FYZIKA PORG Ostrava Fyziku vyučujeme na gymnáziu PORG Ostrava jako samostatný předmět od sekundy do sexty. Fyziku vyučujeme v češtině a rozvíjíme v ní a doplňujeme témata probíraná v rámci předmětu Integrated Science, který se vyučuje v angličtině. Součástí výuky jsou laboratorní cvičení. V septimě a oktávě si studenti mohou dosažené znalosti prohlubovat ve dvouletém fyzikálním semináři (septima, oktáva). Kurz si vybírají studenti, kteří se připravují k české maturitní zkoušce z fyziky či ke složení přijímacích zkoušek na vysoké školy technického a přírodovědného směru, případně ti, které fyzika zajímá a chtějí si rozšířit své znalosti.
I. Cíle výuky Naši studenti získají kvalitní přehled o zákonitostech přírodních jevů a seznámí se s fyzikálními obory společně s teoriemi a tématy, které zahrnují. Zájemci jsou připravováni k úspěšnému složení maturitní zkoušky z fyziky a ke složení přijímacích zkoušek na vysoké školy technického a přírodovědného směru. V průběhu studia se studenti učí: • experimentovat a měřit •
objektivně a spolehlivě pozorovat
•
analyzovat výsledky pozorování a vyvozovat z nich závěry
•
vytvářet a ověřovat hypotézy o podstatě pozorovaných jevů
•
řešit problémy logickými i empirickými postupy a pokusy ověřovat správnost jejich řešení
II. Nástroje a metody, kterými ověřujeme plnění cílů •
průběžné hodnocení (prověrky, krátké testy, ústní zkoušení, protokoly z laboratorních prácí apod.)
III. Hodinová dotace prima
sekunda
tercie
kvarta
kvinta
sexta
septima
oktáva
0
1
2
2
2
2
0
0
IV. Osnovy
Sekunda hodinová dotace 1 hodina týdně Měření a odhady Základní fyzikální veličiny (délka, objem, hmotnost, hustota) Převody jednotek Přesnost měření Pohyb a síla Rovnoměrný a nerovnoměrný pohyb Výpočet dráhy, doby a rychlosti rovnoměrného pohybu Grafy rovnoměrného a nerovnoměrného pohybu; průměrná rychlost Účinky síly; jak síly znázorňujeme; rovnováha sil Gravitační síla, tíhová síla, tíha Skládání sil; nakloněná rovina; šroub; klín Tření Tlak; deformace Zákon setrvačnosti a zákon síly; setrvačnost Zákon akce a reakce; srážka, raketový pohon Inerciální vztažná soustava Otáčivé účinky síly Rovnoramenná a nerovnoramenná páka; rovnováha na páce; moment síly Pevná a volná kladka, kladkostroj; kolo na hřídeli Těžiště; stabilita
Tercie hodinová dotace 2 hodiny týdně Mechanické vlastnosti tekutin Hustota Hydrostatický tlak Spojené nádoby Pascalův zákon; hydraulický lis Atmosférický tlak; podtlak a přetlak Archimédův zákon, vztlaková síla Optika Světelné zdroje, šíření světla. Stín; polostín; Měsíční fáze; zatmění Měsíce a Slunce Odraz světla; zákon odrazu; koutový odražeč, duté a vypuklé zrcadlo Lom světla, rozklad světla optickým hranolem, barva těles. Práce, energie, teplo Práce; výkon a příkon
Práce na jednoduchých strojích Účinnost, perpetuum mobile Pohybová a polohová energie a jejich přeměny Vnitřní energie; Joulův pokus Teplo a teplota; měrná tepelná kapacita Zákon zachování energie, přeměny energie Vedení tepla; šíření tepla prouděním a zářením Změny skupenství látek Tepelné motory - parní stroj; parní turbína; spalovací motor Počasí Meteorologie; atmosféra Země Základní meteorologické jevy Znečišťování atmosféry; skleníkový efekt
Kvarta hodinová dotace 2 hodiny týdně Elektromagnetické děje Elektrický náboj v klidu; elektrické pole; elektroskop Vodič; nevodič; elektrické pole ve vodičích Elektrický proud; měření elektrického proudu; elektrické napětí; měření elektrického napětí Ohmův zákon; elektrický odpor; rezistor; zapojení rezistorů vedle sebe a za sebou Elektrická energie výkon a příkon Vedení elektrického proudu v kapalinách a plynech Elektřina a magnetismus; magnetické účinky elektrického proudu Elektromotor; elektromagnetická indukce; dynamo; alternátor Transformátor Elektřina v domě; elektrické rozvody Polovodiče Kmitání a vlnění Mechanické kmitání; frekvence Elektrické kmity; telefon Vlnění; vlna Šíření zvuku; zvuk v kapalinách a v pevných látkách Odraz a ohyb vzduchu Vlnová délka; rezonance; infrazvuk; ultrazvuk Jaderná fyzika Atom a jeho jádro; jaderná reakce; radioaktivita; štěpení a spojování jader; jaderná elektrárna Vesmír Naše místo ve vesmíru; co vidíme na obloze
Planety; hvězdy; galaxie; historie vesmíru Energie Obnovitelné a neobnovitelné zdroje energie
Kvinta hodinová dotace 2 hodiny týdně Fyzikální veličiny a jejich měření Kinematika Trajektorie; dráha; pohyby přímočaré a křivočaré Průměrná a okamžitá rychlost; zrychlení Rovnoměrný přímočarý pohyb; rovnoměrně zrychlený pohyb, volný pád Rovnoměrný pohyb po kružnici Dynamika hmotného bodu Síla jako fyzikální veličina; skládání a rozklad sil Newtonovy pohybové zákony Tíhová síla; tíha tělesa Hybnost a její změna; impuls síly Zákon zachování hybnosti Dostředivá síla, vztažné soustavy Mechanická práce a energie Mechanická práce Kinetická a potenciální energie a její změna Zákon zachování mechanické energie Výkon, příkon, účinnost Gravitační pole Newtonův gravitační zákon Gravitační a tíhové zrychlení při povrchu Země Pohyby těles při povrchu a ve větších vzdálenostech od Země Keplerovy zákony, Sluneční soustava Mechanika tuhého tělesa Tuhé těleso, jeho posuvný a otáčivý pohyb kolem pevné osy Moment síly vzhledem k ose otáčení; výslednice momentů sil; momentová věta Skládání sil působících v různých bodech tuhého tělesa; dvojice sil; rozklad síly na dvě složky Těžiště tělesa; rovnovážná poloha tělesa Kinetická energie tuhého tělesa; moment setrvačnosti tělesa vzhledem k ose otáčení Jednoduché stroje Mechanika tekutin
Shodné a rozdílné vlastnosti kapalin a plynů Tlak v kapalinách a plynech Tlak v kapalinách vyvolaný vnější silou; Pascalův zákon Tlak vyvolaný tíhou kapaliny a vzduchu Vztlaková síla; Archimedův zákon Proudění tekutin, proudnice; objemový průtok; rovnice kontinuity, energie proudící vody Molekulová fyzika a termika Teplota a její měření; teplotní délková a objemová roztažnost Částicová stavba látek; hmotnost částic a látkové množství Vnitřní energie, měření tepla, přenos vnitřní energie Struktura a vlastnosti plynů Ideální plyn, stavové změny ideálního plynu Stavová rovnice ideálního plynu pro konstantní hmotnost plynu; speciální případy této rovnice Plyn při nízkém tlaku a teplotě Práce plynu, kruhový děj, tepelné motory (parní turbína, spalovací motory) Pevné látky a kapaliny Struktura pevných látek Deformace tuhého tělesa Hookův zákon pro pružnou deformaci tahem; mez pružnosti; mez pevnosti Povrchová vrstva kapalin; kapilární jevy Tání a tuhnutí, vypařování, var, kondenzace; vlhkost vzduchu
Sexta hodinová dotace 2 hodiny týdně Mechanické kmitání a vlnění Kmitavý pohyb; harmonické kmitání Mechanický oscilátor; perioda kmitání mechanického oscilátoru Nucené kmitání mechanického oscilátoru; rezonance Vlnění v řadě bodů, stojaté vlnění, šíření vlnění v prostoru; Huygensův princip, zvuk Elektrický náboj Elektrický náboj; elektrostatické silové působení; Coulombův zákon Elektrické pole; intenzita elektrického pole; elektrický potenciál; elektrické napětí Vodič a izolant v elektrickém poli; kapacita vodiče Elektrický proud Elektrický proud v kovových vodičích, jednoduchý elektrický obvod Odpor vodiče, Ohmův zákon pro část i celý obvod, Kirchhoffovy zákony, spojování rezistorů Spojování zdrojů napětí, práce a výkon elektrického proudu, teplo předané elektrickým spotřebičem Elektrický proud v kapalinách a plynech
Vedení elektrického proudu elektrolytem; elektrolýza; chemické zdroje napětí Výboje v plynech a jejich využití Magnetické pole Magnetické pole elektrického proudu, magnetická síla Částice s nábojem v magnetickém poli, magnetické látky Elektromagnetická indukce, indukčnost vodičů Střídavý proud Vznik střídavého proudu; obvod střídavého proudu R, L, C; výkon střídavého proudu Trojfázová soustava střídavého proudu, asynchronní elektromotor Transformátor, energetika a životní prostředí Elektronika. Elektromagnetické záření Polovodiče; příměsová vodivost; přechod PN; usměrňovač; tranzistor; zesilovač Oscilační obvod; elektromagnetický dipól; elektromagnetické vlnění; princip rozhlasu a televize Světlo jako vlnění Podstata světla, šíření světla; jevy na rozhraní dvou prostředí; rozklad světla hranolem Svítivost a osvětlení; elektromagnetické záření; vlnové vlastnosti světla Geometrická optika Zobrazení zrcadlem a čočkou; lidské oko; optické přístroje Speciální teorie relativity Mechanický princip relativity; základní principy STR Relativnost současnosti; důsledky STR Základní pojmy relativistické dynamiky Základní poznatky kvantové fyziky Fotoelektrický jev; kvantová teorie Fyzika elektronového obalu a atomového jádra Model atomu; spektrum atomu vodíku Elektronový obal atomu; jádro atomu Radioaktivita; jaderná energie; fyzika částic Astrofyzika Slunce; hvězdy a jejich vývoj; galaxie Vývoj a výzkum vesmíru Fyzikální obraz světa Mechanický obraz světa; elektrodynamický obraz světa; kvantový obraz světa
V. Učebnice
Sekunda Fyzika pro 7. ročník základní školy. Kolářová, Bohuněk. Nakladatelství Prometheus. Tercie Fyzika pro 7. ročník základní školy. Kolářová, Bohuněk. Nakladatelství Prometheus. Fyzika pro 8. ročník základní školy. Kolářová, Bohuněk. Nakladatelství Prometheus. Kvarta Fyzika 8, učebnice pro základní školy a víceletá gymnázia. Rauner a kol. Nakladatelství Fraus. Fyzika 9, učebnice pro základní školy a víceletá gymnázia. Rauner a kol. Nakladatelství Fraus. Kvinta Fyzika pro střední školy I. Lepil a kol. Nakladatelství Prometheus. Sexta Fyzika pro střední školy II. Lepil a kol. Nakladatelství Prometheus.
VI. Další doporučená literatura Kvinta Soukup, Veselý. Maturitní otázky, fyzika (souhrn učiva). Nakladatelství Fragment. Feynman. Šest snadných kapitol. Nakladatelství Aurora. Žák. Fyzikální úlohy pro střední školy. Nakladatelství Prometheus. Josef Nahodil. Sbírka úloh z fyziky kolem nás. Nakladatelství Prometheus. Sexta Soukup, Veselý. Maturitní otázky, fyzika (souhrn učiva). Nakladatelství Fragment. Feynman. Šest snadných kapitol. Nakladatelství Aurora. Hawking. Stručná historie času. Nakladatelství Argo. Vesmír, Euromedia Group k.s. Žák. Fyzikální úlohy pro střední školy. Nakladatelství Prometheus. Nahodil. Sbírka úloh z fyziky kolem nás. Nakladatelství Prometheus. Zamarovský. Proč je v noci tma? Aldebaran Group for Astrophysics. Gamow. Pan Tompkins stále v říši divů.
