágneses mezőtjellemző indukcióvektorfogalma, mágnesesindukcióvonalak, mágnesesfluxus.

A vasmag (ferromágnesesközeg) szerepe a mágneses hatásszempontjából. Az áramjártavezetőt érő erőhatás mágnesesmezőben.

Az elektromágnes és gyakorlatialkalmazásai (elektromágnesesdaru, relé, hangszóró.

Az elektromotor működése.

Permanens mágnesekkölcsönhatása, a mágnesek tere.

Tudja bemutatni az árammágneses terét egyszerűkísérlettel.

Ismerje a tér jellemzésérealkalmas mágnesesindukcióvektor fogalmát.

Legyen képes a mágneses és azelektromos mező jellemzőinekösszehasonlítására, ahasonlóságok és különbségekbemutatására.

Tudja értelmezni az áramra hatóerőt mágneses térben.

Ismerje az egyenáramú motorműködésének elvét.

Lorentz-erő – mágneses térhatása mozgó szabad töltésekre.

Ismerje a Lorentz-erő fogalmát éstudja alkalmazni néhány jelenségértelmezésére (katódsugárcső,ciklotron, sarki fény).

Kulcsfogalmak/ fogalmak

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

59

Tematikai egység 3. Hőhatások és állapotváltozások – hőtanialapjelenségek, gáztörvények

Órakeret8 óra

Előzetes tudásA hőérzet szubjektív és relatív jellege. Hőmérséklet, hőmérsékletmérése.A gázokról kémiából tanult ismeretek.


céljai

A hőtágulás tárgyalása, a jelenség mint a klasszikus hőmér-sékletmérésnek alapjelensége. A gázok anyagi minőségtől függetlenhőtágulásán alapuló Kelvin-féle „abszolút” hőmérsékleti skálabevezetése. Gázok állapotjelzői közt fennálló összefüggések kísérletiés elméleti vizsgálata.



A hőmérséklet, hőmérők,hőmérsékleti skálák.

Milyen a jó hőmérő, hogyannövelhető a pontossága?

Hőtágulás.

Szilárd anyagok lineáris, felületiés térfogati hőtágulása.

Folyadékok térfogati hőtágulása.

Csökken vagy növekszik a tágulófémlemezben vágott köralakúnyílás? Hogyan változik azedények űrtartalma ahőtáguláskor?

Ismerje a tanuló a hőmérséklet-mérésre leginkább elterjedtCelsius-skálát, néhánygyakorlatban használt hőmérőműködési elvét. Legyengyakorlata hőmérsékletigrafikonok olvasásában.

Ismerje a hőtágulás jelenségétszilárd anyagok és folyadékokesetén. Tudja a hőtágulásjelentőségét a köznapi életben,ismerje a víz különlegeshőtágulási sajátosságát, ésszerepét az élővilágban.

Kémia: a gáz fogalmaés az állapothatározókközötti összefüggések:Avogadro törvénye,moláris térfogat,

Matematika: afüggvény fogalma,grafikus ábrázolás,egyenletrendezés,exponenciálisfüggvény. Biológia–egészségtan:

Víziállatok élete télena befagyott tavakban,folyókban.

Testnevelés és sport:sport nagymagasságokban(hegymászás,ejtőernyőzés),sportolás a mélyben

Gázok állapotjelzői,összefüggéseik

Boyle–Mariotte-törvény, Gay–Lussac-törvények.

Ismerje a tanuló a gázok alapvetőállapotjelzőit, az állapotjelzőkközötti páronként kimérhetőösszefüggéseket.

Ismerje a Kelvin-félehőmérsékleti skálát, és legyen

60

A Kelvin-féle gázhőmérsékletiskála.

képes a két alapvetőhőmérsékleti skála köztiátszámításokra. Tudja értelmezniaz abszolút nulla fok jelentését.Tudja, hogy a gázok döntőtöbbsége átlagos körülményekközött (normál légnyomás, nemtúl alacsony hőmérséklet) azanyagi minőségüktől függetlenülhasonló fizikai sajátságokatmutat. Ismerje az ideális gázfogalmát, és az ideális gázokállapotjelzői között felírhatóspeciális összefüggéseket, azegyesített gáztörvényt, és tudjonennek segítségével egyszerűfeladatokat megoldani.

(búvárkodás).

Biológia–egészségtan:keszonbetegség, hegyibetegség, madarakrepülése.

Földrajz: széltérképek,nyomástérképek,hőtérképek, áramlások.

Az ideális gáz állapotegyenlete.

Lehetséges-e, hogy a gáznakcsak egyetlen állapotjelzőjeváltozzon?

Tudja a gázok állapotegyenletétmint az állapotjelzők köztfennálló általános összefüggést.

Ismerje az izoterm, izochor ésizobár állapotváltozásokösszefüggéseit mint azállapotegyenlet speciális eseteit.


Hőmérséklet, hőmérsékletmérés, hőmérsékleti skála, lineáris és térfogatihőtágulás, állapotegyenlet, egyesített gáztörvény, állapotváltozás,izochor, izoterm, izobár változás, Kelvin-skála.

Tematikai egység 4. Részecskék rendezett és rendezetlen mozgása– A molekuláris hőelmélet elemei

Órakeret4 óra

Előzetes tudásAz anyag atomos szerkezete, az anyag golyómodellje, gázok nyomása,rugalmas ütközés, lendületváltozás, mozgási energia, kémiai részecskéktömege.


Az ideális gáz modelljének jellemzői. A gázok makroszkopikusjellemzőinek értelmezése a modell alapján, a nyomás, hőmérséklet –átlagos kinetikus energia, „belső energia”. A melegítés hatására fellépőhőmérséklet növekedésének és a belső energia változásának a modellrealapozott fogalmi összekapcsolása révén a hőtan főtételek megértésénekelőkészítése.

61



Az ideális gáz kinetikus modellje. A tanuló ismerje a gázokuniverzális tulajdonságaitmagyarázó részecskemodellt.

Kémia: gázoktulajdonságai, ideálisgáz.

A gáz nyomásának éshőmérsékletének értelmezése.

Értse a gáz nyomásának éshőmérsékletének a modellbőlkapott szemléletes magyarázatát.

Az ekvipartíció tétele, arészecskék szabadsági fokánakfogalma.

Gázok moláris és fajlagoshőkapacitása.

Ismerje az ekvipartíció-tételt, agázrészecskék átlagos kinetikusenergiája és a hőmérséklet köztikapcsolatot. Lássa, hogy a gázokmelegítése során a gáz részecs-kéinek összenergiája nő, amelegítés lényege energiaátadás.


Modellalkotás, kinetikus gázmodell, nyomás, hőmérséklet, átlagoskinetikus energia, ekvipartíció.

Tematikai egység 5. Energia, hő és munka – a hőtan főtételei Órakeret15 óra

Előzetes tudás Munka, kinetikus energia, energiamegmaradás, hőmérséklet, melegítés.


A hőtan főtételeinek tárgyalása során annak megértetése, hogy atermészetben lejátszódó folyamatokat általános törvények írják le. Azenergiafogalom általánosítása, az energiamegmaradás törvényénekkiterjesztése. A termodinamikai gépek működésének értelmezése, atermodinamikai hatásfok korlátos voltának megértetése. Annakelfogadtatása, hogy energia befektetése nélkül nem működik egyetlengép, berendezés sem, sem elsőfajú, sem pedig másodfajú örökmozgóknem léteznek. A hőtani főtételek univerzális (a természettudományokraáltalánosan érvényes) tartalmának bemutatása.



Melegítés munkavégzéssel.

(Az ősember tűzgyújtása,járművek fékberendezésének

Tudja, hogy a melegítés lényegeaz állapotváltozás, energiaátadás,és hogy nincs „hőanyag”!

Kémia: exoterm ésendotem folyamatok,

62

túlmelegedése, a világűrbőlérkező testek: űrhajók,meteoritok „hullócsillagok”felmelegedése stb.

A belső energia fogalmánakkialakítása.

A belső energiamegváltoztatásának módjai.

Ismerje a tanuló a belső energiafogalmát mint a gázrészecskékmozgási energiájának összegét.Tudja, hogy a belső energiamelegítéssel és/vagymunkavégzéssel változtathatómeg.

termokémia, Hess-tétel, kötési energia,reakcióhő, égéshő,elektrolízis.

Gyors és lassú égés,tápanyag,energiatartalom(ATP), a kémiaireakciók iránya,megfordíthatófolyamatok, kémiaiegyensúlyok,stacionárius állapot,élelmiszer-kémia.

Technika, életvitel ésgyakorlat: Folyamatostechnológiaifejlesztések,innováció.

Hőerőművekgazdaságosműködtetése éskörnyezetvédelme.

Földrajz:környezetvédelem, amegújuló és nem

megújuló energiafogalma.

Biológia–egészségtan:az „éltető Nap”, élőszervezetekhőháztartása,öltözködés, állattartás.

A termodinamika I. főtétele.

Hogyan melegítheti fel a kovácsa megmunkálandó vasdarabot, haelfogyott a tüzelője?

Hűlhet-e a gáz, ha melegítjük?Lásd szén-dioxid patron becsava-rását!

Alkalmazások konkrét fizikai,kémiai, biológiai példákon.

Egyszerű számítások.

Ismerje a termodinamika I.főtételét mint azenergiamegmaradás általánosítottmegfogalmazását.

Az I. főtétel alapján tudjaenergetikai szempontbólértelmezni a gázok korábbantanult speciális állapotváltozásait.Kvalitatív példák alapján fogadjael, hogy az I. főtétel általánostermészeti törvény, amely fizikai,kémiai, biológiai, geológiaifolyamatokra egyaránt érvényes.

Hőerőgép.

Ideális gázzal végzettkörfolyamatok.

A hőerőgépek hatásfoka.

Miért sokkal jobb hatásfokú egyelektromos autó, mint egybenzinnel működő?

Az élő szervezet hőerőgépszerűműködése.

A favágók sok zsíros ételtesznek, még sem híznak el, vajonmiért?

Gázok körfolyamatainak elméletivizsgálata alapján értse mega hőerőgép, hűtőgép, hőszivattyúműködésének alapelvét. Tudja,hogy a hőerőgépek hatásfokalényegesen kisebb mint 100%.Tudja kvalitatív szintenalkalmazni a főtételt agyakorlatban használthőerőgépek, működő modellekenergetikai magyarázatára.Energetikai szempontból lássaa lényegi hasonlóságota hőerőgépek és az élőszervezetek működése között.

Az „örökmozgó” lehetetlensége.

Higgyünk-e a vízzel működőautó létezésében?

Tudja, hogy „örökmozgó”(„energiabetáplálás” nélkülihőerőgép) nem létezhet!Másodfokú sem: nincs 100%-oshatásfokú hőerőgép.

A természeti folyamatok iránya.

Lehetséges-e Balaton

Ismerje a reverzibilis ésirreverzibilis változásokfogalmát. Tudja, hogy a

63

befagyásakor felszabaduló hővellakást fűteni?

A spontán termikus folyamatokiránya, a folyamatokmegfordításának lehetősége.

Felemelkedhet-e a földről egykezdetben forró vasgolyó, hűlésközben?

természetben az irreverzibilitás ameghatározó.

Kísérleti tapasztalatok alapjánlássa, hogy különbözőhőmérsékletű testek köztitermikus kölcsönhatás irányameghatározott: a magasabbhőmérsékletű test energiájacsökken az alacsonyabbhőmérsékletűé pedig nő; a folya-mat addig tart, amíg ahőmérsékletek ki nemegyenlítődnek. A spontán fo-lyamat iránya csak„energiabefektetés” áránváltoztatható meg.

Magyar nyelv ésirodalom; idegennyelvek: Madách Imre

Történelem,társadalmi ésállampolgáriismeretek; vizuáliskultúra: a Napkitüntetett szerepe amitológiában és aművészetekben. Aberuházásmegtérülése,megtérülési idő,takarékosság.

Filozófia; magyarnyelv és irodalom:Madách: Az embertragédiája, eszkimószín, a Nap kihűl, azélet elpusztul.

A termodinamika II. főtétele. Ismerje a hőtan II. főtételét,annak többféle megfogalmazásátés tudja, hogy kimondásatapasztalati alapon történik.Tudja, hogy a hőtan II. főtételeáltalános természettörvény, afizikán túl minden természet-tudomány és a műszaki tudo-mányok is alapvetőnek tekintik.


Főtételek, hőerőgépek, reverzibilitás, irreverzibilitás, elsőfajú ésmásodfajú örökmozgó.

Tematikai egység 6. Hőfelvétel hőmérsékletváltozás nélkül –halmazállapot-változások

Órakeret5 óra

Előzetes tudás Halmazállapotok anyagszerkezeti jellemzői, a hőtan főtételei.


A halmazállapotok jellemző tulajdonságainak és a halmazállapot-változások energetikai hátterének tárgyalása, bemutatása. Ahalmazállapot-változásokkal kapcsolatos mindennapi jelenségekértelmezése a fizikában és a társ-természettudományok területén is.

64



A halmazállapotokmakroszkopikus jellemzése,energetika és mikroszerkezetiértelmezése.

Miért folyik ki a víz a felfordítottpohárból, és miért marad poháralakú a benne megfagyott, demár olvadó jéghenger, hakiborítjuk?Melegít-e a jegesedő Balaton?Hova lesz a fagyáskor elvont hő?

A tanuló tudja, hogy az anyagkülönböző halmazállapotait(szilárd, folyadék- és gázállapot)makroszkopikus fizikaitulajdonságaik alapjánjellemezni. Lássa, hogyugyanazon anyag különbözőhalmazállapotai eseténa belsőenergia-értékekkülönböznek, a halmazállapotmegváltoztatása mindigenergianövekedéssel vagyenergiacsökkenéssel járófolyamat.

Matematika: afüggvény fogalma,grafikus ábrázolás,konstans függvény

Egyenletrendezés.

Kémia:halmazállapotok éshalmazállapot-változások, exoterm ésendoterm folyamatok,kötési energia,képződéshő,reakcióhő,üzemanyagok égése,elektrolízis.

Biológia-egészségtan:a táplálkozás alapvetőbiológiai folyamatai,ökológia, az „éltetőNap”, hőháztartás,öltözködés.

Technika, életvitel ésgyakorlat: folyamatostechnológiaifejlesztések,innováció.

Földrajz:környezetvédelem, amegújuló és nemmegújuló energiafogalma.

Az olvadás és a fagyás jellemzői.

A halmazállapot-változásenergetikai értelmezése.

Jelenségek, alkalmazások:

A hűtés mértéke és a hűtésisebesség meghatározza amegszilárduló anyag mikro-szerkezetét és ezen keresztül soktulajdonságát. Fontos akohászatban, mirelitiparban. Ha ahűlés túl gyors, nincskristályosodás – az olvadéküvegként szilárdul meg, nincssejtroncsolódás.

Ismerje az olvadás, fagyásfogalmát, jellemző mennyiségeit(olvadáspont, olvadáshő).Legyen képes egyszerű,halmazállapot-változással járókalorikus feladatok megoldására.Ismerje a fagyás és olvadásszerepét a mindennapi életben.

Párolgás és lecsapódás (forrás).

A párolgás (forrás), lecsapódásjellemzői. Halmazállapot-változások a természetben. Ahalmazállapot-változásenergetikai értelmezése.

Jelenségek, alkalmazások: a„kuktafazék” működése (aforráspont nyomásfüggése), apárolgás hűtő hatása,

Ismerje a párolgás, forrás,lecsapódás, szublimáció,deszublimáció jelenségét,mennyiségi jellemzőit. Legyenképes egyszerű számításokelvégzésére, a jelenségekfelismerésére a hétköznapiéletben (időjárás). Ismerje aforráspont nyomásfüggésénekgyakorlati jelentőségét és annakalkalmazását.

65

szublimáció, deszublimációdesztilláció, szárítás, kámfor,szilárd szagtalanítók, naftalinalkalmazása háztartásban,csapadékformák.

Legyen képes egyszerű,halmazállapot-változással járókalorikus numerikus feladatokmegoldására


Halmazállapot (gáz, folyadék, szilárd), halmazállapot-változás (olvadás,fagyás, párolgás, lecsapódás, szublimáció, deszublimáció, forrás).

Tematikai egység 7. Mindennapok hőtana Órakeret4 óra

Előzetes tudás Az eddig tanult hőtani ismeretek és tapasztalatok.


céljai

A fizika és a mindennapi jelenségek kapcsolatának, a fizikai ismeretekhasznosságának tudatosítása. Kis csoportos projektmunka otthoni,internetes és könyvtári témakutatással, adatgyűjtéssel, kísérletezéstanári irányítással. A csoportok eredményeinek bemutatása, közöstanórai megvitatása, értékelése.

66



Feldolgozásra ajánlott témák:

Halmazállapot-változások atermészetben.

Korszerű fűtés, hőszigetelés alakásban.

Hőkamerás felvételek. Hogyan készít meleg vizet

a napkollektor. Hőtan a konyhában. Naperőmű. A vízerőmű és a hőerőmű

összehasonlító vizsgálata. Az élő szervezet mint

termodinamikai gép. Az UV és az IR sugárzás

élettani hatása. Látszólagos „örökmozgók”

működésének vizsgálata.

Kísérleti munka tervezésecsoportmunkában, a feladatokfelosztása.

A kísérletek megtervezése, amérések elvégzése, azeredmények rögzítése.

Az eredmények nyilvánosbemutatása kiselőadások,kísérleti bemutató formájában.

Technika, életvitel ésgyakorlat: takarékosság,az autók hűtésirendszerének télivédelme.

Történelem, társadalmiés állampolgáriismeretek: beruházásmegtérülése, megtérülésiidő.

Biológia–egészségtan:táplálkozás, ökológiaiproblémák. A hajszál-csövesség szerepenövényeknél, a levegőpáratartalmának hatásaaz élőlényekre, fagykár agyümölcsösökben, üveg-házhatás, a vérnyomásraható tényezők.

Magyar nyelv ésirodalom:

Madách Imre: Az embertragédiája (eszkimószín).

Kulcsfogalmak/ fogalmak A hőtani tematikai egységek kulcsfogalmai.

A fejlesztés várteredményei

A kísérletezési, mérési kompetencia, a megfigyelő, rendszerező készségfejlődése.

Az elektrosztatika alapjelenségei és fogalmai, az elektromos és amágneses mező fizikai objektumként való elfogadása. Az áramokkalkapcsolatos alapismeretek és azok gyakorlati alkalmazásai, egyszerűfeladatok megoldása.A gázok makroszkopikus állapotjelzői és összefüggéseik, az ideális gázgolyómodellje, a nyomás és a hőmérséklet kinetikus értelmezésegolyómodellel.

67

Hőtani alapfogalmak, a hőtan főtételei, hőerőgépek elemi szintű, dealkalmazni képes ismerete.Annak felismerése, hogy gépeink működtetése és az élő szervezetekműködése is energiacsökkenéssel járó folyamat, ezért tartósan, csakenergia „befektetése árán” valósíthatók meg. Mivel ezekben nem csak acél szempontjából elengedhetetlen változások vannak, a befektetettenergia jelentős része „elvész”, a működésben nem hasznosul, ezért a„tökéletes hőerőgép” és „örökmozgó” létezése elvileg kizárt.

Mindennapi környezetünk hőtani vonatkozásainak ismerete.Az energiatudatosság fejlődése

68

11. évfolyam

Tematikai egység 1. Mechanikai rezgések és hullámok Órakeret:12 óra

Előzetes tudásA forgásszögek szögfüggvényei. A dinamika alapegyenlete, a rugóerőtörvénye, kinetikus energia, rugóenergia, sebesség, gyorsulás,hangtani jelenségek, alapismeretek.


A mechanikai rezgések tárgyalásával a váltakozó áramok és azelektromágneses rezgések megértésének előkészítése. A rezgésekszerepének bemutatása a mindennapi életben. A mechanikai hullámoktárgyalása. A rezgésállapot terjedésének, és a hullám időbeli és térbeli


Óraszámok:

Új anyagmérés



összesóraszám

1. Mechanikai rezgések éshullámok 8 2 2 12

2. Mágnesség és elektromosság –Elektromágneses indukció,váltóáramú hálózatok

8 2 2 12

3.Rádió, televízió, mobiltelefonElektromágneses rezgések éshullámok

3 - 1 4

4.Hullám- és sugároptika 10 2 2 14

5.Az atom szerkezete. A modernfizika születése 6 1 1 8

6.Az atommag is részekrebontható. A magfizika elemei 6 1 1 8

7.Csillagászat és asztrofizika 7 1 1 9

8. Rendszerező összefoglalás - - - 5

69

periodicitásának leírásával az elektromágneses hullámok megértésétalapozza meg. Hangtan tárgyalása a fizikai fogalmak és a köznapijelenségek összekapcsolásával.



Hogyan mozog a felfüggesztettrugóra erősített és nyugalmihelyzetéből függőlegesen lefelékimozdított test?

A rugóra akasztott rezgő testkinematikai vizsgálata.

A rezgésidő meghatározása.

A rezgés dinamikai vizsgálata.

A tanuló ismerje a rezgő testjellemző paramétereit(amplitúdó, rezgésidő,frekvencia).

Ismerje és tudja grafikusanábrázolni a mozgás kitérés-idő,sebesség-idő, gyorsulás-időfüggvényeit. Tudja, hogy arezgésidőt a test tömege ésa rugóállandó határozza meg, dea kitéréstől független.

Tudja, hogy a harmonikus rezgésdinamikai feltétele a lineáriserőtörvény által leírt erőhatásérvényesülése. Legyen képesfelírni a rugón rezgő testmozgásegyenletét.

Matematika:periodikusfüggvények.

Filozófia: az időfilozófiai kérdései.

Informatika: azinformatikai eszközökműködésének alapja,az órajel.

Egy rugóra erősített test rezgéseközben minek milyen energiájaváltozik?Minek tekinthető a rugó és aráerősített test rezgés közben, haeltekinthetünk aközegellenállástól, a rugófelmelegedésétől stb.?

A rezgőmozgás energetikaivizsgálata.

A mechanikaienergiamegmaradás harmonikusrezgés esetén.

Legyen képes azenergiaviszonyok kvalitatívértelmezésére a rezgés során: pl.tudja, hogy a vízszintes felületenrezgőmozgást végző kiskocsinál,ha a feszülő rugó energiája nő,akkor a test mozgási energiájacsökken, majd fordítva. Ha acsillapító hatásokelhanyagolhatók, akkor arezgésre vonatkoztatottmechanikai energiamegmaradástörvénye teljesül.

Tudja, hogy a környezeti hatások(súrlódás, közegellenállás) miatta rezgés csillapodik.

Ismerje a rezonancia jelenségétés ennek gyakorlati jelentőségét.

70

A hullám fogalma és jellemzői.

Hullámterjedés egy dimenzióban,kötélhullámok.

Felületi hullámok.

Hullámok visszaverődése, törése.Hullámok találkozása,állóhullámok.Hullámok interferenciája, azerősítés és a gyengítés feltételei.

Térbeli hullámok.

Jelenségek:földrengéshullámok,lemeztektonika.

A tanuló tudja, hogy amechanikai hullám arezgésállapot terjedése valamelyközegben, miközben anyagirészecskék nem haladnaka hullámmal, a hullámbanenergia terjed.

Kötélhullámok esetén értelmezzea jellemző mennyiségeket(hullámhossz, periódusidő).

Ismerje a terjedési sebesség, ahullámhossz és a periódusidőkapcsolatát.

Ismerje a longitudinális és atranszverzális hullámokfogalmát.

Hullámkádas kísérletek alapjánértelmezze a hullámokvisszaverődését, törését.

Tudja, hogy a hullámokakadálytalanul áthaladhatnakegymáson.

Értse az interferencia jelenségétés értelmezze erősítés ésgyengítés (kioltás) feltételeit.

Tudja, hogy alkalmasfrekvenciájú rezgés állandósulthullámállapotot (állóhullám)eredményezhet.

A hang mint a térben terjedőhullám.

A hang fizikai jellemzői.Alkalmazások: hallásvizsgálat.

Hangszerek, a zenei hangjellemzői.

Ultrahang és infrahang.

A zajszennyeződés fogalma.

Tudja, hogy a hang mechanikairezgés, ami a levegőbenlongitudinális hullámként terjed.Ismerje a hangmagasság, ahangerősség, a terjedési sebességfogalmát.Legyen képes legalább egyhangszer működésénekmagyarázatára.Ismerje az ultrahang és azinfrahang fogalmát, gyakorlatialkalmazását.Ismerje a hallás fizikai alapjait, ahallásküszöb és a zajszennyezésfogalmát.

71


Harmonikus rezgés, lineáris erőtörvény, rezgésidő, hullám, hullámhossz,periódusidő, transzverzális hullám, longitudinális hullám, hullámtörés,interferencia, állóhullám, hanghullám, hangsebesség, hangmagasság,hangerő, rezonancia.

Tematikai egység 2. Mágnesség és elektromosság –Elektromágneses indukció, váltóáramú hálózatok

Órakeret12 óra

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


céljai

Az indukált és a nyugvó töltések által keltett elektromos mező közöttilényeges szerkezeti különbség kiemelése. Az elektromágnesesindukció gyakorlati jelentőségének bemutatása. Energiahálózatokismerete, és az energiatakarékosság fogalmának kialakítása afiatalokban.



Az elektromágneses indukciójelensége.A mozgási indukció.A nyugalmi indukció.Michael Faraday munkássága.Lenz törvénye.Az örvényáramok szerepe agyakorlatbanAz önindukció jelenségeA mágneses mező energiája

A tanuló ismerje a mozgásiindukció alapjelenségét, és tudjaazt a Lorentz-erő segítségévelértelmezni.

Ismerje a nyugalmi indukciójelenségét. Ismerje Lenztörvényét.

Tudja értelmezni Lenz törvényétaz indukció jelenségeire.

Ismerje az önindukció jelenségétés szerepét a gyakorlatban.

Kémia: elektromosáram, elektromosvezetés.

Matematika: trigono-metrikus függvények,függvény-transzformáció.

Technika, életvitel ésgyakorlat: az árambiológiai hatása,balesetvédelem,elektromos árama háztartásban,

Váltakozó feszültség fogalma.A váltóáramú generátor elve.(mozgási indukció mágnesestérben forgatott tekercsben).A váltakozó feszültség és áramjellemző paraméterei.

Értelmezze a váltakozófeszültségű elektromágnesesmező keletkezését mozgásiindukcióval.

Ismerje a szinuszosan váltakozófeszültséget és áramot leírófüggvényt, tudja értelmezni a

72

benne szereplő mennyiségeket.

Ismerje a váltakozó árameffektív hatását leírómennyiségeket (effektívfeszültség, effektív áram,effektív teljesítmény).

biztosíték,fogyasztásmérők.

Korszerű elektromosháztartási készülékek,energiatakarékosság.

Ohm törvénye váltóáramúhálózatban.

Értse, hogy a váltakozó áramúáramkörben a kondenzátorellenállásként viselkedik,a tekercs pedig nagyobbellenállást képvisel, mint azegyenáramú áramkörben.

Transzformátor.

Gyakorlati alkalmazások.

Értelmezze a transzformátorműködését az indukciótörvényalapján.

Tudjon példákat atranszformátorok gyakorlatialkalmazására.

Az elektromos energiahálózat.

A háromfázisú energiahálózatjellemzői.Az energia szállítása az erőműtőla fogyasztóig.Távvezeték, transzformátorok.Az elektromos energiafogyasztásmérése.Az energiatakarékosságlehetőségei.

Tudomány- és technikatörténet

A dinamó.Jedlik Ányos, Siemens szerepe.Ganz, Diesel mozdonya.A transzformátor magyarfeltalálói.

Ismerje a hálózati elektromosáram előállításának gyakorlatimegvalósítását, az elektromosenergiahálózat felépítését ésműködésének alapjait, atranszformátor jelentőségét azenergiatakarékosságban.

Ismerje a lakások elektromoshálózatának elvi felépítését, azérintésvédelem, elektromosbalesetvédelem alapjait.

Ismerje az elektromosenergiafogyasztás mérésénekfizikai alapjait, azenergiatakarékosság gyakorlatilehetőségeit a köznapi életben.


Mozgási indukció, nyugalmi indukció, önindukció, váltóáramú generátor,váltóáramú elektromos hálózat.

Tematikai egység 3. Rádió, televízió, mobiltelefon – Elektromágnesesrezgések és hullámok

Órakeret4 óra

73

Előzetes tudásMechanikai rezgések és hullámok. Elektromágneses indukció,önindukció, kondenzátor, kapacitás, váltakozó áram.


Az elektromágneses sugárzások fizikai hátterének bemutatása. Azelektromágneses hullámok spektrumának bemutatása,érzékszerveinkkel, illetve műszereinkkel érzékelt egyesspektrumtartományainak jellemzőinek kiemelése. Az információelektromágneses úton történő továbbításának elméleti és kísérletimegalapozása.



Az elektromágneses rezgőkör,elektromágneses rezgések.

A tanuló ismerje azelektromágneses rezgőkörfelépítését és működését.

Technika, életvitel ésgyakorlat:kommunikációseszközök,információtovábbításüvegszálas kábelen,levegőben, azinformáció tárolásánaklehetőségei.

Biológia-egészségtan:élettani hatások,a képalkotódiagnosztikaieljárások, a megelőzésszerepe.

Informatika: azinformációtovábbításjogi szabályozása,internetjogok és -szabályok.

Vizuális kultúra:Képalkotó eljárásokalkalmazása a digitálisművészetekben,művészi reprodukciók.A média szerepe.

Elektromágneses hullám,hullámjelenségek.

Maxwell és Hertz szerepe.

Bay Zoltán (Hold-visszhang)

Jelenségek, gyakorlatialkalmazások:információtovábbításelektromágneses hullámokkal.

Ismerje az elektromágneseshullám fogalmát, tudja, hogy azelektromágneses hullámokfénysebességgel terjednek, aterjedéséhez nincs szükségközegre. Távoli, rezonanciárahangolt rezgőkörök között azelektromágneses hullámok révénenergiaátvitel lehetséges fémesösszeköttetés nélkül. Azinformációtovábbítás új útjai.

Az elektromágneses spektrum.

Jelenségek, gyakorlatialkalmazások:hőfénykép, röntgenteleszkóp,rádiótávcső.

Ismerje az elektromágneseshullámokfrekvenciatartományokraosztható spektrumát és az egyestartományok jellemzőit.

Az elektromágneses hullámokgyakorlati alkalmazása.

Jelenségek, gyakorlatialkalmazások: a rádiózás fizikaialapjai. A tévéadás és -vétel elvialapjai. A GPS műholdas

Tudja, hogy az elektromágneseshullám anyag, aminek energiájavan.

Legyen képes példákonbemutatni az elektromágneses

74

helymeghatározás. Amobiltelefon. A mikrohullámúsütő.

hullámok gyakorlatialkalmazását.


Elektromágneses rezgőkör, rezgés, rezonancia, elektromágneses hullám,elektromágneses spektrum.

Tematikai egység 4. Hullám- és sugároptika Órakeret14 óra

Előzetes tudás Korábbi geometriai optikai ismeretek, hullámtulajdonságok,elektromágneses spektrum.


A fény és a fényjelenségek tárgyalása az elektromágneses hullámokróltanultak alapján. A fény gyakorlati szempontból kiemelt szerepénektudatosítása, hétköznapi fényjelenségek és optikai eszközökműködésének értelmezése.



A fény terjedése. Árnyékjelensé-gek. A vákuumbeli fénysebesség.

A Történelmi kísérletek a fényterjedési sebességénekmeghatározására.

A fény mint elektromágneseshullám.

Tudja a tanuló, hogy a fényelektromágneses hullám, azelektromágneses spektrum egymeghatározottfrekvenciatartományáhoztartozik.

Tudja a vákuumbelifénysebesség értékét és azt, hogymai tudásunk szerint ennélnagyobb sebesség nem létezhet(határsebesség).

Biológia-egészségtan:A szem és a látás, aszem egészsége.Látáshibák éskorrekciójuk.

Az energiaátadásszerepe a gyógyászatialkalmazásoknál, afény élettani hatásanapozásnál. A fényszerepe agyógyászatban ésa megfigyelésben.

Magyar nyelv ésirodalom;mozgóképkultúra ésmédiaismeret: A fényszerepe. Az univerzum

A fény visszaverődése, törése újközeg határán (tükör, prizma).

Teljes visszaverődés (optikaikábel).

Ismerje a fény terjedésévelkapcsolatos geometriai, optikaialapjelenségeket (visszaverődés,törés).

Elhajlás, interferencia, (optikairés, optikai rács).

Ismerje a fény hullámtermészetétbizonyító legfontosabb kísérletijelenségeket (interferencia,

75

Polarizáció (kísérletpolárszűrőkkel) LCD-képernyő.

polarizáció), és értelmezzeazokat.

megismerésénekirodalmi és művészetivonatkozásai, színek aművészetben.

Vizuális kultúra: afényképezés mintművészet.

A fehér fény színekre bontása.Prizma és rácsszínkép.A spektroszkópia jelentősége.A lézerfény.Színkeverés, a színes képernyő.

Tudja értelmezni a fehér fényösszetett voltát.

A geometriai optika alkalmazása.

A geometriai optika modelljénekkorlátai.

Képalkotás.Jelenségek, gyakorlatialkalmazások: tükrök, lencsék,mikroszkóp, távcső.

A látás fizikája.

A hagyományos és a digitálisfényképezőgép működése.A lézerfény alkalmazása:digitális technika eszköze (CD-írás, olvasás).Gábor Dénes és a hologram A3D-s filmek titka. Légköroptikaijelenségek (délibáb, szivárvány,fényszóródás, a lemenő Napvörös színe).

Ismerje a geometriai optikalegfontosabb alkalmazásait.Értse a leképezés fogalmát,tükrök, lencsék képalkotását.Legyen képes egyszerűképszerkesztésekre, és tudjaalkalmazni a leképezési törvénytegyszerű számításosfeladatokban.Ismerje és értse a gyakorlatbanfontos optikai eszközök(egyszerű nagyító, mikroszkóp,távcső),szemüveg, működését.Legyen képes egyszerű optikaikísérletek elvégzésére.


A fény, mint elektromágneses hullám, fénytörés, visszaverődés, elhajlás,interferencia, polarizáció, diszperzió, spektroszkópia, képalkotás.

Tematikai egység5. Az atomok szerkezete. A modern fizika

születéseÓrakeret

8 óra

Előzetes tudás Az anyag atomos szerkezete. Gázok golyómodellje.


Az atomfizika tárgyalásának összekapcsolása a kémiai tapasztalatokon(súlyviszonytörvények) alapuló atomelmélettel. A fizikában alapvetőmodellalkotás folyamatának bemutatása az atommodellek változásainkeresztül. A kvantummechanikai atommodell egyszerűsített képszerűbemutatása. A műszaki-technikai szempontból alapvető félvezetőksávszerkezetének, kvalitatív, kvantummechanikai szemléletűmegalapozása.

76



Az anyag atomos felépítése,felismerésének történelmifolyamata.

Ismerje a tanuló az atomoklétezésére utaló koraitermészettudományostapasztalatokat, tudjonmeggyőzően érvelni az atomoklétezése mellett.

Kémia: az anyagszerkezetéről alkotottelképzelések, aváltozásukat előidézőkísérleti tények és abelőlük levontkövetkeztetések, aperiódusos rendszerelektronszerkezetiértelmezése.

Matematika: folytonosés diszkrét változó.

Filozófia: ókori görögbölcselet; az anyagmélyebbmegismerésénekhatása agondolkodásra,a tudományfelelősségénekkérdései, amegismerhetőséghatárai és korlátai.

A modern atomelméletetmegalapozó felfedezések.A korai atommodellek.Az elektron felfedezése:Thomson-modell.Az atommag felfedezése:Rutherford-modell.

Értse az atomról alkotottelképzelések (atommodellek)fejlődését: a modell mindigkísérleteken, méréseken alapul,azok eredményeit magyarázza;ha a modellel már nemértelmezhető, azzalellentmondásban álló kísérletitapasztalatok esetén új modellmegalkotására van szükség.Mutassa be a modellalkotáslényegét Thomson és Rutherfordmodelljén, a modellt megalapozóés megdöntő kísérletek,jelenségek alapján.

Bohr-féle atommodell. Ismerje a Bohr-féle atommodellkísérleti alapjait (spektroszkópia,Rutherford-kísérlet).Legyen képes összefoglalni amodell lényegét és bemutatni,mennyire alkalmas az a gázokvonalas színképénekértelmezésére

A kvantumfizika születése.Planck hipotézise.A fény kettős természete.Fényelektromos hatás – Einstein-féle fotonelmélete.Gázok vonalas színképe.(az optikából került ide)Az elektron kettős természete, deBroglie-hullámhossz.Alkalmazás: azelektronmikroszkóp.

Ismerje az energia adagosságáravonatkozó Planck-hipotézist minta modern fizika kialakulásánakelső lépését.Ismerje a fény részecsketulajdon-ságára utaló fényelektromoskísérletet, a foton fogalmát,energiáját.Legyen képes egyszerűszámításokra a fotonenergiájának felhasználásával.Ismerje az elektronhullámtermészetét igazolóelektroninterferencia-kísérletet.Ismerje a de Broglie-összefüggést mint a

77

mikrorészecskékre vonatkozóáltalános törvényszerűséget.Értse, hogy az elektronhullámtermészetének ténye újalapot ad a mikrofizikaijelenségek megértéséhez.

A kvantummechanikaiatommodell.

Tudja, hogy akvantummechanikai atommodellaz elektronokat hullámként írjale. Tudja, hogy az atomokállandósult állapotaihoz az atomielektronok egy-egy állóhullám-mintája tartozik.Tudja, hogy a hullámtulajdonságkövetkezménye: az elektronokimpulzusa és helye egyszerrenem mondható meg pontosan.

Kémia:Az atomok orbitál-modellje. Elektronállóhullámok azatomokban.

Fémek elektromos vezetése.Jelenség: szupravezetés.

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

Legyen kvalitatív képe a fémekelektromos ellenállásánakklasszikus értelmezéséről.A kovalens kötésű kristályokszerkezete alapján értelmezze aszabad töltéshordozók keltéséttiszta félvezetőkben.Ismerje a szennyezett félvezetőkelektromos tulajdonságait.Tudja magyarázni a p-nátmenetet.


Atom, atommodell, elektronhéj, energiaszint, foton, a részecskék kettőstermészete, Bohr-modell, Heisenberg-féle határozatlansági reláció,félvezetők. Atomi elektronok állóhullám mintái.

Tematikai egység6. Az atommag is részekre bontható – A

magfizika elemeiÓrakeret

8 óra

Előzetes tudás Atommodellek, Rutherford-kísérlet, rendszám, tömegszám, izotópok.


A magfizika alapismereteinek bemutatása a 20. századi történelmiesemények, a nukleáris energiatermelés, a mindennapi életben történőszéles körű alkalmazás és az ezekhez kapcsolódó nukleáris kockázatkérdéseinek szempontjából. Az ismereteken alapuló energiatudatosszemlélet kialakítása. A betegség felismerése és a terápia során fellépőreális kockázatok felelős vállalásának megértése.

78



Az atommag alkotórészei,tömegszám, rendszám,neutronszám.

A tanuló ismerje az atommagjellemzőit (méret, tömegszám,rendszám) és a magalkotórészeit.

Kémia: atommag,proton, neutron,rendszám, tömegszám,izotóp, radioaktívizotópok ésalkalmazásuk,radioaktív bomlás.Hidrogén, hélium,magfúzió.

Biológia–egészségtan:a sugárzások biológiaihatásai; a sugárzásszerepe azevolúcióban, afajtanemesítésben amutációk előidézéserévén; a radioaktívsugárzások hatása.

Földrajz:energiaforrások, azatomenergia szerepe avilágenergiatermelésében.

Matematika:valószínűség-számítás.

Exponenciálisfüggvények.

Történelem,társadalmi ésállampolgári

Az erős kölcsönhatás.

Stabil atommagok létezésénekmagyarázata.

Ismerje az atommagot összetartómagerők, az ún. „erőskölcsönhatás” tulajdonságait.Tudja kvalitatív szintenértelmezni a mag kötésienergiáját, értse a neutronokszerepét a mag stabilizálásában.

Ismerje a tömegdefektusjelenségét és kapcsolatát a kötésienergiával.

Magreakciók

Tájékozódás a fajlagos kötésienergia grafikonon: magenergiafelszabadításának lehetőségei

Tudja értelmezni a fajlagoskötési energia-tömegszámgrafikont, és ehhez kapcsolódvatudja értelmezni a lehetséges,energiafelszabadulással járómagreakciókat: magfúzió,radioaktív bomlás, maghasadás.

A radioaktív bomlás.

Bomlási formák. A radioaktívsugárzás fajtái és tulajdonságai.

Bomlás törvényszerűsége.

Ismerje a radioaktív bomlástípusait, a radioaktív sugárzásfajtáit és megkülönböztetésükkísérleti módszereit. Tudja, hogya radioaktív sugárzás intenzitásamérhető. Ismerje a felezési idő,az aktivitás fogalmát és ehhezkapcsolódóan tudjon egyszerűfeladatokat megoldani. Legalábbkvalitatíve ismerje a bomlástörvényszerűségét.

Mesterséges radioaktív izotópokelőállítása és alkalmazása.

Nyomjelzés, terápiássugárkezelés.

Legyen fogalma a radioaktívizotópok mesterségeselőállításának lehetőségéről éstudjon példákat a mesterségesradioaktivitás néhány gyakorlatialkalmazására a gyógyászatbanés a műszaki gyakorlatban.

79

Maghasadás.

Tömegdefektus, tömeg-energiaegyenértékűség.A láncreakció fogalma,létrejöttének feltételeiA szabad neutronok szerepe ésszabályozása.

Ismerje az urán-235 izotópspontán és indukált(neutronlövedékekkellétrehozott) hasadásánakjelenségét. Tudja értelmezni ahasadással járó energia-felszabadulást.

Értse a láncreakció lehetőségét éslétrejöttének feltételeit.

ismeretek: aHirosimára ésNagaszakira ledobottkét atombombatörténete, politikaiháttere, későbbikövetkezményei.Einstein; Szilárd Leó,Teller Ede és WignerJenő, avilágtörténelmetformáló magyartudósok.

Filozófia; etika: atudományfelelősségénekkérdései.

Az atombomba.

Hasadásos és fúziós bombák.

Értse az atombombaműködésének fizikai alapjait, ésismerje egy esetleges nukleárisháború globális pusztításánakveszélyeit.

Az atomreaktor és azatomerőmű.

Szabályozott láncreakció,atomerőművek felépítése,működése. A nukleáris reaktorokelőnyei, hátrányai.

Ismerje az ellenőrzöttláncreakció fogalmát, tudja, hogyaz atomreaktorban ellenőrzöttláncreakciót valósítanak meg éshasználnak „energiatermelésre”az atomerőművekben. Értse azatomenergia szerepét azemberiség növekvő ener-giafelhasználásában, ismerje elő-nyeit és hátrányait. Ismerje aPaksi Atomerőmű legfontosabbműszaki paramétereit (blokkokszáma, hő és villamosteljesítménye)

Magfúzió.

Magfúzió a csillagokban.energiatermelése.

Mesterséges fúzió létrehozása:

H-bomba, fúziós reaktorok.

Legyen tájékozott arról, hogy acsillagokban magfúziósfolyamatok zajlanak, ismerje aNap energiatermelését biztosítófúziós folyamat lényegét.

Tudja, hogy a H-bomba pusztítóhatását mesterséges magfúziósorán felszabaduló energiájabiztosítja. Tudja, hogy a békésenergiatermelésre használhatóellenőrzött magfúziót még nemsikerült megvalósítani, de ezlehet a jövő perspektivikusenergiaforrása.

A radioaktivitás kockázatainakleíró bemutatása.

Ismerje a kockázat fogalmát,számszerűsítésének módját és

80

Sugárterhelés, sugárdózissugárvédelem.

annak valószínűségi tartalmát.

Ismerje a sugárvédelemfontosságát és a sugárterhelésjelentőségét. Ismerjen legalábbegy sugárdózis fogalmat.


Magerő, kötési energia, tömegdefektus, maghasadás, radioaktivitás,magfúzió, láncreakció, atomreaktor, fúziós reaktor, atomerőmű, kockázat.

Tematikai egység 7. Csillagászat és az asztrofizika elemei Órakeret9 óra

Előzetes tudásA fizikából és a földrajzból tanult csillagászati alapismeretek, abolygómozgás törvényei, a gravitációs erőtörvény. Csillagok fúziósfolyamatai energiatermelése.


Annak bemutatása, hogy a csillagászat, a megfigyelési módszerek gyorsfejlődése révén a 21. század vezető tudományává vált. Avilágegyetemről szerzett új ismeretek segítenek, hogy az emberiségfelismerje a helyét a kozmoszban, miközben minden eddiginélmagasabb szinten meggyőzően igazolják az égi és földi jelenségektörvényeinek azonosságát.


ismeretekKövetelmények Kapcsolódási

pontok

Leíró csillagászat.

Problémák:a csillagászat kultúrtörténete.Geocentrikus és heliocentrikusvilágkép.Asztronómia és asztrológia.Alkalmazások:hagyományos és új csillagászatiműszerek.Űrtávcsövek.Rádiócsillagászat.Miért hatásosabbak azűrtávcsövek, mint a Földönlévők?

A tanuló legyen képes tájékozódnia csillagos égbolton.

Ismerje a csillagászatihelymeghatározás alapjait.Ismerjen néhány csillagképet, éslegyen képes azokat megtalálni azégbolton. Ismerje a Nap és a Holdégi mozgásának jellemzőit, értse aHold fázisainak változását, tudjaértelmezni a hold- ésnapfogyatkozásokat.

Tájékozottság szintjén ismerjea csillagászat megfigyelésimódszereit az egyszerű távcsövesmegfigyelésektől az űrtávcsöveken

Történelem,társadalmi ésállampolgáriismeretek:Kopernikusz,Kepler, Newtonmunkássága. Anapfogyatkozásokszerepe az emberikultúrában, a Hold„képének”értelmezésea múltban.

Földrajz: a Föld

81

át a rádióteleszkópokig. forgása és keringése,a Föld forgásánakkövetkezményei(nyugati szelek öve),a Föld belsőszerkezete,földtörténetikatasztrófák,kráterbecsapódáskeltette felszínialakzatok.

Biológia–egészségtan: a Holdés az emberbiológiai ciklusai, azélet feltételei.

Kémia: a periódusosrendszer, a kémiaielemek keletkezése.

Magyar nyelv ésirodalom;mozgóképkultúra ésmédiaismeret:„a csillagos égalatt”.

Filozófia:a kozmológiakérdései.

Égitestek.

Miért nem gömbölyűek akisbolygók, miért nemszögletesek a Naprendszerbolygói?

Ismerje a legfontosabb égitesteket(bolygók, holdak, üstökösök,kisbolygók és aszteroidák,csillagok és csillagrendszerek,galaxisok, galaxishalmazok) ésazok legfontosabb jellemzőit.Legyenek ismeretei a mesterségeségitestekről és azok gyakorlatijelentőségéről a tudományban ésa technikában.

A Naprendszer és a Nap.

A Nap belső szerkezete, fúziósfolyamatai, „energiatermelése”.A Nap teljesítménye. A Földreérkező napsugárzásenergiamennyisége.

Miért gondolták a 19. századvégén a tudósok, hogy a csillagokrövid életűek, és hamar kihűlnek?

(L. Madách: Az embertragédiája)

Ismerje a Naprendszer jellemzőit,a keletkezésére vonatkozótudományos elképzeléseket, ésezek bizonyítékait. Ismerje az életlehetőségét a Naprendszerben.

Tudja, hogy a Nap csak egy azátlagos csillagok közül, miközbena földi élet szempontjábólmeghatározó jelentőségű. Ismerje aNap legfontosabb jellemzőit:

a Nap szerkezeti felépítését, belső,energiatermelő folyamatait éssugárzását, a Napból a Földreérkező energia mennyiségét(napállandó). Ismerje a Napkorának nagyságrendjét, a korábbiés jövőbeni fejlődéstörténetét.

Csillagrendszerek, Tejútrendszerés galaxisok.

A csillagfejlődés:Ősrobbanás.A csillagok keletkezése,szerkezete és energiamérlege.Kvazárok, pulzárok; feketelyukak.

Legyen tájékozott a csillagokkalkapcsolatos legfontosabbtudományos ismeretekről. Ismerjea gravitáció és az energiatermelőnukleáris folyamatok meghatározószerepét a csillagokkialakulásában, „életében” ésmegszűnésében. Ismerje acsillagfejlődés főbb állomásait.

A kozmológia alapjai

Problémák, jelenségek:a kémiai anyag (atommagok)kialakulása.Perdület a Naprendszerben.Nóvák és szupernóvák.A földihez hasonló élet, kultúra

Legyenek alapvető ismeretei azuniverzumra vonatkozó aktuálistudományos elképzelésekről.Ismerje az ősrobbanásra és avilágegyetem tágulására utalócsillagászati méréseket. Ismerje azuniverzum korára és kiterjedésérevonatkozó becsléseket, tudja, hogy

82

esélye és keresése, exobolygókkutatása.Gyakorlati alkalmazások: műholdak, hírközlés és meteorológia, GPS, űrállomás, holdexpedíciók, bolygók kutatása.

az univerzum az ősrobbanás ótaállandóan tágul. Ismerje ennekkísérleti bizonyítékait:háttérsugárzás, vöröseltolódás.Ismerje az univerzum korának ésméretének nagyságrendjét.


Égitest, csillagfejlődés, csillagrendszer, ősrobbanás, kozmikusháttérsugárzás, táguló világegyetem, Naprendszer, űrkutatás.

A fejlesztés várteredményei aciklus végén

A mechanikai fogalmak bővítése a rezgések és hullámok témakörével,valamint a forgómozgás és a síkmozgás gyakorlatban is fontosismereteivel.

Az elektromágneses indukcióra épülő mindennapi alkalmazások fizikaialapjainak ismerete: elektromos energiahálózat, elektromágneseshullámok.

Az optikai jelenségek értelmezése hármas modellezéssel (geometriaioptika, hullámoptika, fotonoptika). Hétköznapi optikai jelenségekértelmezése.

A modellalkotás jellemzőinek bemutatása az atommodellek fejlődésén.

Alapvető ismeretek a kondenzált anyagok szerkezeti és fizikaitulajdonságainak összefüggéseiről. A fény kettős természeténekfizikatörténeti problematikájának megismerése (Einsteinfotonhipotézise). A mikrorészecskék kettős természetének mint amikrovilág univerzális természeti sajátosságának elfogadása.

A magfizika elméleti ismeretei alapján a korszerű nukleáris technikaialkalmazások értelmezése és ésszerű, mérlegelő elfogadása. A kockázatfogalmának ismerete és reális értékelése.

A csillagászati alapismeretek felhasználásával Földünk elhelyezése azuniverzumban, szemléletes kép az univerzum térbeli, időbeli méreteiről.A világegyetem szerkezetéről szóló tudományos ismeretek megerősítik afizikai törvények univerzális jellegét.

A csillagászat és az űrkutatás fontosságának ismerete és megértése.

Képesség önálló ismeretszerzésre, forráskeresésre, azok szelektálására ésfeldolgozására. Tudományos világszemlélet megalapozása.

83

Fakultáció

11.-12. évfolyam




11. évfolyam 3 108

12. évfolyam 3 93

Célok és feladatokAz emelt szintű fizikaoktatást azzal a céllal szerveztük, hogy azoknak a tanulóknak, akikközép- vagy emelt szintű érettségi vizsgát kívánnak tenni fizikából, lehetőséget nyújtsunk afelkészülésre. Azok a tanulók, akik érettségi vizsgát akarnak tenni fizikából, nyilváneldöntötték, hogy olyan felsőfokú intézményben, illetve szakon tanulnak tovább, ahol alaposfizikai ismeretekre van szükség.Mindenekelőtt fel kell eleveníteni, megszilárdítani és rendszerezni 7-11. osztályban tanultfizikai ismereteket. A rendszerezésnek ki kell terjednie a témakörökön belül, illetvekülönböző témakörök között a tanult összefüggések, törvények belső, logikai kapcsolatainakfeltárására.Ki kell tűzni olyan feladatok és problémák megoldását, amelyek a gondolkozással, aproblémalátással, a különböző témák közötti kapcsolatok felismerésével szemben, olyanigényt támaszt, amely az érettségi vizsga követelményeiből illetve a felsőoktatásiintézmények elvárásaiból következnek.A törzsanyagban tanult ismereteket ki kell egészíteni, bővíteni azokkal az ismeretekkel,amelyek a kerettanterv által kijelölt anyagban nem, de az emelt szintű fizika érettségianyagában szerepelnek.Fejleszteni kell a fizikai mérésekben, kísérletekben szerzett jártasságot. Ez magában foglalja afontosabb mérőeszközök használatának ismeretét, gyakorlatát, a mérés, kísérletmegtervezésének, végrehajtásának és elemző értékelésének képességét.

Fejlesztési követelmények

A kerettantervben megfogalmazott követelményeken felül az alábbi követelményekteljesítésére kell törekedni. A törzsanyagban tanult ismeretekhez szervesen kell kapcsolódnia azoknak az

ismereteknek (témaköröknek) amelyeket új anyagként itt ismernek meg a tanulók. A tanulók az emelt színtű érettségi vizsga követelményszintjén legyenek képesek

felismerni és áttekinteni az ismeretanyag mélyebb belső összefüggéseit, a témakörökközötti kapcsolatokat.

A tanulók tudják ismereteiket alkalmazni jelenségek értelmezésében, összetett problémákmegoldásában. Tudják alkalmazni a megfelelő matematikai eszközöket aproblémamegoldásban.

84

Ismerjék a tanulók a természettudományos gondolkodás, a természettudományokművelése során egyetemessé fejlődött megismerési módszerek alapvető sajátosságait.

Legyenek képesek a tanulók a tantervi ismeretekhez kapcsolódó fizikai mérések,kísérletek megtervezése, a mérés, a kísérlet elvégzése a mérési adatok, kísérletitapasztalatok kiértékelése, következtetések levonása, grafikon elemzése.

Rendelkezzék a tanuló a mértékkel, a mértékrendszerekkel, mennyiségegekkel összefüggőszilárd ismeretekkel, az alkalmazásokban biztos jártassággal. Legyen a tanulónakgyakorlatias belső látásmódja, arányérzéke a mennyiségek, mértékegységekhasználatában.

A tanuló legyen képes arra, hogy az ismeretanyag logikai csomópontjait képező, alapvetőfontosságú tényeket, az ezekből következő törvényeket, összefüggéseket szabatosan,logikusan kifejtse, megmagyarázza.

A tanuló rendelkezzék azzal a képességgel, hogy több témakör ismeretanyagának logikaiösszekapcsolását igénylő, összetett fizikai feladatokat, problémákat is megoldja.

Ismerje a tanuló a legfontosabb fizikatörténeti, kultúrtörténeti tényeket. Értse meg a tanuló a környezetvédelemmel, a természetvédelemmel kapcsolatos

problémákat, és legyen képes ezeket – ismereteinek szintjén – elemezni, illetve véleményalkotni a kérdésben.

85

11. évfolyam

Belépő tevékenységformák

Az egyes témakörökön belül, illetve a különböző témakörök között belsőösszefüggések, kapcsolatok keresése, feltárása. Mechanikai és hőtani mérések, kísérletekmegtervezése, végrehajtása, értékelése, következtetések levonása. Mechanikai és hőtanimérőeszközök használata. A mérés pontosságának, hibájának megállapítása; a hibákeredetének vizsgálata. Több témakör logikai összekapcsolását igénylő problémák, feladatokmegoldása.

Témakörök TartalmakI. Mechanika (52 óra)Pontszerű test A törzsanyagban tanultak ismétlése, kiegészítése:


Óraszámok:

Új anyagmérés



összesóraszám

1. Pontszerű test kinematikája 4 6 2 12

2. A dinamika alaptörvényei 4 6 2 12

3. Munka és energia 2 4 2 8

4. Tömegpontrendszer 2 3 1 6

5. Gravitáció 2 1 1 4

6. Mechanikai rezgések és hullámok 4 4 2 10

7. Hőtágulás 2 3 1 6

8. A kinetikus gázmodell 2 6 2 10

9. Termodinamika 4 6 2 12

10. Halmazállapot-változások 2 6 2 10

11. Projektmunkák - - - 8

12. Év végi összefoglalás, az elmaradtórák pótlása - - - 10

86

kinematikája(12 óra)

A pillanatnyi sebesség, pillanatnyi gyorsulás grafikus értelmezése.A nehézségi gyorsulás mérése.Összetett mozgások: a hajítások leírása, a pálya egyenlete.Periodikus mozgások: a körmozgás jellemző mennyiségei

A dinamika törvényei(12 óra)

A törzsanyagban tanultak ismétlése, kiegészítése:A témakörhöz kapcsolódó igényes, összetett feladatsorok megoldásaMérések: párkölcsönhatás vizsgálata (ütközés)egyensúly a lejtőn, súrlódás.

Munka és energia(8 óra)

A törzsanyagban tanultak ismétlése, kiegészítése:A munka fogalmának pontosítása.Változó erő munkájának értelmezéseKonzervatív és disszipatív erők megkülönböztetése.A potenciális és a kinetikus energia..A munkatétel. Teljesítmény, hatásfok. Energiaátalakító berendezések.

Tömegpontrendszer(6 óra)

A törzsanyagban tanultak ismétlése, kiegészítése:Egyensúlyi állapot, tömegközéppont. Egyszerű gépek.A tömegpontrendszer mozgásának leírása mozgásegyenletekkelAz impulzus (lendület) megmaradása.Az ütközések vizsgálata: rugalmas, rugalmatlan, centrális (egyenes,ferde).

Gravitáció(4 óra)

A törzsanyagban tanultak ismétlése, kiegészítése:A gravitációs tér, a térerősség. SúlytalanságA súlyos és a tehetetlen tömeg egyenértékűsége,Eötvös Loránd mérései. Az űrkutatás eredményei.

Mechanikai rezgések éshullámok(10 óra)

A törzsanyagban tanultak ismétlése, kiegészítése:A harmonikus rezgőmozgás kapcsolata az egyenletes körmozgással.Matematikai inga. Rezgésidő, lengési idő mérése.A visszaverődés és törés törvényei.Interferencia, elhajlás, polarizáció.Doppler-effektus.Hangtani alapfogalmak, infra- és ultrahang. A hangszerek fizikája

Projektmunka(4 óra)

II. Hőtan,termodinamika(38 óra)Hőtágulás(6 óra)

Szilárd testek vonalas és térfogati hőtágulása.Folyadékok hőtágulása.

A kinetikus gázmodell(10 óra)

Az állapotjelzők és az állapotegyenlet értelmezése a kinetikusgázelmélet alapján.A Boltzmann-állandó.

Termodinamika(12 óra)

A törzsanyagban tanultak ismétlése, kiegészítése:Kalorimetria.Az elsőfajú perpetuum mobile lehetetlensége.Rend és rendezetlenség.Speciális körfolyamatok elemzése.Hőerőgép, hűtőgép, hőszivattyú, hatásfok.A másodfajú perpetuum mobile lehetetlensége.

87

A fajhő méréseHalmazállapot-változások(10 óra)

A törzsanyagban tanultak kiegészítése:Gáz- és gőzállapot,Telítetlen és telített gőz,Cseppfolyósíthatóság,Kritikus állapot.

III. Összefoglalás(10 óra)

Érettségi feladatsorokA legfontosabb fizikatörténeti felfedezések, találmányok.


Tematikus mérési gyakorlatokFélévenkénti mérési gyakorlat a helyi tanterv/tanár döntése alapján. Ajánlott az érettségimindenkori kísérleti feladatai közül a félévi tananyaghoz illeszkedően kiválasztani.

Választható projektmunkákAjánlott témák:Kerékpár mozgásának kinematikai vizsgálata.Mechanikai játékok mozgásának vizsgálata, értelmezése.Ferde helyzetű locsolócső vízsugarának vizsgálata, a pályagörbe jellemzői.Egymásba helyezett papírkúpok esésének vizsgálata.Modellkísérletek,:egyszerű számítások a biztonsági öv és a légzsák szerepének magyarázatáraaz ütközéses közlekedési balesetekben.Patak áramlási sebességének és vízhozamának mérése.Működő szélerőmű-modell építése.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.A vízerőmű és a hőerőmű összehasonlító vizsgálata.Az élő szervezet mint termodinamikai gép.Hangszerek vizsgálata.A Doppler-effektus .

A továbbhaladás feltételei

Tudja helyesen használni a tanult mechanikai alapfogalmakat. Ismerje a mérési adatokgrafikus ábrázolását: tudjon grafikonokat készíteni, a kész grafikonról következtetéseketlevonni (pl. tudja az állandó és változó mennyiségeket megkülönböztetni, legyen képes aváltozásokat jellemezni).

Legyen képes összetett mechanikai feladatok megoldására a tanult összefüggéseksegítségével. Ismerje és használja a tanult fizikai mennyiségek mértékegységeit. Tudja, hogya számítógépes világhálón számos érdekes és hasznos adat, információ elérhető.

Ismerje fel, hogy a termodinamika általános törvényeit – az energia megmaradásáltalánosítása (I. főtétel), a spontán természeti folyamatok irreverzibilitása (II. főtétel) –atöbbi természettudomány is alkalmazza, tudja ezt egyszerű példákkal illusztrálni.

88

A kinetikus gázmodell segítségével tudja értelmezni a gázok fizikai tulajdonságait, értsea makroszkópikus rendszer és a mikroszkópikus modell kapcsolatát.

Ismerje fel és tudja magyarázni a mindennapi életben a tanult hőtani jelenségeket.Legyen képes mechanikai és hőtani mérések kísérletek megtervezésére, végrehajtására,értékelésére, következtetések levonására. Tudja használni a mérőeszközöket. Legyen tisztábanhibaszámítással.

89

12. évfolyam

Belépő tevékenységi formák

A modern fizika és a klasszikus fizika kapcsolatának feltárása, megértése. A modernfizika által használt modellek kritikus értékelése, a modell szerepének és korlátainakfelmerése. Elektromosságtani mérések megtervezése, végrehajtása, értékelése. Elektromosmérőműszerek helyes használata. Elektromágnességet, hőtant, mechanikát érintő összetett


Óraszámok:

Új anyagmérés



összesóraszám

1. Geometriai optika 2 4 2 8

2. Fizikai optika 2 5 1 8

3. Optikai leképezés 2 5 1 8

4. Elektrosztatika 2 3 1 6

5. Az egyenáram 2 4 2 8

6. Az egyenáram mágneses mezője 2 3 1 6

7. Az elektromágneses indukció 2 3 1 6

8. A váltakozó áram 2 1 1 4

9. Elektromágneses hullámok 2 3 1 6

10. A kvantumfizika, az atomfizika és amagfizika elemei. A relativitáselméletalapgondolata

10 2 2 14

11. Csillagászat és kozmikus fizika 2 2 2 6

12. Projektmunkák 3

13. Rendszerező összefoglalás - - - 10

90

feladatok, problémák megoldása. Elektromos kapcsolási rajok elemzése; illetve összetettáramkörök kapcsolási rajzának elkészítése.

Témakörök Tartalmak

I. Optika ( 24 óra)Geometriai optika(8 óra)

Ismétlés, rendszerezés.A prizma, a planparalell lemez. A törésmutató és a határszögmeghatározása.

Fizikai optika(8 óra)

Ismétlés, rendszerezés.Színszóródás.Interferencia, a koherens fény.Fényelhajlás résen, az optikai rács (kvantitatív tárgyalás), hullámhosszmérése.Polarizáció.

Optikai leképezés(8 óra)

Ismétlés, rendszerezés.A fókusztávolság függése a lencse adataitól.Mérés: a lencse gyújtótávolsága

II. Elektromágnesség (34 óra)Elektrosztatika(6 óra)

Ismétlés, rendszerezés.Síkkondenzátorok kapacitása. Kondenzátorok kapcsolása.Az elektrosztatikai mező energiája.

Az egyenáram(8 óra)

Ismétlés, rendszerezés.A mérőműszerek méréshatára és kiterjesztése. Az ellenálláshőmérsékletfüggése, áram- és feszültségmérés. Huroktörvény,csomóponti törvény. Összetett hálózatok számolásos elemzése.Az elektromos áram élettani hatásai.Félvezetők, és gyakorlati alkalmazásaik. Akkumulátorok,galvánelemek.

MagnetosztatikaEgyenáram mágnesesmezője(6 óra)

Ismétlés, rendszerezés.Anyagok mágneses mezőben, permeabilitás.A mozgó töltésre ható eredő erő elektromos és mágneses mező együttesjelenlétében.A mágneses mező energiája.

Az elektromágnesesindukció(6 óra)

Ismétlés, rendszerezés.Az időben változó mágneses fluxus keltette elektromos mezőtulajdonságai.

A váltakozó áram(4 óra)

Ismétlés, rendszerezés.Az induktív és a kapacitív ellenállás, a soros RLC kör impedanciája.Fázisviszonyok vizsgálata.

Elektromágneseshullámok(6 óra)

Zárt és nyitott rezgőkör, a rezgőkör sajátfrekvenciája, rezonancia,csatolás, antenna.A gyorsuló töltés és az elektromágneses hullám.Térerősség és mágneses indukció az elektromágneses hullámban, azenergia terjedése.Az elektromágneses hullámok spektruma és biológiai hatásai.Elektromágneses hullámok felhasználásával működő technikairendszerek, eszközök működési alapelveinek ismerete.

91

III. Bevezetés a XX. század fizikájába (20 óra)A kvantumfizikaelemei(5 óra)

Ismétlés, rendszerezés.Termikus elektronemisszió, a kilépési munka, a vákuumdióda és azegyenirányítás.Az anyag kettős természete. De Broglie-modell, anyaghullám.Valószínűségi értelmezés. A Heisenberg-reláció.

Az atomfizika és amagfizika elemei(7 óra)

A tanult atommodellek lényege és hiányosságaik.Az elektronburok szerkezetére utaló jelenségek, a Franck-Hertz kísérletértelmezése; Pauli-elv, a kvantumszámok jelentése.A radioaktív sugárzások (alfa, béta, gamma) tulajdonságai, felezési idő,bomlási törvény. Természetes és mesterséges radioaktivitás. Bomlásisorok.Rutherford szórási kísérletének értelmezése.Magerők, nukleonok, tömeghiány és kötési energia, tömeg-energiaekvivalencia, erős kölcsönhatás, izotópok. A mag cseppmodellje.Atommag-átalakulások, elemi részek.Gyorsítók és detektorok, párkeltés, alfa- és béta-bomlás, rész ésantirész.Az atomenergia felhasználása: maghasadás, láncreakció, atomreaktor,atombomba.Magfúzió, hidrogénbomba, a csillagok energiája.

A relativitáselméletalapgondolatai(2 óra)

Az inerciarendszerek egyenértékűsége.A fénysebesség állandósága. Millikan kísérlet.Hosszúságkontrakció, idődilatáció.

Csillagászat éskozmikus fizika(6 óra)

A Naprendszer szerkezete és kutatásaA Tejútrendszer leírásaA világegyetem keletkezése és fejlődése

III. Összefoglalás(10 óra)

Érettségi feladatsorokA fizikatörténet legfontosabb személyiségei


Tematikus mérési gyakorlatokFélévenkénti mérési gyakorlat a helyi tanterv/tanár döntése alapján. Ajánlott az érettségimindenkori kísérleti feladatai közül a félévi tananyaghoz illeszkedően kiválasztani.

Választható projektmunkákAz elektrolízis Faraday-féle törvényei.Az elemi töltés meghatározása elektrolízis alapján.Egyszerű elektromotor építése.Elektrosztatikus porleválasztó működésének szemléltetése modellkísérlettel.Az UV- és az IR-sugárzás egészségügyi hatása.Napelemcella elektromos paramétereinek vizsgálataA mobiltelefon-hálózat.A látás fizikája.A digitális fényképezés fizikai alapjai.A teljes visszaverődés jelensége és gyakorlati alkalmazásai.Az optikai kettős törés.Piezoelektromosság és gyakorlati alkalmazása.

92

Az ultrahang orvosi alkalmazásai.A DNS-molekula és az információtovábbadás mechanizmusa.A radioaktivitás élettani hatásai.Csernobil katasztrófája.Az atomerőmű és a hagyományos erőművek üzemszerű működésének összehasonlításakörnyezetvédelemi szempontból.A radioaktív hulladékok kezelésének módja.Radioaktív háttérsugárzás.Az „ózonlyuk”.A Nap energiatermelése és sugárzása.A holdkutatás és eredményei.

A továbbhaladás feltételei

Legyenek ismeretei a planparalell lemez a prizma és a lencse fizikai jellemzőiről.Ismerje a színszóródás, az interferencia, az elhajlás és a polarizáció jelenségeit. Legyen jártasaz ezzel kapcsolatos számítási és mérési feladatokban.

Legyenek ismeretei a kondenzátorok kapcsolásáról, az összetett hálózatokkal aváltakozó áramú áramkörökkel kapcsolatos számítási feladatokról. Tudjon áramköröketösszeállítani, ezzel kapcsolatos méréseket végezni.

Ismerje az atom- és atommagmodelleket, a radioaktivitás, maghasadás, magfúziójelenségeit és ezek gyakorlati alkalmazását, valamint a relativitáselmélet alapjait, azatomenergia békés célú felhasználását, az atomerőmű működésének alapjait. Tudjaösszehasonlítani az atomenergia felhasználásának előnyeit és hátrányait a többienergiatermelési móddal, különös tekintettel a környezeti hatásokra.

Legyenek ismeretei a csillagászat elméleti és gyakorlati jelentőségéről.Rendelkezzen fizikatörténeti ismeretekkel, tudja, hogy a tanult fizikusok, tudósok mikor

éltek, mivel foglalkoztak, melyek voltak legfontosabb, a tanultakhoz köthető eredményeik.A gimnázium utolsó osztályában a korábbi évek tananyagának és a modern fizika

elemeinek szintetizálásával körvonalazódnia kell a diákokban egy korszerűtermészettudományos világképnek. Tudatosodnia kell a tanulókban, hogy a természetegységes egész, szétválasztását résztudományokra csak a jobb kezelhetőség, áttekinthetőségindokolja. A fizika legáltalánosabb törvényei a kémia, biológia, földtudományok és azalkalmazott műszaki tudományok területén is érvényesek.

Szempontok a tanulók teljesítményének értékeléséhez

Az értékelés célja a tanuló előrehaladásának, illetve a tanári közvetítéseredményességének vizsgálata. Az iskola pedagógiai programjában meghatározott módonértékeljünk.

A továbbhaladás feltételei című fejezet felsorolja azokat a kiemelt képességeket,amelyekben a tanulóknak fejlődést kell elérniük.

A fejlesztendő képességek rendszerezve a következők:- Megjegyzés, reprodukció: tények, elemi információk megjegyzése, lejegyzése,

rendszerezése, fogalmak felismerése, és alkalmazása, szabályok ismerete ésreprodukálása.

- Egyszerűbb és bonyolultabb összefüggések megértése, transzformációs képességek.

93

- Ismeretek és képességek alkalmazása ismert vagy új szituációban, szóbeli (egyéni éstársas) és írásbeli kommunikációs képességek továbbfejlesztése, lényegkiemelő képességfejlesztése, mindennapos élethelyzetekben a verbális és nonverbális közlések összhangja.

- Önálló véleményalkotás, értékelés jelenségekről, személyekről, problémákról.

A tanárnak a tanulók évközi munkáját folyamatosan figyelemmel kell kísérnie. Formái:- Folyamatos órai ellenőrzés és értékelés, például ellenőrző kérdések, gondolkodtató

kérdések formájában vagy egy-egy gyakorlati részfeladat megoldása kapcsán.- Szóbeli és/vagy írásbeli beszámoló egy-egy résztémából.- Kiselőadás, írásbeli vagy szóbeli beszámoló egy-egy témakörben a megadott szempontok,

vagy önálló gyűjtés alapján, ennek értékelése- Előre kiadott témák közül tetszés szerint választott kérdéskör feldolgozása (képi, írásbeli,

szóbeli) és ennek értékelése. Önálló kísérlet, projekt bemutatása, témához csatlakozóújságcikk értelmezése, önálló kutatómunka eredményének bemutatása

- Vitaszituációkban való részvétel, vitakultúra, argumentációs képesség szintjénekírásbeli, szóbeli értékelése.- Projektmunkában való részvétel (egyéni vagy csoportos) szóbeli, írásbeli értékelése.-

Fizika helyi tanterv 7–8. évfolyam számára (B változat) · 1 Fizika helyi tanterv 7–8....

Documents

Transcript of Fizika helyi tanterv 7–8. évfolyam számára (B változat) · 1 Fizika helyi tanterv 7–8....