Fizyka i Astronomia

Fizyka i Astronomia
Klasa 1A, B, C , D
2013/2014
PROGRAM NAUCZANIA
ROZKŁAD MATERIAŁU
PLAN WYNIKOWY
Teresa Wieczorkiewicz
Halina Woźniak
Podręcznik: red. Maria Fiałkowska, „Świat fizyki”, Podręcznik dla szkół ponadgimnazjalnych.
Zakres podstawowy, wyd. ZamKor, Kraków 2012r.
Numer ewidencyjny w wykazie 394/2011
1
Warszawa, wrzesień 2013r.
A. PROGRAN NAUCZANIA
Nr
lekcji
3
4 - 14
15 - 23
24 - 33
34 - 37
Dział fizyki
Zamiana jednostek, przekształcenia wzorów i analiza wymiarowa. Niepewność pomiarowa.
1. Grawitacja
2. Fizyka atomowa
3. Fizyka jądrowa
4. Astronomia
razem
Liczba
godz.
1
11
9
10
4
37
B. ROZKŁAD MATERIAŁU
1. Lekcja organizacyjna.
2. Test diagnostyczny po gimnazjum (1).
3. Zamiana jednostek, przekształcenia wzorów i analiza wymiarowa. Niepewność pomiarowa.
1. Grawitacja – 11 lekcji
Temat
1. Spadanie ciał, jako skutek oddziaływań grawitacyjnych.
Liczba
godz.
1
2. Prawa Keplera. Prawo powszechnej grawitacji.
2
3. Ruch po okręgu i jego przyczyna.
4. Siła grawitacji, jako siła dośrodkowa. III prawo Keplera. Ruchy satelitów
5. Nieważkość.
Powtórzenie
Sprawdzian wiedzy i umiejętności (2)
Omówienie wyników sprawdzianu
2
2
1
1
1
1
2. Fizyka atomowa – 9 lekcji
Temat
1. Model Bohra budowy atomu.
2. Zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne.
3. Widma ciągłe i liniowe.
Powtórzenie
Sprawdzian wiedzy i umiejętności (3)
Omówienie wyników sprawdzianu
Liczba
godz.
2
2
2
1
1
1
2
3. Fizyka jądrowa – 10 lekcji
Temat
1. Promieniowanie jądrowe i jego właściwości. Dawka promieniowania.
2. Budowa jądra atomowego. Prawo rozpadu promieniotwórczego. Metoda datowania izotopowego.
3. Energia wiązania. Reakcja rozszczepienia.
4. Bomba atomowa, energetyka jądrowa.
5. Reakcje syntezy jądrowej, Słońce i bomba wodorowa.
Powtórzenie
Sprawdzian wiedzy i umiejętności (4)
Omówienie wyników sprawdzianu
Liczba
godz.
2
2
1
1
1
1
1
1
4. Astronomia – 4 lekcje
Temat
1.
2.
3.
4.
Odległości do Księżyca, planet i gwiazd.
Planety i Księżyc.
Nasza Galaktyka. Inne galaktyki
Prawo Hubble’a i teoria Wielkiego Wybuchu
Liczba
godz.
1
1
1
1
3
PLAN WYNIKOWY
Uwaga 1. Klasa 1A ma te same treści i tematy w języku polskim i francuskim.
Uwaga 2. Treści konieczne = ocena 2; treści podstawowe = ocena 3; treści rozszerzone = ocena 4; treści dopełniające = ocena 5.
1. Lekcja organizacyjna.
2. Test diagnostyczny po gimnazjum (1).
3. Wstęp: Zamiana jednostek, przekształcenia wzorów i analiza wymiarowa. Niepewność pomiarowa.
1. Grawitacja – 11 lekcji
Lp.
4
Treści konieczne
Treści podstawowe
Treści rozszerzone
Treści dopełniające
Uczeń potrafi:
Uczeń potrafi:
Uczeń potrafi:
Uczeń potrafi:
Spadanie
ciał, • wskazać siłę grawitacji, ja- • przedstawić wynikający z eks- • przedstawić poglądy
• zaplanować i wykonać dojako skutek od- ko przyczynę swobodnego perymentów Galileusza wniosek Arystotelesa na ruch i spada- świadczenie (np. ze śrubami
działywań grawi- spadania ciał na powierzchnię dotyczący spadania ciał,
nie ciał,
przyczepionymi do nici) wykatacyjnych
Ziemi,
• wykazać, że spadanie swobod- • wyjaśnić, dlaczego czasy zujące, że spadanie swobodne
• posługiwać się terminem ne z niewielkich wysokości to spadania swobodnego (z ta- odbywa się ze stałym przyspie„spadanie swobodne”,
ruch jednostajnie przyspieszony kiej samej wysokości) ciał szeniem.
• obliczyć przybliżoną war- z przyspieszeniem grawitacyj- o różnych masach są jednatość siły grawitacji działającej nym,
kowe,
na ciało w pobliżu Ziemi,
• wykazać, że wartość przyspie- • obliczyć wartość przyspie• wymienić wielkości, od któ- szenia spadającego swobodnie szenia grawitacyjnego w porych zależy przyspieszenie ciała nie zależy od jego masy,
bliżu dowolnej planety lub jej
grawitacyjne w pobliżu pla- • obliczyć wartość przyspiesze- księżyca.
nety lub jej księżyca.
nia grawitacyjnego w pobliżu
Ziemi.
Temat lekcji
4
Lp.
5
6
7
8
Treści konieczne
Treści podstawowe
Treści rozszerzone
Treści dopełniające
Uczeń potrafi:
Uczeń potrafi:
Uczeń potrafi:
Uczeń potrafi:
Prawa Keplera.
• opowiedzieć o odkryciach • przedstawić główne założenia • podać treść I i II prawa
• na podstawie samodzielnie
Prawo powszech- Kopernika, Keplera i Newto- teorii heliocentrycznej Koperni- Keplera,
zgromadzonych
materiałów
nej grawitacji.
na,
ka,
• uzasadnić, dlaczego hipote- przygotować prezentację: Ne• opisać ruchy planet,
• zapisać i zinterpretować wzór za Newtona o jedności wton na tle epoki,
• podać treść prawa po- przedstawiający wartość siły Wszechświata
umożliwiła • wykazać, że Kopernika możwszechnej grawitacji,
grawitacji,
wyjaśnienie przyczyn ruchu na uważać za człowieka rene• narysować siły oddziaływa- • obliczyć wartość siły grawita- planet,
sansu.
nia grawitacyjnego dwóch kul cyjnego przyciągania dwóch • rozwiązywać zadania oblijednorodnych,
jednorodnych kul,
czeniowe, stosując prawo
• objaśnić wielkości występu- • wyjaśnić, dlaczego dostrzega- grawitacji.
jące w prawie powszechnego my skutki przyciągania przez
ciążenia
Ziemię otaczających nas przedmiotów, a nie obserwujemy
skutków ich wzajemnego oddziaływania grawitacyjnego.
Ruch po okręgu i • opisać ruch jednostajny po • opisać zależność wartości siły • obliczać wartość siły do- • omówić i wykonać doświadjego przyczyna. okręgu,
dośrodkowej od masy i szybko- środkowej,
czenie sprawdzające zależność
• posługiwać się pojęciem ści ciała poruszającego się po • obliczać wartość przyspie- Fr(m, v, r).
okresu i pojęciem częstotli- okręgu oraz od promienia okrę- szenia dośrodkowego,
wości,
gu,
• rozwiązywać zadania obli• wskazać siłę dośrodkową, • podać przykłady sił pełniących czeniowe, w których rolę siły
jako przyczynę ruchu po rolę siły dośrodkowej.
dośrodkowej odgrywają siły o
okręgu.
różnej naturze.
Temat lekcji
5
Lp.
9
10
11
12
13
14
Treści konieczne
Treści podstawowe
Treści rozszerzone
Treści dopełniające
Uczeń potrafi:
Uczeń potrafi:
Uczeń potrafi:
Uczeń potrafi:
Siła
grawitacji, • wskazać siłę grawitacji, któ- • podać treść III prawa
• stosować III prawo Keplera • stosować III prawo Keplera
jako siła dośrod- rą oddziałują Słońce i planety Keplera,
do opisu ruchu planet Układu do opisu ruchu układu satelikowa.
oraz planety i ich księżyce, • opisywać ruch sztucznych sate- Słonecznego,
tów krążących wokół tego saIII prawo Keple- jako siłę dośrodkową,
litów,
• wyprowadzić wzór na war- mego ciała,
ra.
• posługiwać się pojęciem • posługiwać się pojęciem tość pierwszej prędkości ko- • wyprowadzić III prawo
Ruchy satelitów satelity geostacjonarnego.
pierwszej prędkości kosmicznej, smicznej i objaśnić jej sens Keplera,
• uzasadnić użyteczność sateli- fizyczny,
• obliczyć szybkość satelity na
tów geostacjonarnych.
• obliczyć wartość pierwszej orbicie o zadanym promieniu,
prędkości kosmicznej.
• obliczyć promień orbity satelity geostacjonarnego.
Nieważkość.
• podać przykłady ciał znaj- • podać przykłady doświadczeń, • wyjaśnić, na czym polega • zaplanować, wykonać i wyjadujących się w stanie nie- w których można obserwować stan nieważkości,
śnić doświadczenie pokazująważkości.
ciało w stanie nieważkości.
• wykazać, przeprowadzając ce, że w stanie nieważkości nie
odpowiednie rozumowanie, można zmierzyć wartości cięże przedmiot leżący na pod- żaru ciała.
łodze windy spadającej swobodnie jest w stanie nieważkości.
Temat lekcji
Powtórzenie, sprawdzian z wiedzy i umiejętności (2) oraz omówienie wyników sprawdzianu.
6
2. Fizyka atomowa - 9 lekcji
Treści konieczne
Treści podstawowe
Treści rozszerzone
Treści dopełniające
Uczeń potrafi:
Uczeń potrafi:
Uczeń potrafi:
Uczeń potrafi:
Model Bohra bu- • przedstawić wczesne mode- • wyjaśnić, co to znaczy, że • obliczyć promienie kolej- • obliczyć częstotliwość i dłudowy atomu
le budowy atomu,
promienie orbit w atomie wodo- nych orbit w atomie wodoru, gość fali promieniowania po• przedstawić model Ruther- ru są skwantowane,
• obliczyć energię elektronu chłanianego lub emitowanego
forda budowy atomu i pod- • wyjaśnić, co to znaczy, że na dowolnej orbicie atomu przez atom,
stawowe założenia tego mo- energia elektronu w atomie wo- wodoru,
• wyjaśnić powstawanie serii
delu oraz doświadczenie przez doru jest skwantowana,
• obliczyć różnice energii widmowych atomu wodoru,
niego przeprowadzone,
• wyjaśnić, co to znaczy, że atom pomiędzy poziomami energe- • wykazać, że uogólniony wzór
• przedstawić model Bohra wodoru jest w stanie podstawo- tycznymi atomu wodoru,
Balmera jest zgodny ze wzobudowy atomu i podstawowe wym lub wzbudzonym.
• wyjaśnić powstawanie li- rem wynikającym z modelu
założenia tego modelu.
niowego widma emisyjnego Bohra,
i widma absorpcyjnego ato- • wyjaśnić powstawanie linii
mu wodoru.
Fraunhofera.
Lp. Temat lekcji
15
16
17
18
Zjawisko fotoe- • wyjaśnić pojęcie fotonu,
lektryczne
ze- • zapisać wzór na energię fownętrzne
tonu,
• podać przykłady praktycznego wykorzystania zjawiska
fotoelektrycznego,
• opisać budowę, zasadę działania i zastosowania fotokomórki,
• wyjaśnić, co to znaczy, że
światło ma naturę dualną.
• opisać i objaśnić zjawisko fotoelektryczne,
• opisać światło, jako wiązkę
fotonów,
• wyjaśnić, od czego zależy liczba fotoelektronów,
• wyjaśnić, od czego zależy
maksymalna energia kinetyczna
fotoelektronów,
• odczytywać informacje z wykresu zależności Ek().
• objaśnić wzór Einsteina opi- • przedstawić wyniki doświadsujący zjawisko fotoelek- czeń świadczących o kwantotryczne,
wym charakterze oddziaływa• obliczyć minimalną często- nia światła z materią,
tliwość i maksymalną długość • sporządzić i objaśnić wykres
fali promieniowania wywołu- zależności maksymalnej enerjącego efekt fotoelektryczny gii kinetycznej fotoelektronów
dla metalu o danej pracy wyj- od częstotliwości promieniościa,
wania wywołującego efekt fo• rozwiązywać zadania obli- toelektryczny dla fotokatod
czeniowe, stosując wzór Ein- wykonanych z różnych metali.
steina.
7
Treści konieczne
Treści podstawowe
Treści rozszerzone
Treści dopełniające
Uczeń potrafi:
Uczeń potrafi:
Uczeń potrafi:
Uczeń potrafi:
ciągłe • rozróżnić widmo ciągłe • opisać widmo promieniowania • opisać szczegółowo widmo • obliczyć długości fal odpoi widmo liniowe,
ciał stałych i cieczy,
atomu wodoru,
wiadających liniom widzialnej
• rozróżnić widmo emisyjne i • opisać widma gazów jednoat- • objaśnić wzór Balmera,
części widma atomu wodoru,
absorpcyjne.
omowych i par pierwiastków,
•
opisać metodę analizy • objaśnić uogólniony wzór
•
wyjaśnić różnice między widmowej,
Balmera.
widmem emisyjnym
• podać przykłady zastosoi absorpcyjnym.
wania analizy widmowej.
Lp. Temat lekcji
19
20
Widma
i liniowe.
21
22
23
Powtórzenie, sprawdzian z wiedzy i umiejętności (3) oraz omówienie wyników sprawdzianu.
3. Fizyka jądrowa – 10 lekcji
Treści konieczne
Treści podstawowe
Treści rozszerzone
Treści dopełniające
Uczeń potrafi:
Uczeń potrafi:
Uczeń potrafi:
Uczeń potrafi:
Promieniowanie • wymienić rodzaje promie- • przedstawić podstawowe fakty • wyjaśnić, do czego służy • odszukać informacje o projądrowe i jego niowania jądrowego występu- dotyczące odkrycia promienio- licznik G-M,
mieniowaniu X,
właściwości.
jącego w przyrodzie,
wania jądrowego,
• przedstawić wnioski wyni- • wskazać istotną różnicę mięwymienić podstawowe zasa- • opisać wkład Marii Skłodow- kające z doświadczenia Wy- dzy
promieniowaniem
X
dy ochrony przed promienio- skiej-Curie w badania nad
krywanie
promieniowania a promieniowaniem jądrowym,
waniem jonizującym,
promieniotwórczością,
jonizującego za pomocą licz- • przygotować prezentację na
• ocenić szkodliwość promie- • omówić właściwości promie- nika G-M,
temat: Historia odkrycia i baniowania jonizującego po- niowania  i ,
obliczyć dawkę pochłoniętą, dania promieniowania jądrochłanianego
wyjaśnić pojęcie dawki pochło- • wyjaśnić pojęcie mocy wego.
przez ciało człowieka w róż- niętej i podać jej jednostkę,
dawki,
nych sytuacjach.
• wyjaśnić pojęcie dawki sku- • wyjaśnić, do czego służą
dozymetry.
tecznej i podać jej jednostkę,
• opisać sposób wykrywania
promieniowania jonizującego.
Lp. Temat lekcji
24
25
8
Treści konieczne
Treści podstawowe
Treści rozszerzone
Treści dopełniające
Uczeń potrafi:
Uczeń potrafi:
Uczeń potrafi:
Uczeń potrafi:
Budowa
jądra • opisać budowę jądra ato- • zapisać schematy rozpadów • wyjaśnić zasadę datowania • zapisać prawo rozpadu proatomowego. Pra- mowego,
alfa i beta,
substancji
mieniotwórczego w postaci
wo rozpadu pro- • posługiwać się pojęciami: • opisać sposób powstawania na podstawie jej składu izo- N = N0 (1/2)t/T
mieniotwórczego. jądro atomowe, proton, neu- promieniowania gamma,
topowego i stosować tę zasa- • podać sens fizyczny i jedMetoda datowa- tron, nukleon, pierwiastek, • posługiwać się pojęciem jądra dę w zadaniach,
nostkę aktywności promienionia izotopowego izotop,
stabilnego
• wykonać doświadczenie twórczej,
• opisać rozpady alfa i beta, i niestabilnego,
symulujące rozpad promie- • rozwiązywać zadania obli• wyjaśnić pojęcie czasu po- • posługiwać się pojęciem czasu niotwórczy.
czeniowe, stosując wzory:
łowicznego rozpadu.,
połowicznego rozpadu,
N = N0 (1/2)t/T oraz
• podać skład jądra atomowe- • narysować wykres zależności
A = A0 (1/2)t/T,
go na podstawie liczby ma- od czasu liczby jąder, które ule• wyjaśnić, co to znaczy, że
sowej i atomowej.
gły rozpadowi,
rozpad promieniotwórczy ma
• objaśnić prawo rozpadu procharakter statystyczny.
mieniotwórczego.
Lp. Temat lekcji
26
27
28 Energia wiązania. • opisać reakcję rozszczepie- • wyjaśnić, na czym polega reak- • obliczyć energię spoczyn- • znając masy protonu, neutroReakcja rozszcze- nia uranu 235
cja łańcuchowa,
kową, deficyt masy, energię nu, elektronu i atomu o liczbie
pienia.
• podać warunki zajścia reakcji wiązania dla różnych pier- masowej A, obliczyć energię
łańcuchowej,
wiastków,
wiązania tego atomu,
• posługiwać się pojęciami: ener- • przeanalizować wykres za- • na podstawie wykresu zależgia spoczynkowa, deficyt masy, leżności energii wiązania ności
Ew(A) otrzymywanie
energia wiązania.
przypadającej na jeden nukle- wielkich energii w reakcjach
on od liczby nukleonów rozszczepienia ciężkich jąder.
wchodzących w skład jądra
atomu.
9
Treści konieczne
Treści podstawowe
Treści rozszerzone
Treści dopełniające
Uczeń potrafi:
Uczeń potrafi:
Uczeń potrafi:
Uczeń potrafi:
29 Bomba atomowa, • podać przykłady wykorzy- • opisać budowę i zasadę działa- • opisać budowę bomby ato- • odszukać informacje i przyenergetyka jądro- stania energii jądrowej.
nia reaktora jądrowego,
mowej,
gotować prezentację na temat
wa.
• opisać działanie elektrowni • przygotować wypowiedź na składowania odpadów radioakjądrowej,
temat: Czy elektrownie jądro- tywnych
• wymienić korzyści
we są niebezpieczne?
i związanych z tym zagrożeń.
i zagrożenia związane z wykorzystaniem energii jądrowej,
• opisać zasadę działania bomby
atomowej.
30 Reakcje syntezy • podać przykład reakcji ją- • wymienić i objaśnić różne ro- • opisać proces fuzji lekkich • porównać energie uwalniane
jądrowej, Słońce i drowej,
dzaje reakcji jądrowych,
jąder na przykładzie cyklu pp, w reakcjach syntezy i reakcjach
bomba wodorowa • nazwać reakcje zachodzące • zastosować zasady zachowania • opisać reakcje zachodzące w rozszczepienia.
w Słońcu
liczby nukleonów, ładunku elek- bombie wodorowej.
i w innych gwiazdach,
trycznego oraz energii w reak• odpowiedzieć na pytanie: cjach jądrowych,
jakie reakcje są źródłem ener- • podać warunki niezbędne do
gii Słońca.
zajścia reakcji termojądrowej.
31
32 Powtórzenie, sprawdzian z wiedzy i umiejętności (4) oraz omówienie wyników sprawdzianu.
33
Lp. Temat lekcji
10
4. Astronomia – 4 lekcje
Treści konieczne
Treści podstawowe
Treści rozszerzone
Treści dopełniające
Uczeń potrafi:
Uczeń potrafi:
Uczeń potrafi:
Uczeń potrafi:
Odległości
do • wymienić jednostki odle- • opisać zasadę pomiaru odle- • obliczyć odległość do Księ- • wyrażać kąty
Księżyca, planet głości używane w astronomii, głości do Księżyca, planet i naj- życa (lub najbliższych pla- w minutach i sekundach łuku.
i gwiazd?
• podać przybliżoną odległość bliższej gwiazdy,
net), znając kąt paralaksy
Księżyca od Ziemi (przy- • wyjaśnić, na czym polega zja- geocentrycznej,
najmniej rząd wielkości).
wisko paralaksy,
• obliczyć odległość do naj• posługiwać się pojęciem kąta bliższej gwiazdy, znając kąt
paralaksy geocentrycznej
paralaksy heliocentrycznej,
i heliocentrycznej,
• dokonywać zamiany jedno• zdefiniować rok świetlny i jed- stek odległości stosowanych
nostkę astronomiczną.
w astronomii.
Planety i Księżyc • opisać warunki, jakie panują • wyjaśnić powstawanie faz • podać warunki, jakie muszą • wyjaśnić, dlaczego zaćmienia
na powierzchni Księżyca.
Księżyca,
być spełnione, by doszło do Słońca i Księżyca nie występu• wyjaśnić, skąd pochodzi • podać przyczyny, dla których całkowitego zaćmienia Słoń- ją często,
nazwa „planeta”,
obserwujemy tylko jedną stronę ca,
• objaśnić zasadę, którą przyję• wymienić planety
Księżyca,
• podać warunki, jakie muszą to przy obliczaniu daty WielUkładu Słonecznego.
• opisać ruch planet widzianych być spełnione, by doszło do kanocy,
z Ziemi,
całkowitego zaćmienia Księ- • wyszukać informacje na te• wymienić obiekty wchodzące życa,
mat rzymskich bogów, których
w skład Układu Słonecznego.
• wyjaśnić, dlaczego planety imionami nazwano planety.
Ziemi
przesuwają • podać przybliżoną liczbę gaNasza Galaktyka • opisać budowę naszej
• opisać położenie Układu Sło- widziane
• wyjaśnić,z jak
powstały
się
na
tle
gwiazd,
i inne galaktyki. Galaktyki.
necznego w Galaktyce,
Słońce i planety,
laktyk dostępnych naszym ob•• opisać
• podać wiek Układu
opisać planety
sposób Układu
wyznaczenia serwacjom,
Słonecznego.
Słonecznego.
wieku próbek księżycowych i • podać przybliżoną liczbę
Lp. Temat lekcji
34
35
36
meteorytów.
gwiazd w galaktyce.
11
Treści konieczne
Treści podstawowe
Treści rozszerzone
Treści dopełniające
Uczeń potrafi:
Uczeń potrafi:
Uczeń potrafi:
Uczeń potrafi:
Prawo Hubble’a i • na przykładzie modelu ba- • podać treść prawa Hubble'a, • obliczyć wiek Wszechświa- • rozwiązywać zadania obliteoria Wielkiego lonika wytłumaczyć obser- zapisać je wzorem vr = H · r i ta,
czeniowe, stosując prawo HubWybuchu.
wowany fakt rozszerzania się objaśnić wielkości występujące • objaśnić, jak na podstawie ble'a,
Wszechświata,
prawa Hubble'a wnioskuje- • podać argumenty przemawiaw tym wzorze,
• podać wiek Wszechświata, • wyjaśnić termin „ucieczka ga- my, że galaktyki oddalają się jące za słusznością teorii Wiel• określić początek znanego laktyk”, • opisać Wielki Wy- od siebie,
kiego Wybuchu.
nam Wszechświata terminem buch.
• wyjaśnić, co to jest promie„Wielki Wybuch”.
niowanie reliktowe.
Lp. Temat lekcji
37
12