KATALOG ZNANJA
FIZIKA
SREDNJE STROKOVNO IZOBRAŽEVANJE
140+70 ur
Določil SSRSSI na 17. seji, 7. 7. 1998
VSEBINA
4.1. SEZNAM EKSPERIMENTALNIH VAJ ZA JEDRO (A)
5. DIDAKTIČNO METODIČNA PRIPOROČILA
5.1. VRSTNI RED OBRAVNAVE
5.2. RAZPOREDITEV UR PO POGLAVJIH
5.3. PODAJANJE UČNE SNOVI
5.4. IZBIRNE VSEBINE (povezava z vsakdanjim življenjem, trajnostna vzgoja itd.)
5.5. UPORABA RAČUNALNIKA PRI POUKU FIZIKE
7. NAČINI PREVERJANJA IN OCENJEVANJA
1. OPREDELITEV PREDMETA
Pouk fizike kot temeljne naravoslovne vede razvija dijakovo sposobnost za proučevanje naravnih pojavov s področja fizike, tako da spozna in osvoji jezik in metode, ki jih uporabljamo pri proučevanju fizikalnih pojavov, in da se seznani z glavnimi fizikalnimi koncepti in teorijami, ki povzemajo naše vedenje o materialnem svetu.
Dijaki se seznanijo z vplivom, ki ga imajo odkritja v fiziki na razvoj tehnologije in na splošne predstave o materialnem svetu. Spoznajo fizikalne zakonitosti delovanja strojev in naprav, s katerimi se srečujejo v vsakdanjem življenju. Pouk fizike postavlja v ospredje višje miselne procese s poudarkom na razumevanju in vrednotenju sedanjosti, spodbuja dijake k raziskovanju in razlaganju pojavov v okolju in jim daje priložnost, da pridobijo znanje, razumevanje, vrednote, stališča, zavzetost in spretnosti, potrebne za varovanje in izboljšanje okolja.
2. SPLOŠNI CILJI
Pri pouku fizike naj imajo dijaki priložnost,
1. da se sistematično seznanjajo z glavnimi fizikalnimi koncepti in teorijami, ki povzemajo naše vedenje o naravi,
2. da sistematično spoznavajo pomen eksperimenta pri spoznavanju in preverjanju fizikalnih zakonitosti.
Zato naj:
a) načrtujejo in izvajajo preproste poskuse in merijo fizikalne količine,
b) uporabljajo strokovno literaturo in elektronske medije za pridobivanje podatkov,
c) se naučijo dela s podatki,
d) razlagajo in vrednotijo rezultate.
3. da spoznavajo nepogrešljivost fizikalnega znanja pri obvladovanju narave in funkcioniranju celotne človeške aktivnosti ter njegovo temeljno vlogo v različnih strokah.
Zato naj:
a) povezujejo fizikalno znanje in razumevanje z vsakodnevnimi izkušnjami,
b) se spoznajo s pomembnimi tehnološkimi aplikacijami fizikalnih zakonov,
c) povezujejo osnovne fizikalne zakonitosti s stroko,
d) spoznajo (pozitivni in negativni) vpliv tega znanja na kvaliteto življenja in okolico.
4. da spoznavajo naravo fizikalnega mišljenja in njegov pomen za razvoj splošne kulture.
Zato naj:
a) spoznavajo pomembnost povezovanja eksperimentalnega znanja s teoretičnim analitičnim in sintetičnim razmišljanjem,
b) se navajajo na obravnavo fizikalnih zakonitosti v matematičnem jeziku,
c) spoznavajo zgodovinske in socialne učinke razvoja naravoslovja nasploh in fizike še posebej.
5. da si privzgojijo spoštljiv odnos do celotne narave in zavest o neizogibni soodvisnosti posameznika in družbe z naravo ter o njegovi soodgovornosti za obstoj življenja na Zemlji.
3. OPERATIVNI CILJI
Pri pouku fizike se dijaki naučijo:
a) osnovnih eksperimentalnih veščin. To pomeni, da znajo pravilno uporabiti osnovne fizikalne merilne naprave, znajo si zamisliti in postaviti preproste poskuse ter jih tudi samostojno izvesti.
b) komuniciranja na področju naravoslovja in še posebej fizike. To pomeni, da osvojijo jezik naravoslovja, da obvladajo fizikalne enote za pomembne fizikalne količine, da znajo razpravljati o svojih eksperimentalnih izkušnjah, jih prikazati z grafi, tabelami in matematičnimi enačbami.
c) osnovnih fizikalnih zakonitosti iz vseh pomembnih področij fizike. To pomeni, da spoznajo osnovne zakone in jih znajo pravilno interpretirati ter uporabljati.
4. VSEBINSKI CILJI
Vsebinski cilji v učnem načrtu so razdeljeni na jedro (a), izbirni ali strokovni del (b) in višji nivo (c).
a) Jedro (140 ur) predstavlja osnovne vsebine, ki naj jih obravnavajo vsi dijaki.
b) Izbirni (strokovni) del (70 ur) zajema vsebine, ki niso obsežene v jedru in jih učitelji vključujejo glede na potrebe programa in glede na strokovne predmete; lahko pa izberejo tudi nove vsebine v povezavi z usmeritvijo šole in zanje sami izdelajo podrobnejši učni načrt.
V strokovnih šolah, kjer je fizika temeljni strokovno-teoretični predmet, je potrebno obdelati jedro in izbirni (strokovni) del. Strokovni del lahko v posameznih primerih vsebuje tudi dele višjega nivoja (c), če stroka to terja.
c) Višji nivo zajema zahtevnejše vsebinske cilje za programe z večjim številom ur in je osnova za pripravo kataloga za zaključni izpit.
Fizika v srednji šoli je nadgradnja osnovnošolske fizike, zato pred obravnavo določenih tem zahtevamo od dijakov predznanje, ki je v katalogu znanj označeno z OŠ) in je povzeto po učnem načrtu za osnovne šole.
1. FIZIKALNE KOLIČINE IN ENOTE (2 h - jedro)
OŠ) Poznajo osnovne količine: čas, dolžina, masa, električni tok, temperatura, in enote zanje. Znajo zapisati newton in joule z osnovnimi enotami.
Dijak naj zna:
a) navesti in uporabljati osnovne količine SI in njihove enote.
Dijaki navedejo osnovne količine in njihove enote: masa (kg), dolžina (m), čas (s), električni tok (A), temperatura (K), množina snovi (mol).
a) izmeriti osnovne fizikalne količine s standardnimi merilnimi napravami.
S številom mest v decimalnem zapisu izmerjene količine upoštevajo dijaki natančnost merilne priprave in postopka merjenja. Znajo oceniti napako pri merjenju z določeno merilno napravo. Poznajo vzroke napak pri merjenju in vedo, da ima vsaka meritev omejeno natančnost.
a) pretvarjati enote in uporabljati eksponentni način pisave pri velikih oziroma majhnih številskih vrednostih ter poimenovati potence.
c) na osnovi več ponovljenih meritev izračunati povprečno vrednost merjene količine in oceniti napako meritve.
c) uporabiti pravila za upoštevanje merskih napak pri štirih osnovnih računskih operacijah in zapisu rezultata.
c) iz izbranih podatkov narisati graf in pri linearni odvisnosti količin določiti smerni koeficient.
2. PREMO IN KRIVO GIBANJE (6 h - jedro)
OŠ) Znajo definirati hitrost in pospešek in razlikujejo vrste gibanja glede na tir (premo, krivo) in hitrost (enakomerno, pospešeno).
Dijak naj zna:
a) definirati trenutno in povprečno hitrost pri premem gibanju.
Dijaki razlikujejo povprečno hitrost na poljubnem intervalu 
:
in trenutno hitrost 
,
ko je 
ustrezno majhen, ter uporabijo to definicijo pri enakomernem gibanju. Zavedajo se relativnosti
gibanja in znajo za premo enakomerno gibanje izračunati relativno hitrost
telesa glede na enakomerno se gibajoč sistem.
a) definirati pospešek pri premem gibanju.
Dijaki definirajo pospešek pri enakomerno pospešenem gibanju 
Uporabijo definicijo za računanje pospeška in trenutne hitrosti pri enakomerno pospešenem gibanju. Vedo, da vsa telesa na Zemlji padajo z istim pospeškom neodvisno od mase.
a) zapisati in uporabiti osnovne enačbe za pot pri enakomernem in pri enakomerno pospešenem premem gibanju.
Dijaki razlikujejo koordinato x, premik Dx
in opravljeno pot s. Znajo uporabiti enačbe 
za računanje poti pri gibanju točke.
a) grafično prikazati količine s, v in a pri enakomernem in enakomerno pospešenem gibanju.
Dijaki iz danega grafa ugotovijo vrsto gibanja in začetne pogoje. Iz danega (besednega) opisa gibanja, pri katerem sta konstantna hitrost ali pospešek, znajo skicirati grafe s(t), v(t) in a(t). Vedo, da je na grafu s(t) strmina hitrost, na grafu v(t) strmina pospešek, ploščina pod krivuljo pa opravljena pot.
a) definirati vektor hitrosti in vektor pospeška.
Za premo gibanje povežejo dijaki predznak hitrosti in pospeška s smerjo gibanja, zaviranjem ali pospeševanjem. Dijaki vedo, da je hitrost vektor. Znajo na sliki predstaviti hitrost in spremembo hitrosti. Pospešek ima smer spremembe hitrosti.
a) definirati kotno hitrost, frekvenco, obhodni čas in obodno hitrost pri enakomernem kroženju.
Dijaki znajo zapisati zveze med obhodnim časom, frekvenco in kotno hitrostjo. Iz dane količine znajo izračunati ostale.
a) zapisati radialni pospešek, pojasniti njegov pomen in ga izračunati za dano enakomerno kroženje.
Radialni pospešek zapišejo v obliki ar = v w . Znajo pojasniti, da je enakomerno kroženje pospešeno gibanje, ker se spreminja smer hitrosti. Vedo, da je smer pospeška enaka smeri spremembe hitrosti (proti središču), in znajo izračunati njegovo velikost.
b) opisati sestavljeno gibanje, razložiti in uporabiti pravilo za računanje vektorja hitrosti.
Ploskovno enakomerno gibanje razstavijo na gibanji v smeri koordinatnih osi, postopek uporabijo v računskih primerih. Vodoravni met razstavijo na prosti pad in enakomerno gibanje in računajo domet ter trenutno hitrost.
c) zapisati in uporabiti enačbe za pot, hitrost in pospešek pri enakomernem in pri enakomerno pospešenem premem gibanju.
c) za ti dve gibanji iz grafa s(t) določiti hitrost, iz grafa v(t) določiti pot in pospešek in iz grafa a(t) določiti hitrost.
3. SILA IN NAVOR (6 h - jedro)
OŠ) Poznajo sile, ki delujejo na daljavo (teža, električna in magnetna sila), in sile ob dotiku (sila trenja).
Znajo opisati silo kot vektorsko količino, poznajo njeno enoto, znajo meriti sile s prožno vzmetjo.
Dijak naj zna:
a) opisati silo kot vektorsko količino in opredeliti njeno enoto.
Dijaki vedo, da je sila količina, s katero opišemo medsebojno delovanje dveh teles. Delovanje sile spoznajo po njenih učinkih in znajo navesti primere delovanja sil. Vedo, da silo opredelimo z njeno velikostjo, smerjo in prijemališčem. Vedo, da je prijemališče sile teže telesa v težišču, in znajo navesti težišča preprostih homogenih teles.
a) grafično seštevati sile v ravnini in pojasniti pomen rezultante.
Dijaki narišejo smer rezultante dveh sil in grafično določijo njeno velikost.
a) grafično razstaviti sile na komponente.
Dijaki narišejo silo, jo razstavijo na dve komponenti v predpisanih smereh in grafično določijo velikosti komponent.
a) zapisati in uporabiti izrek o ravnovesju sil.
Dijaki rešujejo probleme, v katerih je rezultanta sil na telo enaka nič in telo miruje ali se giblje s stalno hitrostjo v vodoravni ali navpični smeri. Ločijo med stabilno in labilno lego telesa glede na položaj težišča.
a) razložiti zakon o vzajemnem učinku.
Dijaki ločijo med silami, ki delujejo na telo, in silami, s katerimi telo deluje na okolico.Vedo, da sile delujejo vzajemno. Silo na izbrano telo povzroča neko drugo telo, na katero dano telo deluje z nasprotno enako silo. Vedo, da so za ugotavljanje ravnovesja telesa in za pospešek telesa pomembne le sile, s katerimi okolica deluje na telo.
a) definirati navor sile in pojasniti njegov pomen za ravnovesje teles.
Dijaki znajo določiti ročico sile kot razdaljo med premico sile in osjo. Vedo, da za ravnovesje telesa ni dovolj, da je vsota vseh sil na telo nič, pač pa da to velja tudi za navore. Vedo, da je težišče telesa prijemališče teže.
a) zapisati Hookov zakon.
Dijaki se zavedajo omejene veljavnosti Hookovega zakona, navedejo več primerov deformacije, zapišejo zakon z enačbo in ga predstavijo na grafu F = F (x).
a) definirati tlak in opisati nekaj priprav za merjenje tlaka.
Dijaki vedo, da je učinek sile odvisen od površine, na katero sila deluje, navedejo ustrezne primere in uporabijo definicijo v računskih primerih. Razložijo širjenje tlaka v tekočinah in delovanje hidravličnih sistemov. Vedo, da je težni tlak tekočine odvisen od višine stolpca tekočine in njene gostote. Opišejo merjenje zračnega tlaka in razložijo, kako se ta spreminja z nadmorsko višino in vremenom.
b) v pravokotnem koordinatnem sistemu izračunati velikost komponent vzdolž osi oziroma iz komponent izračunati velikost sile.
a) za izbrani sistem ločiti med zunanjo in notranjo silo ter med silo in nasprotno silo in uporabiti zakon vzajemnega učinka.
a) definirati prožnostni koeficient vzmeti in uporabiti vzmet za merjenje sil.
c) definirati koeficienta trenja in lepenja in reševati naloge, kjer nastopajo trenje in lepenje ter zračni upor.
c) določiti sile na telo, ki miruje na klancu.
c) izpeljati težni tlak v tekočinah in ga uporabiti pri ravnovesju tekočin in teles v tekočinah (vzgon).
c) definirati navor za sile v ravnini in uporabiti izrek o ravnovesju navorov.
c) izračunati lego težišča za sistem točkastih teles v ravnini.
4. NEWTONOVI ZAKONI IN GRAVITACIJA (5 h - jedro)
OŠ) Razlikujejo vrste gibanj glede na rezultanto zunanjih sil, poznajo zvezo med silo, maso in pospeškom.
Dijak naj zna:
a) uporabiti Newtonove zakone pri premem gibanju, padanju in enakomernem kroženju telesa.
Dijaki rešujejo primere premega gibanja telesa. Med silami nastopata sila trenja in zračnega upora. Problemi ne vključujejo gibanja telesa po klancu. Vedo, da je za pospešek telesa pomembna rezultanta vseh sil in masa. Vedo, da je masa merilo za vztrajnost telesa. Vedo, da je centripetalna sila ime za rezultanto sil, ki dajo telesu radialni pospešek. Znajo določiti centripetalno silo pri kroženju.
a) zapisati gravitacijski zakon.
Dijaki vedo, da je gravitacijska privlačna sila sorazmerna z masama obeh teles in obratno sorazmerna s kvadratom razdalje med težiščema teles. Vedo, da je teža gravitacijska privlačna sila med telesom in Zemljo. Znajo razložiti, zakaj gravitacijskih sil (razen teže) v vsakdanjem življenju ne opazimo. Vedo, da je gravitacijska sila odločilna pri gibanju satelitov, planetov, zvezd in galaksij v vesolju in da je gravitacijska sila centripetalna sila pri gibanju satelitov in planetov.
a) pojasniti in uporabiti zvezo med težo in maso in definirati gostoto snovi.
Dijaki vedo, da vsa telesa na Zemlji padajo z istim pospeškom: telo z večjo maso Zemlja bolj privlači, hkrati pa se telo z večjo maso bolj upira spremembi gibanja. Vedo, da težni pospešek nad Zemljinim površjem pada s kvadratom razdalje od središča Zemlje.
b) iz gravitacijskega zakona izpeljati težni pospešek in pokazati, da je ta enak pospešku prostega pada.
b) uporabiti gravitacijski zakon pri kroženju planetov in satelitov.
c) navesti Keplerjeve zakone in pojasniti tretji Keplerjev zakon za kroženje planetov.
c) opisati merjenje gravitacijske konstante in na osnovi tega določiti maso Zemlje.
5. IZREK O GIBALNI KOLIČINI
Dijak naj zna:
b) definirati sunek sile in gibalno količino.
b) izpeljati izrek o gibalni količini in razložiti, kdaj se gibalna količina ohranja.
b) uporabiti izrek o gibalni količini pri trkih in sili curka.
b) definirati masno središče in uporabiti izrek o gibanju masnega središča.
6. IZREK O VRTILNI KOLIČINI
Dijak naj zna:
c) definirati sunek navora in vrtilno količino za vrtenje togega telesa okrog stalne osi.
c) izpeljati izrek o vrtilni količini in razložiti, kdaj se vrtilna količina ohranja.
c) definirati vztrajnostni moment za tog sistem točkastih teles.
c) uporabiti izrek o vrtilni količini pri kvalitativni obravnavi vrtečih togih se teles.
7. DELO IN ENERGIJA ( 8 h - jedro)
OŠ) Izračunati znajo delo sile, ki je vzporedna s potjo, kinetično in potencialno energijo telesa. Znajo zapisati izrek o kinetični in potencialni energiji in ga uporabiti v preprostih primerih. Vedo, da se energija sistema ohranja.
Dijak naj zna:
a) definirati delo in moč in uporabiti definicijo v računskih primerih.
Delo stalne sile računajo za primere, ko je sila vzporedna s premikom.
a) zapisati izraz za kinetično energijo pri translacijskem gibanju.
Dijaki znajo uporabiti enačbo A = D Wk.
a) zapisati izraz za potencialno energijo v homogenem težnem polju.
Dijaki se zavedajo, da ima izraz Wp = mgh omejeno veljavnost in da je potencialna energija lastnost sistema dveh teles, opazovanega telesa in Zemlje. Znajo uporabiti enačbo A = DWp.
b) zapisati izraz za prožnostno energijo.
Dijaki računajo delo, ki ga prožno telo prejme ali odda, z enačbo A = D Wpr.
a) zapisati izrek o mehanski energiji in razložiti, kdaj se mehanska energija ohranja.
Dijaki vedo, v katerih primerih lahko uporabimo izrek o mehanski energiji. Znajo navesti primere za pretvarjanje ene oblike energije v drugo. Z ohranitvenim zakonom opišejo preprost sistem enega ali dveh teles (npr. padanje v gravitacijskem polju, centralni elastični trk).
b) uporabiti izrek o mehanski energiji.
Dijaki uporabijo enačbo A = D Wmeh za sistem enega ali več teles.
c) zapisati kinetično energijo telesa pri vrtenju okrog stalne osi.
b) zapisati enačbo za delo tlaka.
c) napisati relativistično zvezo med maso in energijo in jo vključiti v ohranitveni zakon za maso in energijo.
8. GIBANJE TEKOČIN
Dijak naj zna:
b) definirati prostorninski in masni tok.
c) pojasniti Bernoullijevo enačbo kot poseben primer izreka o kinetični energiji.
c) uporabiti zvezo med tokom, presekom in hitrostjo curka pri računskih primerih.
9. ZGRADBA IN MEHANIČNE LASTNOSTI SNOVI (2 h - jedro)
Dijak naj zna:
a) izračunati število molekul ali atomov v dani masi čiste snovi in iz tega oceniti velikost in maso atomov.
a) s silami med gradniki snovi kvalitativno pojasniti mikroskopsko sliko snovi v trdnem, tekočem in plinastem agregatnem stanju.
b) kvalitativno pojasniti površinsko napetost, tlak v mehurčku in kapljici ter kapilarnost.
b) definirati površinsko napetost in opisati pojave, ki so značilni zanjo.
c) definirati elastični modul in stisljivost.
10. TEMPERATURA (4 h - jedro)
OŠ) Poznajo Celzijevo in Kelvinovo temperaturno skalo in znajo meriti temperaturo.
Dijak naj zna:
a) definirati Kelvinovo temperaturno skalo s plinskim termometrom.
Dijaki vedo, da se vsi idealni plini enako raztezajo in da je pri stalnem tlaku prostornina idealnega plina po definiciji sorazmerna z absolutno temperaturo. Znajo pretvarjati temperaturo v stopinje Celzija in Kelvina. Vedo, da je v mikroskopski sliki temperatura merilo za povprečno kinetično energijo atomov ali molekul v plinu. Kvalitativno povežejo tlak in notranjo energijo plina s temperaturo.
a) definirati linearno in prostorninsko razteznost in zapisati zvezo med njima.
Dijaki v mikroskopski sliki kvalitativno razložijo raztezanje trdnih snovi, kapljevin in plinov. Dijaki znajo uporabiti definiciji za izračun linearnega ali prostorninskega raztezka ene snovi. Kvalitativno pojasnijo relativni raztezek pri spreminjanju temperature kapljevine in posode, v kateri je kapljevina.
a) zapisati in uporabiti plinske zakone pri termodinamičnih spremembah plina (pri stalni temperaturi, stalnem tlaku ali stalni prostornini).
Dijaki znajo uporabiti splošni plinski zakon za izbran plin v obliki pV = n R T za izračun ene od količin, ki nastopajo v njem.
a) definirati absolutno in relativno vlažnost zraka.
11. NOTRANJA ENERGIJA IN TOPLOTA (10 h - jedro)
OŠ) Znajo izračunati toploto in poznajo enoto zanjo.
Dijak naj zna:
a) zapisati energijski zakon in definirati toploto.
Dijaki zapišejo energijski zakon v obliki A + Q = DWm + DWn . V mikroskopski sliki kvalitativno razložijo notranjo energijo kot kinetično energijo plinskih atomov ali molekul ter toploto kot izmenjavo kinetične energije zaradi trkov med njimi. Izračunati znajo spremembo notranje energije zaradi dela trenja, upora in dovajanja toplote z grelcem.
a) definirati specifično toploto snovi in razložiti postopek merjenja.
Dijaki razložijo postopek merjenja specifične toplote z grelcem z znano močjo ali s tem, da vstavijo segret merjenec v tekočino z znano specifično toploto (voda). Iz danih merskih podatkov znajo izračunati specifično toploto merjenca.
a) opisati prehode med agregatnimi stanji in definirati izparilno in talilno toploto.
Dijaki vedo, da ostane temperatura med faznim prehodom nespremenjena, in to kvalitativno pojasnijo v mikroskopski sliki. Opišejo postopek merjenja obeh latentnih toplot. Ločijo med taljenjem, strjevanjem, izparevanjem in kondenzacijo. Vedo, da je temperatura faznega prehoda specifična za snov in odvisna od tlaka. Pojasnijo prejemanje ali oddajanje toplote med faznim prehodom.
a) definirati toplotni tok in ločiti med načini prenosa toplote.
Dijaki ločijo med prenosom energije ob toplotnem stiku, prenosom s pretakanjem snovi (konvekcija) ter z elektromagnetnim sevanjem in absorpcijo. Vedo, da se zaradi absorpcije sončne svetlobe telesa segrejejo, kar je pomembno za življenje na Zemlji, in poznajo pojav tople grede. Vedo, da vsa telesa sevajo elektromagnetno valovanje in da je moč sevanja odvisna od njegove absolutne temperature. Vedo, da je toplotni tok skozi plast določene snovi odvisen od vrste snovi, temperaturne razlike ter od površine in debeline plasti. Ločijo med toplotnimi prevodniki in izolatorji in poznajo pomen toplotne izolacije.
a) opisati delovanje toplotnega stroja in definirati njegov izkoristek ter pojasniti razloge, da je izkoristek manjši od 100 %.
Dijaki vedo, da toplotni stroj prejema toploto, ki se sprosti pri izgorevanju goriv, in del te toplote spremeni v mehansko delo. Izkoristek definirajo kot razmerje med oddanim delom in prejeto toploto. Navedejo nekaj primerov toplotnih strojev in njihove približne izkoristke. Vedo, da je za delovanje toplotnega stroja potrebna temperaturna razlika oziroma da toplotni stroj ne dela, če ga tudi ne hladimo: iz toplotnega stroja torej ni mogoče dobiti toliko dela, kolikor je bilo vanj vložene toplote.
a) ločevati med reverzibilnimi in ireverzibilnimi pojavi.
a) kvalitativno pojasniti drugi zakon termodinamike.
Nekateri pojavi se spontano razvijajo le v določeni smeri, v nasprotni smeri nikoli ne tečejo sami od sebe. Vsi imajo za posledico izravnavo razlik, zaradi katerih je do teh pojavov prišlo. Toplota teče od toplejšega mesta na hladnejše, energija se raztresa med delce, snov se raztresa po prostoru. Pri spremembah, ki potekajo v izoliranem sistemu, se vedno bolj ali manj nepopravljivo veča entropija sistema.
b) pojasniti tlak in notranjo energijo plina z mikroskopsko sliko gibanja molekul in ju povezati s temperaturo.
Dijaki znajo uporabiti enačbo .
b) definirati toplotno prevodnost.
c) specifično, izparilno in talilno toploto uporabiti pri reševanju kalorimetričnih nalog.
c) uporabiti energijski zakon pri spremembah plina ter ločiti med specifično toploto pri stalnem tlaku in pri stalni prostornini.
c) definirati krožno spremembo, jo skicirati na p-V diagramu in ob njej pojasniti pojme: prejeto in oddano delo, prejeta in oddana toplota.
c) zapisati Stefanov zakon za sevanje.
12. ELEKTRIČNI NABOJ IN ELEKTRIČNO POLJE ( 5 h - jedro)
OŠ) Vedo, da se električni naboj ohranja.
Dijak naj zna:
a) pojasniti, kako naelektrimo telesa, kako se naelektrena telesa obnašajo, ločiti med prevodniki in izolatorji, pojasniti delovanje elektroskopa.
Dijaki vedo, da pri tem električnega naboja ne ustvarjamo, ampak samo ločimo pozitivno in negativno naelektrene delce. Vedo, da je naboj karakteristična lastnost osnovnih delcev. Pozitivni in negativni naboj se privlačita, istoimenska naboja se odbijata. Telesa lahko naelektrimo z drgnenjem (izolatorji) ali z influenco (prevodniki).
a) zapisati Coulombov zakon in ga uporabiti pri računanju sil med dvema točkastima nabojema.
a) definirati jakost električnega polja in z električnimi silnicami ponazoriti električno polje točkastega naboja, električnega dipola in ploščatega kondenzatorja.
Dijaki definirajo vektor električne poljske jakosti kot vektor sile na enoto pozitivnega merilnega naboja. Gostota silnic je povezana z jakostjo polja. Dijaki vedo, da se električna sila in električna poljska jakost vektorsko seštevata.
a) definirati električno napetost med dvema točkama v električnem polju.
Pri premiku merilnega naboja em v električnem polju iz točke 1 v točko 2 opravi električna sila delo A21.
Električna napetost točke 2 glede na točko 1 je definirana kot delo električne sile na merilni naboj:
U21 = A21 / em . Dijaki poznajo elektronvolt kot enoto za energijo.
b) definirati potencialno energijo med dvema točkama v električnem polju.
a) definirati kapaciteto kondenzatorja in uporabiti definicijo v računskih primerih.
Dijaki vedo, da električni naboj shranjujemo v kondenzatorju. Čim več naboja spravimo vanj pri dani napetosti (opravljenem delu), tem večja je njegova kapaciteta: C = e/U
a) pojasniti z mikroskopskega stališča pojav influence v kovinah in Faradayevo kletko.
b) izračunati jakost električnega polja v okolici enega ali dveh točkastih nabojev.
b) zapisati napetost med točkama v homogenem električnem polju z električno poljsko jakostjo.
c) pojasniti, kaj so ekvipotencialne ploskve, in jih narisati za homogeno električno polje in za polje točkastega naboja.
b) pojasniti zvezo med nabojem, ploskovno gostoto naboja, jakostjo električnega polja in napetostjo na ploščatem kondenzatorju.
b) pojasniti z mikroskopskega stališča pojav polarizacije v dielektriku.
b) uporabiti enačbo za energijo kondenzatorja.
b) definirati gostoto energije električnega polja in za homogeno polje zapisati zvezo med gostoto energije in jakostjo električnega polja.
c) izračunati odklon curka nabitih delcev v homogenem električnem polju.
13. ELEKTRIČNI TOK (4 h - jedro)
OŠ) Vedo, da je električni tok usmerjeno gibanje nabitih delcev. Vedo, kako je s tokom in napetostjo pri vzporedni in zaporedni vezavi elementov v električnem krogu. Znajo vezati ampermeter in voltmeter. Poznajo Ohmov zakon.
Dijak naj zna:
a) zapisati zvezo med električnim nabojem in električnim tokom ter navesti osnovni naboj.
a) definirati gonilno napetost vira.
Dijaki definirajo gonilno napetost vira z delom na enoto prenesenega naboja.
a) zapisati Ohmov zakon in definirati upor.
Dijaki vedo, da je tok skozi prevodnik sorazmeren z napetostjo U in obratno sorazmeren z uporom R (I = U/R ). Vedo, da Ohmov zakon ne velja za vse prevodnike.
a) izračunati nadomestni upor zaporedno ali vzporedno vezanih električnih upornikov in pojasniti vezavo ampermetra in voltmetra v električnem krogu.
Pri vzporedno vezanih upornikih je napetost enaka na obeh upornikih. Če torej vežemo upornike vzporedno, bo stekel večji tok. Skupna upornost bo manjša.
U1 = U2 = U, I1 + I2 = I, U1/ R1+ U2/ R2= U/ R, 1/ R1+ 1/ R2= 1/ R,
Pri zaporedno vezanih upornikih je tok, ki teče skozi posamezni upor, enak (ohranitev naboja). Električno delo (napetost) pa se sešteva I1 = I2 = I, U1 + U2 = U, I1 R1+ I2 R2= I R, R1+ R2 = R,
a) zapisati enačbe za električno delo in moč enosmernega in izmeničnega toka in jih uporabiti v primerih enega napetostnega izvira in enega porabnika.
b) definirati specifični upor.
b) uporabiti zakon o ohranitvi naboja in energijski zakon pri obravnavi električnih krogov (prvi in drugi Kirchoffov zakon).
14. MAGNETNO POLJE (4 h - jedro)
OŠ) Vedo, da ima magnet dva pola, da je Zemlja tudi magnet in da v prostoru okoli magneta, v katerem delujejo magnetne sile, le-te ponazorimo s silnicami.
Dijak naj zna:
a) opisati lastnosti trajnih magnetov, pojav namagnetenja in razmagnetenja in našteti področja uporabe v informatiki.
Dijaki vedo, da se enaka pola odbijata in nasprotna privlačita. Če magnet prelomimo, dobimo dva magneta. Paličasti magnet, obešen na vrvico, se obrne v smeri N-S. Od tod severni in južni pol magneta. Namagnetenje železa in jekla.
a) s silnicami ponazoriti in opisati magnetno polje paličastega in podkvastega magneta ter magnetno polje Zemlje.
Dijaki vedo, da je smer silnic določena s smerjo, v katero se postavi magnetna igla. Silnice izvirajo v severnem polu in se vračajo v južni pol. Zemlja ima na severnem geografskem polu južni magnetni pol.
a) določiti smer magnetnega polja v okolici vodnikov, v žični zanki in v dolgi tuljavi, če po njih teče električni tok.
Magnetno polje ima v okolici dolgega ravnega vodnika obliko koncentričnih krogov. Smer silnic določimo s pravilom desne roke. Magnetno polje v okolici dolge tuljave je podobno magnetnemu polju paličastega magneta. Znotraj tuljave je polje homogeno.
a) opisati delovanje in uporabo elektromagneta.
Polje v notranjosti je homogeno in zelo močno. Železno jedro poveča gostoto magnetnega polja. Dijaki znajo opisati delovanje zvonca, slušalke in zvočnika.
a) določiti smer sile na vodnik s tokom v danem magnetnem polju.
Dijaki znajo določiti smer sile s pravilom desne roke, desnega vijaka ali z vektorskim pravilom.
a) opisati uporabo magnetnega navora pri modelu elektromotorja na enosmerni tok in merilniku na vrtljivo tuljavo.
Žična zanka se v magnetnem polju zasuče tako, da njeno lastno polje kaže v smeri zunanjega polja. Komutator skrbi za spremembo smeri toka v ustreznem trenutku.
a) navesti bistvene razlike med električno in magnetno silo na električno nabite delce. Opisati delovanje katodne cevi.
Električna sila deluje v smeri silnic, magnetna pa pravokotno na njih. Magnetna sila deluje le na gibajoči se naboj in je vedno pravokotna na smer gibanja.
c) definirati gostoto magnetnega polja.
c) zapisati in uporabiti enačbi za gostoto magnetnega polja v okolici ravnega vodnika in znotraj dolge tuljave.
c) zapisati enačbi za električno in magnetno silo na električni naboj.
c) določiti tir nabitih delcev v homogenem električnem in magnetnem polju.
c) izračunati navor na tokovno zanko v magnetnem polju.
c) definirati magnetni pretok skozi dano ploskev v homogenem magnetnem polju.
15. INDUKCIJA (4 h - jedro)
Dijak naj zna:
a) opisati pojav indukcije pri gibanju vodnika in vrtenju tuljave v magnetnem polju.
Po žici, ki jo premikamo tako, da seka silnice magnetnega polja, steče inducirani električni tok. Povečamo ga tako, da uporabimo močnejše magnetno polje ali pa žico premikamo hitreje, da v istem času seka več silnic. Dijaki znajo opisati delovanje generatorja.
a) opisati pojav indukcije pri spreminjanju polja skozi tuljavo.
Če hitro potiskamo magnet v tuljavo ali pa ga potegnemo ven, se v tuljavi inducira napetost, ki požene tok. Če želimo napetost in tok povečati, uporabimo močnejši magnet, premikamo magnet hitreje ali pa povečamo število ovojev.
a) uporabiti Lenzovo pravilo za določanje smeri induciranega toka.
Dijaki vedo, da ima inducirani tok tako smer, da magnetna sila, ki se zaradi njega pojavi na vodnik oziroma zanko, nasprotuje gibanju vodnika oziroma vrtenju zanke, in znajo v konkretnem primeru določiti smer induciranega toka.
a) opisati pojav indukcije pri magnetni sklopitvi dveh tuljav (transformator).
Ko vključimo tok v eni tuljavi, se v drugi inducira tok, čeprav se tuljavi ne premikata. Podobno se zgodi, če tok izključimo. Pri stalnem toku se ne zgodi nič. Pri izmeničnem toku v primarni tuljavi dobimo izmenični tok tudi v sekundarni tuljavi.
a) pojasniti, kako s transformatorjem dobimo visoke napetosti ali velike tokove, ter pojasniti prenos električne moči.
Napetosti na tuljavah sta sorazmerni številu navojev: U1 /U2 = N1/N2. Transformator torej zviša ali zniža napetosti. Transformator ima dober izkoristek - skoraj 100%. Torej je P1= P2, kar pomeni I1 x U1 = I2 x U2. Če zvišamo napetost, teče pri isti električni moči manjši tok. Žice se manj grejejo.
b) napisati splošni indukcijski zakon in ga uporabiti pri spreminjanju magnetnega pretoka skozi tuljavo.
b) definirati induktivnost tuljave.
b) uporabiti enačbo za energijo tuljave.
c) izračunati inducirano napetost neobremenjenega idealnega transformatorja in definirati njegov izkoristek.
c) uporabiti enačbo za gostoto energije magnetnega polja.
16. NIHANJE (8 h - jedro)
Dijak naj zna:
a) opisati nihanje in nihala. Poznati pojma nihajni čas in frekvenca ter zvezo med njima. Poznati pojem ravnovesne lege in amplitude nihanja.
a) poznati nitno (težno - matematično) in vzmetno nihalo ter njune lastnosti.
Nihanje nitnega in vzmetnega nihala je sinusno. Nihajni čas ni odvisen od amplitude. Pri nitnem nihalu nihajni čas ni odvisen od mase uteži, je pa odvisen od dolžine vrvice. Pri vzmetnem nihalu je nihajni čas daljši, če ima utež večjo maso.
a) grafično prikazati časovno spreminjanje odmika pri sinusnem nihanju (sled nihanja) in iz grafa odmika v odvisnosti od časa določiti amplitudo, frekvenco in nihajni čas.
Dijaki znajo s poskusi (lonček s črnilom, brnač, glasbene vilice) pokazati odvisnost lege od časa za nihanje preprostih nihal, ki nihajo sinusno.
a) iz grafa odmika v odvisnosti od časa preiti na grafa hitrosti in pospeška v odvisnosti od časa.
Iz strmine na grafu odmika v odvisnosti od časa in iz sledi gibanja (kapljice črnila iz lončka ali sledi brnača, nalepljene navpično) lahko sklepamo, kakšna sta grafa za hitrost in pospešek v odvisnosti od časa. Hitrost je največja v ravnovesni legi. Pospešek je sorazmeren z odmikom, kaže pa vedno proti ravnovesni legi.
a) pojasniti, da je vzrok za nihanje sila, ki vleče nihalo proti ravnovesni legi.
Dijaki vedo, da sta sila in pospešek sorazmerna (Newtonov II. zakon). Sila, ki povzroči sinusno nihanje, je torej sorazmerna z odmikom in vleče telo v ravnovesno lego.
a) definirati energijo nihanja in opisati energijske pretvorbe pri nihanju nihala na vijačno vzmet in pri nitnem nihalu.
Energija nihanja je enaka največji kinetični energiji nihala. V skrajnih legah je kinetična energija nihala enaka nič. Vsa energija je v potencialni oziroma prožnostni energiji.
a) narisati graf spreminjanja energije v odvisnosti od časa za nihanje vzmetnega in nitnega nihala.
Energija nihanja je stalna. Na grafu se vidi pretvarjanje ene energije v drugo. Frekvenca spreminjanja energije je dvakrat večja od frekvence nihanja.
a) opisati zgradbo in delovanje električnega nihajnega kroga.
Električni nihajni krog sestavljata tuljava in kondenzator. Nabiti kondenzator se prazni preko tuljave. Zaradi indukcije teče tok tudi potem, ko je kondenzator že prazen, zato se ta ponovno napolni.
a) opisati razloge za dušeno nihanje in grafično prikazati časovni potek odmika pri dušenem nihanju.
Zaradi trenja in zračnega upora se energija nihanja zmanjšuje. Zmanjševanje energije in s tem tudi amplitude poteka eksponentno - po določenem številu nihajev se amplituda zmanjša na polovico. Frekvenca nihanja se z manjšanjem amplitude ne spreminja.
a) pojasniti vsiljeno nihanje, pojasniti pojav resonance, navesti nekaj primerov in skicirati resonančno krivuljo.
Nihalo lahko s periodično motnjo od zunaj vzpodbujamo k nihanju. Amplitude nihala so tem večje, čim bližje je frekvenca motnje lastni frekvenci nihala. Amplituda v resonanci je odvisna od dušenja.
b) grafično prikazati časovno spreminjanje hitrosti in pospeška pri sinusnem nihanju in iz grafov časovnega poteka hitrosti in pospeška določiti amplitudo hitrosti in pospeška.
b) zapisati in uporabiti zveze med amplitudami odmika, hitrosti in pospeška.
c) z enačbo zapisati in uporabiti enačbe za s(t), v(t) in a(t) pri sinusnem nihanju.
b) kvalitativno pojasniti zvezo med kapacitivnostjo kondenzatorja, induktivnostjo tuljave ter nihajnim časom.
c) uporabiti Newtonov zakon pri določanju nihajnega časa nihala na vijačno vzmet.
b) uporabiti enačbe za lastni nihajni čas nihala na vijačno vzmet, težnega nihala in električnega nihajnega kroga.
17. VALOVANJE (10 h - jedro)
Dijak naj zna:
a) grafično prikazati trenutno sliko potujočega sinusnega valovanja in na njej določiti amplitudo in valovno dolžino.
Na modelu potujočega sinusnega vala je mogoče ugotoviti, da vse točke nihajo na enak način, vendar z določeno zakasnitvijo glede na nihanje izvira. Razdalja od neke točke do najbližje točke, ki zaostaja ali prehiteva za en nihaj, je valovna dolžina. Ko naredi izvir en nihaj, se valovanje razširi za eno valovno dolžino.
a) pojasniti pojem motnje, hitrost motnje, opisati longitudinalno in transverzalno valovanje in našteti primere obeh vrst valovanj.
Nihanje posameznih delov sredstva se po sredstvu kot motnja prenaša na sosednje dele. Hitrost širjenja motnje je hitrost valovanja. Motnja lahko potuje v isti smeri, kot nihajo delci (vzdolžno ali longitudinalno valovanje), ali pa pravokotno na smer nihanja delcev (prečno ali tranverzalno valovanje). Hitrost motnje je v homogenem sredstvu konstantna, odvisna je od mehanskih lastnosti sredstva.
a) pojasniti pojme hrib, dol, zgoščina, razredčina.
a) pri transverzalnem valovanju povezati c, l in t0.
Motnja prepotuje v času enega nihaja razdaljo do sosednje točke, ki niha tako, da zamuja za en nihaj (je v fazi): c=l/t0=ln.
a) ob primeru valovanja na vodni gladini pojasniti pojme valovna črta in žarek.
Črta, ki povezuje hrib valov pri valovanju na ravnini, se imenuje valovna črta. Pri valovanju, ki izvira iz točke na ravnini, so valovne črte koncentrični krogi. Žarek je pravokotnica na valovne črte.
a) opisati odboj, lom in uklon valovanja.
Na meji sredstva, po katerem se širi, se valovanje odbije. Če ima v drugem sredstvu valovanje manjšo hitrost, se pri odboju v prvo sredstvo faza obrne - primer valovanja na vrvi. Velja odbojni zakon - vpadni kot je enak odbojnemu. Pri prehodu valovanja v sredstvo, kjer ima drugačno hitrost, se spremeni valovna dolžina, pri poševnem vpadu na mejo med sredstvoma se spremeni smer žarka, frekvenca pa se ne spremeni. Totalni odboj. Uklon je pojav, ko se valovanje širi v geometrijski senci za oviro ali režo.
a) opisati interferenco valovanj dveh sočasno nihajočih točkastih izvirov.
Če se v neki točki sreča dvoje ali več valovanj, se odmiki posameznih valovanj v tej točki vektorsko seštevajo. Pri interferenci dveh valovanj z enakima frekvencama in amplitudama se v nekaterih točkah valovanje ojači, v drugih pa oslabi ali popolnoma izniči.
a) pojasniti nastanek in lastnosti stoječega valovanja ter pojma hrbet in vozel.
Po odboju valovanja na koncu vrvi oziroma v piščali se srečata vpadni in odbiti val. Pri tem pride do interference. Na nekaterih mestih se valovanje ojači, na drugih pa oslabi. Tako dobimo stoječe valovanje. Posamezni deli nihajo (tam, kjer je nihanje najmočnejše, nastane hrbet), v nekaterih točkah se valovanje izniči (vozel). Struna, piščal.
a) opisati zvok kot longitudinalno valovanje in navesti hitrost zvoka v zraku pri sobni temperaturi.
a) kvalitativno pojasniti Dopplerjev pojav.
Pri gibanju zvočila se pred zvočilom valovna dolžina zmanjša, za zvočilom pa poveča. Mirujoči poslušalec sliši pri tem večjo ali manjšo frekvenco, odvisno od njegovega položaja glede na zvočilo. Pri gibanju poslušalca glede na mirujoče zvočilo poslušalec sliši spremenjeno frekvenco zvoka.
b) računsko določiti smeri ojačanih curkov pri interferenci valovanj iz dveh sočasno nihajočih krožnih izvirov.
b) definirati energijski spekter valovanja in ločiti med tonom, zvenom in šumom.
c) pojasniti lastna nihanja strune in kvalitativno povezati frekvenco strune s silo, s katero je napeta.
c) uporabiti enačbe za Dopplerjev pojav.
c) določiti kot pri vrhu Machovega stožca.
b) definirati gostoto energijskega toka in navesti spodnjo mejo občutljivosti ušesa in očesa.
c) uporabiti enačbo za gostoto energijskega toka pri usmerjenem curku valovanja ter pri izotropnih izvirih valovanja.
c) pojasniti časovno spreminjanje električnega in magnetnega polja v točki prostora, skozi katerega se širi elektromagnetno valovanje, in narisati medsebojno lego vektorjev E, B, c.
c) zapisati zvezo med amplitudama jakosti električnega polja in gostote magnetnega polja v potujočem elektromagnetnem valovanju v vakuumu.
c) uporabiti zvezo med gostoto energijskega toka elektromagnetnega valovanja in amplitudama E in B.
18. SVETLOBA - OPTIKA (4 h - jedro)
OŠ) Poznajo lomni in odbojni zakon.
Dijak naj zna:
a) navesti razloge za valovni model svetlobe.
Uklon svetlobe na reži, interferenca na mrežici. Spekter svetlobe z uklonsko mrežico.
a) navesti in poimenovati spektralna območja elektromagnetnega valovanja.
a) definirati lomni količnik in zapisati odbojni ter lomni zakon.
a) z lomnim zakonom pojasniti totalni odboj in navesti primer.
Dijaki vedo, da totalni odboj nastopi pri prehodu svetlobe v sredstvo, v katerem se ji hitrost poveča.
a) pojasniti interferenco enobarvne in bele svetlobe na dveh tankih režah in na uklonski mrežici.
a) narisati potek žarkov pri preslikavi z lečo, ravnim in ukrivljenim zrcalom.
b) pojasniti uporabo lupe, definirati povečavo in jo izračunati.
b) pojasniti uporabo uklonske mrežice za merjenje valovne dolžine svetlobe.
b) z enačbami povezati lege in velikosti predmetov in slik pri preslikavah z lečami, ravnimi in ukrivljenimi zrcali.
b) pojasniti uporabo leč pri korekciji vida.
c) iz moči, ki jo izotropno seva točkasto svetilo, določiti gostoto energijskega toka na določeni razdalji.
c) zapisati in uporabiti zvezo med gostoto svetlobnega toka in osvetljenostjo ploskve, na katero pada.
19. ATOM (4 h - jedro)
Dijak naj zna:
a) opisati fotoefekt na cinkovi ploščici ter v fotocelici, poskus kvalitativno razložiti z delčno naravo svetlobe.
Dijaki vedo, da kinetična energija izbitih elektronov pri fotoefektu ni odvisna od gostote svetlobnega toka, pač pa od valovne dolžine vpadle svetlobe. Energija fotona je W=hn.
a) pojasniti delovanje rentgenske cevi.
a) kvalitativno pojasniti nastanek črtastih emisijskih in absorbcijskih spektrov v plinih.
a) opisati lestvico energijskih stanj atoma.
Dijaki vedo, da je atom lahko v različnih energijskih stanjih, ki so diskretna.
a) zapisati frekvence izsevane svetlobe pri prehodih med diskretnimi stacionarnimi stanji.
Uporabiti znajo enačbo DW=hn.
c) skicirati in pojasniti diskretni in zvezni del spektra rentgenske svetlobe.
b) izračunati največjo kinetično energijo izbitih elektronov pri fotoefektu.
c) določiti kratkovalovno mejo zavornega spektra rentgenske svetlobe.
c) pojasniti vzbujanje atomov s trki
20. FIZIKA TRDNE SNOVI
Dijak naj zna kvalitativno:
c) pojasniti razliko med kovinami, izolatorji in polprevodniki.
c) pojasniti lastnosti polprevodnikov s primesmi.
c) pojasniti vpliv temperature in svetlobe na specifični upor polprevodnikov.
c) pojasniti in narisati karakteristiko polprevodniške diode.
c) pojasniti Hallov pojav.
21. ATOMSKO JEDRO (4 h - jedro)
Dijak naj zna:
a) navesti velikostno stopnjo premera jedra in navesti, iz česa je jedro zgrajeno.
a) definirati masno število in vrstno število ter pojasniti, kaj sta nukleon in izotop.
a) kvalitativno z energijskega stališča pojasniti masni defekt.
Uporabiti znajo enačbo DW=mc2.
a) ob periodnem sistemu elementov napovedati, kaj nastane pri razpadih alfa, beta in gama.
a) kvalitativno opisati jedrsko cepitev in delovanje jedrskega reaktorja.
b) pojasniti pojem vezavne energije.
Vezavna energija na nukleon je energija, ki jo moramo nukleonu dovesti, da ga iztrgamo iz jedra, in je torej merilo za stabilnost jedra.
b) z računom za dano reakcijo določiti vrsto reakcije.
Pri jedrskih reakcijah je masa vseh delcev po reakciji drugačna kot pred reakcijo. Razlika gre na račun oddane oziroma vložene energije (eksotermne, endotermne reakcije).
c) pri razpadih alfa, beta in gama na osnovi masnega defekta izračunati reakcijske energije.
c) opisati delovanje plinske ionizacijske celice.
c) uporabiti enačbo za radioaktivni razpad in aktivnost, pojasniti pomen razpolovnega časa in razpadne konstante.
c) uporabiti ohranitvene zakone pri jedrskih reakcijah.
22. ASTRONOMIJA (3 h - jedro)
OŠ) Poznajo pojme dan, leto, zvezda, planet, luna in galaksija.
Dijak naj zna:
a) ločiti med zvezdo, planetom in luno.
a) opisati naš sončni sistem, njegovo lego in velikost v galaksiji.
a) opisati procese, ki potekajo na Soncu.
Dijaki vedo, da v Soncu poteka zlivanje jeder in da se pri tem sprošča vezavna energija.
a) opisati življenje zvezd, galaksij in vesolja.
Gravitacijsko sesedanje, jedrske reakcije, rdeče velikanke in bele pritlikavke, supernova, črna luknja.
c) pojasniti meritev oddaljenih zvezd s paralakso in pojasniti omejitve te metode.
c) izračunati maso Sonca in temperaturo površine Sonca iz podatkov, dobljenih z astronomskimi opazovanji.
c) opisati vidni del spektra sončevega sevanja, ga povezati s sevanjem črnega telesa in pojasniti obstoj in pomen absorbcijskih spektralnih črt.
c) opisati zvezo med barvo zvezd in njihovo temperaturo (Wienov zakon).
4.1. SEZNAM EKSPERIMENTALNIH VAJ ZA JEDRO (A)
MERJENJE DOLŽINE
Merjenje s kljunastim merilom in vijačnim merilom.
RAZTEZANJE PROŽNIH TELES
Umerjanje prožne vzmeti za merjenje sil.
RAVNOVESJE SIL
Določanje rezultante sil.
DOLOČANJE HITROSTI IN POSPEŠKA
Gibanje po klancu. Prosto padanje.
NEWTONOV II. ZAKON
Merjenje pospeška v odvisnosti od sile (zračna drča).
KALORIMETRIJA
Merjenje specifične toplote snovi.
MERJENJE ELEKTRIČNE NAPETOSTI, TOKA IN UPORA
Instrument na vrtljivo tuljavico. Vzporedna in zaporedna vezava upornikov.
Delilnik napetosti.
MERJENJE GOSTOTE MAGNETNEGA POLJA
Merjenje gostote magnetnega polja s Hallovo sondo.
TEŽNO NIHALO - VZMETNO NIHALO - RESONANCA
Merjenje odvisnosti nihajnega časa od dolžine nihala. Merjenje odvisnosti nihajnega časa od koeficienta vzmeti nihala. Merjenje odvisnosti amplitude nihanja od frekvence vzbujanja.
STOJEČE VALOVANJE
Stoječe valovanje na vrvici in vzmeti.
LOM SVETLOBE
Merjenje lomnega količnika. Merjenje goriščne razdalje leče.
UKLON IN INTERFERENCA
Uklon svetlobe na reži, dveh režah, mrežici.
FOTOEFEKT
Merjenje zaporne napetosti in določanje Planckove konstante.
Seznam se za obseg 210 ur dopolni s 7 vajami iz izbirnega dela. Predlog za nekatere od teh vaj:
I. GIBALNA KOLIČINA
Preverjanje zakona o ohranitvi gibalne količine (balistično nihalo, trki na zračni drči).
II. PRESLIKAVE Z LEČAMI IN ZRCALI
Merjenje goriščne razdalje leče. Lupa. Realna in navidezna slika. Povečava preslikave.
III. MERJENJE HITROSTI ZVOKA
Zvočno stoječe valovanje v cevi (piščali) spremenljive dolžine; ko piščal zazveni, odčitamo dolžino in iz tega podatka določimo valovno dolžino zvoka. Frekvenco (nihajni čas) poznamo, tj. frekvenca glasbenih vilic, s katero zbujamo zvočno valovanje v piščali. Izračunamo hitrost po zvezi c=l/to.
IV. OSCILOSKOP
Opazovanje izmeničnih napetosti. Določanje amplitude napetosti in nihajnega časa. Nihanje vpetega nosilca.
Dodamo lahko tudi vaje z vmesnikom.
5. DIDAKTIČNO METODIČNA PRIPOROČILA
5.1. VRSTNI RED OBRAVNAVE
Število poglavij, njihov vrstni red in razvrstitev tem znotraj poglavij so povzeti po maturitetnem katalogu, kar ne pomeni, da je s tem predpisan tudi vrstni red podajanja snovi. Predpisano učno snov razporedijo v okviru ur, ki so na razpolago, učitelji fizike sami. Zaradi lažjega matematičnega pristopa bi vrstni red podajanja lahko bil naslednji: termodinamika, energija, atomska in jedrska fizika, mehanika, nihanje in valovanje, elektrika in magnetizem. Možen je tudi vrstni red, ki ga je vpeljala SVIO - fizika.
V programih, kjer je fizika osnova za stroko, se vrstni red uskladi s strokovnimi predmeti.
5.2. RAZPOREDITEV UR PO POGLAVJIH
Ob posameznih poglavjih osnovnega nivoja ali jedra je zapisano število ur, namenjeno obravnavi tega poglavja. To število ni obvezujoče, kaže pa stopnjo poglobljenosti pri obravnavi posameznih tem. Razporejenih je 95 od 140 ur, ostale ure osnovnega nivoja so namenjene ponavljanju, preverjanju znanja in laboratorijskim vajam.
5.3. PODAJANJE UČNE SNOVI
Na nivoju a) je večina osnovnih tem podrobneje opredeljena, nivo c) ostaja enak maturitetnemu katalogu. Na vseh nivojih, še posebno na osnovnem, je potreben poudarek na kvalitativni obravnavi učne snovi ter na razumevanju osnovnih fizikalnih zakonov in konceptov. Računske naloge na nivoju a) ne bi smele presegati vsebin, zajetih v razširjenih opisih tem. Težišče preverjanja znanja na nivojih a) in b) bi moralo biti na razumevanju osnovnih fizikalnih zakonitosti.
5.4. IZBIRNE VSEBINE (povezava z vsakdanjim življenjem, trajnostna vzgoja itd.)
Izbirne vsebine (70 ur, nivo b) učitelji izberejo v povezavi z usmeritvijo šole ali glede na zanimanje dijakov in zanje sami izdelajo podrobnejši učni načrt.
Skoraj vsa področja fizike, zajeta v učnem načrtu, se navezujejo na vsakodnevne izkušnje.V izbirnemu delu imajo učitelji možnost z izbiro dodatnih tem usmerjati pouk tako, da ga povezujejo z vsakdanjim življenjem, s problemi, ki jih povzroča razvoj v našem okolju, s posledicami, ki izvirajo iz tega, in z načini, kako se jim izognemo. Take teme so promet, energija in obnovljivi energijski viri, entropija (ekologija), fiziologija (šport), akustika in astronomija, pa tudi vreme, fizika v medicini, v arheologiji, biofizika, jedrska fizika in njena uporaba (medicinska diagnostika in terapija, tehnologija, energija, raziskave), tveganje in posledice. Možno je izbrati tudi teme, ki se navezujejo na zgodovinski razvoj fizikalnih zamisli in njihov vpliv na družbo in s tem povezana tehnološka, etična, socialna in filozofska vprašanja.
Odprtost kataloga znanj naj spodbudi učitelje, avtorje didaktičnih gradiv, pa tudi druge (strokovnjake z drugih področij, učitelje drugih predmetov, starše in dijake), da pomagajo pri izbiri tem oziroma poudarkov.
5.5. UPORABA RAČUNALNIKA PRI POUKU FIZIKE
Uporaba računalnika mora prispevati k novi kakovosti pouka (merjenje s pomočjo računalnika, obdelava meritev, interaktivnost, modeliranje, analiza, animacija, ..), ne pa golemu projiciranju prosojnic.
Zavedati se moramo, da so (v večini primerov) računalniki le v računalnici in da jo lahko obiščemo le malokrat. Tako je, za uporabo programov pri pouku, potrebna oprema za računalniško projekcijo, ki jo moramo imeti stalno pripravljeno.
Računalništvo je veja, ki se zelo hitro razvija, tako da je treba gledati navedene programe kot priporočilo, ne pa kot obvezo. Programi, ki jih trenutno ponuja Ro, pokrivajo celotno področje srednješolske fizike. V vsakem programu najdemo vrsto odličnih rešitev in seveda tudi kakšno nerodnost.
Animirane skice - Veliko kratkih programov za podporo in poživitev učiteljeve razlage. Interaktivno delo ni možno.
Albert - 45 okenskih simulacij, primernih za demonstracijo in samostojno delo dijakov.
Visual physics - 7 simulacij, tonski generator in analiza zvoka. Program je primeren za demonstracijo in samostojno delo dijakov.
Edison - električni krogi. Program je primeren za demonstracijo in samostojno delo dijakov.
Interactive Physics- orodje za gradnjo simulacij. Program je primeren za demonstracijo in samostojno delo dijakov.
Že v letu 95 je predmetna skupina za fiziko pri Zavodu RS za šolstvo ponudila šolam zbirko programov treh avtorjev: A. Zlatolasa, P. Sekolonika in V. Petrune.
Uporaba računalnika pri posameznih poglavjih:
I. Fizikalne količine in enote