Podještědské gymnázium, s.r.o., Liberec, Sokolovská 328 Oddíl E učební osnovy XI.1.A FYZIKA
XI.1.A Fyzika Charakteristika předmětu: FYZIKA v nižším stupni osmiletého studia Obsah předmětu Vyučovací předmět fyzika vychází ze vzdělávací oblasti Člověk a příroda. Svým vzdělávacím obsahem navazuje na předmět přírodověda. Realizuje průřezové téma Environmentální výchova. Popisuje jevy probíhající v přírodě (při nichž nedochází ke změně chemického složení látek). Časové vymezení předmětu vyučovací hodina cvičení prima X X sekunda 2 X tercie 2 X kvarta 2 X Organizace výuky Pro výuku je využívána učebna fyziky (celá třída), v tercii je jedna hodina dělená a je vyučována v počítačové učebně. Výchovné a vzdělávací strategie Výchovné a vzdělávací postupy, které v tomto předmětu směřují k utváření klíčových kompetencí: Kompetence k učení pracujeme s textem, porozumíme úkolům postupně objevujeme vysvětlení složitějších jevů sledujeme možnost návaznosti studia specializovaných oborů Kompetence k řešení problémů řešíme problémové úlohy ze života provádíme vlastní tvůrčí práci zapojujeme se do soutěží, olympiád, projektů Kompetence komunikativní navrhujeme cesty k řešení problémových úloh pracujeme ve skupinách, v týmu realizujeme mluvní cvičení na dané téma, sebehodnotíme diskutujeme nad aktuálními informacemi z vědy a techniky dáváme možnost okamžitého dotazu, diskuse při nejasnosti - 1 -
XI.1.A Fyzika Kompetence sociální a personální pracujeme ve skupinách, v týmu dáváme možnost prezentace vlastní práce, řešení zadaného úkolu zdůrazňujeme pravidla slušného chování, diskuse snažíme se o vytvoření dobré atmosféry ve třídě Kompetence občanské zdůrazňujeme pravidla slušného chování, diskuse kontrolujeme zadané úkoly dbáme dodržování termínů (odevzdání, realizací apod.) dbáme dodržování časů vyučovacích hodin, přestávek zdůrazňujeme zodpovědnost za majetek Kompetence pracovní provádíme vlastní tvůrčí práci sledujeme možnost návaznosti studia specializovaných oborů - 2 -
XI.1.A Fyzika Rozpracování vzdělávacího obsahu vyučovacího předmětu S E K U N D A Učivo Očekávané výstupy Poznámky Úvod do fyziky stavba látek soustava jednotek (fyzikální veličina, soustava jednotek SI, převody jednotek) měření fyzikálních veličin hustota látky Kinematika základní pojmy (pohyb, trajektorie, rozdělení pohybů) pohyb rovnoměrný přímočarý pohyb zrychlený (zrychlení, volný pád) Dynamika Newtonovy pohybové zákony tření (třecí síla, tření v praxi) pohyb po kružnici (dostředivá, odstředivá síla, perioda, frekvence) Gravitační pole gravitační síla tíhová síla, tíha Mechanika tuhého tělesa moment síly, rameno síly, momentová věta skládání sil, rozklad síly těžiště tělesa, stabilita tělesa jednoduché stroje (páka, kladka pevná, volná, kladkostroj, nakloněná rovina, klín, šroub, převody) Mechanika tekutin o student popíše místo fyziky v rodině přírodních věd, o na příkladech vysvětlí, čím se fyzika zabývá o student popíše atomovou strukturu látky o student vysvětlí pojem fyzikální veličina, o měří délku, objem, čas, teplotu o převádí jednotky o student počítá hustotu, hmotnost, objem o pomocí MFChT určuje látku podle hustoty o student počítá v, s, t pohybu rovnoměrně přímočarého o převádí jednotky rychlosti o znázorní pohyby rovnoměrný a rovnoměrně zrychlený v grafech v(t) a s(t). o z grafu v(t) určí dráhu rovnoměrně zrychleného pohybu o student měří sílu siloměrem o popisuje aplikaci Newtonových zákonů v praxi o odliší užitečnost x škodlivost tření v praxi o aplikuje poznatky o odstředivé síle na příkladech z praxe o student vysvětlí rozdíl mezi gravitační a tíhovou silou o rozliší tíhovou sílu a tíhu o počítá velikost tíhové síly v gravitačním poli Země o student počítá moment síly o aplikuje momentovou větu o skládá početně a graficky rovnoběžné síly působící v jednom bodě o aplikuje skládání sil na příkladě o graficky skládá různoběžné síly působící v jednom bodě o aplikuje skládání sil na příkladě o určuje experimentálně těžiště o počítá rovnováhu na páce, kladce pevné, volné o schematicky kreslí jednoduché stroje o uvádí příklady jednoduchých strojů z praxe o vysvětluje změnu smyslu otáčení o počítá převodový poměr o vysvětluje využití převodů o student počítá hydraulické zařízení Průnik s učivem materiálů a měření Akce BIPO Průnik s učivem zeměpisu - 3 -
XI.1.A Fyzika vlastnosti tekutin tlak (Pascalův zákon, hydraulické zařízení, hydrostatický tlak) vztlaková síla (Archimédův zákon, chování těles v kapalině) atmosférický tlak, přetlak, podtlak o popisuje tlak v praxi o popíše princip měření tlaku v kapalinách a plynech o aplikuje Archimédův zákon v příkladech o měří hustotu kapalin T E R C I E Učivo Očekávané výstupy Poznámky Opakování - mechanika převody jednotek fyzikální zákony řešení příkladů (výpočet s, v, t, F, ρ, rovnováhy na páce, p, F VZ ) Mechanická práce a energie mechanická práce mechanická energie (kinetická, potenciální, zákon zachování mechanické energie) výkon Termika teplota a její měření (vnitřní energie tělesa, teplotní stupnice, teploměr) teplotní roztažnost (teplotní objemová roztažnost, anomálie vody, teplotní délková roztažnost) teplo (výpočet tepla, měrná tepelná kapacita, tepelná výměna) Plyny stavové změny tepelné stroje (rozdělení, popis konstrukce, princip činnosti) Pevné látky struktura (rozdělení, příklady) vlastnosti deformace (rozdělení dle t, dle F, Hookův zákon) Kapaliny povrchová vrstva (povrchová síla, povrchové napětí) kapilární jevy Změny skupenství změny skupenství (tání, tuhnutí, měrné skupenské teplo tání, sublimace, desublimace, vypařování, kapalnění; vlhkost vzduchu) chladící stroje (konstrukce, princip činnosti) Mechanické kmitání základní pojmy (mechanický oscilátor, amplituda výchylky, perioda, frekvence, harmonický o student se orientuje v pojmech fyzikální veličina, jednotka o převádí jednotky o měří základní fyzikální veličiny mechaniky o student počítá práci, výkon, potenciální energii tíhovou o aplikuje zákon zachování mechanické energie na příkladě o porovnává výkony konkrétních strojů (zařízení) o student převádí o C na K a naopak o aplikuje teplotní objemovou roztažnost na příkladech z praxe o aplikuje teplotní délkovou roztažnost na příkladech z praxe o popisuje druhy přenosu vnitřní energie a aplikace o student počítá, aplikuje jednoduchou stavovou rovnici o srovnává tepelné stroje o diskutuje o aplikacích v praxi a o technickém vývoji o student na příkladech demonstruje vlastnosti pevných látek o odlišuje různé typy deformací o aplikuje Hookův zákon na jednoduchém příkladě o student demonstruje chování povrchu kapaliny o popisuje kapilární jevy a jejich aplikaci o student vysvětluje na příkladech vliv vnějších parametrů na změny skupenství o orientuje se v teplotách tání látek o popisuje var a závislost t v na p (s aplikací) o navrhuje princip měření vlhkosti vzduchu o srovnává jednotlivé typy chladících strojů o student odečítá z grafu y, y m, T o aplikuje princip superpozice na jednoduchém příkladu (početně a graficky) o měří, určuje závislost T na Akce BIPO Realizováno PT Environmentální výchova Průnik s učivem materiálů a měření Akce BIPO Realizováno PT Environmentální výchova - 4 -
XI.1.A Fyzika pohyb, princip superpozice) kyvadlo nucené kmitání, rezonance Mechanické vlnění, akustika popis vlnění (rozdělení, vlnová délka) šíření v prostoru (odraz, lom, ohyb) zvuk (charakteristika, zdroj, šíření, ultrazvuk, infrazvuk, hudební nástroje, hlasové a sluchové ústrojí) Dopplerův jev pro zvuk parametrech kyvadla o popisuje aplikaci tlumeného, nuceného kmitání, rezonance o student srovnává mechanické vlnění s mechanickým kmitáním o vysvětluje ozvěnu o srovnává vlastnosti zvuku s fyzikálními veličinami popisující zvuk o objasňuje výšku tónu hudebních nástrojů o objasní vliv Dopplerova jevu na vlastnosti zvuku Průnik s učivem hudební výchovy K V A R T A Učivo Očekávané výstupy Poznámky Elektrický náboj elektrické pole (model atomu, elektrický náboj, elektrická síla, elektroskop, vodič, izolant) elektrické napětí (elektrický potenciál, elektrické napětí, zdroje elektrického napětí, spojování zdrojů elektrického napětí, voltmetr) kapacita (kondenzátor) Elektrický proud elektrický proud (podmínky elektrického proudu, výpočet, rozdělení, ampérmetr) elektrický obvod (schématické značky, schéma zapojení) odpor vodiče (závislost elektrického odporu na parametrech vodiče, rezistor, Ohmův zákon, spojování rezistorů) práce a výkon elektrického proudu Elektrický proud v kapalinách elektrický proud v kapalinách (podmínky, elektrolyt) elektrolýza (Faradayův zákon elektrolýzy, užití elektrolýzy) chemické zdroje elektrického napětí (elektrický článek, akumulátor) Elektrický proud v plynech a vakuu elektrický proud v plynech (ionizace plynu) výboj (samostatný, nesamostatný; trsovitý, jiskrový, obloukový, doutnavý) obrazovka (elektrický výboj ve vakuu, konstrukce obrazovky) Magnetické pole magnetické pole (magnet, o student formuluje závislost elektrické síly na parametrech o rozděluje látky na vodiče a izolanty, uvádí příklady o graficky znázorňuje elektrické pole o měří elektrické napětí o porovnává sériové a paralelní spojení zdrojů elektrického napětí o student odlišuje pojmy elektrické napětí a elektrický proud o měří elektrický proud o kreslí schematické značky a jednoduché schéma zapojení o zapojí elektrický obvod podle schématu o popisuje aplikace elektrického odporu (rezistor, reostat) o aplikuje Ohmův zákon v příkladech o počítá elektrický výkon o orientuje se v tepelných elektrických spotřebičích o student odlišuje elektrický článek a akumulátor o chápe význam slova baterie o student rozděluje výboj, charakterizuje jednotlivé druhy o popisuje aplikace o student charakterizuje magnetické pole Průnik s učivem materiálů a měření Realizováno PT Environmentální výchova Průnik s učivem materiálů a měření Průnik s učivem chemie - 5 -
XI.1.A Fyzika Oerstedův pokus, magnetické pole) cívka (popis, využití) magnetické látky (rozdělení, využití) elektromagnetická indukce (popis jevu, využití) Střídavý proud základní pojmy (charakteristika, výroba, graf) trojfázový elektrický proud (výroba, fázové, sdružené el. napětí) efektivní hodnoty transformátor (konstrukce, princip činnosti, využití) přenos elektrické energie Elektrický proud v polovodičích polovodič, rozdělení, charakteristika jednotlivých druhů) dioda (konstrukce, diodový jev, užití) tranzistor (konstrukce, tranzistorový jev, užití) Optika světlo (charakteristika, zdroj, šíření, stín, zatmění Slunce, Měsíce, měsíční fáze) zákony paprskové optiky (zákon odrazu světla, lom světla popis, druhy) geometrická optika (rovinné zrcadlo - princip zobrazení, kulové zrcadlo druhy, princip zobrazení, čočky druhy, optická mohutnost, princip zobrazení) oko (stavba, akomodace, vady) optické přístroje (konstrukce, princip zobrazení) rozklad světla hranolem o graficky znázorňuje magnetické pole o aplikuje APPR pro vodič, cívku o navrhuje možnosti provedení jevu elektromagnetické indukce o student graficky znázorňuje průběh střídavého proudu, odečítá hodnoty z grafu o popisuje zapojení elektrické zásuvky o počítá efektivní (maximální) hodnoty I a U o diskutuje o pravidlech bezpečnosti při práci s elektrickým proudem o umí poskytnout první pomoc při úrazu elektrickým proudem o počítá transformátor o diskutuje o zdrojích elektrické energie o student odlišuje vodič, polovodič, izolant o popíše princip polovodičové vodivosti o student kreslí V-A charakteristiku polovodičové diody o rozpozná rezistor, kondenzátor, polovodičovou diodu, tranzistor o student znázorňuje odraz světla o znázorňuje lom světla o znázorňuje chod paprsků,resp. obraz na rovinném zrcadle o znázorňuje chod důležitých zobrazovacích paprsků na kulovém zrcadle o vytváří graficky obraz kulovým zrcadlem o popisuje aplikaci zrcadel o znázorňuje chod důležitých zobrazovacích paprsků na čočce o vytváří graficky obraz čočkou o odlišuje obrazy vzniklé pomocí optických přístrojů o demonstruje rozklad světla na duze Realizováno PT Environmentální výchova Průnik s učivem biologie - 6 -
Podještědské gymnázium, s.r.o., Liberec, Sokolovská 328 Oddíl E učební osnovy XI.1.B FYZIKA
XI.1.B Fyzika Charakteristika předmětu: FYZIKA ve vyšším stupni osmiletého studia Obsah předmětu Vyučovací předmět fyzika vychází ze vzdělávací oblasti Člověk a příroda RVPG. Svým vzdělávacím obsahem rozvíjí znalosti a dovednosti z předmětu fyzika. Realizuje průřezové téma Environmentální výchova. Podrobně popisuje jevy probíhající v přírodě (při nichž nedochází ke změně chemického složení látek), odvozuje zákonitosti mezi nimi. Časové vymezení předmětu vyučovací hodina cvičení kvinta 2 0,5 sexta 2 X septima 2 0,5 oktáva 2 X Organizace výuky V kvintě jsou vyučovány 2 hodiny týdně v učebně fyziky a 2 hodiny laboratorních cvičení z fyziky měsíčně (studenti rozděleni na 2 skupiny) v laboratoři. V sextě jsou vyučovány 2 hodiny týdně v učebně fyziky. V septimě jsou vyučovány 2 hodiny týdně v učebně fyziky a 2 hodiny laboratorních cvičení z fyziky měsíčně (studenti rozděleni na 2 skupiny) v laboratoři. V oktávě jsou vyučovány 2 hodiny týdně v učebně fyziky. Výchovné a vzdělávací strategie Výchovné a vzdělávací postupy, které v tomto předmětu směřují k utváření klíčových kompetencí: Kompetence k učení vedeme k práci s textem a porozumění úkolům připravujeme na postupné objevení vysvětlení složitějších jevů sledujeme možnost návaznosti studia specializovaných oborů Kompetence k řešení problémů inspirujeme k řešení problémových úloh ze života vedeme k vlastní tvůrčí práci připravujeme na postupné objevení vysvětlení složitějších jevů diskutujeme nad aktuálními informacemi z vědy a techniky zapojujeme studenty do soutěží, olympiád, projektů - 1 -
XI.1.B Fyzika Kompetence komunikativní vedeme k návrhům cest k řešení problémových úloh organizujeme práci ve skupinách, v týmu připravujeme na mluvní cvičení na dané téma, sebehodnotíme diskutujeme nad aktuálními informacemi z vědy a techniky dáváme možnost okamžitého dotazu, diskuse při nejasnosti Kompetence sociální a personální vedeme k návrhům cest k řešení problémových úloh vedeme k práci ve skupinách, v týmu dáváme možnost prezentace vlastní práce, řešení zadaného úkolu dáváme možnost okamžitého dotazu, diskuse při nejasnosti snažíme se o vytvoření dobré atmosféry ve třídě Kompetence občanské zdůrazňujeme pravidla slušného chování, diskuse kontrolujeme zadané úkoly dbáme na dodržování termínů (odevzdání, realizací apod.) dbáme na dodržování časů a časových limitů např. přestávek zdůrazňujeme zodpovědnost za majetek - 2 -
XI.1.B Fyzika Rozpracování vzdělávacího obsahu vyučovacího předmětu K V I N T A Učivo Očekávané výstupy Poznámky Úvod do fyziky soustava jednotek SI Kinematika základní pojmy pohyb rovnoměrný přímočarý pohyb zrychlený skládání pohybů Dynamika Newtonovy pohybové zákony hybnost, impuls, zákon zachování hybnosti tření pohyb po kružnici vztažné soustavy Mechanická práce a energie mechanická práce mechanická energie výkon účinnost Gravitační pole Newtonův gravitační zákon gravitační pole, tíhové pole vrhy o student odliší skalární a vektorovou fyzikální veličinu o převádí jednotky o odvodí rozměr jednotky o student počítá v, s, t pohybu rovnoměrně přímočarého o orientuje se v grafech pohybu rovnoměrně přímočarého o převádí jednotky rychlosti o počítá průměrnou rychlost pohybu rovnoměrně přímočarého o počítá zrychlení o počítá v, s, t pohybu rovnoměrně zrychleného o orientuje se v grafech pohybu rovnoměrně zrychleného o aplikuje zákonitosti jednoduchého pohybu na pohyb složený o upřesňuje podmínky volného pádu o počítá s, v volného pádu o aplikuje princip nezávislosti pohybů v příkladech o student zobrazuje sílu o popisuje aplikaci Newtonových zákonů v praxi o aplikuje Newtonovy zákony v příkladech o rozliší tíhovou sílu a tíhu o počítá hybnost, impuls síly o upřesní vztah hybnosti a impulsu síly o aplikuje na příkladech zákon zachování hybnosti o počítá třecí sílu o odliší užitečnost x škodlivost tření v praxi o počítá úhlovou rychlost, periodu, frekvenci, dostředivé zrychlení, dostředivou sílu o aplikuje poznatky o odstředivé síle na příkladech z praxe o zavádí vztažnou soustavu o odliší inerciální a neinerciální vztažnou soustavu o aplikuje vědomosti na příkladech o student počítá práci, výkon, kinetickou energii, potenciální energii tíhovou, účinnost o aplikuje zákon zachování energie na příkladě o student počítá gravitační sílu o počítá intenzitu gravitačního pole o odvodí vztah intenzity gravitačního pole a gravitačního zrychlení - 3 -
XI.1.B Fyzika pohyby těles v nehomogenním gravitačním poli Země gravitační pole Slunce Mechanika tuhého tělesa moment síly momentová věta skládání sil rozklad síly těžiště tělesa stabilita tělesa kinetická energie tuhého tělesa Mechanika tekutin vlastnosti tekutin tlak tlak vyvolaný tíhovou silou tekutiny vztlaková síla proudění tekutin Laboratorní cvičení z fyziky technické zobrazování zpracování výsledků měření 1.LP Kinematika rovnoměrného a o odliší gravitační a tíhové pole o upřesní rozdílné hodnoty tíhového zrychlení o uvádí příklady vrhů o počítá s, v, t vrhů o zavádí elevační úhel o popisuje balistickou křivku o popisuje pohyby těles ve větších vzdálenostech od Země o popisuje gravitační pole Slunce o popisuje heliocentrický názor a jeho důsledky o aplikuje Keplerovy zákony v příkladech o popisuje sluneční soustavu o student počítá moment síly o aplikuje momentovou větu o skládá početně a graficky různoběžné síly působící v jednom bodě, více bodech o aplikuje na příkladě o skládá početně a graficky rovnoběžné síly působící ve více bodech o aplikuje na příkladě o rozkládá početně a graficky sílu o aplikuje na příkladě o určuje experimentálně těžiště o počítá polohu těžiště o formuluje, počítá stabilitu tělesa o uvádí příklady z praxe o počítá moment setrvačnosti o aplikuje v příkladě o určí celkovou kinetickou energii tělesa o student počítá tlak o popisuje měření tlaku o aplikuje Pascalův zákon na příkladech z praxe o počítá hydraulické zařízení o počítá tlakovou sílu o počítá hydrostatický tlak o popisuje měření atmosférického tlaku a jeho změny o aplikuje Archimédův zákon v příkladech o popisuje chování těles v kapalině o definuje objemový průtok o aplikuje rovnici kontinuity na příkladech o aplikuje Bernoulliho rovnici na příkladech o srovnává proudění reálné tekutiny s ideální tekutinou o aplikuje Newtonův vztah pro odporovou sílu o student kreslí těleso v prostorovém zobrazování, v pravoúhlém promítání o aplikuje zásady technického - 4 -
XI.1.B Fyzika rovnoměrně zrychleného pohybu 2.LP Měření součinitele smykového tření 3.LP Zákon zachování mechanické energie 4.LP Žákovská souprava Mechanika (1) 5.LP Žákovská souprava Mechanika (2) kreslení o analyzuje pracovní postup o vybírá vhodná měřidla a pomůcky o měří základní fyzikální veličiny o zpracovává výsledky měření o statisticky zpracovává naměřené hodnoty o dodržuje pravidla bezpečnosti práce v laboratoři S E X T A Molekulová fyzika kinetická teorie látek základní fyzikální veličiny atomové fyziky modely struktur látek různých skupenství Termika teplota a její měření vnitřní energie tělesa teplo Plyny ideální plyn izo-děje stavová rovnice adiabatický děj práce plynu tepelné stroje o student vyvozuje důsledky základních experimentů kinetické teorie látek pro chování a vlastnosti látek o formuluje základní poznatky o atomu o aplikuje m u, A r, N A, n, M n, V n v příkladech o objasní souvislost mezi vlastnostmi látek různých skupenství a jejich vnitřní strukturou o student rozlišuje teplotní stupnice (Celsiovu, termodynamickou) o převádí o C na K a naopak o popisuje měření teploty o počítá vnitřní energii, teplo o charakterizuje měrnou tepelnou kapacitu o popisuje druhy přenosu vnitřní energie a aplikace o formuluje kalorimetrickou rovnici a aplikuje ji v příkladech o formuluje 1.termodynamický zákon a aplikuje ho v příkladech o student popisuje experimentální rozdělení molekul plynu podle rychlosti o formuluje zákony izo- dějů, kreslí diagramy o aplikuje zákony izo- dějů v příkladech o aplikuje stavovou rovnici v příkladech o popisuje adiabatický děj o formuluje Poissonův zákon o počítá, graficky určuje práci vykonanou plynem o určuje práci při kruhovém ději o formuluje 2.termodynamický zákon a aplikuje ho v příkladech o charakterizuje tepelný stroj o rozděluje, popisuje konstrukci a princip činnosti, srovnává tepelné stroje o diskutuje o aplikacích v praxi a o technickém vývoji o počítá účinnost tepelného stroje Poznámky - 5 -
XI.1.B Fyzika Pevné látky struktura deformace teplotní roztažnost Kapaliny povrchová vrstva jevy na rozhraní pevného tělesa a kapaliny kapilární jevy objemová roztažnost Změny skupenství změny skupenství fázový diagram vlhkost vzduchu chladící stroje Mechanické kmitání základní pojmy kinematika kmitavého pohybu složené kmitání dynamika kmitavého pohybu kyvadlo přeměny energie v mechanickém oscilátoru nucené kmitání o student popisuje krystalické a amorfní látky, uvádí příklady o popisuje krystalovou mřížku a její poruchy o rozděluje deformaci, uvádí příklady o analyzuje vznik a průběh procesu pružné deformace pevných těles o popisuje deformaci tahem o aplikuje Hookův zákon v příkladech o popisuje roztažnost pevných těles o počítá změnu objemu, délky o uvádí příklady z praxe o student demonstruje chování povrchu kapaliny o popisuje povrchové napětí v praxi o demonstruje jevy na rozhraní pevného tělesa a kapaliny o popisuje kapilární jevy a jejich aplikaci o demonstruje objemovou roztažnost kapalin o počítá změnu objemu, hustoty o porovná zákonitosti teplotní roztažnosti pevných těles a kapalin a využívá je k řešení praktických problémů o vysvětluje pojem anomálie vody o student popisuje jednotlivé změny skupenství a jejich závislost na vnějších parametrech o aplikuje v příkladech měrné skupenské teplo tání o orientuje se v teplotách tání látek o popisuje tání, tuhnutí v praxi o popisuje var a závislost t v na p (s aplikací) o kreslí, popisuje fázový diagram a aplikuje na příkladech o počítá vlhkost vzduchu o popisuje měření vlhkosti vzduchu o popisuje konstrukci a činnost chladících strojů o srovnává chladící stroje o student popisuje mechanický oscilátor o odečítá základní fyzikální veličiny kmitavého pohybu z grafu o popisuje harmonický pohyb o počítá y, v, a kmitavého pohybu o zavádí fázi kmitavého pohybu o popisuje složené kmitání a princip superpozice o aplikuje princip superpozice v příkladě (početně, graficky) o formuluje pohybovou rovnici o odvozuje vztah pro úhlovou frekvenci o popisuje matematické kyvadlo o odvozuje vztah pro T - 6 -
XI.1.B Fyzika Mechanické vlnění, akustika popis vlnění interference vlnění šíření v prostoru zvuk Laboratorní práce technické zobrazování, zpracování výsledků měření 1.LP Určení průměru molekuly 2.LP Určení c pevného tělesa 3.LP Určení c kapaliny 4.LP Určení povrchového napětí kapaliny 5.LP Určení měrného skupenského tepla tání o experimentuje s matematickým kyvadlem o vysvětluje přeměny energie v mechanickém oscilátoru o popisuje nucené kmitání, tlumené kmity, rezonanci a aplikaci těchto jevů o student srovnává m. vlnění s m. kmitáním o rozděluje vlnění o popisuje rovnici postupného vlnění o aplikuje ji v příkladech o objasní procesy šíření, odrazu, lomu, interference a ohybu vlnění o charakterizuje zvuk o popisuje zdroje zvuku a šíření zvuku o vysvětluje ozvěnu o srovnává vlastnosti zvuku s fyzikálními veličinami popisující zvuk o popisuje aplikace ultrazvuku a infrazvuku o popisuje hudební nástroje z pohledu výšky tónu o analyzuje hlasové a sluchové ústrojí o student kreslí těleso v prostorovém zobrazování, v pravoúhlém promítání o aplikuje zásady technického kreslení o analyzuje pracovní postup o volí vhodná měřidla a pomůcky o měří základní fyzikální veličiny o zpracovává výsledky měření o statisticky zpracovává naměřené hodnoty o dodržuje pravidla bezpečnosti práce v laboratoři S E P T I M A Učivo Očekávané výstupy Poznámky Elektrický náboj elektrické pole elektrický potenciál, elektrické napětí kapacita o student popisuje jednoduchý model atomu o charakterizuje princip přenosu el. náboje o rozděluje látky na vodiče a nevodiče, uvádí příklady o formuluje Coulombův zákon o aplikuje ho v příkladech o popisuje identifikaci (měření) el. náboje o graficky znázorňuje el. pole o počítá intenzitu el. pole o porovná účinky el. pole na vodič a izolant o vysvětluje jev elektrostatické - 7 -
XI.1.B Fyzika Elektrický proud elektrický proud elektrický zdroj odpor vodiče řešení elektrické sítě práce a výkon elektrického proudu Elektrický proud v kapalinách elektrický proud v kapalinách elektrolýza chemické zdroje elektrického napětí Elektrický proud v plynech a vakuu elektrický proud v plynech výboj obrazovka indukce a jev polarizace molekul o popisuje rozložení náboje na vodiči o aplikuje na příkladech z praxe o vyvozuje z el. potenciálu el. napětí o měří el. napětí o popisuje kondenzátor o rozděluje kondenzátory o počítá kapacitu kondenzátoru o popisuje spojování kondenzátorů o počítá výslednou kapacitu o popisuje, počítá energii nabitého kondenzátoru o student formuluje podmínky el. proudu o počítá el. proud o rozděluje el. proud o měří el. proud o popisuje el. zdroj o rozlišuje U, U e, U 0 o rozděluje el. zdroje, uvádí příklady o formuluje Ohmův zákon o aplikuje Ohmův zákon v příkladech o popisuje, počítá el. odpor o vysvětluje pojem supravodivost o vysvětluje závislost R na parametrech vodiče, t o popisuje aplikace (rezistor, reostat) o popisuje, počítá spojování rezistorů o kreslí, vysvětluje zatěžovací charakteristiku zdroje o aplikuje v příkladě o popisuje konstrukci ampérmetru, voltmetru o vysvětluje pojem el. síť, uzel, větev o formuluje Kirchhoffovy zákony o aplikuje je v příkladě o počítá el. práci, el. výkon, teplo odevzdané spotřebičem o student charakterizuje elektrolyt o popisuje el. proud v kapalinách o formuluje Faradayovy zákony elektrolýzy o aplikuje 1.Faradayův zákon v příkladě o popisuje užití elektrolýzy o popisuje, rozděluje, srovnává chemické zdroje napětí o popisuje aplikace o student charakterizuje ionizaci plynu o popisuje el. proud v plynu o charakterizuje nesamostatný a samostatný výboj o rozděluje výboj, charakterizuje jednotlivé druhy o popisuje aplikace o charakterizuje katodové záření, výboj ve vakuu o popisuje složení elektronkové obrazovky - 8 -
XI.1.B Fyzika Elektrický proud v polovodičích elektrický proud v polovodičích polovodičové součástky Magnetické pole stacionární magnetické pole nestacionární magnetické pole Střídavý proud základní pojmy obvod střídavého proudu výkon střídavého proudu střídavý proud v energetice o student charakterizuje polovodiče, uvádí příklady o rozděluje polovodiče o charakterizuje druhy příměsové vodivosti o popisuje polovodičovou diodu o popisuje diodový jev o kreslí V A charakteristiku o popisuje usměrnění I, stabilizaci U o aplikuje v praxi o popisuje tranzistor o charakterizuje tranzistorový jev o aplikuje v praxi o popisuje integrovaný obvod, mikroprocesor a jejich využití o aplikuje poznatky o mechanismech vedení el. proudu v kovech, kapalinách, plynech a polovodičích při analýze chování těles z těchto látek v el. obvodech o student charakterizuje mg. pole o popisuje Oerstedův pokus o graficky znázorňuje mg. pole o formuluje, aplikuje Ampérovo pravidlo pravé ruky pro směr mg. indukčních čar o počítá mg. sílu, mg. indukci o formuluje, aplikuje Flemingovo pravidlo levé ruky o počítá mg. pole vodiče, rovnoběžných vodičů s I o definuje ampér o popisuje mg. pole cívky o formuluje, aplikuje APPR pro cívku o popisuje chování částice s nábojem v mg. poli o rozděluje mg. látky, uvádí příklady o aplikuje mg. látky v praxi o popisuje elektromagnetickou indukci o definuje Faradayův zákon elmg. indukce o aplikuje ho v příkladech o formuluje, aplikuje Lenzův zákon o popisuje jev vlastní indukce o aplikuje ho v příkladě o popisuje přechodný děj o student charakterizuje střídavý proud o popisuje chování R, L, C v obvodu střídavého proudu o aplikuje rezistanci, induktanci, kapacitanci v příkladech o charakterizuje složený obvod RLC o kreslí fázorový diagram o odvozuje vztah pro U m o charakterizuje, počítá rezonanci o odvozuje vztah pro výkon střídavého proudu - 9 -
XI.1.B Fyzika Elektromagnetické vlnění popis šíření princip rozhlasu a televize Laboratorní práce technické zobrazování, zpracování výsledků měření 1.LP Základy elektrotechniky 2.LP Určení V A charakteristiky spotřebičů 3.LP Měření elektrického odporu rezistoru přímou metodou 4.LP Měření měrného el. odporu vodiče 5.LP Jednoduché elektronické zapojení o charakterizuje, počítá efektivní (maximální) hodnoty I a U o počítá činný výkon o využívá zákon elmg. indukce k objasnění funkce elektrických zařízení o charakterizuje výrobu el. energie o popisuje 3F generátor o charakterizuje trojfázový proud, fázové a sdružené napětí o charakterizuje točivé mg. pole o popisuje elektromotor o popisuje zapojení el. zásuvky o diskutuje o pravidlech bezpečnosti při práci s el. proudem o umí poskytnout první pomoc při úrazu el. proudem o popisuje, počítá transformátor o popisuje aplikaci transformátoru o popisuje přenos el. energie o student popisuje, kreslí oscilační obvod o počítá T, f elmg. oscilátoru o popisuje rezonanci o popisuje rovnici postupného elmg. vlnění o charakterizuje elmg. vlnu o popisuje vlastnosti elmg. vlnění o rozděluje elmg. vlnění, popisuje aplikace o porovnává šíření různých druhů elmg. vlnění v rozličných prostředích o charakterizuje sdělovací soustavu o popisuje princip mikrofonu, reproduktoru o popisuje složení a princip činnosti rozhlasového vysílače a přijímače o popisuje složení a princip činnosti televizního vysílače a přijímače o zjednodušeně popisuje princip barevné televize o student kreslí těleso v prostorovém zobrazování, v pravoúhlém promítání o aplikuje zásady technického kreslení o analyzuje pracovní postup (schéma zapojení) o vybírá vhodná měřidla a pomůcky o měří základní fyzikální veličiny o zpracovává výsledky měření o statisticky zpracovává naměřené hodnoty o dodržuje pravidla bezpečnosti práce v laboratoři - 10 -
XI.1.B Fyzika O K T Á V A Učivo Očekávané výstupy Poznámky Optika světlo zákony paprskové optiky vlnová optika geometrická optika Elektromagnetické záření rozdělení fotometrie spektra látek RTG záření o student popisuje šíření světla o znázorňuje odraz světla o formuluje zákon odrazu světla o rozděluje, znázorňuje lom světla o formuluje Snellův zákon o aplikuje ho v příkladě o popisuje důsledky lomu světla o popisuje disperzi světla o charakterizuje interferenci světla, interferenci na tenké vrstvě o uvádí užití interference v praxi o popisuje ohyb světla, ohyb světla na optické mřížce o aplikuje vztah pro interferenční maximum v příkladě o popisuje polarizaci světla o uvádí její užití v praxi o využívá zákony šíření světla v prostředí k určování vlastností zobrazení předmětů jednoduchými optickými soustavami o popisuje rovinné zrcadlo o znázorňuje chod paprsků, resp. obraz o popisuje, rozděluje kulová zrcadla o znázorňuje chod důležitých zobrazovacích paprsků o vytváří graficky obraz o popisuje aplikaci zrcadel o formuluje zobrazovací rovnici kulového zrcadla + znaménkovou konvenci o aplikuje v příkladech o popisuje, rozděluje čočky o znázorňuje chod důležitých zobrazovacích paprsků o definuje optickou mohutnost o vytváří graficky obraz o formuluje zobrazovací rovnici čočky + znaménkovou konvenci o aplikuje v příkladech o popisuje oko, akomodaci oka, vady oka a jejich eliminaci o srovnává konstrukci, princip zobrazení základních optických přístrojů o student charakterizuje spektrum elmg. záření o popisuje základní fotometrické veličiny o charakterizuje černé těleso o popisuje zákony záření černého tělesa o rozděluje, popisuje spektra látek o popisuje spektrální analýzu a její využití o charakterizuje RTG záření - 11 -
XI.1.B Fyzika Atomová fyzika laser historické objevy Bohrův model atomu Fyzika částic metody výzkumu urychlovače systém částic Jaderná fyzika základní pojmy radioaktivita jaderné reakce jaderná energetika využití radionuklidů o popisuje jeho zdroj o charakterizuje vlastnosti, využití o student charakterizuje spontánní emisi, absorpci, stimulovanou emisi o popisuje princip laseru, druhy, využití o charakterizuje atom, uvádí základní veličiny atomové fyziky o popisuje objevy J.Thomsona, R.Millikana, E.Rutherforda o charakterizuje pojem izotop o vysvětluje princip hmotnostního spektrometru o charakterizuje Planckovu kvantovou hypotézu o popisuje fotoelektrický jev o aplikuje jeho zákonitost v příkladě o popisuje objevy A.Comptona, L.de Broglia, Schrődingerovu rovnici, Bohrovu koncepci o charakterizuje Bohrův model atomu o specifikuje jeho nevýhody o využívá poznatky o kvantování energie záření a mikročástic k řešení fyzikálních problémů o student popisuje detektory částic o popisuje význam, využití, konstrukci jednotlivých typů urychlovačů částic o charakterizuje systém částic o student popisuje atomové jádro o charakterizuje jaderné síly o charakterizuje radioaktivitu o popisuje druhy radioaktivního záření o navrhuje možné způsoby ochrany člověka před nebezpečnými druhy záření o charakterizuje poločas přeměny o formuluje zákon radioaktivní přeměny o aplikuje ho v příkladě o využívá zákon radioaktivní přeměny k předvídání chování radioaktivních látek o charakterizuje přeměnové řady o charakterizuje umělou radioaktivitu o popisuje jaderné reakce o posuzuje je z hlediska vstupních a výstupních částic i energetické bilance o uvádí příklady jaderné fúze o charakterizuje jaderné štěpení, řetězovou jadernou reakci o popisuje historii jaderné energetiky o analyzuje jaderný reaktor, jadernou elektrárnu o popisuje využití radionuklidů - 12 -
XI.1.B Fyzika Speciální teorie relativity vznik 2 základní principy důsledky relativistická dynamika vztah mezi energií a hmotností Astrofyzika vymezení pojmů sluneční soustava hvězdy a galaxie o student charakterizuje základní poznatky klasické mechaniky o popisuje vznik STR o formuluje 2 principy STR o vysvětluje jejich důsledky (relativnost současnosti, dilataci času, kontrakci délek, relativistické skládání rychlostí) o aplikuje důsledky v příkladech o charakterizuje poznatky relativistické dynamiky o vysvětluje vztah E = m. c 2 o student vymezuje pojmy astronomie a astrofyzika o popisuje model sluneční soustavy o popisuje hvězdnou oblohu o charakterizuje planety sluneční soustavy o charakterizuje Zemi (nitro, atmosféru), Měsíc o charakterizuje Slunce (nitro, atmosféru) o formuluje základní pojmy hvězdné astronomie o charakterizuje hvězdy o stručně popisuje vznik a vývoj hvězd o charakterizuje naši Galaxii - 13 -
Podještědské gymnázium, s.r.o., Liberec, Sokolovská 328 Oddíl E učební osnovy XI.2.A MATERIÁLY A MĚŘENÍ
XI.2.A Materiály a měření Charakteristika předmětu: MATERIÁLY A MĚŘENÍ v nižším stupni osmiletého studia Obsah předmětu Vyučovací předmět materiály a měření vychází ze vzdělávací oblasti Člověk a svět práce. Svým vzdělávacím obsahem navazuje na předměty pracovní činnosti, fyzika, chemie. Realizuje průřezová témata Výchova k myšlení v evropských a globálních souvislostech a Environmentální výchova. Popisuje měření základních fyzikálních veličin, materiály dřevo, kov, plast a základní pracovní operace s nimi, jednoduché elektrotechnické obvody. Časové vymezení předmětu vyučovací hodina cvičení prima X X sekunda 0,5 X tercie X X kvarta 0,5 X Organizace výuky V sekundě je vyučována 1 hodina za 2 týdny v laboratoři. V kvartě je vyučována 1 hodina za 2 týdny v laboratoři. Výchovné a vzdělávací strategie Výchovné a vzdělávací postupy, které v tomto předmětu směřují k utváření klíčových kompetencí: Kompetence k učení pracujeme s textem, porozumíme úkolům postupně objevujeme vysvětlení nových pojmů sledujeme možnost návaznosti studia specializovaných oborů Kompetence k řešení problémů řešíme problémové úlohy ze života provádíme vlastní tvůrčí práci Kompetence komunikativní navrhujeme cesty k řešení problémových úloh pracujeme ve skupinách, v týmu realizujeme mluvní cvičení na dané téma, sebehodnotíme diskutujeme nad aktuálními informacemi z vědy a techniky - 1 -
XI.2.A Materiály a měření dáváme možnost okamžitého dotazu, diskuse při nejasnosti Kompetence sociální a personální pracujeme ve skupinách, v týmu dáváme možnost prezentace vlastní práce, řešení zadaného úkolu zdůrazňujeme pravidla slušného chování, diskuze snažíme se o vytvoření dobré atmosféry ve třídě Kompetence občanské zdůrazňujeme pravidla slušného chování, diskuse kontrolujeme zadané úkoly dbáme dodržování termínů (odevzdání, realizací apod.) dbáme dodržování časů vyučovacích hodin, přestávek zdůrazňujeme zodpovědnost za majetek Kompetence pracovní provádíme vlastní tvůrčí práci sledujeme možnost návaznosti studia specializovaných oborů používáme bezpečně a účinně materiály, nástroje a vybavení, dodržujeme vymezená pravidla přistupujeme k výsledkům pracovní činnosti nejen z hlediska kvality, funkčnosti a hospodárnosti, ale i z hlediska ochrany svého zdraví i zdraví druhých, ochrany životního prostředí i ochrany kulturních a společenských hodnot - 2 -
XI.2.A Materiály a měření Rozpracování vzdělávacího obsahu vyučovacího předmětu S E K U N D A Učivo Očekávané výstupy Poznámky Struktura látek atom, molekula, prvek, sloučenina skupenství látek elektrické vlastnosti látek magnetické vlastnosti látek Měření základních fyzikálních veličin délka, objem, hmotnost, čas, teplota princip měření přesnost měření zápis o měření Technické vlastnosti látek (materiálů) Zdroje technických materiálů primární zdroje surovin cesta od suroviny k technickému materiálu druhotné zdroje surovin, recyklace o student popíše atomovou a molekulovou strukturu látek o vysvětlí souvislost mezi modely skupenství látek a jejich mechanickými vlastnostmi o vysvětlí souvislost mezi strukturou atomu a elektrickými vlastnostmi látek o popíše magnetické vlastnosti látek o student vybírá vhodné měřidlo o měří délku, objem, hmotnost, čas, teplotu, hustotu o provádí měření posuvným měřidlem o sestavuje tabulku a zapisuje naměřené hodnoty, kreslí graf o určuje přesnost měření o student popíše technické vlastnosti látek (měkkost, tvrdost, pevnost, křehkost, pružnost, tekutost, hořlavost, tepelná vodivost, elektrická vodivost ) o propojí typické technické vlastnosti s příklady konkrétních materiálů o student popíše přírodní zdroje surovin pro technické materiály o popíše vybrané technologické postupy přeměny suroviny na technický materiál o zná druhotné zdroje surovin, vysvětlí význam recyklace Průnik s učivem fyziky Průnik s učivem fyziky Akce BIPO Realizováno PT Environmentální výchova - 3 -
XI.2.A Materiály a měření K V A R T A Učivo Očekávané výstupy Poznámky Základy technického kreslení technický výkres technické zobrazování technické zobrazování Technické materiály opracování a tvarování technických materiálů spojování materiálů Měření elektrických veličin, elektrické instalace zapojení elektrického obvodu bezpečnost zacházení s elektrickým proudem zapojení voltmetru a ampérmetru do obvodu elektrické rozvody v domácnosti Bezpečnost práce a první pomoc o student rozpozná prostorové a pravoúhlé zobrazení o používá různé druhy čar o provádí jednoduché kótování o orientuje se v jednoduchém technickém výkresu o student pojmenovává základní pohledy o kreslí jednoduchý technický náčrt o uplatňuje zásady kótování o pozná řez (průřez) o student popíše typické mechanické vlastnosti vybraných technických materiálů (kov, dřevo, sklo, plasty) o popíše běžné technologické postupy ručního opracování a tvarování těchto materiálů (řezání, broušení, ohýbání ) o popíše technologické postupy spojování technických materiálů, vybere vhodný spojovací materiál o student provádí tvarování a spojování různých materiálů o student zapojí jednoduchý a rozvětvený elektrický obvod o řídí se zásadami bezpečného zacházení s elektrickým proudem o správně zapojuje voltmetr a ampérmetr do obvodu tak, aby změřil potřebné údaje o vysvětlí určení přesnosti měření elektrických přístrojů o student popíše instalaci nízkonapěťového rozvodu (zásuvka, vypínač) o student vysvětlí princip pojistky a jističe o ví, kde je správně zapojit do obvodu, aby účinně chránili před úrazem elektrickým proudem o student zná a řídí se zásadami bezpečnosti práce, zejména při zacházení s nářadím a manipulování s použitými materiály o zná zásady první pomoci při úrazech, které mohou vzniknout při zacházení s pracovními nástroji a materiály Realizováno PT Výchova k myšlení v evropských a globálních souvislostech Průnik s učivem fyziky - 4 -
Podještědské gymnázium, s.r.o., Liberec, Sokolovská 328 Oddíl E učební osnovy XI.3.B CVIČENÍ Z FYZIKY
XI.3.B Cvičení z fyziky Charakteristika předmětu: CVIČENÍ Z FYZIKY ve vyšším stupni osmiletého studia Obsah předmětu Volitelný vyučovací předmět cvičení z fyziky vychází ze vzdělávací oblasti Člověk a příroda. Svým vzdělávacím obsahem procvičuje a doplňuje znalosti a dovednosti z předmětu fyzika ve vyšším stupni osmiletého studia a aplikuje je na praktických úlohách. Realizuje průřezové téma Environmentální výchova. Časové vymezení předmětu vyučovací hodina cvičení kvinta X X sexta X X septima X X oktáva (1) X Organizace výuky V oktávě je vyučována 1 hodina týdně v laboratoři. Výuka probíhá ve skupinách, důraz je kladen na samostatnost řešení problémových úloh a realizaci experimentu. Výchovné a vzdělávací strategie Výchovné a vzdělávací postupy, které v tomto předmětu směřují k utváření klíčových kompetencí: Kompetence k učení vedeme k práci s textem a porozumění úkolům připravujeme na postupné objevení vysvětlení složitějších jevů sledujeme možnost návaznosti studia specializovaných oborů Kompetence k řešení problémů inspirujeme k řešení problémových úloh ze života vedeme k vlastní tvůrčí práci připravujeme na postupné objevení vysvětlení složitějších jevů diskutujeme nad aktuálními informacemi z vědy a techniky zapojujeme studenty do soutěží, olympiád, projektů Kompetence komunikativní vedeme k návrhům cest při řešení problémových úloh vedeme k práci ve skupinách, v týmu - 1 -
XI.3.B Cvičení z fyziky připravujeme na ústní projev při cvičení na dané téma a k následnému sebehodnocení diskutujeme nad aktuálními informacemi z vědy a techniky dáváme možnost okamžitého dotazu, diskuse při nejasnosti Kompetence sociální a personální vedeme k návrhům cest k řešení problémových úloh vedeme k práci ve skupinách, v týmu dáváme možnost prezentace vlastní práce, řešení zadaného úkolu dáváme možnost okamžitého dotazu, diskuse při nejasnosti snažíme se o vytvoření dobré atmosféry ve třídě Kompetence občanské zdůrazňujeme pravidla slušného chování, diskuse kontrolujeme zadané úkoly dbáme dodržování termínů (odevzdání, realizací apod.) dbáme na to, aby studenti dodržovali časové limity např. přestávek zdůrazňujeme zodpovědnost za majetek - 2 -
XI.3.B Cvičení z fyziky Rozpracování vzdělávacího obsahu vyučovacího předmětu O K T Á V A Učivo Očekávané výstupy Poznámky Fyzika mechanika termodynamika a molekulová fyzika mechanické kmitání a vlnění elektřina a magnetismus optika Praktické úlohy horkovzdušný balón elektrotechnická zapojení o student se orientuje ve fyzikálních veličinách (značkách, jednotkách) o popisuje fyzikální zákonitosti mezi nimi o formuluje fyzikální zákony o aplikuje vědomosti v příkladech o vysvětluje fyzikální děje o orientuje se v MFCHT o volí vhodná měřidla a přístroje a pracuje s nimi o analyzuje, zpracuje výsledky měření o orientuje se v historii fyziky o student aplikuje vědomosti v praktické úloze o orientuje se v technickém výkresu (elektrotechnickém schématu) o volí pracovní postupy, materiály o pracuje s papírem, dřevem, kovem, plastem - 3 -