Gümnaasiumi füüsika laiendatud ainekava (0)

Gümnaasiumi füüsika laiendatud ainekava

10. KLASS
MEHAANIKA
Sissejuhatus gümnaasiumi füüsikasse
Inimese elukeskkond – sotsiaalne ja looduslik. Füüsika koht teiste loodusteaduste hulgas. Loodusteaduslik meetod. Loodusteaduslik ja täppisteaduslik käsitlus. Füüsikalised objektid ja füüsikalised suurused. Mõõtmine. Mõõtühikute areng. SI – mõõtühikute süsteem. Mõõtemääramatus. Juhuslik jaotus, standardhälve. Mudelid füüsikas. Mudelite kasutamine reaalsuses .
Mehaanika kui füüsikaliste mudelite alus. (koos sissejuhatusega 75h)
Üldmõisted: keha, punktmass , liikumine. Kehade vastastikmõju. Vastastikmõju liigid. Aine ja väli. Ruumi mõõtmelisus. Taustsüsteem.
Liikumisvormid füüsikas: kulgliikumine, pöördliikumine, võnkumine, laine. Mehaanika põhiülesanne. Liikumist kirjeldavad suurused: teepikkus , nihe , kiirus, aeg. Vektor ja vektoriaalsed suurused. Vektorite liitmine . Vektori lahutamine komponentideks. Liikumise suhtelisus .
Kulgliikumise lihtsaim mudel – ühtlane sirgjooneline liikumine. Kiiruse, teepikkuse ja liikumisaja leidmine. Teepikkuse ja liikumisaja võrdelisus. Ühtlase liikumise graafiline kujutamine (st- ja vt-teljestikud). Liikumisvõrrand. Teepikkuse graafiline tõlgendus.
Kulgliikumise keerukam mudel – mitteühtlane sirgjooneline liikumine. Keskmine kiirus. Hetkkiirus . Mitteühtlase sirgjoonelise liikumise graafiline kirjeldamine (st- ja vt-teljestikud).
Mitteühtlase sirgjoonelise liikumise erijuht – ühtlaselt muutuva kiirusega sirgjooneline liikumine. Kiirendus. Alg- ja lõppkiirus. Nihe ühtlaselt muutuval liikumisel. Kiirenduse, hetkkiiruse , nihke ja aja leidmine. Liikumisvõrrandi üldkuju.
Kõverjooneline liikumine. Tiirlemine ja pöörlemine. Nihe ja teepikkus kõverjoonelisel liikumisel. Ühtlane ringliikumine . Ringjoonelist liikumist iseloomustavad suurused: pöördenurk, periood, sagedus, joonkiirus , nurkkiirus . Ühtlase ringjoonelise liikumise kiirendus – kesktõmbekiirendus.
Newtoni seadused.
Inerts . Inertsiaalne taustsüsteem. Newtoni I seadus.
Inertsus ja mass. Jõud ja kiirendus. Resultantjõud. Newtoni II seadus.
Kehade vastastikmõju. Newtoni III seadus.
Mitteinertsiaalne taustsüsteem. Inertsijõud. Tsentrifugaal-inertsijõud. Coriolis’i jõud.
Jõud looduses.
Deformatsioonid. Elastsusjõud. Hooke’i seadus. Jäikustegur. Toereaktsioon . Dünamomeeter.
Gravitatsioon . Gravitatsioonijõud. Gravitatsiooniseadus . Gravitatsiooniväli. Gravitatsioonivälja tugevus g. Raskusjõud. Keha kaal.
Hõõrdumine: seisuhõõre, liugehõõre, veerehõõre. Hõõrdejõud. Liugehõõrdetegur. Takistusjõud kehade liikumisel gaasides ja vedelikes .
Liikumine jõudude mõjul.
Jõudude lahutamine komponentideks. Kehade liikumine kaldpinnal. Pidurdusteekond , selle sõltuvus hõõrdetegurist ja kiirusest. Kehade vaba langemine, vaba langemise kiirendus. Vertikaalselt ülesvisatud keha liikumine. Horisondiga kaldu ja horisontaalselt visatud keha liikumine. Kehade liikumine kurvis. Kiirendusega liikuva keha kaal. Ülekoormus, kaalutus. Kosmilised kiirused.
Jäiga keha mehaanika.
Raskuskese. Keha tasakaal pöörlemistelje puudumisel. Pöörlemisteljega kehade tasakaal. Jõu õlg. Jõumoment. Momentide reegel. Kehade tasakaalu üldtingimus. Tasakaalu liigid.
Töö. Energia. Jäävusseadused.
Impulss . Impulsi jäävuse seadus. Reaktiivliikumine . Absoluutselt elastne ja absoluutselt mitteelastne tsentraalne põrge. Keha mehaaniline olek, oleku muutumine. Mehaaniline töö. Töö geomeetriline tõlgendus. Võimsus. Energia. Kineetiline energia. Kineetilise energia teoreem . Potentsiaalne energia. Potentsiaalne energia raskusjõu väljas. Elastselt deformeeritud keha potentsiaalne energia. Suletud süsteem. Mehaaniline koguenergia. Energia muundumine . Mehaanilise energia jäävuse seadus. Impulsimoment . Impulsimomendi jäävuse seadus.
Võnkliikumine ja selle levimine.
Võnkliikumine. Võnkumiste liigid. Vaba- ja sundvõnkumised. Võnkumiste liitumine, tuiklemine ja resonants . Sumbuvad võnkumised. Harmooniline võnkumine. Võnkumiste periood, sagedus, võnkeamplituud, võnkumiste faas. Harmoonilise võnkumise võrrand. Vedrupendel . Matemaaline pendel . Energia muundumine mehaanilisel võnkumisel.
Lained Võnkumiste levimine elastses keskkonnas. Lainete liigid. Lainepikkus . Seos kiiruse, lainepikkuse ja sageduse vahel. Lainepind , lainekiir. Huygensi printsiip. Superpositsiooniprintsiip . Lainete interferents . Seisulaine. Huygensi- Fresneli printsiip. Lainete difraktsioon . Lainete koherentsus. Doppleri efekt.
Molekulaarfüüsika (30h)
Molekulaarkineetiline teooria.
Mikro - ja makroparameetrid. Molekulaarkineetilise teooria põhialused. Statistiliste seaduspärasuste kasutamise vajalikkus mikromaailmas toimuvate protsesside kirjeldamiseks. Ainehulk . Molaarmass. Molekuli mass. Aine ehituse lihtsaim mudel – ideaalne gaas . Molekulaarkineetilise teooria põhivõrrand rõhu kohta. Molekulide kiirused ja ruutkeskmised kiirused. Temperatuur. Erinevad temperatuuriskaalad (Celsius, Kelvin , Fahrenheit). Temperatuuri absoluutne null. Temperatuuri seos molekulide keskmise kineetilise energiaga. Ideaalse gaasi olekuvõrrand. Isoprotsessid gaasides.
Agregaatolekud ning faasisiirded :
Aine ehituse mudelid: tahkis, vedelik, gaas .
Tahkete ainete klassifikatsioon . kristalliliste ainete ruumvõre, defektid . Legeerimine.
Vedelik. Rõhk vedelikus . Üleslükkejõud. Kehade ujumine. Vedeliku pinnakiht. Pinnaenergia. Pindpinevusjõud. Pindpinevustegur . Märgamine. Kapillaarsus .
Reaalne gaas. Gaaside segu. Osarõhk, Daltoni seadus. Küllastumata ja küllastunud aur. Küllastunud auru tiheduse ja rõhu sõltuvus temperatuurist. Õhuniiskus. Absoluutne ja suhteline niiskus, kastepunkt. Õhuniiskuse osa meie elus, looduses.
Kriitiline olek. Gaaside veeldamine.
Ülekandenähtused reaalsetes gaasides: difusioon , soojusjuhtivus , sisehõõrdumine. Soojusisolatsioon. Ülekandenähtused vedelikes. Ülekandenähtused tahketes kehades .
Faasisiirded, erinevus agregaatoleku muutusest. Tahkumine ja sulamine . Rekristallisatsioon. Sublimatsioon ja härmatumine. Aurustumine ja kondenseerumine . Keemine .
Soojusarvutused
Keha siseenergia . Siseenergia muutmise viisid. Soojushulk . Soojusbilansi võrrand. Soojusmahtuvus . Soojusliku tasakaalu olek. Soojusliku tasakaalu võrrand. Soojustehnilised arvutused.
11. KLASS
Termodünaamika: (15h)
Töö termodünaamikas ja selle geomeetriline tõlgendus. Termodünaamika I seadus. Termodünaamika I seaduse rakendused isoprotsessidele. Adiabaatiline protsess. Ideaalne soojusmasin . Soojusmasina kasutegur.
Termodünaamika II seadus. Suletud, avatud süsteemid. Ringprotsess. Pööratavad ja mittepööratavad protsessid. Reaalne soojusmasin. Ringprotsessid reaalsetes soojusmasinates (erinevad konkreetsed näited). Reaalsete soojusmasinate kasutegurid . Külmuti ja soojuspump . Entroopia . Entroopiaprintsiibi rakendused igapäevaelus. Soojusmasinad ja keskkonnakaitse.
Elektromagnetism (kokku 70h)
Elektrostaatika .
Kehade elektriseerumine . Elektrilaeng . Positiivne ja negatiivne laeng. Elementaarlaeng . Elektriliselt isoleeritud süsteem. Laengu jäävuse seadus. Laetud keha, punktlaeng . Coulomb ’i seadus.
Elektriväli. Elektrivälja tugevus. Elektrivälja superpositsiooni printsiip. Elektrivälja jõujooned. Homogeenne elektriväli. Juht elektriväljas. Varjestamine . Dielektrik elektriväljas. Polarisatsioon . Dielektriline läbitavus. Piesoelektriline efekt, piesoelektrikud.
Töö laengu liikumisel elektriväljas. Laetud keha potentsiaalne energia. Elektrivälja potentsiaal ja pinge. Ekvipotentsiaalipinnad.
Kondensaator. Kondensaatori mahtuvus . Üksiku juhi mahtuvus. Plaatkondensaatori mahtuvus. Kondensaatorite ehitus ja liigid. Jada- ja rööbiti ühendatud kondensaatorpatarei mahtuvus. Laetud kondensaatori energia. Kondensaatorite kasutamine.
Alalisvool .
Vaba laengukandja . Juht, dielektrik ja pooljuht . Elektrivool . Elektrivoolu tekkimise tingimused. Elektrivool metallides. Voolutugevust määravad suurused. Ohmi seadus vooluringi osa kohta. Juhi takistus ja eritakistus . Takistuse sõltuvus temperatuurist. Ülijuhtivus. Voolutugevus , pinge ja takistus juhtide jada- ja rööpühenduse korral. Juhtide kombineeritud ühendused.
Elektrivoolu soojuslik toime. Elektrivoolu töö ja võimsus. Joule-Lenzi seadus.
Alalisvooluallikad. Kõrvaljõud. Vooluallika elektromotoorjõud. Vooluallika sisetakistus . Ohmi seadus kogu vooluringi kohta. Klemmipinge. Vooluallika töörežiimid. Vooluallikate jadamisi ja rööbiti ühendamine.
Elektrivool vedelikes. Elektrolüüs. Faraday I seadus elektrolüüsi kohta. Elektrolüüsi rakendusnäiteid. Elektrivool gaasides. Sõltuv ja sõltumatu gaaslahendus . Kasutusnäited.
Elektrivool vaakumis . Termoemissioon. Elektronkiir , elektronkiiretoru.
Elektrivool pooljuhtides. Klassikaline elektronteooria. Tsooniteooria . Juhi, pooljuhi ja dielektriku elektrijuhtivuse põhjendamine tsooniteooriaga. Pooljuhtide omajuhtivus ja selle rakendus : termotakisti, fototakisti, pooljuhtdetektor. Pooljuhtide legeerimine. Elektronjuhtivus ja aukjuhtivus. pn- siire . Pooljuhtdiood, selle kasutamine. Transistor , selle kasutamine. Kiip, selle kasutamine analoog ja digitaallülitustes.
Magnetväli:
Püsimagnet, püsimagnetite vastastikmõju, magnetpoolused. Magnetväli. Püsimagneti ja vooluga juhtme magnetväli. Magnetvälja jõujooned. Vooluelement. Voolude vastastikmõju. Ampere’i seadus. Voolutugevuse ühik – amper . Magnetinduktsioon . Ampere’i jõud. Elektromagnet. Vooluraam magnetväljas. Elektrimootor .
Magnetvälja mõju liikuvale laetud osakesele. Lorentzi jõud. Laetud osakeste liikumine magnetväljas. Elektronkiire kallutamine magnetvälja mõjul. Tsüklotron. Mass-spektromeeter. Magnethüdrodünaamiline generaator . Ainete suhteline magnetiline läbitavus. Dia-, para- ja ferromagneetikud. Ferromagnetism ning selle kasutamine.
Elektromagnetiline induktsioon
Elektromagnetiline induktsioon. Pööriselektriväli. Faraday katsed. Magnetvoog . Faraday elektromagnetilise induktsiooni seadus. Induktsiooni elektromotoorjõud poolis. Lenzi reegel. Induktsiooni elektromotoorjõud liikuvates juhtides. Generaator.
Eneseinduktsioon . Eneseinduktsiooni elektromotoorjõud. Induktiivsus . Magnetvälja energia.
Vahelduvvool .
Elektromagnetiline sundvõnkumine - vahelduvvool. Pöörlev raam homogeenses magnetväljas. Vahelduvvoolugeneraator. Vahelduvvoolu iseloomustavad põhisuurused. Aktiiv-, induktiiv - ja mahtuvustakistus vahelduvvooluahelas. Näivtakistus. Kogutakistus . Ohmi seadus vahelduvvooluringi kohta. Vahelduvvoolu võimsus aktiivtakistusel. Voolutugevuse ja pinge efektiivväärtused. Transformaator . Elektrienergia tootmine, ülekanne ja jaotamine. 3-faasiline vahelduvvool. Elektriohutus. Kaitsemaandus . Kaitsmed. Alaldi . Vaheldi.
Elektromagnetvõnkumised. Võnkering. Elektromagnetväli. Elektromagnetlaine. Elektromagnetlainete skaala. Raadiolained, nende omadused ja levimine. Raadioside põhialused. Modulatsioon ja detekteerimine . Raadiolokatsioon.
Optika (20h)
Sissejuhatus.
Valguse dualism . Valguse laine ja korpuskulteooriate ajalooline areng. Valguslainet iseloomustavad suurused. Valgus kui elektromagnetlaine. Inimese silma valgustundlikkus.
Geomeetriline optika.
Valguskiir . Valguse sirgjooneline levimine. Valguse levimise sõltumatuse printsiip. Valguse peegeldumine . Tasapeegel , kujutise konstrueerimine tasapeeglis. Sfääriline peegel. Nõguspeegel ja kumerpeegel. Kujutise konstrueerimine sfäärilises peeglis. Suurendus .
Valguse murdumine . Valguse murdumisseadus . Absoluutne ja suhteline murdumisnäitaja. Valguse täielik peegeldumine. Valguse murdumine sfäärilistel pindadel. Lääts. Läätse valem. Kujutise konstrueerimine läätses. Optilised süsteemid. Geomeetrilise optika kehtivuspiirid. Läätsede vead.
Fotomeetria. Valgustugevus , valgusvoog . Valgustatus. Ruuminurk. Valgustatuse seadus. Luksmeeter .
Laineoptika .
Valguse kiirus ja selle määramine. Kiiruse ja võnkesageduse vaheline seos. Valguse dispersioon. Spektroskoop . Vikerkaar.
Koherentne valgus. Valguse interferents. Interferentsinähtuse seletamine Huygensi-Fresneli printsiibi põhjal. Interferentsiga seotud nähtused ja nende kasutamine.
Valguse difraktsioon. Difraktsiooninähtuse seletamine lähtudes Huygensi-Fresneli printsiibist. Difraktsioonvõre. Difraktsiooniga seotud nähtused ja nende kasutamine.
Interferentsi ja difraktsiooni jälgimise tingimused.
Polariseeritud valgus ja selle saamine. Polaroidprillid ja LCD ekraan .
12. KLASS
“20 sajandi füüsika” (60h)
Aatomifüüsika.
Rutherfordi katse ja planetaarne aatomimudel . Vesiniku kiirgus. Bohri aatomimudel. Bohri postulaadid. Statsionaarsed olekud. De Broglie hüpotees. Mikroosakeste lainelised omadused. Kvantmehaanika teke ja põhiideed. Mikromaailma täpsuspiirangud. Kvantarvud . Pauli printsiip. Aatomi kirjeldamine nelja kvantarvuga. Elementide perioodilisuse süsteem. Mikromaailma uurimisvahendid: elektronmikroskoop , tunnelmikroskoop, aatomjõumikroskoop.
Tahkise struktuur.
Energiatsoonid tahkises. Lubatud tsoon ja keelutsoon . Metalli, dielektriku ja pooljuhi elektrijuhtivuse seletamine lähtudes tsooniteooriast.
Kiirgus ja spektrid.
Kiirguse tekkimine, ergastuse eluiga, lainejada. Spontaanne ja stimuleeritud kiirgus. Laser . Laserite kasutamine. Kiirgusspekter . Neeldumisspekter . Pidevspekter , joonspekter . Spektraalanalüüs ja selle kasutamine. Infravalgus . Ultravalgus. Röntgenkiirgus ja selle saamine.
Relatiivsusteooria alused.
Erirelatiivsusteooria ja üldrelatiivsusteooria. Erirelatiivsusteooria postulaadid. Samaaegsuse suhtelisus. Ajavahemike suhtelisus. Pikkuste suhtelisus. Kiiruste liitmine suurte kiiruste korral. Massi sõltuvus kiirusest. Energia ja massi ekvivalentsus.
Kvantoptika .
Plancki hüpotees. Fotoefekt . Punapiir . Einsteini võrrand fotoefekti kohta. Footon ja selle omadused. Välimine ja sisemine fotoefekt. Fotoefekti rakendused: päikesepatarei, fotoelement , CCD element. Valguse rõhk. Fotokeemilised reaktsioonid.
Kiirgusfüüsika.
Aatomituum , nukleonid. Tuumajõud. Isotoobid. Massidefekt . Seoseenergia . Eriseoseenergia. Tuumareaktsioonid : sünteesireaktsioon ja lagunemisreaktsioon. Sünteesireaktsioon looduses ja perspektiivid energiatootmisel. Uute raskete elementide süntees. Osakeste eraldumine lagunemisreaktsioonides. Radioaktiivsus . Ahelreaktsioon . Kriitiline mass. Ahelreaktsiooni kasutamine energia tootmisel ja sõjanduses. Radioaktiivsusega kaasnevad kiirgused . Ioniseeriva kiirguse liigid. Radioaktiivse lagunemise seadus. Poolestusaeg. Allika aktiivsus. Kiirguse intensiivsuse sõltuvus kaugusest. Looduslikud ja tehislikud kiirgusallikad . Tuumafüüsika meetodid meditsiinis ja arheoloogias. Ioniseeriva kiirguse bioloogiline toime. Kiirgusdoos . Ekvivalentdoos. Efektiivdoos . Doosikiirus. Kiirgusohutuse alused. Isikudoosi piirmäär.
Kiirguste registreerimisseadmed, nendes kasutatavad meetodid.
Elementaarosakesed: elementaarosakesi iseloomustavad suurused. Antiosakesed. Annihilatsioon .
Elementaarosakeste klassifikatsioon. Elementaarosakeste struktuur. Kvargid. Elementaarosakeste füüsika katseseadmed.
Kosmoloogia, maailmapildi areng. (45h)
Esialgne maailmapilt – kettamaailm . Taevakuppel. Taevasfäärid Vana-Kreekas. Geotsentriline maailmapilt, selle seos vaatlustega. Taevasfäär ja selle elemendid. Taevakaart . Tähtkujud. Tähesuurus. Taevakehade ööpäevane liikumine. Taevakehade näiv liikumine. Astronoomias kasutatavad vahendid.
Päikese aastane liikumine. Ekliptika. Sodiaak. Süsteem “Maa-Kuu”. Päikese- ja kuuvarjutused. Maa-rühma planeedid . Hiidplaneedid. Planeetide kaaslased ja rõngad. Päikesesüsteemi väikekehad. Planeedisüsteemide tekkimine ja areng.
Lähim täht - Päike. Päikese atmosfääri ehitus. Aktiivsed moodustised Päikese atmosfääris. Tähtede siseehitus. Tähtede põhikarakteristikud: temperatuur, heledus, raadius, mass. Hertzsprungi-Russeli diagramm. Muutlikud tähed ja noovad . Valged kääbused, neutrontähed, mustad augud. Gaas-tolmuudukogud. Tähtede areng.
Linnutee koostisosad ja struktuur. Täheparved. Galaktikad . Galaktikate parved . Universumi ehitus ja evolutsioon.
Kosmoloogiline printsiip. Kosmoloogilised mudelid. Suur Pauk. Antroopsusprintsiip.
Teadusliku maailmapildi kujundamine, aluseks õpitu KORDAMINE.
Gümnaasiumi füüsika laiendatud ainekava õpitulemused
3.4.1. Üldised õpitulemused
Gümnaasiumi lõpetaja:
teab füüsikaliste nähtuste ja objektide iseloomulikke tunnuseid ja nähtuste ilmnemise tingimusi. Oskab füüsikanähtusi seletada kasutades õpitud seadusi ja seaduspärasusi. Toetudes loodusteaduslikule meetodile ja mõtlemisviisile, oskab näha ja leida olemuslikke seoseid erinevate nähtuste vahel. Teab ja oskab seletada õpitud füüsikaliste nähtuste praktilisi rakendusi;
teab füüsikalisi suurusi ja nähtusi või omadusi, mida suurus iseloomustab. Seostab omavahel erinevaid füüsikalisi suurusi ja oskab kasutada vastavaid mõõtühikuid. Oskab käsitseda mõõteriistu ennast ohustamata ja mõõteriista säästvalt;
teab koolifüüsikas käsitletavaid seadusi ja seaduspärasusi, seadusi väljendavaid seoseid ja mõistab nende semantikat. Oskab analüüsida ja hinnata seaduse rakendatavust praktikas;
saab aru mudelite abist ja tähtsusest loodusobjektide uurimisel ning mõistab mudelite paratamatut piiratust ja pideva arengu vajadust;
seostab eksperimentaalses uurimistegevuses teoreetilisi teadmisi praktikaga, omandades kogemusi ja oskusi loodusteadusliku uurimismeetodi ning teadusliku järeldamise kohta. Teadvustab loodusteaduslikku meetodit kui ühte olulist teadmiste omandamise viisi;
oskab planeerida lihtsaid katseid, koostada katseskeeme ja -seadmeid, kasutada mõõteriistu, fikseerida ja töödelda mõõtmistulemusi ning teha katsetulemuste põhjal järeldusi ja anda hinnanguid;
lahendades elulisi probleemülesandeid arendab kriitilist mõtlemisoskust ja süsteemmõtlemist. Suudab koguda infot, otsustada selle usaldusväärsuse üle ja infot kasutada;
mõistab ja hindab füüsikateadmiste vajadust inimese igapäevases elus, füüsikateadmiste olulisust turvalise, tervisliku ja jätkusuutliku elukeskkonna kujundamisel ja püsima jäämisel;
mõistab teiste teaduste kõrval füüsika võtmerolli nüüdisaegse tervikliku loodusteadusliku maailmapildi kujunemisel. Oskab näha seoseid füüsika ja teiste teaduste ning tehnoloogia vahel. Kasutab neid seoseid probleemide lahendamisel.
Konkreetsed õpitulemused
Konkreetsete õpitulemuste sõnastamisel lähtume vajadusest tagada füüsika riigieksami tulemuste võrreldavus aastate lõikes. Sellest tulenevalt on gümnaasiumi laiendatud ainekava konkreetsete õpitulemuste sõnastamisel aluseks õppekava ühisosa, st põhiainekavas sätestatud teemad. Seejuures esitatakse põhiainekavas sätestatud teemade korral põhjalikumad matemaatiliselt korrektsed tulemused. Oskuste loetelu annab teada, kuidas õpilane oskab kirjeldada, selgitada füüsikaga seotud nähtusi, milliseid seoseid oskab kasutada kvantitatiivsete, kvalitatiivsete, praktiliste (laboratoorsete) ülesannete lahendamisel, milliseid mõõteriistu oskab kasutada. Ülesannete lahendamisel on vajaduse korral lubatud kasutada teatmematerjalide abi.
Mehaanika koos sissejuhatusega
Gümnaasiumi lõpetaja:
teab: SI (põhiühikud, täiendavad ühikud, tuletatud ühikud), eesliide, mitte SI ühikud (min, h, nurgakraad, kWh, mmHg);
oskab: ühikute teisendamine, tuletatud ühikute defineerimine , eesliite väljendamine kümne astmetena ja vastupidi ( piko -st kuni tera -ni).
Mehaanika
Gümnaasiumi lõpetaja:
teab
mõisteid: taustsüsteem, teepikkus, nihe, hetkkiirus, kiirendus, liikumisgraafik , mass, inerts, jõud, jõu liigid (raskusjõud, elastsusjõud, hõõrdejõud, üleslükkejõud), rõhk, keha kaal, tihedus, deformatsioon , hõõrdetegur, resultantjõud, Newtoni I, II, III seadus, gravitatsiooniseadus, suletud süsteem, impulss, impulsi jäävuse seadus, ringliikumine, periood, sagedus, nurkkiirus, joonkiirus, kesktõmbekiirendus, võnkumine, amplituud , hälve, resonants, laine, lainepikkus, laine levimiskiirus, mehaaniline töö, võimsus, energia, mehaanilise energia jäävuse seadus;
oskab
kasutada
seoseid:
; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;
kus: s – nihe, l – teepikkus, v – kiirus, t – aeg, vkeskm. – keskmine kiirus, a –- kiirendus, v – lõppkiirus, v0 – algkiirus, F – jõud, m – keha mass, a – kiirendus, k – jäikustegur, Δl – nihke suurus deformatsioonil, μ – hõõrdetegur, FN – rõhumisjõud, G – gravitatsioonikonstant, r – kaugus graviteeruvate kehade vahel või raadius, p – impulss, v – keha kiirus, g – vabalangemise kiirendus, h – kõrgus, A – töö, s – nihe, α– nurk jõuvektori ja nihkevektori vahel, N – võimsus, v – joonkiirus, ω – nurkkiirus, T – periood, an – kesktõmbekiirendus, f – sagedus
mudelit: punktmass; liikumine: sirgjooneline (ühtlane, kiirenev, aeglustuv ); harmooniline võnkumine
mõõteriistu: mõõtejoonlaud, kell, dünamomeeter, kaalud;
kirjeldada nähtusi ja rakendusi: liikumine (sirgjooneline (ühtlane, kiirenev, aeglustuv), ringjooneline, pöörlev, võnkumine, lained; liiklusega seotud nähtused; tsentrifuug; inerts, vaba langemine, hõõrdumine, deformatsioon, keha tasakaal, reaktiivliikumine, elastne ja mitteelastne põrge, resonants, resonantsi toime, lainetega seotud nähtused.
Molekulaarfüüsika ja termodünaamika
Gümnaasiumi lõpetaja teab
mõisteid: soojusliikumine , mikroparameeter, makroparameeter, ideaalne gaas, selle olek ja oleku muutumine, gaasi rõhk, temperatuur, ideaalse gaasi olekuvõrrand, isoprotsess, siseenergia, soojushulk, termodünaamika seadused, soojusmasin, soojusmasina kasutegur, pööratav protsess, pöördumatu protsess, difusioon, aurustumine (gaas ja aur), kondensatsioon (udu), agregaatolek , sulamine, tahkestumine, õhuniiskus, pindpinevus ja pindpinevusjõud;
oskab
kasutada
seoseid:
; ; T =273 + t; ; ; termodünaamika II printsiip;
; ; ;
kus: p – gaasi rõhk, V – gaasi ruumala, T – gaasi absoluutne temperatuur, t – gaasi temperatuur
Celsiuse skaalas, m – gaasi mass, M – gaasi molaarmass, R – gaasi universaalkonstant,
ΔU – siseenergia muut, A – gaasi poolt tehtud töö, η – soojusmasina kasutegur, Q – soojushulk,
c – erisoojus , m – mass, Δt – temperatuuri muut, λ – sulamissoojus , L – aurustumissoojus, r ‑ kütuse kütteväärtus.
mudeleid : ideaalne gaas, soojusmasin;
mõõteriistu: manomeeter , termomeeter;
kirjeldada nähtusi ja rakendusi: soojusliikumist, isoprotsesse, pöörduvaid ja pöördumatuid protsesse (difusioon, soojusjuhtivus, soojuspaisumine ), termodünaamika printsiipiide, s.h. entroopia muutuse ilmnemist näidete põhjal avatud ja suletud süsteemides inimtegevuses (tehnikas, loodushoius), globaalsel, universumi tasandil, agregaatolekute muutustega kaasnevaid energiaülekandeid ja nähtusi (udu, härmatumine); soojusmasin.
Elektromagnetism
Gümnaasiumi lõpetaja teab
mõisteid: elektrilaeng, elektrilaengute vaheline jõud, elektrivool, elektrivälja tugevus ja potentsiaal, töö elektriväljas, elektronvolt, pinge, elektrimahtuvus , plaatkondensaator, voolutugevus, vooluallika elektromotoorjõud, elektritakistus, magnetinduktsioon, väljade superpositsiooniprintsiip, elektrivoolu töö ja võimsus, Ohm’i seadus, aine eritakistus, juhtide jada- ja rööpühendus, vooluring , vooluallikas , vooluallika sisetakistus, elektromotoorjõud, elektromagnetiline induktsioon, pööriselektriväli, magnetvoog, pooli induktiivsus, võnkering, elektromagnetvõnkumine, vahelduvvool, vahelduvvooluvõrk, faas ja neutraal, vahelduvvoolu võimsus, voolutugevuse ja pinge efektiivväärtused.
oskab
kasutada:
seoseid:
; ; ; ; ; ;
; ; ; ; ;
; ; ;
; ; ;
; F = B I l sinα ; ;
kus: k – elektriline konstant, q – elektrilaeng, F – jõud, r – kaugus kahe laengu vahel, E ‑ elektrivälja tugevus, A – töö, Δl – nihe, Δφ – potentsiaalide vahe. I – voolutugevus, U – pinge, R – takistus,
r – vooluallika sisetakistus, N – võimsus. F – Lorentzi jõud, B – magnetinduktsioon, α – nurk vooluga juhtme või pooli pinnanormaali ja magnetinduktsiooni vektori vahel, v – laengu liikumise kiirus
mõõteriistu: ampermeeter , voltmeeter , multimeeter
joonistada vooluringi kasutades tingmärke (vooluallikas, takisti, reostaat , ampermeeter, voltmeeter, lüliti, hõõglamp, kondensaator, induktiivpool)
kirjeldada:
mudeleid: elektrostaatiline väli, punktlaeng, juht, pooljuht, dielektrik, elektrivool, voolu magnetväli
nähtuseid ja rakendusi: elektriline varjestamine, polarisatsioon, piesoelektriline efekt ja selle kasutamine kaaludes ning kellades, kondensaator, kondensaatori kasutamine, elektrivool erinevates keskkondades , vooluraam, elektrimootor, osakeste liikumine magnetväljas, generaator, vahelduvvool, elektrienergia ülekanne, vahelduvvoolu võrk, transformaator, elektromagnetlained.
Optika
Gümnaasiumi lõpetaja teab
mõisteid: elektromagnetlaine, valguskiir, valguse sirgjoonelise levimise seadus, lainefront, lainepikkus sagedus, periood, faas, peegeldumine, langemisnurk , peegeldumisnurk , peegeldumisseadus, tasapeegel, murdumine, murdumisnurk , murdumisseadus, suhteline murdumisnäitaja, absoluutne murdumisnäitaja, dispersioon, spekter , lääts, näiv kujutis, tõeline kujutis, läätse valem, valguse interferents valguse difraktsioon, , koherentsus, käiguvahe, polariseeritud valgus, valguse murdumine, valguse dispersioon, spekter, pidevspekter, joonspekter, kiirgusspekter, neeldumisspekter, spektraalanalüüs, footon, fotoefekt, väljumistöö, Einsteini valem fotoefekti kohta, fotoefekti punapiir, valgusvoog, valgustugevus, valgustatus
oskab
kasutada
seoseid:
; ; ; ;
kus Δ-käiguvahe, k - täisarv, c – valguse levimiskiirus vaakumis, c – valguse levimiskiirus aines
λ – valguse lainepikkus, f – läätse fookuskaugus , a – eseme kaugus läätsest, k – kujutise kaugus läätsest, n21 – teise keskkonna suhteline murdumisnäitaja esimese keskkonna suhtes, α – langemisnurk, γ – murdumisnurk, E – kvandi energia, A – elektroni väljumistöö, m – elektroni mass, v – elektroni kiirus, h – Plancki konstant, f – kvandi sagedus, c – valguskvandi levimise kiirus vaakumis.
kirjeldada
mudelit: laineoptika, elektromagnetväli, kujutis, kujutiste konstrueerimine läätses, spekter
nähtusi ja rakendusi: valguse murdumine, läätse kasutamine optikaseadmetes, difraktsioonvõre, selgendavad katted , holograafia, vikerkaar, spektraalaparaat, spektraalanalüüs, polaroidprillid, fotoefekt, päikesepatarei, fotoelement, luksmeeter.
Aine struktuur ja XX sajandi füüsika
Gümnaasiumi lõpetaja teab
mõisteid: aatom , neutron , prooton , energianivoo, peakvantarv , laenguarv, massiarv , keemiline element, isotoop, ergastatud olek, ergastatud oleku eluiga, spontaanne ja ergastatud kiirgus, energiatsoon , keelutsoon, tuumareaktsioon , kiirgusdoos, radioaktiivsus, poolestusaeg, tuumade lõhustumine, seoseenergia, eriseoseenergia, massidefekt, tuumade süntees.
oskab
kasutada
seoseid:
; ; Bohri I postulaat; ; seoseenergia ja massidefekti arvutamine. ülesannete lahendamine tuumareaktsiooni võrrandi kohta.
mudeleid: metall , pooljuht, dielektrik,
mõõteriistu: dosimeeter
kirjeldada
mudeleid: aatomimudel, metall, pooljuht, dielektrik tsooniteoorias, elementaarosake,
rakendusi: tuumaenergeetika, kiirguskaitse .
Kosmoloogia
Gümnaasiumi lõpetaja teab
mõisteid: planeet, asteroid, komeet , meteoor, täht, tähtkuju, galaktika , universum , Päikesesüsteem, valgusaasta, antroopsusprintsiip.
oskab
kirjeldada Päikest, Päikese- ja kuuvarjutust Maa liikumist, aastaaegade tekkimist. tähe evolutsiooni
10