Poznámka
Ak sa predmetová komisia pre fyziku rozhodne posunúť začiatok vyučovania fyziky do 2. ročníka so základnou časovou dotáciou napr. 2, 2, 2, 3, 3, 3 hodiny týždenne v 2. až 7. ročníku, odporúčame učivo v nižších ročníkoch usporiadať takto:
2. ročník (66 h)
1. Vlastnosti telies. Porovnávanie a meranie (1)*
2. Časticové zloženie látok (4.1)
3. Elektrické a magnetické vlastnosti látok (5.1)
4. Elektrický obvod. Elektrický prúd (5.2)
3. ročník (66 h)
5. Pohyb a sila (2.1, 2.2, 2.3)
6. Mechanické vlastnosti kvapalín a plynov (4.2, 4.3)
4. ročník (66 h)
7. Mechanická práca a energia (3)
8. Elektromagnetické javy (5.3, 5.4)
9. Svetelné javy. Optické zobrazovanie (6)
• V zátvorkách sú uvedené čísla príslušných tematických celkov a tém zo s. 6 - 12.
Ciele a obsah tematických celkov
1. Vlastnosti telies. Porovnávanie a meranie
Ciele
- rozlíšiť merateľné a nemerateľné vlastnosti telesa,
- odhadnúť dĺžku, objem, hmotnosť objektov známych žiakom,
- vedieť merať dĺžkovými meradlami, odmerným valcom, rovnoramennými váhami, stopkami, Celziovým teplomerom
- s istou presnosťou odmerať dĺžku, objem, hmotnosť a teplotu telesa,
- zapísať nameranú hodnotu a zaokrúhliť výsledok merania,
- určiť odchýlku merania,
- použiť jednotky vybraných fyzikálnych veličín,
- zostaviť z nameraných hodnôt tabuľku, zostrojiť graf a vedieť zistiť údaje z grafu,
- používať tabuľky hustoty látok,
- aplikovať vzťah na výpočet hustoty telesa pri riešení úloh,
Obsah
Teleso a jeho vlastnosti. Fyzikálna veličina. Názov, značka a jednotka fyzikálnej veličiny.
Meranie dĺžky. Jednotky dĺžky, dĺžkové meradlá. Zaokrúhľovanie a zápis nameranej hodnoty, platné číslice. Odchýlka merania. Určenie aritmetického priemeru nameraných hodnôt. Meranie objemu. Jednotky objemu. Meranie objemu odmerným valcom. Hmotnosť telesa. Jednotky hmotnosti. Rovnoramenné váhy. Meranie hmotnosti pevného a kvapalného telesa.
Hustota. Jednotky hustoty. Určenie hustoty pevných a kvapalných látok.
Čas. Jednotky času. Meranie času stopkami.
Meranie teploty. Zmena objemu kvapalín a pevných látok pri ohrievaní a ochladzovaní. Vyrovnávanie teploty dvoch telies pri vzájomnom styku. Teplomer. Jednotka teploty - Celziov stupeň.
2. Pohyb a sila
2.1 Pohyb telesa
Ciele
- charakterizovať gravitačné pôsobenie Zeme na telesá v jej okolí,
- rozlíšiť na jednoduchých príkladoch pokoj a pohyb telies, rovnomerný a nerovnomerný pohyb,
- riešiť úlohy s využitím vzťahu v = s/t,
- používať jednotky rýchlosti,
- vypočítať priemernú rýchlosť nerovnomerného pohybu,
- zostrojiť graf z daných hodnôt dráhy a času, čítať z grafu hodnoty, dráhy, času a rýchlosti pohybujúceho sa telesa,
Obsah
Vzájomné pôsobenie telies. Jav gravitácie.
Pokoj a pohyb telesa, ich relatívnosť. Dráha. Priamočiary a krivočiary pohyb. Rovnomerný a nerovnomerný pohyb. Rýchlosť rovnomerného pohybu. Jednotky rýchlosti. Grafické zobrazenie priamej úmernosti dráhy a času rovnomerného pohybu. Priemerná rýchlosť.
2.2 Sila a jej meranie. Skladanie síl
Ciele
- charakterizovať silu ako veličinu, ktorá má veľkosť a smer,
- znázorniť silu orientovanou úsečkou,
- aplikovať vzťah F = mg v úlohách,
- čítať a zostrojiť graf priamej úmernosti predĺženia pružiny a ťahovej sily,
- skladať sily pôsobiace na teleso v tej istej priamke s rovnakým alebo opačným smerom,
- určiť ťažisko telesa,
Obsah
Sila a jej znázornenie. Jednotka sily. Priama úmernosť medzi hmotnosťou telesa a gravitačnou silou. [Tiaž telesa.] Meranie sily.
Skladanie síl rovnakého a opačného smeru. Rovnováha síl. Ťažisko telesa. [Sily pôsobiace na teleso na naklonenej rovine. Skladanie rôznobežných síl. Rovnobežník síl.]
2.3 Účinky sily na teleso
Ciele
- vysvetliť na príkladoch Newtonove pohybové zákony (kvalitatívne),
- pokusom overiť otáčavý účinok sily na páku,
- riešiť úlohy s použitím vzťahu M= F.a,
- aplikovať pri riešení úloh vzťah na výpočet tlaku p = F/S,
- opísať trenie ako jav a jeho prejavy.
Obsah
Posuvné účinky sily. Newtonove pohybové zákony. Urýchľujúce a brzdiace účinky sily. Zákon zotrvačnosti. Zákon vzájomného pôsobenia telies. Otáčavé účinky sily. Účinok sily na teleso otáčavé okolo pevnej osi. Moment sily. Páka. Rovnovážna poloha páky. Použitie páky. Rovnoramenné váhy. Pevná kladka.
Deformačné účinky sily. Tlaková sila. Tlak. Jednotky tlaku. Trenie. Trecia sila. Meranie trecej sily. Význam trenia.
3. Mechanická práca a energia
Ciele
- vysvetliť fyzikálny význam pojmov práca, výkon, energia,
- vysvetliť pojmy pohybová a polohová energia, analyzovať proces ich vzájomných premien,
- aplikovať vzťahy W = F.s, P = W/t,
E = mgh, pri riešení úloh
- používať jednotky práce a výkonu.
Obsah
Práca pri premiestení telesa, jednotky práce. Práca vykonaná pri dvíhaní telesa na kladke. Výkon, jednotky výkonu. Pohybová a polohová energia telesa. Vzájomná premena pohybovej a polohovej energie.
4. Stavba látok. Mechanické vlastnosti kvapalín a plynov
4.1 Časticové zloženie látok
Ciele
- opísať deliteľnosť častíc,
- dokázať pokusom neustály neusporiadaný pohyb častíc,
- opísať a znázorniť zjednodušený model atómu,
- charakterizovať časticové zloženie a vlastnosti pevných látok, kvapalín a plynov.
Obsah
Atóm, model atómu, molekula. Pohyb častíc, Brownov pohyb, difúzia. Časticové zloženie pevných, kvapalných a plynných látok.
4.2 Mechanické vlastnosti kvapalín
Ciele
- vysvetliť na konkrétnom príklade Pascalov zákon,
- riešiť úlohy s využitím vzťahov p = hg a Fz = Vhg,
- vysvetliť Archimedov zákon na konkrétnom príklade,
- aplikovať v úlohách znalosť podmienok potápania, plávania a vznášania sa telies v kvapalinách.
Obsah
Pascalov zákon a jeho aplikácie. Pôsobenie gravitačnej sily na kvapalinu. Tlaková sila, hydrostatický tlak. Vztlaková sila. Archimedov zákon. Podmienky plávania, vznášania a potápania sa telies v kvapaline.
4.3 Mechanické vlastnosti plynov
Ciele
- vysvetliť a dokázať pôsobenie atmosférického tlaku na Zemi
- riešiť úlohy s využitím vzťahov p=hρg a Fvz=Vkρg pre plyny - odmerať atmosférický tlak.
Obsah
Atmosféra Zeme. Atmosférický tlak. Toricelliho pokus. Meranie atmosférického tlaku. Normálny tlak. Zmeny atmosférického tlaku, tlaková výš, tlaková níž, [meteorologická mapa]. Výškomer. Vztlaková sila pôsobiaca na teleso v atmosfére. [Balóny. Tlak plynu v uzavretej nádobe; pretlak a podtlak, manometer.]
5. Elektromagnetické javy
5.1 Elektrické a magnetické vlastnosti látok
Ciele
- vysvetliť a experimentálne dokázať jav elektrizovania telies,
- opísať a použiť elektrometer,
- prakticky určiť severný a južný magnetický a zemepisný pól Zeme, vysvetliť princíp činnosti buzoly a kompasu.
Obsah
Elektrický náboj. Elementárny elektrický náboj, jednotka elektrického náboja. Elektrizovanie telesa. Elektrometer. Elektrická sila. Elektrické pole. Siločiary elektrického poľa.
Prírodné a umelé magnety. Tyčový magnet. Vzájomné pôsobenie súhlasných a nesúhlasných pólov tyčových magnetov. Magnetická sila, magnetické pole. Magnetizácia látky. Indukčné čiary magnetického poľa. Magnetické pole Zeme.
5.2 Elektricky obvod.Elektricky prúd
Ciele
- nakresliť elektrický obvod pomocou schematických značiek, vedieť použiť schémy,
- poznať základné časti elektrického obvodu, vedieť zapojiť nerozvetvený a rozvetvený elektrický obvod,
- odmerať v elektrickom obvode veľkosť prúdu a napätia,
- vysvetliť vedenie elektrického prúdu v kovoch, kvapalinách a plynoch na základe časticového zloženia látok,
- rozlíšiť elektrické vodiče a izolanty,
- poznať pravidlá bezpečnosti pri práci s elektrickými zariadeniami a pravidlá ochrany pred bleskom.
Obsah
Základné časti elektrického obvodu, schematické značky. Elektrický prúd v kovových vodičoch. Elektrický prúd ako fyzikálna veličina, jednotky elektrického prúdu. Smer elektrického prúdu v obvode. Ampérmeter, meranie elektrického prúdu. Zdroje elektrického napätia. Elektrické napätie, jednotky elektrického napätia. Voltmeter, meranie elektrického napätia. Elektrické vodiče a izolanty. Nerozvetvený a rozvetvený elektrický obvod. [Tepelné elektrické spotrebiče.] Poistka.
Vedenie elektrického prúdu v kvapalinách. Vedenie elektrického prúdu v plynoch. Blesk. Bezpečnosť pri práci s elektrickými zariadeniami.
5.3 Zákony elektrického prúdu v obvodoch
Ciele
- vysvetliť vzťah priamej úmernosti medzi elektrickým prúdom a elektrickým napätím v kovovom vodiči - Ohmov zákon,
- zostrojiť graf závislosti medzi prúdom a napätím na rezistore, čítať a interpretovať graf,
- riešiť úlohy s využitím vzťahu R =U/I,
- používať jednotky prúdu, napätia a odporu.
- vypočítať výsledný odpor rezistorov zapojených vedľa seba a za sebou,
- opísať závislosť odporu vodiča od jeho vlastností,
- použiť reostat na reguláciu prúdu a napätia.
Obsah
Ohmov zákon. Rezistor. Elektrický odpor, jednotky odporu. Výsledný odpor rezistorov spojených za sebou. Výsledný odpor rezistorov spojených vedľa seba. Závislosť odporu od vlastností vodiča. Reostat a jeho použitie na reguláciu prúdu alebo ako deliča napätia v obvode. Elektrický príkon. Elektrická práca. Jednotka elektrickej práce. Elektrická energia.
5.4 Elektromagnetické javy
Ciele
- ilustrovať pokusom existenciu magnetického poľa v okolí vodiča a cievky s prúdom,
- experimentálne dokázať pôsobenie magnetického poľa na cievku s prúdom,
- vysvetliť jav elektromagnetickej indukcie,
- zobraziť magnetické pole cievky s prúdom magnetickými indukčnými čiarami,
- porovnať magnetické vlastnosti trvalého magnetu a cievky s prúdom.
Obsah
Magnetické pole v okolí vodiča s prúdom. Magnetické pole cievky s prúdom. Určenie magnetických pólov cievky. Elektromagnet. Rovnorodé magnetické pole. Pôsobenie rovnorodého magnetického poľa na cievku s prúdom. [Jednosmerný elektromotor. ] Elektromagnetická indukcia. Vznik indukovaného prúdu.
6. Svetelné javy. Optické zobrazovanie
Ciele
- ilustrovať pokusom priamočiare šírenie svetla,
- opísať vznik tieňa a polotieňa,
- vysvetliť vznik fáz Mesiaca, zatmenie Mesiaca a zatmenie Slnka,
- vysvetliť zákon odrazu a lomu svetla,
- vysvetliť postup pri optickom zobrazovaní, zrkadlami a šošovkami,
- porovnať podmienky vzniku skutočného a neskutočného obrazu,
- zobraziť predmet rovinným a guľovými zrkadlami, spojkou a rozptylkou,
- určiť polohu a fyzikálne vlastnosti obrazu,
- použiť zobrazovaciu rovnicu zrkadla a tenkej šošovky pri riešení úloh,
- poznať chyby oka a vplyv hygieny osvetlenia na zdravie,
- vysvetliť funkciu okuliarov.
Obsah
Priamočiare šírenie svetla. Svetelné zdroje. Svetelný lúč. Tieň. Fázy Mesiaca, zatmenie Mesiaca. Zatmenie Slnka. Rýchlosť svetla.
Optická sústava a optické zobrazovanie. Odraz svetla. Zákon odrazu. Rovinné a guľové zrkadlo. Zobrazovacia rovnica zrkadla. Zobrazovanie zrkadlami. Zrkadlá v praxi. Lom svetla na rovinnom rozhraní dvoch prostredí; lom ku kolmici a od kolmice.
Spojka a rozptylka. Zobrazovacia rovnica tenkej šošovky. Zobrazovanie tenkými šošovkami. Zobrazovanie niektorými optickými sústavami - lupou, okom, [mikroskopom, ďalekohľadom.]
7. Fyzikálne veličiny a ich meranie
Ciele
- používať fyzikálne veličiny SI a ich jednotky,
- vyjadrovať vzťahy medzi fyzikálnymi veličinami (tabuľkou, grafom, veličinovou rovnicou), čítať informácie sprostredkované tabuľkou, grafom,
- rozlišovať skalárne a vektorové veličiny,
- navrhnúť a uskutočniť pozorovanie javu, meranie fyzikálnej veličiny, experiment, výsledky zaznamenať, spracovať, vyhodnotiť, zovšeobecniť,
- určiť odchýlku merania, použiť ju pri zápise neúplným číslom a zaokrúhlení výsledkov merania,
- vypočítať aritmetický priemer a určiť relatívnu chybu merania.
Obsah
Fyzikálny pojem. Fyzikálna veličina a jej jednotka. Medzinárodná sústava jednotiek. Skalárne a vektorové veličiny. Základné operácie s vektormi (sčítanie vektorov, násobenie a delenie vektora číslom). Metódy fyzikálneho poznávania. Meranie fyzikálnych veličín, chyby merania.
8. Mechanika
8.1 Kinematika
Ciele
- zvoliť vhodnú vzťažnú sústavu na opis pohybu; určiť polohu hmotného bodu pomocou súradníc,
- definovať a matematicky opísať priamočiare pohyby rovnomerný a rovnomerne zrýchlený (spomalený) pohyb; vektormi znázorniť rýchlosť, zmenu rýchlosti a zrýchlenie,
- odmerať veľkosť rýchlosti a zrýchlenia telesa,
- opísať rovnomerný pohyb po kružnici,
- aplikovať poznatky o pohyboch pri riešení úloh.
Obsah
Teleso, hmotný bod. Vzťažná sústava. Mechanický pohyb, relatívnosť pokoja a pohybu. Poloha hmotného bodu. Trajektória a dráha. Klasifikácia pohybov. Rýchlosť hmotného bodu. Rovnomerný priamočiary pohyb. Zrýchlenie hmotného bodu. Rovnomerne zrýchlený (spomalený) priamočiary pohyb. Rovnomerný pohyb po kružnici, dostredivé zrýchlenie.
8.2 Dynamika
Ciele
- ilustrovať na príkladoch silu a jej účinky; vysvetliť vektorový charakter sily,
- vysvetliť, overiť a používať Newtonove pohybové zákony,
- zmerať veľkosť sily trenia pri šmykovom trení,
- vysvetliť a používať zákon zachovania hybnosti,
- opísať rovnomerný pohyb po kružnici, vysvetliť pojem odstredivá a dostredivá sila,
- vysvetliť ohraničenú platnosť zákonov klasickej mechaniky.
Obsah
Sila. Skladanie síl. Trenie, trecia sila. Prvý pohybový zákon. Inerciálna a neinerciálna vzťažná sústava. Druhý pohybový zákon. Hmotnosť telesa. Tretí pohybový zákon. Hybnosť. Zákon zachovania hybnosti. Odstredivá a dostredivá sila.
8.3. Gravitačné pole
Ciele
- vysvetliť a pri riešení úloh aplikovať Newtonov gravitačný zákon,
- opísať metódu merania gravitačnej konštanty,
- vysvetliť pojem intenzita gravitačného poľa,
- charakterizovať a porovnať nehomogénne (radiálne) a homogénne gravitačné pole,
- určiť výpočtom parametre pohybov v homogénnom a nehomogénnom gravitačnom poli,
- vysvetliť a používať Keplerove zákony,
- prezentovať súčasné predstavy o stavbe vesmíru.
Obsah
Newtonov gravitačný zákon. Gravitačné pole. Intenzita gravitačného poľa. Gravitačné zrýchlenie. Homogénne a nehomogénne (radiálne) gravitačné pole. Pohyby telies v homogénnom gravitačnom poli. Pohyby telies v radiálnom gravitačnom poli. Keplerove zákony. Stavba vesmíru.
8.4 Práca a energia
Ciele
- vysvetliť a používať vzťahy na výpočet práce, energie výkonu a účinnosti; vysvetliť vzťah medzi vykonanou prácou a zmenou energie telesa,
- zdôvodniť a experimentálne potvrdiť vzájomnú premenu mechanických foriem energie,
- vysvetliť zákon zachovania mechanickej energie.
Obsah
Mechanická práca. Výkon. Účinnosť. Kinetická energia. Potenciálna energia. Mechanická energia. Zákon zachovania mechanickej energie.
8.5 Mechanika kvapalín a plynov
Ciele
- vysvetliť a pri riešení úloh použiť rovnicu spojitosti toku a Bernoulliho rovnicu,
- zmerať výtokovú rýchlosť kvapaliny.
Obsah
Ideálna kvapalina, ideálny plyn. Energia prúdenia ideálnej kvapaliny. Rovnica spojitosti. Bernoulliho rovnica. [Prúdenie reálnej kvapaliny, vnútorné trenie. Odpor prostredia. Obtekanie telies reálnou tekutinou.]
8.6 Mechanika tuhého telesa
Ciele
- opísať vznik otáčavého pohybu tuhého telesa,
- vyjadriť veľkosť a smer momentu sily,
- vysvetliť, overiť a používať momentovú vetu,
- vysvetliť podmienky rovnovážnej polohy telesa a určiť mieru jeho stability,
- charakterizovať veličinu moment zotrvačnosti telesa, vysvetliť význam v praxi,
- porovnať posuvný a otáčavý pohyb tuhého telesa prostredníctvom veličín, ktoré tieto pohyby charakterizujú.
Obsah
Tuhé teleso. Posuvný a otáčavý pohyb tuhého telesa. Moment sily, momentová veta. Druhy rovnovážnej polohy. Energia otáčavého pohybu tuhého telesa. Moment zotrvačnosti.
9. Kmitanie
Ciele
- opísať jednoduchý kmitavý pohyb; porovnať harmonický kmitavý pohyb mechanického oscilátora s rovnomerným pohybom po kružnici.
- analyzovať, zostaviť a používať kinematickú rovnicu kmitavého pohybu,
- vysvetliť proces premeny energie v oscilátoroch a spôsob nahrádzania ich strát,
- charakterizovať a rozlíšiť vlastné (tlmené) a nútené (netlmené) kmitanie oscilátorov,
- charakterizovať rezonančné javy, spôsoby znižovania ich negatívnych prejavov a ochrany pred nimi.
Obsah
Mechanický oscilátor, harmonický kmitavý pohyb. Kinematika kmitavého pohybu. Časový diagram. [Zložené kmitanie.] Dynamika vlastného kmitania oscilátora. Premeny energie v oscilátore. Vlastné a nútené kmitanie oscilátora. Rezonancia. [Rezonančná krivka.] Rezonančné javy v praxi.
10. Molekulová fyzika a termodynamika
10.1 Základné poznatky
Ciele
- vysvetliť podstatu molekulovo-kinetickej teórie látok,
- opísať a porovnať model štruktúry plynu, pevnej látky a kvapaliny,
- vysvetliť vznik rovnovážneho stavu termodynamickej sústavy,
- definovať termodynamickú a Celziovu teplotnú stupnicu, používať vzťah medzi jednotkami kelvin a stupeň Celzia,
- charakterizovať vnútornú energiu telesa a príčiny jej zmien, porovnať ju s už známymi formami energie,
- zostaviť kalorimetrickú rovnicu a používať ju pri riešení úloh,
- navrhnúť a realizovať postup experimentálneho určenia mernej tepelnej kapacity telesa,
- vysvetliť prvý termodynamický zákon, príklady jeho platnosti, aplikovať ho pri riešení úloh.
Obsah
Kinetická teória látok. Modely štruktúr látok v rôznych skupenstvách. Termodynamická sústava, rovnovážny stav a dej, izolovaná sústava. Teplota telesa (sústavy) - Celziova, termodynamická. Vnútorná energia telesa. Zmena vnútornej energie pri konaní práce a pri tepelnej výmene. Teplo. Merná tepelná kapacita. Kalorimetrická rovnica. Prvý termodynamický zákon.
10.2 Štruktúra a vlastnosti plynov
Ciele
- opísať model ideálneho plynu,
- vysvetliť a používať stavovú rovnicu,
- charakterizovať a porovnať jednoduché deje s ideálnym plynom na základe grafov, určiť z grafov priebeh dejov a prácu plynu,
- opísať zmeny energie pri dejoch s ideálnym plynom,
- vysvetliť druhý termodynamický zákon a možnosti jeho využitia,
- opísať spôsoby znižovania negatívnych vplyvov tepelných motorov na životné prostredie a ochrany pred nimi,
Obsah
Ideálny plyn. Stavová rovnica ideálneho plynu. Jednoduché deje s ideálnym plynom. Stavové zmeny ideálneho plynu z energetického hľadiska. [Adiabatický dej.] Práca plynu pri stálom a premennom tlaku. Kruhový dej, účinnosť. Druhý termodynamický zákon.
10.3 Štruktúra a vlastnosti pevných látok
Ciele
- charakterizovať a porovnať kryštalické a amorfné látky (stavba, vlastnosti, použitie),
- vysvetliť Hookov zákon, použiť ho pri riešení úloh,
- potvrdiť pokusmi a príkladmi z praxe vzťah medzi teplotou a teplotnou zmenou zohrievaných telies,
- vysvetliť fyzikálny význam súčiniteľa teplotnej (dížkovej, objemovej) rozťažnosti, riešiť úlohy s využitím vzťahu pre teplotnú rozťažnosť,
- charakterizovať proces skupenskej premeny z hľadiska molekulovej fyziky,
- určiť merné skupenské teplo (experimentálne, výpočtom, z grafu, z MFCHT).
Obsah
Kryštalické a amorfné látky. Deformácia pevného telesa. Krivka deformácie. Hookov zákon.[Yungov modul pružnosti v ťahu.] Teplotná dĺžková a objemová rozťažnosť pevných látok. Teplotná rozťažnosť v praxi. Topenie a tuhnutie, skupenské a merné skupenské teplo. Sublimácia a desublimácia
10.4 Štruktúra a vlastnosti kvapalín
Ciele
- opísať a vysvetliť vlastnosti povrchovej vrstvy kvapaliny,
- navrhnúť a realizovať metódu merania povrchového napätia kvapaliny,
- opísať jav kapilárnej elevácie a depresie,
- vysvetliť a porovnať skupenské premeny látok s použitím fázového diagramu.
Obsah
Povrchová vrstva kvapaliny. Povrchová energia, povrchová sila, povrchové napätie. Kapilarita. Teplotná objemová rozťažnosť kvapalín. Vyparovanie a var. Nasýtená a prehriata para. Fázový diagram.
11. Elektrina a magnetizmus
11.1 Elektrické pole
Ciele
- vysvetliť Coulombov zákon, aplikovať ho pri riešení úloh,
- charakterizovať vektorový a siločiarový model elektrického poľa, vzťah siločiarového modelu a modelu pomocou ekvipotenciálnych plôch,
- vypočítať intenzitu elektrického poľa, potenciál a napätie,
- vysvetliť rozdiel medzi správaním vodiča a izolantu v elektrickom poli, rozlíšiť pojmy permitivita vákua, relatívna permitivita a permitivita dielektriká,
- vypočítať kapacitu kondenzátorov spojených paralelne, sériovo,
- porovnať elektrické a gravitačné pole.
Obsah
Coulombov zákon. Elektrické pole, intenzita elektrického poľa. Elektrický potenciál. Elektrické napätie. Vodiče a izolanty v elektrickom poli. Elektrostatická indukcia, polarizácia dielektriká. Permitivita prostredia, relatívna permitivita. Kapacita vodiča, kondenzátor. Spájanie kondenzátorov. [Energia elektrického poľa kondenzátora.]
11.2 Elektricky prúd v kovoch a polovodičoch
Ciele
- rozlíšiť elektrický prúd ako jav a ako fyzikálnu veličinu,
- odmerať závislosť prúdu od napätia v časti obvodu,
- odvodiť Ohmov zákon pre uzavretý obvod, zmerať vnútorný odpor, odpor rezistora, elektromotorické napätie zdroja,
- formulovať Kirchhoffove zákony, aplikovať ich pri riešení úloh,
- odvodiť a používať vzťahy pre elektrickú prácu a výkon,
- vysvetliť na príkladoch elektrónové a dierové vedenie prúdu v polovodičoch; charakterizovať vlastnosti prechodu PN.
Obsah
Elektrický prúd. Zdroje elektrického napätia, elektromotorické a svorkové napätie zdroja. Elektrický prúd v kovoch. Elektrický odpor vodiča. Voltampérová charakteristika rezistora. Odpor kovov ako funkcia teploty. Ohmov zákon pre uzavretý obvod. Kirchhoffove zákony. Práca a výkon elektrického prúdu. Účinnosť elektrických zariadení. Elektrický prúd v polovodičoch. Závislosť odporu polovodiča od teploty, termistor. Vlastné a nevlastné polovodiče. Prechod PN, voltampérová charakteristika polovodiča. Polovodičová dióda. [Polovodičové súčiastky s viacerými prechodmi PN.]
11.3 Elektricky prúd v elektrolytoch, plynoch a vo vákuu
Ciele
- vysvetliť jav disociácie kvapalín,
- vysvetliť Faradayove zákony elektrolýzy, praktické využitie, aplikovať ich pri riešení úloh,
- vysvetliť jav ionizácie plynu; rozlíšiť mechanizmus samostatného a nesamostatného vedenia elektrického prúdu v plyne,
- porovnať vedenie elektrického prúdu v rôznych látkach.
Obsah
Elektrický prúd v elektrolytoch, voltampérová charakteristika elektrolytu. Faradayove zákony elektrolýzy. Technické využitie elektrolýzy. Elektrický prúd v plynoch a vo vákuu. Samostatný a nesamostatný výboj, voltampérová charakteristika. Termoemisia elektrónov, [obrazovka].
11.4 Magnetické pole
Ciele
- navrhnúť experiment, vysvetliť a porovnať vzájomné pôsobenie vodičov s prúdom,
- opísať pôsobenie magnetického poľa na pohybujúce sa elektrické náboje,
- vyjadriť magnetickú silu pôsobiacu na vodič s prúdom a na pohybujúci sa elektrický náboj,
- vysvetliť, overiť a používať Faradayov zákon elektromagnetickej indukcie,
- vysvetliť a experimentálne potvrdiť jav vlastnej indukcie; na príkladoch z praxe odvodiť vzťah pre samoindukované napätie,
- pokusne potvrdiť Lenzov zákon,
- určiť energiu magnetického poľa cievky,
- charakterizovať a porovnať stacionárne a nestacionárne magnetické pole.
Obsah
Magnetické pole stáleho magnetu a vodiča s prúdom. Pôsobenie magnetického poľa na vodič s prúdom a na pohybujúcu sa časticu s nábojom. Vzájomné silové pôsobenie medzi vodičmi s prúdom. Permeabilita. Magnetická indukcia. [Lorentzova sila. Látky v magnetickom poli, magnetizácia. Magnetické materiály v technickej praxi.]
Magnetický indukčný tok. Elektromagnetická indukcia. Faradayov zákon elektromagnetickej indukcie. Lenzov zákon. Vlastná indukcia, indukčnosť. Energia magnetického poľa cievky.
11.5 Striedavý prúd
Ciele
- vysvetliť vznik striedavého napätia; vyjadriť okamžitú hodnotu napätia v závislosti od času,
- vysvetliť fázový posun medzi prúdom a napätím v obvodoch s prvkami R, L, C,
- navrhnúť a realizovať experiment na meranie indukčnosti cievky pomocou striedavého prúdu,
- vypočítať efektívne hodnoty striedavého napätia a prúdu,
- navrhnúť metódu merania výkonu striedavého prúdu,
- navrhnúť, skonštruovať a vyskúšať polovodičový usmerňovač striedavého prúdu,
- vysvetliť konštrukciu, vlastnosti a využitie transformátora striedavého prúdu,
- opísať spôsob výroby elektrickej energie, porovnať typy elektrární podľa účinnosti a vplyvu na životné prostredie.
Obsah
Vznik striedavého napätia a prúdu. Obvod striedavého prúdu s R, L, C. [Obvody striedavého prúdu s R, L, C v sérii. Impedancia obvodu striedavého prúdu.] Usmerňovač s polovodičovou diódou. [Tranzistor, tranzistorový zosilňovač.] Výkon striedavého prúdu. Efektívne hodnoty striedavého napätia a prúdu. Generátor striedavého prúdu. Transformátor. Prenosová sústava energetiky, elektráreň. Ochrana životného prostredia a bezpečnosť pri práci s elektrickými zariadeniami.
12. Vlnenie
Ciele
- charakterizovať mechanický a elektromagnetický oscilátor ako zdroje vlnenia,
- opísať vznik a vlastnosti mechanického a elektromagnetického vlnenia, určiť výpočtom veličiny, ktoré ich charakterizujú,
- vysvetliť, experimentálne overiť a pri riešení úloh aplikovať Huygensov princíp,
- charakterizovať zvuk a jeho vlastnosti, porovnať veľkosť rýchlosti zvuku v rôznych látkach,
- opísať experimenty, potvrdzujúce, že svetlo je elektromagnetické vlnenie,
- opísať metódu merania rýchlosti svetla, zmerať vlnovú dĺžku svetla,
- rozlíšiť druhy elektromagnetického vlnenia podľa frekvencií a vlnových dĺžok, opísať ich vlastnosti a praktické využitie.
Obsah
Postupné mechanické vlnenie. Rýchlosť vlnenia, vlnová dĺžka. Rovnica postupnej vlny. [Interferencia vlnenia. Odraz vlnenia v rade bodov. Stojaté vlnenie.] Vlnenie v izotropnom prostredí. Huygensov princíp. Odraz a lom vlnenia. Zvuk a jeho vlastnosti. Rýchlosť zvuku. Ultrazvuk a infrazvuk. Ochrana pred škodlivými účinkami zvuku. Elektromagnetický oscilátor, elektromagnetické vlnenie, elektromagnetická vlna. Rýchlosť elektromagnetického vlnenia. Elektromagnetický dipól. [Polarizácia a odraz elektromagnetického vlnenia.] Šírenie elektromagnetického vlnenia. Vplyv negatívnych účinkov elektromagnetického vlnenia na ľudský organizmus. Elektromagnetické žiarenie a jeho spektrum. Svetlo. Šírenie svetla. Odraz a lom svetla, index lomu. Disperzia, optické spektrum. Interferencia, ohyb, polarizácia svetla. [Základné fotometrické pojmy.]
13. [Základy špeciálnej teórie relativity]
[Priestor a čas v klasickej mechanike. Vznik špeciálnej teórie relativity. Relatívnosť súčasnosti. Dilatácia času a kontrakcia dĺžok. Relativistická hmotnosť, relativistický vzťah medzi hmotnosťou a energiou.]
14. Základy fyziky mikrosveta
Ciele
- vysvetliť fotoelektrický jav,
- vysvetliť súvislosť medzi emisným spektrom atómu vodíka a stavbou elektrónového obalu,
- porovnať spontánnu a stimulovanú emisiu,
- opísať model jadra; vysvetliť vzťah medzi väzbovou energiou jadra a hmotnostným úbytkom,
- analyzovať procesy, ktoré prebiehajú pri jadrových reakciách,
- ilustrovať na príklade ľubovoľnej jadrovej reakcie platnosť zákonov zachovania energie, hmotnosti, hybnosti a elektrického náboja,
- vypočítať a porovnať polčas premeny vybraných rádionuklidov, uviesť príklady ich využitia,
- opísať základné spôsoby ochrany pred ionizujúcim žiarením,
- charakterizovať súčasný fyzikálny obraz sveta.
Obsah
Fotoelektrický jav. Einsteinova teória fotoelektrického javu. Korpuskulárno-vlnový dualizmus žiarenia a častíc. Elektrónový obal atómu, kvantovanie energie atómu. Emisia a absorpcia svetla atómom, [laser]. Jadro atómu. Väzbová energia jadra, hmotnostný úbytok. Syntéza a štiepenie jadier, reťazová reakcia, jadrový reaktor. Prirodzená a umelá rádioaktivita. Časový priebeh rádioaktívnej premeny. Rádionuklidy. Bezpečnosť pri práci s jadrovými zariadeniami a rádionuklidmi. Ochrana životného prostredia. Vývoj názorov na mikrosvet. Súčasný fyzikálny obraz sveta.
15. Astrofyzika[Telesá slnečnej sústavy. Základné charakteristiky planét slnečnej sústavy. Vznik a vývoj hviezd. Zdroje energie vo hviezdach.]
Zhrnutie a systematizácia poznatkov z učiva fyziky v gymnáziu
Laboratórne cvičenia
1. Meranie hmotnosti pevných a kvapalných telies na rovnoramenných váhach.
2. Meranie hustoty pevnej látky.
3. Meranie zmien teploty telesa v istom časovom intervale.
4. Určenie priemernej rýchlosti nerovnomerného pohybu z nameranej dráhy a
príslušného času.
5. Určenie objemu telesa s použitím Archimedovho zákona.
6. Overenie podmienok plávania telies. Meranie hustoty hustomerom.
7. Meranie elektrického prúdu a elektrického napätia v obvode.
8. Určenie elektrického odporu rezistora (alt. 1).
Použitie reostatu na reguláciu prúdu v obvode a ako deliča napätia (alt. 2).
9. Zobrazenie predmetu dvoma rovinnými zrkadlami (alt.l).
Zobrazenie predmetu spojkou tak, aby mal obraz požadované vlastnosti (alt.2).
10. Meranie ohniskovej vzdialenosti šošovky.
11. Pokusné pozorovania pohybu guľôčky po naklonenej a vodorovnej rovine.
12. Meranie veľkosti sily trenia pri šmykovom trení (alt. 1).
Skladanie síl (alt. 2).
13. Experimentálne štúdium vzájomných premien mechanických foriem energie.
14. Meranie výtokovej rýchlosti kvapaliny.
15. Určenie povrchového napätia kvapaliny.
16. Určenie mernej tepelnej kapacity telesa pomocou zmiešavacieho kalorimetra
(alt.1).
Určenie teploty telesa nepriamou metódou s použitím termosky (al. 2).
17. Overenie Hookovho zákona.
18. Určenie merného skupenského tepla topenia ladu, prípadne ľahko taviteľnej látky
(alt.1).
Určenie merného skupenského tepla varu vody (alt. 2).
19. Určovanie závislosti odporu od teploty pre rôzne látky.
20. Určenie závislosti svorkového napätia zdroja od elektrického prúdu v obvode.
21. Určenie indukčnosti cievky striedavým prúdom.
22. Meranie výkonu striedavého prúdu.
23. Overenie činnosti polovodičového usmerňovača.
24. Určenie hmotnosti telesa mechanickým oscilátorom (alt. 1)
Overenie vzťahu pre
periódu kyvadla (alt. 2).
25. Meranie rýchlosti zvuku otvoreným rezonátorom.
26. Meranie vlnovej dĺžky svetla.
27. Pozorovanie a porovnávanie spektier rôznych látok.
Teoretické cvičenia
Teoretické cvičenia sú určené na priebežné precvičovanie, upevňovanie a prehlbovanie poznatkov formou riešenia kvantitatívnych a kvalitatívnych úloh (východiskom pre riešenie môže byť aj experiment), diskusiu k vybraným problémom, na zhrnutie a systematizáciu poznatkov. Konkrétny obsah cvičení volí učiteľ podľa vlastného uváženia.
Metódy, formy a prostriedky vyučovania fyziky majú stimulovať rozvoj poznávacích schopností žiakov, podporovať ich cieľavedomosť, samostatnosť, tvorivosť. Uprednostňujú sa také stratégie vyučovania, pri ktorých žiak ako aktívny subjekt v procese má možnosť spolurozhodovať a spolupracovať, učiteľ zase povinnosť nie nútiť, ale motivovať, povzbudzovať a viesť žiaka k čo najlepším výkonom, podporovať jeho aktivity všeobecne i v oblastiach zvýšeného študijného záujmu.
Stimulovať poznávacie činnosti žiaka predpokladá uplatňovať vo vyučovaní vo vhodnom proporcionálnom zastúpení a prepojení metódy empirického a teoretického poznávania.
Empirická zložka fyzikálneho poznávania sa vo vyučovaní realizuje prostredníctvom sledovania demonštrácií fyzikálnych javov, ale aj participáciou žiakov na ich uskutočňovaní a vykonávaním experimentálnych činností samotnými žiakmi.
Na experimentálnu činnosť žiakov formou laboratórnych cvičení sa z celkovej časovej dotácie vyučovania fyziky odporúča vyčleniť súhrnne cca 50 hodín. Časť laboratórnych úloh možno vybrať z dvoch alternatív; bez alternatív sú tie úlohy, ktorých realizácia z hľadiska ich funkcie vo vzťahu k sprístupňovanému učivu je experimentálna činnosť má istú logickú postupnosť - od vyslovenia nevyhnutná.
Každá problému úlohy, úvahy o možnosti jeho riešenia, opisu a zostavenia experimentálneho zariadenia, vyjadrenia hypotézy o výsledku, získania, zaznamenania a spracovania údajov, konfrontácie hypotézy s výsledkom experimentu, až po zostavenie a zovšeobecnenie záverov. Žiak by si mal praktickou činnosťou uvedený postup osvojiť a riadiť sa ním.
Teoretické poznávanie sa rozvíja pri vysvetľovaní fyzikálnych javov, dejov, zákonitostí, pri riešení fyzikálnych problémov a diskusiách k nim. Prevažuje pri sprístupňovaní málo názorných, abstraktných častí učiva, kde reálny experiment treba nahradiť myšlienkovým, či reálne deje ich modelmi.
Dôležitou súčasťou teoretického poznávania a zároveň prostriedkom precvičovania, upevňovania, prehlbovania a systematizácie poznatkov je riešenie kvantitatívnych a kvalitatívnych úloh z učiva jednotlivých tematických celkov, ale i úloh komplexného charakteru, ktoré umožňujú spájať a využívať poznatky z viacerých častí učiva. Na riešenie fyzikálnych problémov a úloh formou priebežných systematických cvičení odporúčame vyčleniť cca 40 hodín.
Predpokladom zabezpečenia integrity a kontinuity poznávania nielen vo vnútri fyziky, ale v celom systéme vzdelávania, je koordinácia vyučovania fyziky s ostatnými prírodovednými predmetmi, a ďalšími predmetmi, v ktorých sa fyzikálne poznatky využívajú. Táto koordinácia nemusí byť nevyhnutne časová. Mala by byť však vždy obsahová (rovnaká interpretácia pojmov a zákonov vo všetkých predmetoch, v ktorých sa tieto pojmy a zákony vyskytujú, používanie jednotnej terminológie a symboliky) a metodologická (koordinácia metód práce aplikovaných napr. pri laboratórnych cvičeniach, riešení úloh a pod.).
Žiakom, ktorí sa rozhodnú ukončiť štúdium fyziky v gymnáziu maturitnou skúškou, treba v nadväznosti na povinné vyučovanie umožniť prípravu na maturitu prehĺbeným vzdelávaním v rozšírenej, voliteľnej, prípadne nepovinnej forme vyučovania.
|