9. Fyzika 343
Vzdlávací oblast: lovk a píroda Vzdlávací obor: Fyzika Vyuovací pedmt:fyzika 1. Charakteristika vyuovacího pedmtu a) Obsahové, asové a organizaní vymezení pedmtu Vzdlávací pedmt fyzika vznikl ze vzdlávacího oboru Fyzika RVP GV. Realizují se tématické okruhy prezových témat Osobnostní a sociální výchova RVP GV, Výchova k myšlení v evropských a globálních souvislostech RVP GV a Environmentální výchova RVP GV. Pehled viz ást b). Výuka se uskuteuje v 1. až 3. roníku. Ve všech ronících je jedna hodina za dva týdny vylenna na cviení, tída se dlí na skupiny. Pro výuku je k dispozici odborná uebna vybavená didaktickou technikou a fyzikální laborato. Na pedmt navazuje volitelný pedmt Fyzika ( ve 4.roníku), Seminá z fyziky (ve 3. a 4. roníku). Pro realizaci vzdlávacího obsahu se používá frontální výuka, skupinová práce, samostatná práce žáka a laboratorní práce. Základní kurz Roník Hodinová dotace 1. roník a kvinta 2,5 2. roník a sexta 2,5 3. roník a septima 2,5 b) Zalenní tematických okruh prezových témat PREZOVÁ TÉMATA TEMATICKÝ CELEK RONÍK Osobnostní a sociální výchova Výchova k myšlení v evropských a globálních souvislostech Komunikace s odbornou terminologií. Rozvoj schopností poznávání, komunikace. Význam soustavy SI pro rozvoj vdeckých a hospodáských styk. Významní evropští uenci 1,2 Q, X 1,2,3 Q, X, Y 344
Environmentální výchova lovk a životní prostedí 3 Y c) Výchovné a vzdlávací strategie Kompetence k uení uitel provádí demonstraní pokusy a organizuje žákovské pokusy a tím zvyšuje zájem žák o fyziku uitel pedkládá žákm pimen nároné úkoly, jejichž ešením žákm umožuje získat vlastní zkušenosti s fyzikálními jevy a umožuje jim poznávat fyzikální podstatu pírodních zákonitostí uitel vede žáky k poznání, že výsledky fyzikálního zkoumání svta provázejí lovka na každém kroku Kompetence k ešení problém uitel navozuje rzn nároné a zajímavé problémové situace, pi kterých žáci ve spolupráci s ním nebo samostatn formulují problémy, navrhují hypotézy ešení, plánují dkazy a postupy jejich ovování a nalézají správná ešení uitel zaazuje úlohy, pi kterých žáci na základ svých vlastních zkušeností s fyzikálními jevy a logickým myšlením docházejí k fyzikální podstat zkoumaných jev, které souvisejí s probíraným uivem uitel pízniv hodnotí zejména vlastní, neotelé postupy ešení úloh, pokud vedou k cíli, nevyžaduje jen standardní, vtšinový postup Kompetence komunikativní uitel vytváí píležitosti pro vzájemnou komunikaci žák a jejich spolupráci pi ešení úloh, pro formulaci hypotéz, obhajobou názor a vhodnou argumentaci uitel vede žáky k tomu, aby svj postup dokázali obhájit a nemli obavy, že postupují jinak, než vtšina žák uitel vede žáky k tomu, že k vyešení pedloženého úkolu nedíln patí i srozumitelné a pesvdivé sdlení výsledku jiným uitel umožuje žákm využívat moderní komunikaní a informaní technologie pi zpracování výsledk fyzikálních pozorování a mení Kompetence sociální a personální uitel organizuje innost žák ve dvojicích, skupinách, vede žáky k vlastní organizaci práce skupiny, k zodpovdnosti za innost skupiny uitel úspšným ešením úloh pimené obtížnosti žákm umožuje získávat a rozvíjet zdravou sebedvru 345
Kompetence obanské uitel rozvíjí zodpovdný vztah žáka k plnní povinností, ke studiu uitel vede žáky k projevu úcty k práci druhých uitel vybízí žáky k toleranci, ale také ke kritickému hodnocení názor jiných Kompetence k podnikavosti uitel žáky motivuje tak, aby se zapojovali do projekt, soutží (fyzikální olympiáda ) uitel umožuje každému žákovi zažít úspch uitel podncuje žáky k argumentaci uitel hodnotí žáky zpsobem, který jim umožuje vnímat vlastní pokrok 2. Vzdlávací obsah vyuovacího pedmtu Žák Roník: 1. roník a kvinta Oekávané výstupy Obsah uiva PT a TO používá s porozumním veliiny zavedené uivem jejich jednotky užívá s porozumním zákonné mící jednotky pro vyjadování hodnot veliin a pi ešení úloh mí vybrané fyzikální veliiny vhodnými metodami, zpracuje a vyhodnotí výsledky mení rozlišuje skalární veliiny od vektorových veliin a skalárem operuje s porozumním s obma tmito druhy veliin pi ešení úloh FYZIKÁLNÍ VELIINY A JEDNOTKY soustava základních a odvozených veliin Mezinárodní soustava jednotek SI pevody jednotek metody mení fyzikálních veliin, zpracování výsledk mení(absolutní a relativní odchylka mení) skalární a vektorové veliiny, poítání s vektory VMEGS Význam soustavy SI pro rozvoj vdeckých a hospodáských styk využívá pedstavy hmotného bodu pi ešení úloh MECHANIKA Kinematika hmotného bodu hmotný bod soustava souadnic, OSV: Poznávání a rozvoj vlastní osobnosti Komunikace s odbornou terminologií. 346
rozhodne, o jaký druh pohybu se jedná používá základní kinematické vztahy pro jednotlivé druhy pohyb pi ešení úloh sestrojí grafy závislosti dráhy a rychlosti na ase a využívá tyto grafy k ešení úloh na rovnomrné a nerovnomrné pohyby urí graficky a v jednoduchých pípadech i poetn výslednici dvou sil psobících v jednom bod používá Newtonovy pohybové zákony pro pedvídání nebo vysvtlení pohybu tlesa pi psobení sil(tíhové, tlakové,tahové, tecí) a pi ešení úloh využívá zákon zachování hybnosti pi ešení úloh úeln rozloží graficky sílu na dv složky na jednoduchých pípadech vysvtlí psobení setrvaných sil(urí smr a velikost) uvede píklady užiteného a škodlivého tení v praxi vztažná soustava trajektorie, dráha, pohyb pímoarý a kivoarý prmrná a okamžitá rychlost rovnomrný pímoarý pohyb, rovnomrn zrychlený a rovnomrn zpomalený pohyb volný pád, tíhové zrychlení skládání rychlostí rovnomrný pohyb hmotného bodu po kružnici Dynamika hmotného bodu a soustavy hmotných bod síla jako fyzikální veliina, vzájemné psobení tles model izolovaného tlesa první Newtonv pohybový zákon druhý Newtonv pohybový zákon, tíhová síla, tíha tlesa hybnost a její zmna, impuls síly tetí Newtonv pohybový zákon zákon zachování hybnosti smykové tení, valivý odpor dostedivá síla inerciální vztažná soustava, Galilev princip relativity neinerciální vztažná soustava, setrvané síly, rotující vztažná soustava, odstedivá síla VMEGS Významní evropští uenci(g.galilei, I.Newton, Ch.Huygens, A.Enstein) uvede píklady, kdy tleso koná a kdy nekoná práci urí práci stálé síly výpotem aktivn používá souvislost zmny kinetické energie s mechanickou prací aktivn používá souvislost zmny MECHANICKÁ PRÁCE A MECHANICKÁ ENERGIE mechanická práce stálé síly kinetická energie a její zmna tíhová potenciální energie zákon zachování mechanické energie 347
potenciální tíhové energie s mechanickou prací v tíhovém poli Zem využívá zákon zachování mechanické energie pi ešení úloh eší úlohy z praxe s použitím vztah pro výkon a úinnost objasní silové psobení gravitaního pole popíše ho píslušnými veliinami rozliší tíhovou a gravitaní sílu objasní s pomocí Newtonova zákona pohyby v gravitaním poli zákon zachování energie výkon, píkon, úinnost GRAVITANÍ POLE Newtonv gravitaní zákon gravitaní zrychlení, homogenní a centrální gravitaní pole tíhová síla, tíhové zrychlení, tíha pohyby tles v homogenním tíhovém poli Zem pohyby tles v centrálním gravitaním poli Zem pohyby tles v gravitaním poli Slunce Keplerovy zákony VMEGS Významní evropští uenci (J.Kepler, M.Koperník, T.Brahe a další) uvede a vysvtlí základní rozdíly mezi ideální a reálnou tekutinou používá vztahu pro výpoet tlaku a tlakové síly eší úlohy užitím Pascalova a Archimédova zákona vysvtlí funkci hydraulického lisu a brzd vysvtlí funkci barometru stanoví chování tlesa v tekutin porovnáváním hustot experimentáln urí hustotu pevné látky použitím Archimédova zákona eší úlohy z praxe použitím rovnice kontinuity a Bernoulliho rovnice popíše obtékání tles ideální a reálnou tekutinou MECHANIKA KAPALIN A PLYN vlastnosti ideální kapaliny, plynu tlak vyvolaný vnjší silou - Pascalv zákon hydrostatický tlak, hydrostatický paradox atmosférický tlak vztlaková síla Archimédv zákon stacionární proudní objemový prtok, rovnice spojitosti Bernoulliho rovnice fyzika letu 348
Roník: 2.roník a sexta Oekávané výstupy Žák popisuje stavbu atomu, molekuly, látek vysvtluje nkteré vlastnosti látek na základ uspoádání ástic uvádí konkrétní píklady jev dokazujících, že se ástice v látkách neustále pohybují a vzájemn na sebe psobí využívá stavovou rovnici pi ešení úloh o zmnách stavových veliin v ideálním plynu poítá, jak se zmní délka nebo objem tlesa pi zmn jeho teploty a uvede píklady využití v praxi vysvtlí píklady kapilárních jev v pírod sestaví a eší kalorimetrickou rovnici pi zmn skupenství tlesa vysvtlí píklady skupenských zmn v pírod uvede píklady kmitavých pohyb v praxi sestrojí graf závislosti okamžité výchylky na ase a dovede v nm íst aplikuje zákon zachování mech. energie na mechanický oscilátor Obsah uiva MOLEKULOVÁ FYZIKA A TERMIKA kinetická teorie látek modely struktury látek teplota a její mení Vnitní energie, práce a teplo vnitní energie tlesa a její zmny a penos kalorimetrická rovnice první termodynamický zákon Struktura a vlastnosti plyn teplota a tlak plynu z hlediska mol. fyziky stavová rovnice dje s ideálním plynem práce vykonaná plynem pi stálém tlaku kruhový dj druhý termodynamický zákon Struktura a vlastnosti pevných látek krystalické a amorfní látky deformace pevného tlesa Hookv zákon teplotní roztažnost Struktura a vlastnosti kapalin povrchová vrstva kapaliny, kapilarita teplotní objemová roztažnost kapalin Zmny skupenství látek tání, tuhnutí, sublimace, desublimace vypaování, kapalnní fázový diagram MECHANICKÉ KMITÁNÍ A VLNNÍ Kmitání mechanického oscilátoru harmonické kmitání a jeho popis dynamika kmitavého pohybu kyvadlo nucené kmitání PT a TO OSV: Poznávání a rozvoj vlastní osobnosti Rozvoj schopností poznávání, komunikace. OSV: Poznávání a rozvoj vlastní osobnosti 349
eší úlohy s použitím vztahu pro dobu kmitu uvede píklady rezonance popíše vznik vlnní v pružném prostedí a druhy vlnní eší úlohy na rychlost zvuku uvede píklady využití ultrazvuku Mechanické vlnní vznik a druhy vlnní interference vlnní odraz, lom a ohyb vlnní, Huygensv princip Zvukové vlnní zdroje zvuku a jeho šíení vlastnosti zvuku ultrazvuk a infrazvuk Rozvoj schopností poznávání, komunikace. používá zákona odrazu svtla pi objasování princip zobrazování rovinným a kulovým zrcadlem používá zákona lomu svtla pi objasování princip zobrazování okami rozlišuje prostedí opticky idší a hustší a pípady, kdy nastane lom ke kolmici a lom od kolmice objasuje rozklad svtla optickým hranolem, vznik duhy vysvtlí vady oka a zpsoby jejich nápravy vysvtlí projevy vlnového charakteru svtla v praxi eší úlohy s výpoty vlnové délky svtla rozlišuje druhy elektromagnetického záení ve spektru podle vlnové délky OPTIKA Základní pojmy svtlo jako elektromagnetické vlnní odraz a lom svtla rozklad svtla, disperze Optické zobrazování zobrazování zrcadly zobrazování okami oko a jeho vady optické pístroje Vlnová optika interference, ohyb a polarizace svtla Elektromagnetické záení a jeho energie pehled druh elmag. záení OSV: Poznávání a rozvoj vlastní osobnosti Rozvoj schopností poznávání, komunikace. 350
Roník: 3. roník a septima Oekávané výstupy Obsah uiva PT a TO Žák popíše vlastnosti a chování elektricky nabitých tles eší úlohy užitím Coulombova zákona popíše elektrické pole pomocí veliin intenzita, naptí a potenciál vysvtlí princip elektrostatické indukce eší úlohy na výpoet kapacity deskového kondenzátoru a na jednoduchá zapojení s kondenzátory vysvtlí mechanismus vedení elektrického proudu v kovu rozlišuje vodi, izolant, polovodi, pedvídá jeho chování v elektrickém poli využívá Ohmv zákon pi ešení praktických problém zmí odpor rezistoru vysvtlí pokles elektromotorického naptí zdroje pi jeho zatížení eší úlohy na vztah pro odpor, práci, výkon vysvtlí podstatu vedení elektrického proudu v kapalinách, plynech, vakuu a jejich aplikace objasní model vedení el. proudu v polovodiích znázorní indukními arami magnetické pole permanentního magnetu, pímého vodie s proudem a cívky s proudem urí smr a velikost magnetické síly psobící na vodi s proudem a na ástici s nábojem vypoítá magnetickou indukci v okolí pímého vodie ELEKTINA A MAGNETISMUS elektrický náboj Coulombv zákon intenzita a potenciál elektrického pole vodi a izolant v elektrickém poli kapacita vodie, kondenzátor vznik elektrického proudu v kovech odpor vodie, Ohmv zákon elektrická práce a výkon stejnosmrného proudu vznik elektrického proudu v polovodiích vlastní a pímsová vodivost, pechod PN, polovodiová dioda vznik elektrického proudu v kapalinách Faradayovy zákony užití elektrolýzy, galvanické lánky, akumulátory vznik elektrického proudu v plynech vznik a druhy výboj, užití STACIONÁRNÍ MAGNETICKÉ POLE magnetické pole vodie s proudem, magnetická síla, magnetická indukce magnetické pole rovnobžných vodi s proudem, Ampérv zákon ástice s nábojem v magnetickém poli magnet. vlastnosti látek EV: lovk a životní prostedí VMEGS: Významní evropští uenci( G.S. Ohm, A.Volta, A. M. Ampér) VMEGS: Významní evropští uenci (H.CH.Oerst ed, N.Tesla, H.A.Lorentz) 351
vypoítá magnetický indukní tok plochou cívky demonstruje vznik indukovaného naptí jednoduchými pomckami vysvtlí podstatu jevu elektromagnetická indukce eší jednoduché úlohy užitím Faradayova zákona a vztahu pro induknost cívky objasní vznik stídavého proudu, popíše jeho charakteristiky vysvtlí chování prvk v elektrickém obvodu se stídavým proudem popíše základní principy výroby a penosu elektrického proudu v praxi NESTACIONÁRNÍ MAGNETICKÉ POLE elektromagnetická indukce Faradayv zákon Lenzv zákon vlastní indukce, induknost Pechodové jevy Vznik stídavého proudu Výkon stídavého proudu, efektivní hodnoty obvody stídavého proudu generátory tífázová soustava, využití transformátor, penos energie interpretuje princip stálé rychlosti svtla vysvtlí pojem relativnost souasnosti vysvtlí pojmy dilatace asu a kontrakce délek eší úlohy na aplikaci vztah pro hmotnost tlesa, hmotnostní úbytek, energii, zmnu celkové energie a klidovou energii popíše a vysvtlí podstatu fotoefektu eší úlohy na Einsteinovu rovnici pro fotoefekt zná vlastnosti fotonu, popíše jeho energii a hybnost de Broglieho vztahu objasní pojmy kvantování energie, stacionární stav, kvantové íslo, energetická hladina SPECIÁLNÍ TEORIE RELATIVITY základní principy speciální teorie relativity dilatace asu, kontrakce délek skládání rychlostí ve speciální teorii relativity relativistická dynamika FYZIKA MIKROSVTA Úvod do kvantové fyziky foton a jeho energie, fotoelektrický jev korpuskulárn vlnová povaha záení a mikroástic Atomová fyzika základní poznatky o atomu objev atomového jádra VMEGS: Významní evropští uenci (A.Einstein) VMEGS: Významní 352
popíše kvantov mechanický model atomu zná význam kvantových ísel vysvtlí význam Pauliho principu uvede základní charakteristiky atomového jádra uvede typy radioaktivních pemn a píklady praktického využití radioaktivity zná zpsoby ochrany lovka ped radioaktivním záením eší úlohy použitím zákon zachování u jaderných reakcí objasní získávání energie štpením tžkých jader popíše princip innosti jaderných reaktor a elektráren Jaderná fyzika složení atomového jádra hmotnostní úbytek, vazebná energie jaderné reakce radioaktivita pirozená a umlá jaderné štpení evropští uenci Volitelný pedmt - dvouletý Vzdlávací oblast: lovk a píroda Vzdlávací obor: Fyzika Vyuovací pedmt: Seminá z fyziky 1. Charakteristika vyuovacího pedmtu a) Obsahové, asové a organizaní vymezení pedmtu Volitelný vyuovací pedmt Seminá z fyziky vznikl z volitelných vzdlávacích aktivit RVP GV. Výuka se uskuteuje v 3. roníku a septim, kde jsou vyuovány dv hodiny týdn a ve 4. roníku a oktáv se temi výukovými hodinami týdn. Výuka probíhá vtšinou v odborné uebn fyziky, pop. multimediální uebn (výukové programy). Uebna fyziky je vybavena poítaem, dataprojektorem, tecím zaízením, videorekordérem, DVD pehrávaem a zptným projektorem. Pedmt navazuje na pedmt Fyzika (1. až 3. roník). Cílem pedmtu je vytvoit uspoádaný systém fyzikálních vdomostí, na nž by žák mohl s jistotou navazovat v dalším studiu na vysoké škole. Nauit žáka získané dovednosti a vdomosti tvoiv využívat pi ešení problémových úloh a úloh fyzikální olympiády, formulovat fyzikální myšlenky, získávat potebné informace z literatury, využívat moderních informaních a komunikaních technologií, vypracovávat referáty a seminární práce a obhajovat je. Dále má pedmt ukázat na pínos fyzikálního 353
poznávání pro rozvoj moderních technologií, ochranu životního prostedí, pro praktický život. Vyuující má možnost zaadit do výuky v každém roníku volitelné uivo, které reaguje na nové poznatky a objevy ve fyzice a technice, na zájmy žák, kteí si pedmt vybrali. Vybrané volitelné uivo lze je zaadit kdykoliv. Pi zaazování volitelného uiva však musí vyuující pihlédnout k tomu, aby nebyly porušeny logické vazby v uivu samotné fyziky, ani logické vazby s uivem dalších pedmt (pedevším s uivem matematiky). Volitelný pedmt - dvouletý Roník Hodinová dotace 3. roník a septima 2 4. roník a oktáva 3 b) Zalenní tematických okruh prezových témat PREZOVÁ TÉMATA TEMATICKÝ CELEK RONÍK Osobnostní a sociální výchova Komunikace s odbornou terminologií. Rozvoj schopností 3., 4. Y, O Výchova k myšlení v evropských a globálních souvislostech poznávání, komunikace. Významní uenci. Žijeme v Evrop. Globální problémy, jejich píiny a dsledky. 3., 4. Y, O Environmentální výchova lovk a životní prostedí 3., 4. Y, O Mediální výchova Média a mediální produkce (fyzikálntechnické základy médií) 4. O c) Výchovné a vzdlávací strategie Kompetence k uení Uitel: dává uivo do souvislosti s každodenní zkušeností žák vede žáky k poznání, že výsledky fyzikálního zkoumání svta provázejí lovka na každém kroku a že jsou užitené pro praktický život pedkládá žákm pimen nároné úkoly, jejichž ešením žákm umožuje získat vlastní zkušenosti s fyzikálními jevy a umožuje jim poznávat fyzikální podstatu pírodních zákonitostí zadává referáty a seminární práce, pi jejichž zpracování se žáci uí vyhledávat a kriticky posuzovat fyzikální poznatky z nkolika rzných zdroj a uí se ídit vlastní práci 354
využívá chyb pi ešení úloh jako prostedku k prohloubení fyzikálních poznatk a dovedností a k nalézání správné cesty k ešení tchto úloh Kompetence k ešení problém Uitel: navozuje rzn nároné a zajímavé problémové situace, pi kterých žáci ve spolupráci s ním nebo samostatn formulují problémy, navrhují hypotézy ešení, plánují dkazy a postupy jejich ovování a nalézají správná ešení zaazuje úlohy, pi kterých žáci na základ svých vlastních zkušeností s fyzikálními jevy a logickým myšlením docházejí k fyzikální podstat zkoumaných jev, které souvisejí s probíraným uivem pízniv hodnotí zejména vlastní, originální postupy ešení úloh, pokud vedou k cíli, nevyžaduje jen standardní, vtšinový postup umožuje žákm uplatovat dovednosti a schopnosti z ostatních oblastí poznávání Kompetence komunikativní Uitel: vytváí píležitosti pro vzájemnou komunikaci žák a jejich spolupráci pi ešení úloh, pro formulaci hypotéz, obhajobou názor a vhodnou argumentaci vede žáky k tomu, aby svj postup dokázali obhájit a nemli obavy, že postupují jinak, než vtšina žák vede žáky k tomu, že k vyešení pedloženého úkolu patí i srozumitelné a pesvdivé sdlení výsledku jiným umožuje žákm využívat moderní komunikaní a informaní technologie pi zpracování výsledk fyzikálních pozorování a mení Kompetence sociální a personální Uitel: organizuje innost žák ve skupinách, vede žáky k vlastní organizaci práce skupiny, k zodpovdnosti za innost skupiny navozuje podmínky pro diskusi žák úspšným ešením úloh pimené obtížnosti žákm umožuje získávat a rozvíjet zdravou sebedvru Kompetence obanské Uitel: rozvíjí zodpovdný vztah žáka k plnní povinností, ke studiu diskutuje se žáky o užitenosti technických vynález a jejich pínosu pro životní prostedí vybízí žáky k toleranci, ale také ke kritickému hodnocení názor jiných Kompetence k podnikavosti Uitel: žáky motivuje tak, aby se zapojovali do projekt, soutží (fyzikální olympiáda) umožuje každému žákovi zažít úspch podncuje žáky k argumentaci hodnotí žáky zpsobem, který jim umožuje vnímat vlastní pokrok 1 355
2. Vzdlávací obsah vyuovacího pedmtu Roník: 3. roník a septima Oekávané výstupy Žák uvede zpsoby penosu vnitní energie (vedení, prodní, záení) zná rzné zpsoby vytápní, význam zateplení budov a možnosti regulace teploty odvodí stavovou rovnici ideálního plynu využívá stavovou rovnici ideálního plynu pi ešení úloh uvede termodynamické zákony eší úlohy na výpoet práce plynu graficky znázorní kruhový dj aplikuje poznatky o kruhovém dji k vysvtlení principu innosti tepelných stroj zná mechanismus regulace a zpsoby mení teploty lidského tla uvede veliiny popisující vodní páru v atmosfée popíše vliv vlhkosti vzduchu na organismus uvede píklady využití ultrazvuku a infrazvuku dovede se chránit ped nadmrným hlukem vypoítá mezní úhel uvede možnosti využití úplného odrazu svtla, zvlášt v optických vláknech aplikuje poznatky o úplném odrazu pi vysvtlení astronomické refrakce, fata morgány popíše vlnové vlastnosti svtla (jevy interference, difrakce, polarizace) Obsah uiva Vybrané kapitoly z termodynamiky Zpsoby penosu vnitní energie, druhy vytápní, zateplení budov, regulace teploty. Odvození stavové rovnice ideálního plynu, dje s ideálním plynem. Termodynamické zákony, perpetuum mobile prvního a druhého druhu. Práce plynu, tepelné stroje (spalovací motory, chladicí zaízení, tepelná erpadla). Vybrané kapitoly z biofyziky Regulace teploty lidského tla, vliv vlhkosti vzduchu na organismus, sterilizace. Ultrazvuk a infrazvuk, vliv hluku na organismus. Vybrané kapitoly z optiky Úplný odraz svtla, optická vlákna, astronomická refrakce, fata morgána, duha. Vlnové vlastnosti svtla a jejich užití v praxi. Optické pístroje. Hygiena osvtlení. PT a TO VMEGS:Glo bální problémy, jejich píiny a dsledky OSV: Rozvoj schopností poznávání, komunikace. 356
vysvtlí podstatu a použití polarizaního filtru rozlišuje subjektivní a objektivní optické pístroje, zná jejich podstatu uvádí a dodržuje pravidla správného osvtlení zná Kirchhoffovy zákony a s jejich využitím eší úlohy na elektrické sít rozliší termistor, fotorezistor, diodu, fotodiodu, tranzistor, vysvtlí princip jejich innosti uvede polovodiové materiály a možnosti výroby pechodu PN zná užití základních polovodiových souástek aplikuje poznatky z mechaniky pi vysvtlení principu innosti jednoduchých stroj a mechanism zná uplatnní jednoduchých stroj v praxi (zvlášt páka, kolo na hídeli, šroub) vypoítá tecí sílu, valivý odpor uvede píklady užiteného a škodlivého tení v praxi rozlišuje hydraulické a pneumatické mechanismy vysvtlí funkci hydraulického zvedáku, lisu a brzd popíše pneumatické zaízení s jednoinným a dvojinným pístem eší úlohy na vrh šikmý vzhru diskutuje tvary trajektorie tlesa pi pohybu v radiálním gravitaním poli vypoítá kruhovou rychlost, kosmické rychlosti uvede význam kosmického výzkumu popíše beztížný stav a jeho vliv na lidský organismus Elektrický proud v kovech a v polovodiích Obvody elektrického proudu, Kirchhoffovy zákony. Princip innosti, výroba a užití základních polovodiových souástek. Mechanika v technické praxi Penos síly a pohybu v jednoduchých strojích a mechanismech. Tení. Hydraulické a pneumatické mechanismy. Pohyby v gravitaním poli Vrh šikmý vzhru. Kosmické rychlosti. Beztížný stav, umlé vesmírné objekty. VMEGS: Významní uenci (Kirchhoff) OSV: Poznání a rozvoj vlastní osobnosti Rozvoj schopností poznávání, komunikace. 357
porovnává jednotlivé typy elektráren podle úinnosti a vlivu na životní prostedí popíše schéma vodní, tepelné a jaderné elektrárny zná základní alternativní zdroje energie eší úlohy fyzikální olympiády vypracovává roníkové, pop. seminární práce na dané téma, prezentuje danou problematiku ped spolužáky, obhajuje závry, k nimž v práci dospl Roník: 4. roník a oktáva Základy energetiky Formy energie a její pemny, elektrárny. Alternativní zdroje energie. Volitelné uivo (námty) ešení úloh Fyzikální olympiády. Obhajoby roníkových, pop. seminárních prací. VMEGS: Globální problémy, jejich píiny a dsledky EV: lovk a životní prostedí Oekávané výstupy Žák zná rovnice Galileiho a Lorenzovy transformace uvede píklady platnosti principu relativity interpretuje princip stálé rychlosti svtla vysvtlí pojmy relativnost souasnosti, dilatace asu, kontrakce délek a eší úlohy na aplikaci vztah eší úlohy na aplikaci vztah pro hmotnost a hybnost tlesa, hmotnostní úbytek, energii, zmnu celkové energie a klidovou energii vypoítá energii kvanta, zná vlastnosti fotonu eší obtížnjší úlohy na Einsteinovu rovnici pro fotoelektrický jev eší úlohy užitím de Broglieho vztahu Obsah uiva Základy speciální teorie relativity Galileiho a Lorenzovy transformace principy speciální teorie relativity dilatace asu, kontrakce délek. skládání rychlostí ve speciální teorii relativity relativistická hmotnost a hybnost vztah mezi energií a hmotností Vybrané kapitoly z kvantové fyziky, fyzika ástic kvantová hypotéza, foton, fotoelektrický jev vlnové vlastnosti ástic, de Broglieho vztah, kvantová mechanika kvantování energie elektron PT a TO OSV: Poznávání a rozvoj vlastní osobnosti Komunikace s odbornou terminologií VMEGS: Žijeme v Evrop Významní uenci ( Einstein, 358
objasní kvantování energie, kvantová ísla a jejich souvislost s veliinami popisujícími atom uvede vztahy mezi spektrálními zákonitostmi a stavbou atomu vysvtlí význam Pauliho vyluovacího principu uvede charakteristiky atomového jádra objasní získávání energie štpením jader a jadernou syntézou uvede píklady elementárních ástic popíše základní druhy detektor ástic a strun vysvtlí princip jejich innosti zná základní typy urychlova ástic a strun vysvtlí princip jejich innosti uvede píklady jednotlivých typ interakcí v systémech uvede základní objekty slunení soustavy (zvlášt Slunce, planety, msíce, komety, meteoroidy) a jejich charakteristiky objasní pohyby planet a dalších objekt slunení soustavy využívá poznané fyzikální zákony k objasnní slapových jev, zatmní Slunce a Msíce porovnává charakteristiky hvzd, jejich stavbu, vznik a možný vývoj popíše základní pedstavy o struktue a vývoji vesmíru vysvtlí princip innosti mikrofonu a reproduktoru popíše blokové schéma vysílae a druhy modulací nosné vlny popíše blokové schéma rozhlasového a televizního pijímae v atomu, atom vodíku, periodická soustava prvk vlastnosti atomových jader, jaderná energetika. experimentální metody výzkumu ástic, systém ástic, interakce mezi ásticemi Astrofyzika slunení soustava a základní údaje o jejích objektech charakteristiky, vznik a vývoj hvzd struktura a vývoj vesmíru Základy sdlovací techniky sdlovací soustava. Vysíla, pijíma princip rozhlasu, televize, videotechnika M.Planck, Pauli) EV: lovk a životní prostedí OSV: Poznávání a rozvoj vlastní osobnosti Komunikace s odbornou terminologií 359
zná základní charakteristiky videokamery a další techniky pro práci s obrazem eší úlohy fyzikální olympiády vypracovává roníkové, pop. seminární práce na dané téma, prezentuje danou problematiku ped spolužáky, obhajuje závry, k nimž v práci dospl Volitelné uivo (námty) ešení úloh Fyzikální olympiády obhajoby roníkových, pop. seminárních prací 360
Volitelný pedmt - jednoletý Vzdlávací oblast: lovk a píroda Vzdlávací obor: Fyzika Vyuovací pedmt: Fyzika 1. Charakteristika vyuovacího pedmtu b) Obsahové, asové a organizaní vymezení pedmtu Volitelný vyuovací pedmt Fyzika vznikl z volitelných vzdlávacích aktivit RVP GV. Výuka se uskuteuje ve 4. roníku a oktáv se temi výukovými hodinami týdn. Výuka probíhá vtšinou v odborné uebn fyziky, pop. multimediální uebn (výukové programy). Uebna fyziky je vybavena poítaem, dataprojektorem, tecím zaízením, videorekordérem, DVD pehrávaem a zptným projektorem. Pedmt navazuje na pedmt Fyzika (1. až 3. roník). Cílem pedmtu je vytvoit uspoádaný systém fyzikálních vdomostí tak, aby žák mohl úspšn složit maturitní zkoušku nebo zkoušku na vysokou školu, kde bude schopen na získané vdomosti navázat. Jedna hodina týdn ze tí stanovených je vnována zopakování a prohloubení probíraného tématu tak, aby v následujících dvou hodinách týdn žák mohl aplikovat získané a prohloubené vdomosti jak na komplexních otevených úlohách, tak na souborech úloh testových. Zopakování daného tématu probíhá formou referát, shrnutí základních myšlenek uitelem popípad žákem i skupinou žák nebo formou vstupních test, zamených na teorii. Žák je veden k získávání potebných informací z literatury, k využívání moderních informaních a komunikaních technologií a zejména k práci s testy. Roník Hodinová dotace 4. roník a oktáva 3 b) Zalenní tematických okruh prezových témat PREZOVÁ TÉMATA TEMATICKÝ CELEK RONÍK Osobnostní a sociální výchova Komunikace s odbornou terminologií. Rozvoj schopností 3., 4. Y, O Výchova k myšlení v evropských a globálních souvislostech poznávání, komunikace. Významní uenci. 3., 4. Y, O 361
Environmentální výchova Mediální výchova lovk a životní prostedí Média a mediální produkce (fyzikálntechnické základy médií) 3. Y 4. O c) Výchovné a vzdlávací strategie Kompetence k uení Uitel: dává uivo do souvislosti s každodenní zkušeností žák vede žáky k poznání, že výsledky fyzikálního zkoumání svta provázejí lovka na každém kroku a že jsou užitené pro praktický život pedkládá žákm pimen nároné úkoly, jejichž ešením žákm umožuje získat vlastní zkušenosti s fyzikálními jevy a umožuje jim poznávat fyzikální podstatu pírodních zákonitostí zadává referáty a seminární práce, pi jejichž zpracování se žáci uí vyhledávat a kriticky posuzovat fyzikální poznatky z nkolika rzných zdroj a uí se ídit vlastní práci využívá chyb pi ešení úloh jako prostedku k prohloubení fyzikálních poznatk a dovedností a k nalézání správné cesty k ešení tchto úloh Kompetence k ešení problém Uitel: navozuje rzn nároné a zajímavé problémové situace, pi kterých žáci ve spolupráci s ním nebo samostatn formulují problémy, navrhují hypotézy ešení, plánují dkazy a postupy jejich ovování a nalézají správná ešení zaazuje úlohy, pi kterých žáci na základ svých vlastních zkušeností s fyzikálními jevy a logickým myšlením docházejí k fyzikální podstat zkoumaných jev, které souvisejí s probíraným uivem pízniv hodnotí zejména vlastní, originální postupy ešení úloh, pokud vedou k cíli, nevyžaduje jen standardní, vtšinový postup umožuje žákm uplatovat dovednosti a schopnosti z ostatních oblastí poznávání Kompetence komunikativní Uitel: vytváí píležitosti pro vzájemnou komunikaci žák a jejich spolupráci pi ešení úloh, pro formulaci hypotéz, obhajobou názor a vhodnou argumentaci vede žáky k tomu, aby svj postup dokázali obhájit a nemli obavy, že postupují jinak, než vtšina žák vede žáky k tomu, že k vyešení pedloženého úkolu patí i srozumitelné a pesvdivé sdlení výsledku jiným umožuje žákm využívat moderní komunikaní a informaní technologie pi zpracování výsledk fyzikálních pozorování a mení 362
Kompetence sociální a personální Uitel: organizuje innost žák ve skupinách, vede žáky k vlastní organizaci práce skupiny, k zodpovdnosti za innost skupiny navozuje podmínky pro diskusi žák úspšným ešením úloh pimené obtížnosti žákm umožuje získávat a rozvíjet zdravou sebedvru Kompetence obanské Uitel: rozvíjí zodpovdný vztah žáka k plnní povinností, ke studiu diskutuje se žáky o užitenosti technických vynález a jejich pínosu pro životní prostedí vybízí žáky k toleranci, ale také ke kritickému hodnocení názor jiných Kompetence k podnikavosti Uitel: žáky motivuje tak, aby se zapojovali do projekt, soutží (fyzikální olympiáda) umožuje každému žákovi zažít úspch podncuje žáky k argumentaci hodnotí žáky zpsobem, který jim umožuje vnímat vlastní pokrok 2. Vzdlávací obsah vyuovacího pedmtu Roník: 4. roník a oktáva Oekávané výstupy Žák je schopen rozepsat jednotky dosud probíraných veliin v základních jednotkách soustavy SI piadí k vybraným veliinám jejich jednotky a naopak vysvtlí význam konstant ve fyzikálních vztazích a odvodí jejich jednotku Obsah uiva FYZIKÁLNÍ VELIINY A JEJICH JEDNOTKY Soustava základních a odvozených veliin Mezinárodní soustava jednotek SI Pevody jednotek PT a TO 363
zvolí vhodn vztažnou soustavu pi ešení daného problému rozhodne na základ pedložených hodnot, je-li daný pohyb rovnomrný i nerovnomrný vyjádí písemn i graficky závislost dráhy a rychlosti na ase u rovnomrných a rovnomrn zrychlených(resp. zpomalených pohyb) urí z grafu rychlosti jako funkce asu graf dráhy nebo zrychlení a naopak urí výpotem v jednoduchých pípadech dráhu, dobu, prmrnou rychlost, okamžitou rychlost a zrychlení daného pohybu popíše pomocí charakteristických veliin veliiny rovnomrný pohyb bodu po kružnici ze zadaných poáteních podmínek dokáže vypoítat souadnice hmotného bodu, okamžitou rychlost a celkovou mechanickou energii pro volný pád, vrh svislý, vodorovný i šikmý používá Newtonovy pohybové zákony pro pedvídání nebo vysvtlení pohybu tlesa pi psobení sil(tíhové, tlakové,tahové, tecí) a pi ešení úloh z praxe urí práci stálé síly výpotem aktivn používá souvislost zmny kinetické energie s mechanickou prací aktivn používá souvislost zmny potenciální tíhové energie s mechanickou prací v tíhovém poli Zem využívá zákon zachování mechanické energie pi ešení úloh MECHANIKA Kinematika a dynamika hmotného bodu mechanická práce a energie mechanika tuhého tlesa, mechanika tekutin 364
eší úlohy z praxe s použitím vztah pro výkon a úinnost popisuje translaní a rotaní pohyb tuhého tlesa kinematicky i dynamicky urí v konkrétních situacích síly, jejich výslednici, momenty sil a výsledný moment uvede a vysvtlí základní rozdíly mezi ideální a reálnou tekutinou používá vztahu pro výpoet tlaku a tlakové síly eší úlohy užitím Pascalova a Archimédova zákona eší úlohy z praxe použitím rovnice kontinuity a Bernoulliho rovnice popíše obtékání tles ideální a reálnou tekutinou popisuje stavbu atomu, molekuly, látek vysvtluje nkteré vlastnosti látek na základ uspoádání ástic využívá stavovou rovnici pi ešení úloh o zmnách stavových veliin v ideálním plynu poítá, jak se zmní délka nebo objem tlesa pi zmn jeho teploty a uvede píklady využití v praxi vysvtlí píklady kapilárních jev v pírod sestaví a eší kalorimetrickou rovnici pi zmn skupenství tlesa vysvtlí píklady skupenských zmn v pírod MOLEKULOVÁ FYZIKA A TERMIKA Struktura a vlastnosti látek (plyny, kapaliny, pevné látky Vnitní energie, Termodynamické zákony, teplota, zmny skupenství 365
objasní silové psobení gravitaního pole popíše ho píslušnými veliinami rozliší tíhovou a gravitaní sílu objasní s( pomocí Newtonova zákona pohyby v gravitaním poli objasní silové psobení elektrostatického pole dovede ho popsat píslušnými veliinami objasní s( pomocí Coulombova dje v elektrickém poli STATICKÁ SILOVÁ POLE Gravitaní a elektrické pole,jejich charakteristiky Pohyby v gravitaním poli Zem vysvtlí mechanismus vedení elektrického proudu v kovu využívá Ohmv zákon pi ešení praktických problém vysvtlí pokles elektromotorického naptí zdroje pi jeho zatížení eší úlohy na vztah pro odpor, práci, výkon vysvtlí podstatu vedení elektrického proudu v kapalinách, plynech, vakuu a jejich aplikace objasní model vedení el. proudu v polovodiích eší úlohy na vedení elektrického proudu v kovech, kapalinách, plynech a polovodiích popíše stacionární magnetické pole píslušnými veliinami používá Ampérv zákon, vztah pro výpoet magnetické indukce vodie s proudem a solenoidu eší úlohy na zkížené elektrické a magnetické pole objasní vznik indukovaného naptí ELEKTRICKÝ PROUD V LÁTKÁCH elektrický proud v kovech elektrický proud polovodiích, kapalinách a plynech magnetické pole stídavý proud 366
využívá Faradayv zákon elektromagnetické= indukce v poetních úlohách a pi objasnní innosti transformátoru, alternátoru užívá základní kinematické vztahy pi ešení problém a úloh o pohybech kmitavých harmonických objasní princip vzniku a šíení vln mechanických a elektromagnetických eší úlohy na skládání, odraz a lom mechanického vlnní eší úlohy o šíení zvuku v rzných prostedích eší úlohy týkající se stojatého vlnní na strun tyi, vzduchového sloupce analyzuje rzné teorie podstaty svtla pedvídá( na základ vlastností svtla jeho chování v daném prostedí využívá( základy paprskové optiky k ešení praktických problém vysvtlí( princip jednoduchých optických pístroj eší úlohy motivované praxí ( optická mohutnost oka, vady oka, úhlové zvtšení optických pístroj) popíše a nakreslí prchod monofrekvenního a bílého svtla optickým hranolem využívá vlnových vlastností svtla v úlohách z praxe( Newtonova skla, difrakní mížka, tenká vrstva) MECHANICKÉ A ELEKTROMAGNETICKÉ KMITÁNÍ A VLNNÍ druhy kmitání (tleso na pružin, kyvadlo, elektromagnetický oscilátor) vznik a druhy vlnní akustika OPTIKA, ELEKTROMAGNETICKÉ ZÁENÍ šíení svtla v rzných prostedích zobrazování optickými soustavami vlnová optika (interference, ohyb, polarizace svtla) druhy elektromagnetického záení 367
vypoítá energii foton z frekvence nebo vlnové délky odpovídajícího záení a naopak vypoítá de Broglieho vlnovou délku z kinetické energie nebo hybnosti ástice a naopak používá Einsteinv vztah pro vnjší fotoelektrický jev pi ešení úloh urí výsledný náboj iontu z potu jeho proton a elektron a naopak urí frekvenci a vlnovou délku emitovaného i absorbovaného záení pi pechodu elektronu z jednoho energetického stavu do druhého vypoítá z hmotnosti daného jádra jeho hmotnostní schodek, vazebnou energii a vazebnou energii na jeden nukleon porovnává podle vazebné energie na jeden nukleon stabilitu rzných jader rozlišuje rzné druhy radioaktivního (jaderného) záení a popíše jejich chování v elektrickém a magnetickém poli ATOMOVÁ A JADERNÁ FYZIKA Kvantová fyzika (fotoelektrický jev, vlnové vlastnosti ástic) Atomová fyzika (modely atom, spektra) Jaderná fyzika (radioaktivita, vazebná energie, jaderné reakce) používá zákony zachování elektrického náboje a potu nukleon pi zápisu jaderných reakcí urí ze známého poloasu pemny radionuklidu a poáteního potu jader poet pemnných a nepemnných jader po urité dob 368