Maria Fia³kowska, Barbara Sagnowska, Jadwiga Salach

Fizyka dla szkó³

ponadgimnazjalnych

Program kszta³cenia w zakresie podstawowym dla

liceum ogólnokszta³c¹cego,

liceum profilowanego i technikum

w y d a w n i c t w o

Kraków 2002

ZamKor

Program dopuszczony do u¿ytku szkolnego przez ministra w³aœciwego

do spraw oœwiaty i wychowania i wpisany do wykazu programów szkolnych
przeznaczonych do kszta³cenia ogólnego do nauczania fizyki (w zakresie
podstawowym) na poziomie liceum ogólnokszta³c¹cego, na podstawie re-
cenzji rzeczoznawców: dr. hab. Jana Olszewskiego – z rekomendacji Akade-
mii Pedagogicznej w Krakowie, mgr. W³adys³awa Kulpy – z rekomendacji
Wojewódzkiego Oœrodka Metodycznego w Przemyœlu.

Numer dopuszczenia: DKOS-4015-89/02

Sk³ad i opracowanie graficzne:
Studio IN-FO, Kraków, tel. [phone]

Projekt ok³adki:
Joanna Wypiór

© Copyright by Wydawnictwo ZamKor

ul. Asnyka 7, 31-144 Kraków
tel./fax [phone]
e-mail: [e-mail]
http://www.zamkor.com.pl

ISBN 83-85434-66-6

Druk i oprawa:
P.W. „STABILL”, Kraków, tel [phone]

Spis treœci

Od Autorek do Kole¿anek i Kolegów Nauczycieli fizyki (5)

O Autorkach

1.

Podstawa Programowa Kszta³cenia Ogólnego (7)

2.

Ogólne za³o¿enia programu (9)

3.

Cele nauczania (10)

4.

Treœci nauczania (11)

5.

Zamierzone osi¹gniêcia uczniów (wymagania) w zakresie umiejêtnoœci
i w zakresie zdobytej wiedzy (17)

6.

Procedury osi¹gania celów (39)

7.

Propozycje metod oceny osi¹gniêæ uczniów (40)

8.

Propozycja rozk³adu materia³u (41)

Od Autorek do Kole¿anek i Kolegów Nauczycieli fizyki

Podstawa Programowa w zupe³nie nowy sposób "organizuje" treœci nauczania

fizyki. W znacznej wiêkszoœci s¹ to jednak treœci, które nauczyciel dotychczas
tak¿e realizowa³, czêsto nawet na wy¿szym poziomie. Nie bez znaczenia jest te¿
fakt, ¿e do zreformowanego liceum i technikum przyjd¹ uczniowie o rok starsi.

Przygotowuj¹c ten program (a tak¿e s³u¿¹cy do jego realizacji podrêcznik), sta-

ra³yœmy siê bardzo, gdzie to tylko mo¿liwe, nawi¹zywaæ do znanych nauczycielom
koncepcji dydaktycznych, sposobów opisu poszczególnych zagadnieñ, zadañ do
rozwi¹zania, by mogli siê szybko z programem i podrêcznikiem oswoiæ.

Treœci, które po raz pierwszy w szkolnym nauczaniu fizyki obowi¹zuj¹ wszyst-

kich uczniów (kosmologia, jednoœæ mikro- i makroœwiata, fizyka a filozofia, narzêdzia
wspó³czesnej fizyki) stara³yœmy siê wykorzystywaæ do realizacji celów wychowaw-
czych, rozbudzania zainteresowañ i podejmowania przez uczniów samokszta³ce-
nia. Równoczeœnie opracowa³yœmy je na tyle œciœle, by nauczyciel mia³ mo¿liwoœæ
stawiania pytañ i oceniania uczniów.

Nauczanie fizyki w zakresie podstawowym nie koñczy siê obowi¹zkowym egza-

minem. Nauczyciel wed³ug w³asnego uznania mo¿e wiêc jedne treœci traktowaæ
g³êbiej, inne bardziej pobie¿nie. Przedstawiony w Programie rozk³ad materia³u
(str. 41) nale¿y traktowaæ jako propozycjê i dokonywaæ w nim zmian zgodnie ze
swoimi preferencjami. D³u¿sze zatrzymanie siê na jakimœ zagadnieniu, szczególnie
interesuj¹cym dla uczniów lub wa¿nym z punktu widzenia nauczyciela, mo¿e spo-
wodowaæ ograniczenie lub rezygnacjê z innych treœci.

Do ka¿dego dzia³u zamieœci³yœmy w Programie szczegó³owe wymagania (str. 18).

Nie przypisa³yœmy im jednak stopni uczniowskich. Wydaje nam siê, ¿e mo¿e to zro-
biæ tylko nauczyciel na podstawie znajomoœci mo¿liwoœci intelektualnych, potrzeb
i zainteresowañ uczniów danej klasy.

W Programie zamieœci³yœmy (str. 37) pensum wiedzy, która powinna zostaæ tak

mocno ugruntowana w umys³ach uczniów, by stanowi³a trwa³y element wykszta³-
cenia "na ca³e ¿ycie". To tak¿e tylko nasza propozycja; nauczyciel mo¿e tê listê ko-
rygowaæ. Wa¿ne jest jednak, by ka¿dy z nas postawi³ sobie pytanie: – "W jak¹
trwa³¹ wiedzê chcia³bym wyposa¿yæ moich uczniów?" – i nastêpnie konsekwentnie
d¹¿y³ do celu.

Autorki

5

O Autorkach

Dr Maria Fia³kowska – wieloletni pracownik Zak³adu Dydaktyki Fizyki Akademii Pe-

dagogicznej w Krakowie i nauczyciel liceum, autorka wielu publikacji dydaktycz-
nych.

Dr Barbara Sagnowska – by³y wieloletni pracownik Zak³adu Dydaktyki Fizyki Akade-

mii Pedagogicznej w Krakowie, nauczyciel liceum, autorka podrêczników i zbior-
ów zadañ.

Dr Jadwiga Salach – by³y wieloletni kierownik Zak³adu Dydaktyki Fizyki Akademii

Pedagogicznej w Krakowie, nauczyciel liceum, autorka podrêczników i zbiorów
zadañ.

6

1. Podstawa Programowa Kszta³cenia

Ogólnego

Fizyka i astronomia

I.

Zakres podstawowy (kanon)

1. Ruch, jego powszechnoœæ i wzglêdnoœæ

Pojêcie ruchu w historii filozofii i w naukach przyrodniczych. Ruch w ró¿nych
uk³adach odniesienia. Maksymalna szybkoœæ przekazu informacji w przyrodzie.
Efekty relatywistyczne.

2. Oddzia³ywania w przyrodzie

Rodzaje oddzia³ywañ w mikro- i makroœwiecie. Pola si³ i ich wp³yw na charakter
ruchu.

3. Makroskopowe w³asnoœci materii a jej budowa mikroskopowa.

Model oscylatora harmonicznego i jego zastosowanie w opisie przyrody, ruch
drgaj¹cy (amplituda, okres, czêstotliwoœæ, przemiany energii). Mikroskopowe
modele cia³ makroskopowych o ró¿norodnych w³asnoœciach mechanicznych,
elektrycznych, magnetycznych i optycznych oraz ich zastosowanie w urz¹dze-
niach codziennego u¿ytku.

4. Porz¹dek i chaos w przyrodzie

Procesy termodynamiczne, ich przyczyny i skutki. Procesy odwracalne i nieod-
wracalne, druga zasada termodynamiki, entropia, statystyczny charakter ma-
kroskopowych prawid³owoœci w przyrodzie.

5. Œwiat³o i jego rola w przyrodzie

Œwiat³o jako fala, d³ugoœæ fali, szybkoœæ rozchodzenia siê fali, interferencja i dy-
frakcja, widmo fal elektromagnetycznych, barwa, odbicie i za³amanie œwiat³a,
rozszczepienie œwiat³a bia³ego, polaryzacja œwiat³a. Kwantowy model œwiat³a,
zjawisko fotoelektryczne i jego zastosowania. Budowa atomu, analiza spektral-
na, laser i jego zastosowania.

6. Energia i jej przemiany, transport energii

Przegl¹d poznanych form energii. Równowa¿noœæ masy i energii. Elementy fizy-
ki j¹drowej. Energetyka j¹drowa, reaktory a broñ j¹drowa. Promieniotwórczoœæ,
jej zastosowania i zagro¿enia. Transport energii w ruchu falowym. Konwekcja.
Przewodnictwo cieplne. Przewodnictwo elektryczne.

7. Budowa i ewolucja Wszechœwiata

Czas - przestrzeñ - materia - energia. Cz¹stki elementarne a historia Wszech-
œwiata. Obserwacyjne podstawy kosmologiczne. Galaktyki i ich uk³ady. Ewolu-
cja gwiazd.

7

8. Jednoœæ mikro- i makroœwiata

Fale materii, dowody eksperymentalne falowych cech cz¹stek elementarnych,
dualizm falowo-korpuskularny. Pomiar makroskopowy w fizyce a pomiary w mi-
kroœwiecie kwantowym, niepewnoœci pomiarowe a zasada nieoznaczonoœci.

9. Fizyka a filozofia

Zakres stosowalnoœci teorii fizycznych. Determinizm i indeterminizm w opisie
przyrody. Elementy metodologii nauk, metoda indukcyjna i hipotetyczno-deduk-
cyjna, metody statystyczne.

10. Narzêdzia wspó³czesnej fizyki i ich rola w badaniu mikro- i makroœwiata

Laboratoria i metody badawcze wspó³czesnych fizyków. Wspó³czesne obserwa-
toria astronomiczne. Osi¹gniêcia naukowe minionego wieku i ich znaczenie.

II.

Treœci rozszerzaj¹ce

1. Ruch i si³y

Matematyczny opis ruchu w jednym i dwóch wymiarach. Przyczyny zmian ruchu.
Opory ruchu. Ruch postêpowy i obrotowy. Energia mechaniczna. Zasady zacho-
wania w mechanice.

2. Polowy opis oddzia³ywañ

Pole grawitacyjne, ruch masy w polu grawitacyjnym. Pole elektryczne, ruch
cz¹stki na³adowanej w polu elektrycznym, przewodniki i dielektryki. Pole ma-
gnetyczne, ruch na³adowanej cz¹stki w polu magnetycznym.

3. Obwody pr¹du sta³ego

Przemiany energii w obwodach pr¹du sta³ego.

4. Pole elektromagnetyczne

Indukcja elektromagnetyczna. Obwody pr¹du przemiennego z pojemnoœci¹ i in-
dukcyjnoœci¹.
ród³a napiêcia. Elektryczne obwody drgaj¹ce. Fale elektroma-
gnetyczne i ich w³asnoœci.

5. Fizyczne podstawy mikroelektroniki i telekomunikacji

Modele przewodnictwa, Pó³przewodnik, dioda, tranzystor. Analogowy i cyfrowy
zapis sygna³ów.

6. Zjawiska termodynamiczne

Zasady termodynamiki, ich statystyczna interpretacja oraz zastosowania. Opis
przemian gazowych. Przejœcia fazowe.

7. Zjawiska hydrostatyczne i aerostatyczne

Opis zjawisk hydrostatycznych oraz przyk³ady ich wykorzystania.

8. Przegl¹d poznanych modeli i teorii fizycznych oraz astronomicznych

Dyskusja u¿ytecznoœci i zakresu stosowalnoœci w powi¹zaniu z eksperymen-
taln¹ weryfikacj¹.

8

Ramowy plan nauczania dla trzyletniego liceum

ogólnokszta³c¹cego (fragment dotycz¹cy zakresu

podstawowego)

Zajêcia edukacyjne

Liczba godzin

Fizyka i astronomia

3

Chemia

3

Biologia

3

2. Ogólne za³o¿enia programu

1. Zgodnie z Ramowym Planem Nauczania na kszta³cenie podstawowe (kanon) w

zakresie przedmiotu "Fizyka z astronomi¹" powinno byæ przeznaczone w li-
ceum ogólnokszta³c¹cym, liceum profilowanym i technikum co najmniej 125
godzin lekcyjnych (3x34 + 1/3 x 68 = 125 godzin). Prezentowany program mo-
¿na zrealizowaæ w tej liczbie godzin.

2. Program s³u¿y œciœle realizacji obowi¹zuj¹cej Podstawy Programowej zarówno

w zakresie treœci, jak i idei. Obejmuje on rozwiniêcie wszystkich hase³ w czêœci
podstawowej Podstawy Programowej oraz niezbêdne do zrozumienia nowych
treœci powtórzenia treœci gimnazjalnych.

3. Nauczyciel mo¿e modyfikowaæ program, traktuj¹c poszczególne zagadnienia

mniej lub bardziej g³êboko, a nawet rezygnuj¹c z niektórych treœci pod warun-
kiem, ¿e nie narusza obowi¹zku realizacji wszystkich hase³ Podstawy Progra-
mowej.

4. Nauczanie fizyki w czêœci podstawowej (kanonie) nie koñczy siê egzaminem.

Pozwala to zgodnie z ide¹ reformy na przesuniêcie punktu ciê¿koœci w naucza-
niu fizyki z opanowania przez uczniów du¿ego zakresu wiedzy szczegó³owej i
umiejêtnoœci sprawnego wykonywania skomplikowanych obliczeñ na kszta³to-
wanie ogólnego obrazu œwiata, ukazywanie naukowych metod jego poznania i
przygotowanie uczniów do sprawnego funkcjonowania w œwiecie opanowanym
przez technikê.

+2

9

3. Cele nauczania

Cel strategiczny:

Znacz¹cy udzia³ wiedzy o przyrodzie i umiejêtnoœci kszta³towanych podczas

uczenia siê fizyki w ogólnym wykszta³ceniu Polaka.

Cele ogólne programu:

1. Zapewnienie uczniom trwa³ej, ogólnej wiedzy z zakresu fizyki.
2. Stymulowanie ogólnego rozwoju intelektualnego ucznia.
3. Kszta³towanie charakteru i postawy.

Ogólne cele edukacyjne:

1. Kszta³towanie œwiadomoœci istnienia praw rz¹dz¹cych mikro- i makroœwiatem

oraz wynikaj¹ca z niej refleksja filozoficzno-przyrodnicza.

2. Dostrzeganie struktury fizyki i kosmologii i ich zwi¹zku z innymi naukami przy-

rodniczymi.

3. Przygotowanie do rozumnego odbioru i oceny informacji, a tak¿e odwa¿nego

podejmowania dyskusji i formu³owania opinii.

4. Rozumienie znaczenia fizyki dla techniki, medycyny, ekologii, jej zwi¹zku z ró¿-

nymi dziedzinami dzia³alnoœci ludzkiej oraz implikacji spo³ecznych i mo¿liwoœci
kariery zawodowej.

5. Zainteresowanie fizyk¹, kosmologi¹ i tajemnicami przyrody (odn: Podstawa

Programowa dokument MENiS).

Cele poznawcze, kszta³c¹ce, spo³eczne i wychowawcze:

1. Umiejêtnoœæ obserwowania i opisywania zjawisk fizycznych i astronomicznych.
2. Umiejêtnoœæ pos³ugiwania siê metodami badawczymi typowymi dla fizyki i

astronomii.

3. Umiejêtnoœæ wykonywania pomiarów prostych i z³o¿onych.
4. Umiejêtnoœæ opisywania zjawisk fizycznych i rozwi¹zywania problemów fizycz-

nych i astronomicznych z zastosowaniem technik matematycznych.

5. Umiejêtnoœæ pos³ugiwania siê technologi¹ informacyjn¹ do zbierania danych

doœwiadczalnych, ich przetwarzanie oraz modelowanie zjawisk fizycznych.

6. Odczuwanie szacunku do przyrody i podziwu dla jej piêkna.
7. Zainteresowanie otaczaj¹cym œwiatem i motywacji do zdobywania wiedzy.
8. Kszta³towanie aktywnej postawy wobec potrzeby rozwi¹zywania problemów.
9. Umiejêtnoœæ wspó³pracy w zespole, przestrzegania regu³, wspó³odpowiedzial-

noœci za sukcesy i pora¿ki, wzajemnej pomocy.

10. Ukszta³towanie takich cech, jak dociekliwoœæ, rzetelnoœæ, wytrwa³oœæ i upór

w d¹¿eniu do celu, systematycznoœæ, dyscyplina wewnêtrzna i samokontrola.

10

4. Treœci nauczania

1.

RUCH, JEGO POWSZECHNOŒÆ I WZGLÊDNOŒÆ

Podstawowe pojêcia zwi¹zane z opisem ruchu

Wzglêdnoœæ ruchu. Przemieszczenie. Ruch jednostajny prostoliniowy. Ruchy
zmienne. Ruch po okrêgu

Ruch w ró¿nych uk³adach odniesienia

Maksymalna szybkoϾ przekazu informacji w przyrodzie. Efekty relatywistyczne

Ograniczenia zwi¹zków przyczynowych, obserwacje astronomiczne jako obraz
historii Kosmosu. Czas w ró¿nych uk³adach odniesienia

Razem 11 godzin

Komentarz. Pierwsza czêœæ tego rozdzia³u to w wiêkszoœci przypomnienie treœci

objêtych gimnazjaln¹ Podstaw¹ Programow¹. Jak wiemy z doœwiadczenia kinema-
tyka bêdzie sprawiaæ uczniom k³opoty, mimo i¿ proponowany w programie poziom
osi¹gniêæ uczniowskich jest bardzo ograniczony. Kinematyka jest szczegó³owo
omawiana w czêœci rozszerzaj¹cej licealnej Podstawy Programowej. W Kanonie
chodzi nam tylko o to, by uczeñ prawid³owo pos³ugiwa³ siê wielkoœciami kinema-
tycznymi w zakresie niezbêdnym do realizacji treœci zawartych w dalszych roz-
dzia³ach tego kursu. Znacznie wiêksz¹ uwagê nale¿y poœwiêciæ szczególnej teorii
wzglêdnoœci i sprawdzalnym doœwiadczalnie efektom, przewidywanym przez tê te-
oriê, w szczególnoœci problemowi up³ywu czasu w ró¿nych uk³adach odniesienia.

2.

ODDZIA£YWANIA W PRZYRODZIE

Klasyfikacja oddzia³ywañ (powtórzenie)

Zasady dynamiki (powtórzenie)

Oddzia³ywania grawitacyjne

Pierwsza prêdkoœæ kosmiczna. Oddzia³ywania grawitacyjne w Uk³adzie S³o-
necznym

Oddzia³ywania elektromagnetyczne

Oddzia³ywania elektrostatyczne (powtórzenie). Makroskopowe oddzia³ywania
elektromagnetyczne. Mikroskopowe oddzia³ywania elektromagnetyczne i ich
efekty makroskopowe.

Razem 12 godzin

Komentarz. Znaczna czêœæ tego rozdzia³u to tak¿e powtórzenie treœci gimnazjal-

nych. Dokonuj¹c tego powtórzenia powinniœmy sprawdzaæ zrozumienie, a nie wie-
dzê biern¹ uczniów. Tak wiêc zamiast pytaæ o treœci zasad dynamiki, regu³ prawej
d³oni, czy regu³ê Lenza, badajmy ich zrozumienie na przyk³adach. Uczeñ powinien
znaæ i rozumieæ istotê pojêæ pól: grawitacyjnego, elektrostatycznego i elektroma-
gnetycznego (odró¿niaæ naturê si³:grawitacyjnej, elektrycznej, magnetycznej). Ich
opis matematyczny pozostawiono do omówienia w kursie rozszerzonym.

11

3.

ENERGIA I JEJ PRZEMIANY

Energia potencjalna i kinetyczna w mechanice

Energia potencjalna oddzia³ywania grawitacyjnego. Energia kinetyczna (powtó-
rzenie). Druga prêdkoœæ kosmiczna

Energia w oddzia³ywaniach elektrostatycznych

Równowa¿noœæ masy i energii

Uk³ady z³o¿one i energia wi¹zania. Wzór Einsteina na energiê spoczynkow¹. Po-
jêcie deficytu masy. Œwietnoœæ i upadek prawa zachowania masy

Razem 9 godzin

Komentarz. To pierwsza i najwa¿niejsza czêœæ rozwa¿añ na temat energii i jej

przemian. Szczególny nacisk nale¿y po³o¿yæ na:
1. Zrozumienie, ¿e ze wzglêdu na przyjêt¹ umowê (

)

E

p

¥

= 0 energia potencjalna

uk³adów cia³ oddzia³uj¹cych si³ami przyci¹gania jest ujemna. W celu ich roz-
dzielenia nale¿y uk³adowi dostarczyæ energiê z zewn¹trz.

2. Zrozumienie pojêcia energii wi¹zania uk³adu i deficytu masy. Uœwiadomienie

uczniom, ¿e o energii wi¹zania mo¿na mówiæ w przypadkach z³o¿onych uk³a-
dów cia³ wzajemnie oddzia³uj¹cych si³ami przyci¹gania dowolnej natury, nie tyl-
ko si³ami j¹drowymi.

S¹ to kluczowe i ca³kiem nowe dla uczniów problemy, wiêc trzeba poœwiêciæ im

najwiêcej uwagi i czasu.

4.

MAKROSKOPOWE W£ASNOŒCI MATERII I JEJ BUDOWA

MIKROSKOPOWA

Model oscylatora harmonicznego i jego zastosowanie w opisie przyrody

Mikroskopowe modele cia³ makroskopowych

Gazy jako uk³ady prawie swobodnych cz¹steczek. Ciecze jako uk³ady od-
dzia³uj¹cych z sob¹ cz¹steczek. Cia³a sta³e i ich w³aœciwoœci sprê¿yste, elek-
tryczne i magnetyczne

Zastosowania ró¿nych materia³ów w urz¹dzeniach codziennego u¿ytku

Razem 11 godzin

Komentarz. Funkcje trygonometryczne na lekcjach matematyki pojawiaj¹ siê

dopiero w liceum, wiêc istnieje obawa, ¿e w chwili omawiania oscylatora harmo-
nicznego na lekcjach fizyki uczniowie nie potrafi¹ siê nimi sprawnie pos³ugiwaæ.
Pozostaje wiêc mo¿liwoœæ opisu energetycznego, nie wymagaj¹cego korzystania
z tych funkcji. Poza tym jest to typowy dla kanonu rozdzia³ "dla ka¿dego wy-
kszta³conego cz³owieka", który powinien rozumieæ podstawowe ró¿nice w budowie
i w³aœciwoœciach materia³ów, których u¿ywa w ¿yciu codziennym.

12

5.

PORZ¥DEK I CHAOS W PRZYRODZIE

Temperatura, energia wewnêtrzna, ciep³o

Pierwsza zasada termodynamiki

Druga zasada termodynamiki

Procesy odwracalne i nieodwracalne

Razem 7 godzin

Komentarz. Termodynamika jest szczególnie wyró¿nionym dzia³em fizyki, po-

niewa¿ pojawia siê w Podstawach Programowych wszystkich etapów kszta³cenia.
Najbardziej szczegó³owo bêdzie realizowana w czêœci rozszerzaj¹cej licealnej Pod-
stawy Programowej. Tam te¿ dopiero przewidziano omawianie przemian i praw ga-
zowych. Aby jednak termodynamika w kanonie nie by³a prostym powtórzeniem
treœci gimnazjalnych, proponujemy wprowadzenie przyk³adów przemian gazu do-
skona³ego w celu przeæwiczenia stosowania i prawid³owego zapisu pierwszej zasa-
dy termodynamiki w ka¿dym przypadku. W kanonie nie omawiany cyklu Carnota,
uczeñ powinien natomiast zrozumieæ pojêcie sprawnoœci silnika. Pojêcie entropii
na tym poziomie powinno byæ wprowadzone tylko jakoœciowo.

6.

TRANSPORT ENERGII

Przewodnictwo cieplne

Konwekcja

Fala jako sposób przenoszenia energii

Fale mechaniczne. Fale elektromagnetyczne

Razem 7 godzin

Komentarz. W tym rozdziale na pewno wyst¹pi koniecznoœæ dok³adnego przypo-

mnienia uczniom zjawiska fali mechanicznej i wielkoœci opisuj¹cych tê falê. No-
wym, istotnym pojêciem, wprowadzonym ze wzglêdu na koniecznoœæ wyjaœniania w
nastêpnym rozdziale zjawiska interferencji œwiat³a i zasady dzia³ania lasera, jest
spójnoœæ fal. Podstawa Programowa przewiduje omawianie fal elektromagnetycz-
nych w kursie rozszerzonym. W kanonie wspominamy wiêc o nich tylko w kon-
tekœcie transportu energii.

7.

ŒWIAT£O I JEGO ROLA W PRZYRODZIE

Zjawiska odbicia i za³amania œwiat³a

Ca³kowite wewnêtrzne odbicie

Zwierciad³a p³askie*

Zwierciad³a kuliste*

P³ytka równoleg³oœcienna i pryzmat*

Soczewki i obrazy otrzymywane w soczewkach*

Przyrz¹dy optyczne*

Rozszczepienie œwiat³a bia³ego w pryzmacie

13

Korpuskularno-falowa natura œwiat³a. Zjawiska kwantowe

Dyfrakcja i interferencja œwiat³a.

Polaryzacja œwiat³a.

Zjawisko fotoelektryczne. Kwantowy model œwiat³a

Model Bohra budowy atomu wodoru

Analiza spektralna

Laser i jego zastosowania

W³aœciwoœci optyczne cia³

Razem 21 (14) godzin

Komentarz. Podstawa Programowa nie zawiera hase³, które zaznaczono gwiazd-

kami. Jednak du¿a czêœæ nauczycieli uwa¿a, ¿e uczeñ, dla którego licealny kurs
podstawowy (kanon) stanowi ostatnie zetkniêcie z fizyk¹, powinien siê z tymi
treœciami zapoznaæ. Z tego powodu umieœci³yœmy je w Programie. Z formalnego
punktu widzenia nauczyciel realizuj¹cy kanon nie ma obowi¹zku ich omawiania,
a zaoszczêdzony czas (7 godzin) mo¿e poœwiêciæ na realizacjê innych, jego zdaniem
wa¿niejszych zagadnieñ. Realizuj¹c treœci z optyki na poziomie podstawowym (ka-
nonu) nale¿y unikaæ zbytniego anga¿owania uczniów w szczegó³y kosztem bardziej
ogólnej wiedzy o zjawiskach optycznych i ich wyjaœniania. Proponujemy pytanie o
interpretacjê i zakres stosowalnoœci zamiast wyprowadzania wzorów. Wiêcej czasu
proponujemy poœwiêciæ zrozumieniu zjawisk optycznych wystêpuj¹cych w przyro-
dzie oraz praktycznym zastosowaniom.

8.

FIZYKA J¥DROWA I JEJ ZASTOSOWANIA

Elementy fizyki j¹drowej

Promieniotwórczoœæ naturalna. J¹dro atomu i jego budowa. Izotopy i prawo roz-
padu. Deficyt masy w fizyce j¹drowej. Reakcje j¹drowe. Reakcje rozszczepienia;
bilans energii

ród³a energii s³onecznej

Sk³ad i stan materii gwiazdowej. Procesy zachodz¹ce na S³oñcu

Energetyka j¹drowa

Kontrolowana reakcja rozszczepienia. Reaktory. Reakcja niekontrolowana.
Bomba atomowa i bomba wodorowa. Perspektywy fuzji kontrolowanej

Promieniotwórczoœæ, jej zastosowania i zagro¿enia

Wp³yw promieniowania na tkankê biologiczn¹. Zastosowania medyczne

Razem 10 godzin

Komentarz. To tak¿e rozdzia³, którego realizacja mo¿e przebiegaæ na ró¿nych

poziomach. Najwa¿niejsze jest, by uczniowie koñcz¹c jego omawianie wiedzieli, ¿e
promieniotwórczoœæ jest zjawiskiem naturalnym w przyrodzie, potrafili wyjaœniæ, ¿e
otrzymywanie energii nastêpuje w wyniku rozszczepienia i fuzji j¹drowej, wiedzieli,
¿e fuzja j¹drowa zachodzi na S³oñcu. Uczniowie powinni te¿ znaæ korzyœci i zagro¿e-

14

nia zwi¹zane z wykorzystywaniem energii j¹drowej i mieæ w³asny uzasadniony
pogl¹d na ten temat.

9.

BUDOWA I EWOLUCJA WSZECHŒWIATA

Cz¹stki elementarne a historia Wszechœwiata

Sk³ad materii stabilnej i cz¹stki nietrwa³e. Sk³ad materii w wysokich tempera-
turach, przemiany i równowaga

Obserwacyjne podstawy kosmologii

Rozszerzaj¹cy siê Wszechœwiat. Promieniowanie t³a jako relikt czasów przed po-

wstaniem atomów. Szybkoœæ rozszerzania siê wszechœwiata i gêstoœæ mate-
rii. Ciemna materia

Modele kosmologiczne. Ewolucja gwiazd i galaktyk

Wszechœwiat zamkniêty, czy otwarty. Modele powstawania galaktyk i ich uk³a-
dów. Ewolucja gwiazd

Razem 8 godzin

10.

JEDNOŒÆ MIKRO- I MAKROŒWIATA

Dualizm korpuskularno-falowy. Fale materii. Dowody eksperymentalne falowych

cech cz¹stek

Kwantowy opis ruchu cz¹stek. Zjawiska interferencyjne w rozpraszaniu cz¹stek

Pomiar makroskopowy w fizyce a pomiary w mikroœwiecie kwantowym. Niepew-

noœci pomiarowe a zasada nieoznaczonoœci

Wp³yw pomiaru w mikroœwiecie na stan obiektu. Fizyka makroskopowa jako
granica fizyki uk³adów kwantowych

Razem 4 godziny

11.

FIZYKA A FILOZOFIA

Zakres stosowalnoœci teorii fizycznych

Determinizm i indeterminizm w opisie przyrody

Elementy metodologii nauk. Metoda indukcyjna i metoda hipotetyczno-deduk-

cyjna

Razem 3 godziny

12.

NARZÊDZIA WSPÓ£CZESNEJ FIZYKI

Laboratoria i metody badawcze wspó³czesnych fizyków

Wspó³czesne obserwatoria astronomiczne

Osi¹gniêcia naukowe minionego wieku

Razem 2 godziny

15

Komentarz. Ostatnie cztery rozdzia³y programu obejmuj¹ zagadnienia doœæ

trudne. Zakres ich omawiania nauczyciel powinien dostosowaæ do indywidualnych
mo¿liwoœci i zainteresowañ uczniów. Treœci zawarte w tych rozdzia³ach daj¹ spo-
sobnoœæ kszta³towania wielu wa¿nych umiejêtnoœci, np. czytania tekstu naukowe-
go ze zrozumieniem, wyszukiwania i pos³ugiwania siê informacj¹, prezentowania
w³asnych pogl¹dów i dyskutowania.

A.

ANEKS 1. ANEKS 2

Elementy dzia³añ na wektorach (przypomnienie)

Funkcja liniowa i wielkoœci wprost proporcjonalne (przypomnienie)

Teoria niepewnoœci pomiarowych

Razem 5 godzin

Komentarz. Wymienione tu treœci powinny byæ omawiane w takich miejscach

programu, w których ich znajomoœæ staje siê konieczna. Tak wiêc tylko niezbêdne
elementy dzia³añ na wektorach nale¿y przypomnieæ podczas realizowania zagad-
niñ z kinematyki i dynamiki. Warto wiedzieæ, ¿e Podstawa Programowa z mate-
matyki przewiduje omawianie wektorów tylko w licealnej czêœci rozszerzaj¹cej.
Funkcja liniowa i wielkoœci wprost proporcjonalne to materia³, który powinien byæ
uczniom dobrze znany. Zadaniem nauczyciela fizyki jest uœwiadomienie im faktu,
¿e na lekcjach fizyki tylko wykorzystuj¹ posiadane ju¿ wiadomoœci z matematyki.
Teoriê niepewnoœci pomiarowych nale¿y omówiæ przed przyst¹pieniem do wykona-
nia pierwszego doœwiadczenia w zespo³ach uczniowskich, podczas którego wyko-
nuje siê pomiary. Informacja o mierze ³ukowej k¹ta bêdzie niezbêdna uczniom przy
omawianiu ruchu po okrêgu. Pojêcie rzêdu wielkoœci nale¿y wprowadziæ (a nastêp-
nie przypominaæ uczniom) podczas realizowania zagadnieñ z teorii wzglêdnoœci.

Razem 107 godzin

Pozosta³e godziny lekcyjne powinny byæ wykorzystane na wykonywanie do-

œwiadczeñ w zespo³ach uczniowskich.

16

5. Zamierzone osi¹gniêcia uczniów

(wymagania) w zakresie umiejêtnoœci
i w zakresie zdobytej wiedzy

1. Zamierzone osi¹gniêcia uczniów (wymagania) s¹ sformu³owane w postaci ope-

racyjnej tzn. w taki sposób, by ³atwo je by³o zmieniæ na pytania, które mo¿na
zadaæ uczniom. Ostateczne przyporz¹dkowanie poszczególnym wymaganiom
ocen szkolnych pozostawiamy nauczycielowi, który najlepiej zna zespó³
uczniowski i mo¿e indywidualizowaæ te wymagania w zale¿noœci od sytuacji.

2. Has³o: "uczeñ wie...." nie oznacza, ¿e uczeñ musi wyrecytowaæ podan¹ przez

nauczyciela, czy w podrêczniku formu³kê. Elementy posiadanej wiedzy uczeñ
powinien przytoczyæ w razie potrzeby i wyraziæ w³asnymi s³owami. Umiejêtnoœæ
poprawnego pos³ugiwania siê jêzykiem fizyki (której kszta³towanie nale¿y trak-
towaæ jako d³ugotrwa³y proces) powinna mieæ odzwierciedlenie w ocenie.

3. Kontynuacj¹ has³a "uczeñ potrafi sformu³owaæ" jest zawsze "i objaœniæ" lub

"i zinterpretowaæ" w sposób œwiadcz¹cy o rozumieniu omawianego zagadnie-
nia. Ma to zapobiec bezmyœlnej, pamiêciowej recytacji.

4. Ucz¹c fizyki w kanonie, nauczyciel powinien zastanawiaæ siê, o co uczniów py-

taæ i jak, by zosta³ im w pamiêci ogólny pogl¹d na dane zagadnienie, i decydo-
waæ, co mo¿na opuœciæ, bo jest na tyle szczegó³owe, ¿e i tak uczniowie to
szybko zapomn¹. Nale¿y wiêc wyraŸnie rozró¿niæ wymagania szczegó³owe,
podlegaj¹ce kontroli bie¿¹cej od wymagañ "d³ugodystansowych", czyli tego,
co ma zostaæ w pamiêci ucznia na zawsze. Istotne jest po³o¿enie nacisku na
kszta³towanie szerszego pogl¹du uczniów, a nie na szczegó³y.

5. Wymagania natury rachunkowej s¹ w kanonie bardzo ograniczone, gdy¿ zgod-

nie z ide¹ reformy systemu kszta³cenia fizyka w kanonie ma stanowiæ dla wiêk-
szoœci uczniów czêœæ ich wykszta³cenia ogólnego. W tym tkwi ró¿nica miêdzy
dotychczasowym a obecnym nauczaniem fizyki w liceum.

6. Jednym z nadrzêdnych celów kszta³cenia ogólnego na poziomie ponadgimna-

zjalnym jest kszta³towanie umiejêtnoœci czytania ze zrozumieniem. W zwi¹zku
z tym wszystkie treœci, stanowi¹ce powtórzenie wiadomoœci z gimnazjum,
uczeñ powinien przed lekcj¹ samodzielnie przestudiowaæ. Lekcja powinna sta-
nowiæ usystematyzowanie znanych wiadomoœci i dyskusjê zwi¹zanych z nimi
nowych zagadnie. Uczeñ powinien posi¹œæ umiejêtnoœæ dzia³ania na podsta-
wie przeczytanej ze zrozumieniem instrukcji, np. do wykonywanego doœwiadcze-
nia, a tak¿e osi¹gn¹æ jak najwy¿szy poziom zrozumienia tekstu, np. popularno-
naukowego, jego krytycznej oceny (np. rozró¿niania argumentów wiarygodnych
od niewiarygodnych).

17

7. Na lekcjach fizyki uczeñ powinien kszta³towaæ i doskonaliæ umiejêtnoœæ prowa-

dzenia logicznego rozumowania, jasnego wyra¿ania swoich myœli, argumento-
wania i dyskutowania.

WYMAGANIA SZCZEGÓ£OWE

Elementy dzia³añ na wektorach (przypomnienie)

Uczeñ

•

potrafi podaæ przyk³ady wielkoœci skalarnych i wektorowych,

•

potrafi wymieniæ cechy wektora,

•

potrafi zilustrowaæ przyk³adem ka¿d¹ z cech wektora,

•

wie, ¿e w przypadku wektorów równoleg³ych do osi wartoœæ wektora z odpo-
wiednim znakiem to wspó³rzêdna wektora,

•

wie, ¿e znak wspó³rzêdnej zale¿y od wyboru zwrotu odpowiedniej osi,

•

potrafi podaæ przyk³ad wektorów o kierunku zgodnym z osi¹ x; o wspó³rzêdnej
dodatniej i ujemnej,

•

potrafi dodaæ dwa wektory o jednakowym kierunku a zwrotach zgodnych lub
przeciwnych,

•

potrafi dodaæ dwa wektory o ró¿nych kierunkach,

•

potrafi roz³o¿yæ wektor na sk³adowe w dowolnych kierunkach,

•

wie, ¿e po podzieleniu wektora przez liczbê dodatni¹ otrzymujemy wektor
o takim samym zwrocie.

Funkcja liniowa i wielkoœci wprost proporcjonalne (przypomnienie)

Uczeñ

•

potrafi zapisaæ ogóln¹ postaæ funkcji liniowej,

•

potrafi zinterpretowaæ znaczenie ka¿dego sta³ego wspó³czynnika wystê-
puj¹cego w tej funkcji,

•

potrafi narysowaæ wykres funkcji liniowej dla ró¿nych wspó³czynników a i b,

•

potrafi narysowaæ wykres funkcji liniowej w przypadku, gdy symbole x, y, a i b
zast¹pimy wielkoœciami fizycznymi (w tym tak¿e wspó³rzêdnymi wektorów).

Teoria niepewnoœci pomiarowych

Uczeñ

•

wie, ¿e ka¿dy pomiar jest obarczony niepewnoœci¹,

•

potrafi obliczyæ niepewnoœæ bezwzglêdn¹ i wzglêdn¹ pomiaru bezpoœredniego,

•

potrafi obliczyæ niepewnoœæ wzglêdn¹ pomiaru poœredniego,

•

potrafi zaplanowaæ doœwiadczenie, wykonaæ pomiary i opracowaæ wyniki.

1.

RUCH, JEGO POWSZECHNOŒÆ I WZGLÊDNOŒÆ

Wzglêdnoœæ ruchu, przemieszczenie, ruch jednostajny prostoliniowy

Uczeñ

•

potrafi wyjaœniæ, na czym polega wzglêdnoœæ ruchu,

18

•

potrafi podaæ przyk³ad wzglêdnoœci ruchu,

•

potrafi objaœniæ, co nazywamy przemieszczeniem cia³a,

•

potrafi narysowaæ wektor przemieszczenia w dowolnym przyk³adzie,

•

wie, jaki ruch nazywamy jednostajnym, prostoliniowym,

•

odró¿nia po³o¿enie cia³a od przebytej drogi

•

potrafi obliczaæ wartoœæ prêdkoœci (szybkoœæ), drogê i czas w ruchu jednostaj-
nym, prostoliniowym,

•

potrafi sporz¹dzaæ wykresy s t

( ),

v

( )

t i odczytywaæ z wykresu wielkoœci fizyczne,

•

potrafi rozwi¹zywaæ problemy dotycz¹ce wzglêdnoœci ruchu.

Ruchy zmienne

Uczeñ

•

wie, co nazywamy prêdkoœci¹ chwilow¹,

•

wie, ¿e prêdkoœæ chwilowa jest styczna do toru ruchu w ka¿dym punkcie,

•

rozumie pojêcie przyspieszenia,

•

potrafi objaœniæ co to znaczy, ¿e cia³o porusza siê ruchem jednostajnie przy-
spieszonym i jednostajnie opóŸnionym (po linii prostej),

•

potrafi obliczyæ drogê przebyt¹ w czasie t ruchem jednostajnie przyspieszo-
nym i opóŸnionym

•

potrafi obliczyæ szybkoœæ cia³a po czasie t trwania ruchu jednostajnie przy-
spieszonego i opóŸnionego,

•

potrafi sporz¹dzaæ wykresy s t

( ),

v

( )

t , a t

( ) w ruchu jednostajnie przyspieszo-

nym i ruchu jednostajnie opóŸnionym, oraz obliczaæ wielkoœci fizyczne na
podstawie wykresów,

•

potrafi rozwi¹zywaæ zadania dotycz¹ce ruchów jednostajnie zmiennych.

Ruch po okrêgu

Uczeñ

•

potrafi objaœniæ co to znaczy, ¿e cia³o porusza siê po okrêgu ze sta³¹
szybkoœci¹,

•

potrafi wyraziæ szybkoœæ liniow¹ poprzez okres ruchu i czêstotliwoœæ,

•

wie, co nazywamy szybkoœci¹ k¹tow¹,

•

potrafi wyraziæ szybkoœæ k¹tow¹ przez okres ruchu i czêstotliwoœæ,

•

wie, jak stosowaæ miarê ³ukow¹ k¹ta,

•

potrafi zapisaæ zwi¹zek pomiêdzy szybkoœci¹ liniow¹ i k¹tow¹,

•

wie, ¿e przyspieszenie doœrodkowe wystêpuje w zwi¹zku ze zmian¹ kierunku
prêdkoœci,

•

potrafi zapisaæ ró¿ne postacie wzorów na wartoœæ przyspieszenia doœrodko-
wego,

•

wie, ¿e warunkiem ruchu jednostajnego po okrêgu jest dzia³anie si³y doœrod-
kowej stanowi¹cej wypadkow¹ wszystkich si³ dzia³aj¹cych na cia³o,

•

potrafi rozwi¹zywaæ problemy dotycz¹ce ruchu po okrêgu.

19

Ruch w ró¿nych uk³adach odniesienia

Uczeñ

•

wie, ¿e znaj¹c po³o¿enie i prêdkoœæ cia³a w jednym uk³adzie odniesienia,
mo¿na obliczyæ po³o¿enie i prêdkoœæ w innym uk³adzie i ¿e wielkoœci te maj¹
ró¿ne wartoœci,

•

potrafi obliczyæ w dowolnej chwili po³o¿enie cia³a w uk³adzie zwi¹zanym z Zie-
mi¹ jeœli zna jego po³o¿enie w uk³adzie poruszaj¹cym siê wzglêdem Ziemi ru-
chem jednostajnym prostoliniowym (gdy

v

<< c ),

•

potrafi obliczyæ wartoœæ przemieszczenia i szybkoœæ cia³a w powy¿szym przy-
padku,

•

wie, ¿e zwi¹zki miêdzy przemieszczeniami i prêdkoœciami w ró¿nych uk³adach
odniesienia to transformacje Galileusza,

•

wie, ¿e zjawiska zachodz¹ce równoczeœnie w jednym uk³adzie odniesienia,
s¹ równoczesne tak¿e w innych uk³adach odniesienia,

•

potrafi stosowaæ transformacje Galileusza.

Maksymalna szybkoœæ przekazu informacji w przyrodzie. Za³o¿enia szczególnej

teorii wzglêdnoœci. Efekty relatywistyczne

Uczeñ

•

wie, ¿e dla szybkoœci bliskich szybkoœci œwiat³a w pró¿ni, nie mo¿na korzy-
staæ z transformacji Galileusza,

•

wie, ¿e szybkoœæ œwiat³a c jest jednakowa dla wszystkich obserwatorów nie-
zale¿nie od ich ruchu oraz ruchu Ÿród³a œwiat³a,

•

potrafi wykazaæ, ¿e przy za³o¿eniu niezale¿noœci szybkoœci œwiat³a od uk³adu
odniesienia, czas up³ywaj¹cy miêdzy dwoma tymi samymi zdarzeniami w ró¿-
nych uk³adach odniesienia jest inny,

•

wie, ¿e zgodnie ze szczególn¹ teori¹ wzglêdnoœci Einsteina w ró¿nych uk³a-
dach odniesienia czas p³ynie inaczej,

•

wie, ¿e dla ruchu z szybkoœci¹ blisk¹ c nie obowi¹zuje zwyk³y wzór na energiê
kinetyczn¹.

Ograniczenia dla zwi¹zków przyczynowych, obserwacje astronomiczne jako ob-

raz historii kosmosu

Uczeñ

•

wie, ¿e c jest najwiêksz¹, graniczn¹ szybkoœci¹ przekazywania informacji
w przyrodzie,

•

potrafi objaœniæ, dlaczego skutek mo¿e wyst¹piæ w okreœlonym czasie po za-
istnieniu przyczyny,

•

potrafi podaæ przyk³ady tego zjawiska,

•

wie, co to jest rok œwietlny,

•

potrafi uzasadniæ fakt, ¿e obserwacje astronomiczne daj¹ nam informacje
o stanie obiektów przed milionami lub miliardami lat.

20

Czas w ró¿nych uk³adach odniesienia

Uczeñ

•

zna zwi¹zek miêdzy czasem trwania procesu w uk³adzie w³asnym, a jego cza-
sem mierzonym w uk³adzie odniesienia, który porusza siê wzglêdem po-
przedniego z szybkoœci¹ blisk¹ szybkoœci œwiat³a,

•

potrafi na przyk³adzie wyprowadziæ zwi¹zek miêdzy czasem up³ywaj¹cym
w dwóch ró¿nych uk³adach odniesienia, z których jeden porusza siê z szyb-
koœci¹ blisk¹ c,

•

potrafi przedstawiæ przyk³ad skutków ró¿nego up³ywu czasu w ró¿nych uk³a-
dach odniesienia,

2.

ODDZIA£YWANIA W PRZYRODZIE

Klasyfikacja oddzia³ywañ (powtórzenie)

Uczeñ

•

wie, ¿e oddzia³ywania dzielimy na wymagaj¹ce bezpoœredniego kontaktu i od-
dzia³ywania "na odleg³oœæ",

•

potrafi podaæ przyk³ady oddzia³ywañ,

•

wie, ¿e o oddzia³ywaniach œwiadcz¹ ich skutki,

•

wie, ¿e skutki oddzia³ywañ mog¹ byæ statyczne i dynamiczne,

•

potrafi podaæ przyk³ady skutków statycznych i dynamicznych ró¿nych od-
dzia³ywañ,

•

wie, ¿e wszystkie oddzia³ywania s¹ wzajemne,

•

wie, ¿e miar¹ oddzia³ywañ s¹ si³y,

•

wie, ¿e o tym, co dzieje siê z cia³em, decyduje si³a wypadkowa.

Zasady dynamiki Newtona (powtórzenie)

Uczeñ

•

potrafi sformu³owaæ trzy zasady dynamiki Newtona,

•

potrafi podaæ przyk³ady stosowania tych zasad w praktyce,

•

wie, ¿e zasady dynamiki s¹ spe³nione w uk³adach inercjalnych,

•

potrafi rozwi¹zywaæ problemy, wymagaj¹ce stosowania zasad dynamiki.

Oddzia³ywania grawitacyjne

Uczeñ

•

wie, ¿e oddzia³ywania na odleg³oœæ to oddzia³ywania poprzez pola: grawita-
cyjne, elektrostatyczne i magnetyczne,

•

potrafi sformu³owaæ prawo powszechnej grawitacji,

•

potrafi podaæ przyk³ady zjawisk, do opisu których stosuje siê prawo grawitacji,

•

wie, ¿e ka¿de cia³o (posiadaj¹ce masê) wytwarza w swoim otoczeniu pole
grawitacyjne,

•

potrafi wykazaæ, ¿e w pobli¿u Ziemi na ka¿de cia³o o masie 1 kg dzia³a si³a
grawitacji o wartoœci oko³o 10 N,

•

potrafi wykazaæ, ¿e w pobli¿u Ziemi ciê¿ar mo¿na wyraziæ wzorem F

m g

=

,

•

potrafi rozwi¹zywaæ problemy, wymagaj¹ce znajomoœci prawa powszechnej
grawitacji.

21

Pierwsza prêdkoœæ kosmiczna, oddzia³ywania grawitacyjne

w Uk³adzie S³onecznym

Uczeñ

•

potrafi uzasadniæ, ¿e satelita mo¿e tylko wtedy kr¹¿yæ wokó³ Ziemi po orbicie
w kszta³cie okrêgu, gdy si³a grawitacji stanowi si³ê doœrodkow¹,

•

wie, co nazywamy pierwsz¹ prêdkoœci¹ kosmiczn¹ i jaka jest jej wartoœæ,

•

potrafi wyprowadziæ wzór na wartoœæ pierwszej prêdkoœci kosmicznej,

•

wie, ¿e dla wszystkich planet Uk³adu S³onecznego si³a grawitacji s³onecznej
jest si³¹ doœrodkow¹,

•

wie, ¿e badania ruchu cia³ niebieskich i odchyleñ tego ruchu od wczeœniej
przewidywanego, mog¹ doprowadziæ do odkrycia nieznanych cia³ niebieskich.

Oddzia³ywania elektrostatyczne (powtórzenie)

Uczeñ

•

wie, ¿e istniej¹ dwa rodzaje ³adunków elektrycznych,

•

wie, ¿e ³adunek elektronu jest ³adunkiem elementarnym,

•

zna sposoby elektryzowania cia³ i potrafi je opisaæ,

•

wie, ¿e ³adunki oddzia³uj¹ wzajemnie,

•

potrafi sformu³owaæ prawo Coulomba,

•

wie, ¿e oddzia³ywania grawitacyjne miedzy na³adowanymi cz¹stkami mikro-
œwiata np. elektronami, s¹ pomijalnie ma³e w porównaniu z oddzia³ywaniami
elektrostatycznymi,

•

potrafi rozwi¹zywaæ problemy, zwi¹zane z oddzia³ywaniami elektrostatycznymi.

Makroskopowe oddzia³ywania elektromagnetyczne (w wiêkszoœci powtórzenie)

Uczeñ

•

wie, ¿e oddzia³ywania elektromagnetyczne to oddzia³ywania miêdzy poru-
szaj¹cymi siê cz¹stkami na³adowanymi,

•

potrafi opisaæ i wyjaœniæ doœwiadczenie Oersteda,

•

wie, jakie pole magnetyczne wytwarza przewodnik prostoliniowy i zwojnica,

•

wie, jak¹ si³ê nazywamy si³¹ elektrodynamiczn¹,

•

potrafi okreœliæ kierunek i zwrot si³y elektrodynamicznej w konkretnych
przyk³adach,

•

wie, jak¹ si³ê nazywamy si³¹ Lorentza,

•

potrafi znajdowaæ jej kierunek i zwrot w konkretnych przyk³adach,

•

potrafi objaœniæ zasadê dzia³ania silnika elektrycznego,

•

wie, na czym polega zjawisko indukcji elektromagnetycznej,

•

zna sposoby wzbudzania pr¹du indukcyjnego,

•

potrafi znajdowaæ kierunek pr¹du indukcyjnego w konkretnych przyk³adach,

•

potrafi objaœniæ zasadê dzia³ania pr¹dnicy,

•

wie, ¿e pole elektrostatyczne i magnetyczne to szczególne przypadki pola
elektromagnetycznego,

•

potrafi rozwi¹zywaæ problemy dotycz¹ce makroskopowych oddzia³ywañ elek-
tromagnetycznych.

22

Mikroskopowe oddzia³ywania elektromagnetyczne i ich efekty makroskopowe

Uczeñ

•

wie, ¿e si³y sprê¿ystoœci, si³y tarcia oraz si³y hamuj¹ce ruch cia³ sta³ych
w cieczach wynikaj¹ z oddzia³ywañ elektromagnetycznych miêdzy cz¹steczka-
mi cia³,

•

potrafi objaœniæ, dlaczego efekty sprê¿yste wystêpuj¹ tylko dla cia³ sta³ych,

•

wie, ¿e gdy cia³o porusza siê z niewielk¹ szybkoœci¹, to wartoœæ si³y tarcia
mo¿na uwa¿aæ za sta³¹ i niezale¿n¹ od szybkoœci. Si³a ta nosi nazwê tarcia
kinetycznego,

•

wie, od czego zale¿y wartoœæ si³y tarcia kinetycznego,

•

potrafi rozwi¹zywaæ problemy dynamiczne z uwzglêdnieniem tarcia kine-
tycznego.

3.

ENERGIA I JEJ PRZEMIANY

Energia potencjalna i kinetyczna w mechanice

Uczeñ

•

potrafi objaœniæ, co nazywamy uk³adem cia³,

•

wie, jakie si³y nazywamy wewnêtrznymi w uk³adzie cia³, a jakie zewnêtrznymi,

•

potrafi zapisaæ wzór (definicyjny) na pracê sta³ej si³y i przedyskutowaæ ró¿ne
przypadki,

•

potrafi sformu³owaæ i objaœniæ definicjê energii mechanicznej,

•

potrafi sformu³owaæ i stosowaæ zasadê zachowania energii.

Energia potencjalna oddzia³ywania grawitacyjnego

Uczeñ

•

potrafi obliczyæ energiê potencjaln¹ cia³a w pobli¿u Ziemi, korzystaj¹c z defi-
nicji pracy,

•

potrafi zapisaæ i objaœniæ wzór na energiê potencjaln¹ w pobli¿u Ziemi,

•

potrafi zapisaæ i objaœniæ wzór na energiê potencjaln¹ w dowolnej, du¿ej od-
leg³oœci od Ziemi.

Energia kinetyczna

Uczeñ

•

potrafi zapisaæ i objaœniæ wzór na energiê kinetyczn¹ cia³a,

•

potrafi wyprowadziæ wzór na energiê kinetyczn¹ cia³a,

•

potrafi rozwi¹zywaæ problemy zwi¹zane ze zmianami energii.

Druga prêdkoœæ kosmiczna

Uczeñ

•

potrafi objaœniæ sens drugiej prêdkoœci kosmicznej,

•

potrafi wyprowadziæ wzór na wartoœæ drugiej prêdkoœci kosmicznej,

•

potrafi (na podstawie zasady zachowania energii) rozwi¹zywaæ problemy
zwi¹zane z ruchem obiektów odleg³ych od Ziemi.

23

Energia w oddzia³ywaniach elektrostatycznych

Uczeñ

•

potrafi wyjaœniæ, kiedy energia oddzia³ywañ elektrostatycznych jest dodatnia,
a kiedy ujemna,

•

potrafi zapisaæ i objaœniæ wyra¿enie na energiê ³adunku w polu wytworzonym
przez inny ³adunek,

•

potrafi naszkicowaæ i objaœniæ wykres zale¿noœci energii potencjalnej od od-
leg³oœci dla ³adunków ró¿no- i jednoimiennych,

•

potrafi opisaæ ró¿nice miêdzy polem centralnym i jednorodnym,

•

wie, ¿e w polu elektrostatycznym na ³adunek elektryczny dzia³a si³a,

•

dostrzega i potrafi opisaæ analogie i ró¿nice oddzia³ywañ grawitacyjnych
i elektrostatycznych.

Równowa¿noœæ masy i energii. Uk³ady z³o¿one i energia wi¹zania

Uczeñ

•

potrafi wyjaœniæ, z czego wynika ujemna wartoœæ energii potencjalnej uk³adu
cia³ przyci¹gaj¹cych siê wzajemnie,

•

wie, co nazywamy energi¹ wi¹zania uk³adu,

•

potrafi podaæ przyk³ady uk³adów zwi¹zanych,

•

potrafi uzasadniæ, ¿e nadanie cia³u drugiej prêdkoœci kosmicznej odpowiada
dostarczeniu uk³adowi Ziemia-cia³o energii wi¹zania tego uk³adu,

•

potrafi rozwi¹zywaæ problemy dotycz¹ce obliczania energii wi¹zania uk³adów.

Wzór Einsteina na energiê spoczynkow¹. Pojêcie deficytu masy.

Œwietnoœæ i upadek prawa zachowania masy

Uczeñ

•

potrafi uzasadniæ, ¿e ca³kowita energia uk³adu zwi¹zanego jest mniejsza od
sumy energii rozdzielonych sk³adników uk³adu,

•

wie, ¿e masa uk³adu zwi¹zanego jest mniejsza od sumy mas jego sk³adników,

•

wie, co nazywamy deficytem masy,

•

potrafi objaœniæ dlaczego przy ³¹czeniu sk³adników w uk³ad zwi¹zany uwalnia
siê czêœæ energii spoczynkowej tych sk³adników,

•

wie, ¿e wszystkie Ÿród³a energii u¿ywane przez ludzkoœæ pochodz¹ z energii
spoczynkowej jakichœ cia³,

•

potrafi wyjaœniæ ten fakt na przyk³adach.

4.

MAKROSKOPOWE W£ASNOŒCI MATERII A JEJ BUDOWA
MIKROSKOPOWA

Model oscylatora harmonicznego i jego zastosowanie w opisie przyrody

Uczeñ

•

potrafi wymieniæ przyk³ady ruchu drgaj¹cego w przyrodzie,

•

potrafi wymieniæ i zdefiniowaæ pojêcia s³u¿¹ce do opisu ruchu drgaj¹cego,

•

potrafi wymieniæ g³ówne cechy ruchu harmonicznego,

•

potrafi zapisaæ i objaœniæ wyra¿enie na okres drgañ w ruchu harmonicznym,

24

•

potrafi opisaæ zmiany energii w ruchu harmonicznym wahad³a matematycznego,

•

potrafi zapisaæ i objaœniæ wzór na okres drgañ wahad³a matematycznego,

•

potrafi wyprowadziæ wzór na okres drgañ wahad³a matematycznego,

•

potrafi wyjaœniæ, na czym polega zjawisko rezonansu.

Mikroskopowe modele cia³ makroskopowych.

Gazy jako uk³ady prawie swobodnych cz¹steczek

Uczeñ

•

potrafi wymieniæ w³aœciwoœci gazów,

•

potrafi objaœniæ pojêcie gazu doskona³ego,

•

potrafi wyjaœniæ, na czym polega zjawisko dyfuzji.

Ciecze jako uk³ady oddzia³uj¹cych z sob¹ cz¹steczek

Uczeñ

•

potrafi wymieniæ w³aœciwoœci cieczy,

•

potrafi opisaæ skutki dzia³ania si³ miêdzycz¹steczkowych,

•

potrafi wyjaœniæ zjawiska menisku.

Cia³a sta³e. W³aœciwoœci sprê¿yste

Uczeñ

•

potrafi wymieniæ rodzaje odkszta³ceñ,

•

potrafi zapisaæ i wyjaœniæ prawo Hooke'a.

W³aœciwoœci elektryczne

Uczeñ

•

potrafi wymieniæ wielkoœci fizyczne, od których (w ujêciu makroskopowym) za-
le¿y opór elektryczny przewodnika,

•

potrafi objaœniæ mikroskopowy model przewodnictwa pr¹du w metalach,

•

potrafi objaœniæ mikroskopowy model izolatora (dielektryka),

•

potrafi wymieniæ g³ówne w³aœciwoœci pó³przewodników i nadprzewodników.

W³aœciwoœci magnetyczne substancji

Uczeñ

•

wie, ¿e ka¿demu elektronowi mo¿na przypisaæ moment magnetyczny,

•

potrafi objaœniæ, co to znaczy, ¿e atom jest para- lub diamagnetyczny,

•

potrafi objaœniæ ró¿nice w budowie substancji dia-, para- i ferromagne-
tycznych,

•

potrafi podaæ przyk³ady zastosowania ferromagnetyków.

Zastosowanie ró¿nych materia³ów w urz¹dzeniach codziennego u¿ytku

Uczeñ

•

potrafi podaæ przyk³ady wykorzystania ró¿nych materia³ów ze wzglêdu na ich
szczególne w³aœciwoœci mechaniczne, elektryczne i magnetyczne,

25

5.

PORZ¥DEK I CHAOS W PRZYRODZIE

Temperatura, energia wewnêtrzna, ciep³o

Uczeñ

•

zna zwi¹zek temperatury cia³a ze œredni¹ energi¹ kinetyczn¹ jego cz¹steczek,

•

potrafi zdefiniowaæ energiê wewnêtrzn¹ i ciep³o na podstawie kinetyczno-mo-
lekularnej teorii budowy materii,

•

potrafi przeliczaæ temperaturê w skali Celsjusza na temperaturê w skali Kelvi-
na i odwrotnie,

•

potrafi wymieniæ za³o¿enia modelu gazu doskona³ego.

Pierwsza zasada termodynamiki

Uczeñ

•

potrafi zapisaæ i zinterpretowaæ pierwsz¹ zasadê termodynamiki,

•

potrafi stosowaæ pierwsz¹ zasadê termodynamiki w konkretnych, prostych
przyk³adach.

Druga zasada termodynamiki

Uczeñ

•

potrafi objaœniæ zasadê dzia³ania turbiny parowej,

•

potrafi objaœniæ zasadê dzia³ania silnika spalinowego,

•

potrafi objaœniæ istotê drugiej zasady termodynamiki.

Procesy odwracalne i nieodwracalne

Uczeñ

•

wie, ¿e w przyrodzie samorzutnie mog¹ zachodziæ tylko procesy nieodwracalne,

•

potrafi objaœniæ sens fizyczny pojêcia entropii,

•

wie, ¿e w przyrodzie mog¹ zachodziæ samorzutnie tylko takie procesy, w któ-
rych entropia wzrasta.

6.

TRANSPORT ENERGII

Przewodnictwo cieplne

Uczeñ

•

potrafi wymieniæ dobre i z³e przewodniki ciep³a,

•

na podstawie kinetyczno-molekularnej teorii budowy materii potrafi wyjaœniæ
ró¿nice przewodnictwa cieplnego ró¿nych substancji,

•

potrafi objaœniæ analogie miêdzy przewodzeniem ciep³a i pr¹du elektrycznego.

Konwekcja

Uczeñ

•

potrafi objaœniæ, na czym polega zjawisko konwekcji,

•

potrafi wymieniæ praktyczne wykorzystanie zjawiska konwekcji.

26

Fala jako sposób przenoszenia energii. Fale mechaniczne

Uczeñ

•

potrafi wyjaœniæ, na czym polega rozchodzenie siê fali mechanicznej,

•

potrafi objaœniæ pojêcie powierzchni falowej,

•

potrafi podaæ przyk³ad fali poprzecznej i pod³u¿nej,

•

potrafi wyjaœniæ, na czym polega zjawisko (efekt) Dopplera,

•

potrafi wyprowadziæ wzór na czêstotliwoœæ odbieran¹ przez ruchome Ÿród³o
dŸwiêku

•

potrafi wymieniæ czynniki, od których zale¿y iloœæ energii unoszonej przez
falê.

Fale elektromagnetyczne

Uczeñ

•

potrafi objaœniæ co nazywamy fal¹ elektromagnetyczn¹,

•

potrafi wymieniæ rodzaje fal elektromagnetycznych,

•

potrafi wymieniæ praktyczne zastosowania fal o ró¿nych zakresach d³ugoœci
zwi¹zane z transportem energii przez te fale.

7.

ŒWIAT£O I JEGO ROLA W PRZYRODZIE

Wiadomoœci wstêpne. Zjawisko odbicia i za³amania œwiat³a

Uczeñ

•

potrafi objaœniæ, na czym polega zjawisko odbicia œwiat³a,

•

potrafi sformu³owaæ i objaœniæ prawo odbicia,

•

potrafi wyjaœniæ i poprzeæ przyk³adami zjawisko rozpraszania,

•

potrafi objaœniæ na czym polega zjawisko za³amania œwiat³a,

•

potrafi zapisaæ i objaœniæ prawo za³amania œwiat³a i zdefiniowaæ bezwzglêdny
wspó³czynnik za³amania,

•

potrafi zapisaæ i objaœniæ zwi¹zek wzglêdnego wspó³czynnika za³amania
œwiat³a na granicy dwóch oœrodków z bezwzglêdnymi wspó³czynnikami za-
³amania tych oœrodków.

Ca³kowite wewnêtrzne odbicie

Uczeñ

•

potrafi objaœniæ na czym polega zjawisko ca³kowitego wewnêtrznego odbicia,

•

potrafi wymieniæ warunki, przy których zachodzi ca³kowite wewnêtrzne odbicie,

•

potrafi wymieniæ przyk³ady praktycznego wykorzystania ca³kowitego wew-
nêtrznego odbicia.

Zwierciad³a p³askie. Zwierciad³a kuliste

Uczeñ

•

potrafi objaœniæ, co nazywamy zwierciad³em p³askim,

•

potrafi wykonaæ konstrukcjê obrazu w zwierciadle p³askim,

•

potrafi wymieniæ cechy obrazu otrzymanego w zwierciadle p³askim,

•

potrafi objaœniæ, co nazywamy zwierciad³em kulistym; wklês³ym i wypuk³ym,

27

•

potrafi objaœniæ pojêcia: ognisko, ogniskowa, promieñ krzywizny, oœ optyczna,

•

potrafi zapisaæ i zinterpretowaæ równanie zwierciad³a,

•

potrafi prawid³owo korzystaæ z równania zwierciad³a,

•

potrafi narysowaæ wykres funkcji y x

( ) dla zwierciad³a wklês³ego i podaæ jej in-

terpretacjê,

•

potrafi zapisaæ i objaœniæ wzór na powiêkszenie,

•

potrafi wykonaæ konstrukcje obrazów w zwierciad³ach kulistych,

•

potrafi wymieniæ cechy obrazu w ka¿dym przypadku,

•

potrafi wymieniæ i omówiæ praktyczne zastosowania zwierciade³.

P³ytka równoleg³oœcienna i pryzmat

Uczeñ

•

potrafi opisaæ przejœcie œwiat³a przez p³ytkê równoleg³oœcienn¹, korzystaj¹c
z prawa za³amania,

•

potrafi przedstawiæ praktyczny przyk³ad przechodzenia œwiat³a przez p³ytkê
równoleg³oœcienn¹,

•

potrafi opisaæ przejœcie œwiat³a przez pryzmat, korzystaj¹c z prawa za³amania,

•

potrafi zapisaæ i zinterpretowaæ wzór na odchylenie promienia œwietlnego
przy przejœciu przez pryzmat,

•

potrafi podaæ mo¿liwoœci praktycznego wykorzystania odchylania œwiat³a
przez pryzmat.

Soczewki

Uczeñ

•

potrafi opisaæ rodzaje soczewek,

•

potrafi objaœniæ pojêcia: ognisko, ogniskowa, promieñ krzywizny, oœ optyczna,

•

potrafi zapisaæ wzór informuj¹cy od czego zale¿y ogniskowa soczewki i po-
prawnie go zinterpretowaæ,

•

wie, co nazywamy zdolnoœci¹ skupiaj¹c¹ soczewki,

•

potrafi obliczaæ zdolnoœæ skupiaj¹c¹ soczewki,

•

potrafi obliczaæ zdolnoœæ skupiaj¹c¹ uk³adów soczewek.

Obrazy w soczewkach

Uczeñ

•

potrafi sporz¹dzaæ konstrukcje obrazów w soczewkach,

•

potrafi wymieniæ cechy obrazu w ka¿dym przypadku,

•

potrafi zapisaæ i zinterpretowaæ równanie soczewki,

•

potrafi wykorzystywaæ równanie soczewki do rozwi¹zywania problemów.

Przyrz¹dy optyczne

Uczeñ

•

potrafi objaœniæ dzia³anie oka, jako przyrz¹du optycznego,

•

potrafi wyjaœniæ, na czym polegaj¹ wady krótko- i dalekowzrocznoœci oraz zna
sposoby ich korygowania,

•

potrafi objaœniæ zasadê dzia³ania lupy,

•

potrafi zinterpretowaæ wzór na powiêkszenie uzyskiwane w lupie,

28

•

wie, ¿e do uzyskiwania du¿ych powiêkszeñ s³u¿y mikroskop,

•

potrafi opisaæ budowê i zasadê dzia³ania mikroskopu jako uk³adu obiektywu
i okularu,

•

potrafi zinterpretowaæ wzór na powiêkszenie uzyskiwane w mikroskopie,

•

potrafi rozwi¹zywaæ problemy jakoœciowe i iloœciowe zwi¹zane z praktycznym
wykorzystywaniem soczewek.

Rozszczepienie œwiat³a bia³ego w pryzmacie

Uczeñ

•

wie, ¿e w oœrodku materialnym (czyli poza pró¿ni¹) œwiat³o o ró¿nych barwach
(czêstotliwoœciach) rozchodzi siê z ró¿nymi szybkoœciami,

•

potrafi uzasadniæ, ¿e œwiat³o o ró¿nych barwach ma w danym oœrodku inny
wspó³czynnik za³amania,

•

potrafi objaœniæ zjawisko rozszczepienia œwiat³a bia³ego jako skutek zale¿no-
œci wspó³czynnika za³amania od barwy œwiat³a,

•

wie, ¿e przy przejœciu z jednego oœrodka do drugiego, czêstotliwoœæ œwiat³a
nie ulega zmianie,

•

potrafi uzasadniæ zmianê d³ugoœci fali, przy przejœciu œwiat³a z jednego
oœrodka do drugiego,

•

potrafi wyjaœniæ powstawanie barw przedmiotów w œwietle odbitym i barw

cia³ przezroczystych.

Korpuskularno-falowa natura œwiat³a, zjawiska kwantowe.

Dyfrakcja i interferencja œwiat³a

Uczeñ

•

potrafi wyjaœniæ, na czym polegaj¹ zjawiska dyfrakcji i interferencji œwiat³a,

•

wie, co to jest siatka dyfrakcyjna,

•

potrafi zapisaæ wzór wyra¿aj¹cy zale¿noœæ po³o¿enia pr¹¿ka n-tego rzêdu od
d³ugoœci fali i odleg³oœci miêdzy szczelinami i poprawnie go zinterpretowaæ
dla œwiat³a monochromatycznego oraz bia³ego.

Zjawisko polaryzacji œwiat³a

Uczeñ

•

potrafi objaœniæ zjawisko polaryzacji œwiat³a (jakoœciowo),

•

potrafi wymieniæ sposoby polaryzowania œwiat³a,

•

potrafi podaæ przyk³ady praktycznego wykorzystywania zjawiska polaryzacji.

Zjawisko fotoelektryczne. Kwantowy model œwiat³a

Uczeñ

•

potrafi wyjaœniæ, na czym polega zjawisko fotoelektryczne,

•

potrafi objaœniæ zasadê dzia³ania fotokomórki,

•

wie, od czego zale¿y energia kinetyczna fotoelektronów,

•

wie, od czego zale¿y liczba fotoelektronów wybitych w jednostce czasu,

•

wie, ¿e wymienionych faktów doœwiadczalnych nie mo¿na wyt³umaczyæ,
pos³uguj¹c siê falow¹ teori¹ œwiat³a,

•

wie, ¿e pojêcie kwantu energi wprowadzi³ do fizyki Planck,

29

•

wie, ¿e wyjaœnienie efektu fotoelektrycznego poda³ Einstein,

•

potrafi wyjaœniæ zjawisko fotoelektryczne na podstawie kwantowego modelu
œwiat³a,

•

potrafi zapisaæ i zinterpretowaæ wzór na energiê kwantu,

•

wie, co to jest praca wyjœcia elektronu z metalu,

•

potrafi narysowaæ i objaœniæ wykres zale¿noœci energii kinetycznej fotoelek-
tronów od czêstotliwoœci dla kilku metali,

•

potrafi sformu³owaæ warunek zajœcia efektu fotoelektrycznego dla metalu
o pracy wyjœcia W,

•

potrafi napisaæ i objaœniæ wzór na energiê kinetyczn¹ fotoelektronów.

Model Bohra budowy atomu wodoru

Uczeñ

•

wie, jakie cia³a wysy³aj¹ promieniowanie o widmie ci¹g³ym,

•

wie, ¿e pierwiastki w stanie gazowym, pobudzone do œwiecenia wysy³aj¹ wid-
mo liniowe (dyskretne),

•

potrafi skomentowaæ wzór Balmera,

•

potrafi wyjaœniæ, dlaczego nie mo¿na by³o wyt³umaczyæ powstawania liniowe-
go widma atomu wodoru na gruncie fizyki klasycznej,

•

potrafi wyjaœniæ, dlaczego model Bohra atomu wodoru by³ modelem "rewolu-
cyjnym",

•

potrafi sformu³owaæ i zapisaæ postulaty Bohra,

•

wie, ¿e promienie dozwolonych orbit i energia elektronu w atomie wodoru s¹
skwantowane,

•

wie, ¿e ca³kowita energia elektronu w atomie wodoru jest ujemna,

•

potrafi obliczyæ ca³kowit¹ energiê elektronu w atomie wodoru,

•

wie, co to znaczy, ¿e atom jest w stanie podstawowym,

•

wie, co to znaczy, ¿e atom jest w stanie wzbudzonym,

•

potrafi wykazaæ zgodnoœæ wzoru Balmera z modelem Bohra budowy atomu
wodoru,

•

potrafi wyjaœniæ, jak powstaj¹ serie widmowe, korzystaj¹c z modelu Bohra
atomu wodoru,

•

potrafi zamieniæ energiê wyra¿on¹ w d¿ulach na energiê wyra¿on¹ w elektro-
nowoltach,

•

wie, ¿e model Bohra zosta³ zast¹piony przez now¹ teoriê – mechanikê kwan-
tow¹,

•

wie, ¿e model Bohra jest do dziœ wykorzystywany do intuicyjnego wyjaœniania
niektórych wyników doœwiadczalnych, gdy¿ stanowi dobre przybli¿enie wyni-
ków uzyskiwanych na gruncie mechaniki kwantowej.

Analiza spektralna

Uczeñ

•

wie, na czym polega analiza spektralna,

•

wie, ¿e spektroskop s³u¿y do badania widm,

•

wie, co to s¹ widma absorpcyjne i emisyjne,

•

wie, jak powstaj¹ linie Fraunhofera w widmie s³onecznym,

30

•

wie, ¿e ka¿dy pierwiastek w stanie gazowym pobudzony do œwiecenia wysy³a
charakterystyczne dla siebie widmo liniowe.

Laser i jego zastosowania

Uczeñ

•

wie, czym ró¿ni siê œwiat³o laserowe od œwiat³a wysy³anego przez inne
Ÿród³a,

•

potrafi wymieniæ zastosowania lasera.

W³aœciwoœci optyczne cia³

Uczeñ

•

wie, dlaczego fala elektromagnetyczna nie mo¿e siê rozchodziæ (jest po-
ch³aniana) w przewodnikach,

•

potrafi wyjaœniæ, dlaczego tylko niektóre cia³a s¹ przeŸroczyste,

•

potrafi wyjaœniæ, dlaczego szk³o jest najlepszym materia³em optycznym,

•

potrafi wymieniæ niektóre zastosowania ciek³ych kryszta³ów.

8.

FIZYKA J¥DROWA JEJ ZASTOSOWANIA

Promieniotwórczoœæ naturalna. J¹dro atomu i jego budowa

Uczeñ

•

wie, ¿e niektóre pierwiastki samorzutnie emituj¹ promieniowanie zwane pro-
mieniowaniem j¹drowym,

•

potrafi wymieniæ rodzaje tego promieniowania i podaæ ich g³ówne w³aœciwoœci,

•

potrafi opisaæ historyczne doœwiadczenie Rutherforda i p³yn¹ce z niego wnioski,

•

wie, z jakich sk³adników zbudowane jest j¹dro atomowe,

•

potrafi opisaæ j¹dro pierwiastka za pomoc¹ liczby porz¹dkowej (atomowej)
i masowej,

•

potrafi opisaæ cz¹stki elementarne, uwzglêdniaj¹c ich masê i ³adunek,

•

wie, ¿e miêdzy sk³adnikami j¹dra dzia³aj¹ krótkozasiêgowe si³y j¹drowe,

•

potrafi objaœniæ przyczynê rozpadania siê ciê¿kich j¹der,

•

wie, ¿e j¹dro, podobnie jak atom, mo¿e siê znajdowaæ w ró¿nych stanach
energetycznych a przechodzenie ze stanu wzbudzonego do podstawowego
wi¹¿e siê z emisj¹ promieniowania

g.

Izotopy i prawo rozpadu

Uczeñ

•

potrafi wyjaœniæ, czym ró¿ni¹ siê miêdzy sob¹ izotopy danego pierwiastka,

•

potrafi wyjaœniæ, na czym polega rozpad,

•

potrafi zapisaæ ogólne schematy rozpadów

a i b oraz objaœniæ je, pos³uguj¹c

siê regu³ami przesuniêæ Soddy'ego i Fajansa,

•

potrafi zapisaæ i objaœniæ prawo rozpadu promieniotwórczego,

•

potrafi objaœniæ pojêcia: sta³a rozpadu i czas po³owicznego rozpadu,

•

potrafi zinterpretowaæ wykres zale¿noœci N t

( ), liczby j¹der danego izotopu

w próbce, od czasu,

31

•

potrafi skorzystaæ, w razie potrzeby, ze zwi¹zku miêdzy sta³¹ rozpadu i cza-
sem po³owicznego rozpadu,

•

potrafi objaœniæ metodê datowania za pomoc¹ izotopu

14

C.

Deficyt masy w fizyce j¹drowej

Uczeñ

•

potrafi objaœniæ pojêcia deficytu masy i energii wi¹zania w fizyce j¹drowej, wy-
korzystuj¹c wiedzê na temat energii wi¹zania uk³adów,

•

wie, ¿e energie wi¹zania j¹der s¹ znacznie wiêksze od energii wi¹zania in-
nych uk³adów,

•

potrafi zinterpretowaæ "najwa¿niejszy wykres œwiata" tzn. wykres zale¿noœci
energii wi¹zania przypadaj¹cej na jeden nukleon w j¹drze, od liczby nukle-
onów w nim zawartych,

•

wie, ¿e rozumienie faktów ilustrowanych przez ten wykres bêdzie konieczne
do wyjaœnienia pochodzenia energii j¹drowej.

Reakcje j¹drowe

Uczeñ

•

wie, ¿e przemiany j¹der, nastêpuj¹ce w wyniku zderzeñ nazywamy reakcjami
j¹drowymi,

•

potrafi zapisaæ reakcjê j¹drow¹, uwzglêdniaj¹c zasadê zachowania ³adunku
i liczby nukleonów,

•

potrafi objaœniæ, dlaczego mo¿e nie dojœæ do zderzenia cz¹stki na³adowanej
(lub j¹dra) z innym j¹drem,

•

potrafi obliczyæ najmniejsz¹ odleg³oœæ, na któr¹ zbli¿y siê dodatnio na³ado-
wana cz¹stka do j¹dra atomu.

Reakcje rozszczepienia. Bilans energii

Uczeñ

•

potrafi objaœniæ, na czym polega reakcja rozszczepienia j¹dra,

•

potrafi sporz¹dziæ bilans energii w reakcji rozszczepienia,

•

potrafi objaœniæ, jak¹ reakcjê nazywamy egzoenergetyczn¹ a jak¹ endoener-
getyczn¹,

•

potrafi objaœniæ co to znaczy, ¿e reakcja jest ³añcuchowa.

ród³a energii s³onecznej. Sk³ad i stan materii gwiazdowej.

Procesy zachodz¹ce na S³oñcu

Uczeñ

•

wie, ¿e z badañ widma s³onecznego wynika, i¿ wodór jest g³ównym sk³adni-
kiem materii s³onecznej,

•

potrafi wyjaœniæ co to znaczy, ¿e materia s³oneczna jest w stanie plazmy,

•

potrafi wyjaœniæ, na czym polega reakcja fuzji j¹drowej, czyli reakcja ter-
moj¹drowa i rozumie, dlaczego warunkiem jej zachodzenia jest wysoka
temperatura,

•

potrafi objaœniæ, sk¹d pochodzi energia wyzwalana w reakcjach termoj¹dro-
wych,

32

•

wie, jakie cz¹stki nazywamy pozytonami,

•

potrafi objaœniæ, na czym polega zjawisko anihilacji.

Energetyka j¹drowa. Reaktory a broñ j¹drowa. Kontrolowana reakcja

rozszczepienia. Reaktory. Reakcja niekontrolowana. Bomba atomowa.
Bomba wodorowa. Perspektywy fuzji kontrolowanej

Uczeñ

•

potrafi opisaæ budowê i zasadê dzia³ania reaktora j¹drowego,

•

potrafi wymieniæ g³ówne zalety i zagro¿enia zwi¹zane z wykorzystaniem ener-
gii j¹drowej do celów pokojowych,

•

wie, ¿e bomba atomowa to urz¹dzenie, w którym zachodzi niekontrolowana
reakcja ³añcuchowa,

•

wie, ¿e bomba wodorowa to urz¹dzenie, w którym zachodzi gwa³towna fuzja
j¹drowa,

•

wie, ¿e dot¹d nie uda³o siê zbudowaæ urz¹dzenia do pokojowego wykorzysta-
nia fuzji j¹drowej.

Promieniotwórczoœæ, jej zastosowania i zagro¿enia. Wp³yw promieniowania na

tkankê biologiczn¹. Zastosowania medyczne

Uczeñ

•

wie, ¿e promieniowanie j¹drowe niszczy komórki ¿ywe i powoduje zmiany ge-
netyczne,

•

potrafi podaæ przyk³ady wykorzystania promieniowania j¹drowego w diagno-
styce i terapii medycznej.

9.

BUDOWA I EWOLUCJA WSZECHŒWIATA

Cz¹stki elementarne a historia Wszechœwiata. Sk³ad materii stabilnej i cz¹stki

nietrwa³e. Sk³ad materii w wysokich temperaturach, przemiany i równowaga

Uczeñ

•

potrafi objaœniæ pojêcie elementarnoœci cz¹stki,

•

potrafi objaœniæ pojêcie stabilnoœci cz¹stki,

•

wie, ¿e wszystkie cz¹stki o niezerowej masie dzielimy na hadrony i leptony,
potrafi podaæ przyk³ady,

•

wie, ¿e hadrony sk³adaj¹ siê z kwarków,

•

potrafi wyjaœniæ dlaczego hadronów nie mo¿na roz³o¿yæ na pojedyncze kwarki,

•

wie, jak zbudowana jest plazma i w jakich warunkach mo¿na j¹ uzyskaæ,

•

wie, co to jest i w jakich warunkach wystêpuje plazma kwarkowo-gluonowa,

•

potrafi objaœniæ zmiany stanu materii przy wzroœcie temperatury.

Obserwacyjne podstawy kosmologii

Uczeñ

•

potrafi podaæ definicjê parseka,

•

potrafi objaœniæ sposób obliczania odleg³oœci gwiazdy za pomoc¹ pomiaru
paralaksy,

33

•

wie, ¿e zmiany jasnoœci cefeid, wykorzystuje siê do obliczania odleg³oœci tych
gwiazd,

•

potrafi podaæ kilka kolejnych obiektów w hierarchii Wszechœwiata,

•

wie, ¿e pierwsz¹ planetê pozas³oneczn¹ odkry³ Aleksander Wolszczan.

Rozszerzaj¹cy siê Wszechœwiat

Uczeñ

•

potrafi wymieniæ obserwacje, jakie doprowadzi³y do odkrycia prawa Hubble'a,

•

potrafi zapisaæ i zinterpretowaæ prawo Hubble'a,

•

potrafi objaœniæ, jak na podstawie prawa Hubble'a mo¿na obliczyæ odleg³oœci
galaktyk od Ziemi,

•

potrafi objaœniæ, jak na podstawie prawa Hubble'a wnioskujemy, ¿e galaktyki
oddalaj¹ siê od siebie,

•

potrafi wymieniæ argumenty na rzecz idei rozszerzaj¹cego siê i stygn¹cego
Wszechœwiata.

Promieniowanie t³a jako relikt czasów przed powstaniem atomów

Uczeñ

•

wie, ¿e odkryto promieniowanie elektromagnetyczne, zwane promieniowa-
niem reliktowym, które potwierdza teoriê rozszerzaj¹cego siê Wszechœwiata,

•

potrafi objaœniæ, dlaczego odkrycie promieniowania reliktowego potwierdza
teoriê rozszerzaj¹cego siê Wszechœwiata.

Szybkoœæ rozszerzania siê Wszechœwiata i gêstoœæ materii. Ciemna materia.

Wszechœwiat zamkniêty czy otwarty?

Uczeñ

•

wie, ¿e o szybkoœci rozszerzania siê Wszechœwiata decyduje gêstoœæ materii,

•

potrafi objaœniæ, w jaki sposób losy Wszechœwiata zale¿¹ od gêstoœci materii,

•

wie, jaka jest szacunkowa gêstoœæ Wszechœwiata widocznego w porównaniu
z gêstoœci¹ krytyczn¹,

•

wie o istnieniu ciemnej materii,

•

potrafi opisaæ metodê Bohdana Paczyñskiego znajdowania obiektów ciemnej
materii,

•

potrafi omówiæ znaczenie odkrycia niezerowej masy neutrina dla oceny iloœci
ciemnej materii,

•

potrafi podaæ inne hipotezy zwi¹zane z istnieniem ciemnej materii,

•

wie, ¿e rozszerzaj¹cy siê Wszechœwiat jest efektem Wielkiego Wybuchu,

•

potrafi podaæ hipotezy dotycz¹ce przesz³oœci i przysz³oœci Wszechœwiata.

Modele powstawania galaktyk i ich uk³adów. Ewolucja gwiazd

Uczeñ

•

potrafi wymieniæ procesy fizyczne, które doprowadzi³y do powstania galaktyk
i ich gromad.

34

10.

JEDNOŒÆ MIKRO- I MAKROŒWIATA

Fale materii. Dowody eksperymentalne falowych cech cz¹stek.

Dualizm korpuskularno-falowy. Kwantowy opis ruchu cz¹stek

Uczeñ

•

wie, ¿e klasyczne prawa fizyki nie stosuj¹ siê do mikroœwiata, ale dla œwiata
dostêpnego naszym zmys³om stanowi¹ wystarczaj¹ce przybli¿enie praw fizy-
ki kwantowej,

•

wie, ¿e prawa fizyki kwantowej w chwili obecnej najlepiej opisuj¹ funkcjono-
wanie ca³ego Wszechœwiata.

Zjawiska interferencyjne w rozpraszaniu cz¹stek

Uczeñ

•

potrafi podaæ hipotezê de Broglie'a fal materii,

•

potrafi uzasadniæ, dlaczego dla cia³ makroskopowych nie obserwujemy zja-
wisk falowych,

•

potrafi uzasadniæ, dlaczego dla cz¹stek elementarnych powinno siê obserwo-
waæ zjawiska falowe,

•

potrafi opisaæ ideê doœwiadczenia, potwierdzaj¹cego hipotezê de Broglie'a,

•

potrafi opisaæ, jak wykorzystuje siê w³asnoœci falowe cz¹stek do badania
struktury kryszta³ów.

Pomiar makroskopowy w fizyce a pomiary w mikroœwiecie kwantowym.

Niepewnoœci pomiarowe a zasada nieoznaczonoœci. Wp³yw pomiaru
w mikroœwiecie na stan obiektu. Fizyka makroskopowa jako granica
fizyki uk³adów kwantowych

Uczeñ

•

wie, ¿e dokonywanie pomiaru w makroœwiecie nie wp³ywa na stan obiektu,

•

potrafi podaæ przyk³ady braku wp³ywu pomiaru w makroœwiecie na stan
obiektu,

•

wie, ¿e pomiar w mikroœwiecie wp³ywa na stan obiektu,

•

potrafi podaæ przyk³ad wp³ywu pomiaru w mikroœwiecie na stan obiektu,

•

potrafi uzasadniæ wp³yw d³ugoœci fali odpowiadaj¹cej cz¹stce rozproszonej
na obiekcie mikroskopowym na mo¿liwoœæ okreœlenia po³o¿enia i pêdu tego
obiektu,

•

potrafi sformu³owaæ i zinterpretowaæ zasadê (relacjê) nieoznaczonoœci
Heisenberga,

•

wie, jak fizycy sprawdzaj¹, czy dla danego zjawiska opis klasyczny jest wystar-
czaj¹cy,

•

na podstawie przyk³adów potrafi uzasadniæ, ¿e opis kwantowy jest istotny dla
pojedynczych obiektów mikroskopowych a pomijalny dla uk³adów sk³ada-
j¹cych siê z wielkiej liczby tych obiektów,

35

11.

FIZYKA A FILOZOFIA

Zakres stosowalnoœci teorii fizycznych

Uczeñ

•

potrafi objaœniæ, na czym polega rozumowanie indukcyjne,

•

potrafi podaæ przyk³ady rozumowania indukcyjnego w mechanice Newtona,

•

wie, ¿e dla szybkoœci bliskich szybkoœci œwiat³a prawa mechaniki Newtona

siê nie stosuj¹,

•

wie, ¿e mechaniki Newtona nie stosuje siê do ruchów cia³ mikroskopowych,

•

potrafi objaœniæ, dlaczego ¿adnej teorii nie mo¿na uwa¿aæ za ostateczn¹ i ab-
solutnie prawdziw¹.

Determinizm i indeterminizm w opisie przyrody

Uczeñ

•

potrafi objaœniæ, na czym polega determinizm w opisie przyrody,

•

potrafi podaæ przyk³ady determinizmu w klasycznym opisie przebiegu zjawisk
fizycznych,

•

potrafi uzasadniæ, pos³uguj¹c siê zasad¹ nieoznaczonoœci, ¿e fizyka kwanto-
wa jest indetermistyczna (nie jest deterministyczna).

Elementy metodologii nauk. Metoda indukcyjna i metoda

hipotetyczno-dedukcyjna

Uczeñ

•

wie, ¿e nauka zajmuj¹ca siê metodami tworzenia i formu³owania teorii na-
ukowych nazywa siê metodologi¹ nauk,

•

wie, ¿e metody tworzenia i formu³owania teorii naukowych s¹ wspólne dla
wszystkich nauk przyrodniczych,

•

potrafi opisaæ, na czym polega metoda hipotetyczno-dedukcyjna,

•

potrafi objaœniæ ró¿nicê miedzy metodami: indukcyjn¹ i hipotetyczno-deduk-
cyjn¹,

•

potrafi podaæ przyk³ad stosowania metody hipotetyczno-dedukcyjnej w two-
rzeniu teorii fizycznych.

12.

NARZÊDZIA WSPÓ£CZESNEJ FIZYKI

Uczeñ potrafi przeczytaæ z podrêcznika ze zrozumieniem rozdzia³y: Laboratoria

i metody badawcze wspó³czesnych fizyków. Wspó³czesne obserwatoria astrono-
miczne. Osi¹gniêcia naukowe minionego wieku.

Uczeñ potrafi odpowiedzieæ np. na pytania:

•

"Jak¹ dziedzin¹ fizyki chcia³byœ siê zajmowaæ gdybyœ zosta³ fizykiem? Uza-
sadnij odpowiedŸ.

•

"Które osi¹gniêcie fizyki XX wieku uwa¿asz za najwa¿niejsze dla nauki, a któ-
re za najwa¿niejsze dla codziennego ¿ycia? Uzasadnij odpowiedŸ.

•

"Co twoim zdaniem jest wa¿niejsze; wielkie znaczenie odkryæ fizycznych dla
rozwoju cywilizacji, czy zwi¹zane z tymi odkryciami wielkie zagro¿enia dla ludz-
koœci? Podaj przyk³ady".

36

Uczeñ potrafi sporz¹dziæ pisemn¹ wypowiedŸ np. na jeden z poni¿szych tematów:

•

"Rozwiñ, zgodnie z twoimi pogl¹dami myœli wypowiedziane przez James'a
Haught'a w ksi¹¿ce "Nauka w nanosekundê" Prószyñski i S-ka,1997:

1. "Nikt nie mo¿e uwa¿aæ siê za cz³owieka wykszta³conego, jeœli nie zna
choæ trochê podstaw nauk przyrodniczych. Nauki te maj¹ g³êbokie, filozo-
ficzne znaczenie i kszta³tuj¹ nowe sposoby rozumienia rzeczywistoœci"

2. "Nawet gdy nie planujesz kariery naukowej ani technicznej, potrzebujesz
wiedzy z zakresu nauk przyrodniczych. M³odzi ludzie poszukuj¹ sensu ¿ycia.
Najlepsz¹ i najbardziej uczciw¹ drog¹ do jego poznania, jest w³aœnie nauka.
Polityka i sztuka opieraj¹ siê na opiniach - nauka oparta jest na faktach".

Wiedza trwa³a ucznia po opracowaniu licealnego kanonu

(propozycja)

Ka¿dy uczeñ, który ukoñczy kszta³cenie siê w zakresie fizyki na poziomie pod-

stawowym (czyli kanonu) powinien dysponowaæ pewnym zasobem trwa³ej wiedzy
z tego przedmiotu, zdobytej w nauczaniu licealnym. Wiedza ta ma stanowiæ nie-
zbêdny element wykszta³cenia ka¿dego cz³owieka oraz podstawê jego pogl¹du na
œwiat.

Oto nasza propozycja:

•

W przyrodzie nie mo¿na przes³aæ ¿adnej informacji z wiêksz¹ szybkoœci¹ ni¿
300000 km/s. Z tego wynika ca³y szereg konsekwencji. Uczeñ powinien po-
trafiæ podaæ ich przyk³ady.

•

Pojêcie up³ywu czasu nie jest bezwzglêdne. Jest to fakt stwierdzony doœwiad-
czalnie przewidywany przez szczególn¹ teoriê wzglêdnoœci Einsteina. W uk³a-
dach poruszaj¹cych siê z szybkoœci¹ blisk¹ c czas p³ynie wolniej. Oznacza
to, ¿e wolniej zachodz¹ wszelkie procesy, np. proces starzenia siê.

•

Cia³a wzajemnie z sob¹ oddzia³uj¹:

– bezpoœrednio (stykaj¹c siê z sob¹),
– na odleg³oœæ (poprzez pola).

•

Miar¹ oddzia³ywañ s¹ si³y. Jeœli si³y nie dzia³aj¹, cia³o mo¿e wykonywaæ ruch
jednostajny prostoliniowy. Dzia³anie si³y jest konieczne do zmiany ruchu. Te
stwierdzenia wynikaj¹ z opisuj¹cych otaczaj¹cy nas makroskopowy œwiat de-
terministycznych praw Newtona. Determinizm polega na tym, ¿e znaj¹c
po³o¿enie, prêdkoœæ cia³a w pewnej chwili i dzia³aj¹ce na nie si³y, mo¿emy
obliczyæ po³o¿enie i prêdkoœæ cia³a po dowolnym czasie. Podstawê sfor-
mu³owania praw Newtona stanowi³o rozumowanie indukcyjne.

•

Oddzia³ywania "na odleg³oœæ" to oddzia³ywania grawitacyjne, elektromagne-
tyczne i j¹drowe. Cz³owiek nauczy³ siê wykorzystywaæ wystêpuj¹ce w przyro-
dzie si³y wystêpuj¹ce w tych oddzia³ywaniach. Uczeñ powinien potrafiæ podaæ
przyk³ady wykorzystania si³y ciê¿koœci, sprê¿ystoœci, tarcia, si³y elektrodyna-
micznej.

•

Z teorii wzglêdnoœci wynika, ¿e ka¿de cia³o posiada energiê spoczynkow¹

E

mc

=

2

. Jeœli cia³a, miêdzy którymi dzia³aj¹ si³y przyci¹gania ³¹cz¹ siê w

uk³ad, to czêœæ ich sumarycznej energii spoczynkowej zmienia siê w inne ro-
dzaje energii u¿ywane przez ludzkoœæ. Najbardziej efektywnym Ÿród³em ener-

37

gii jest ³¹cznie siê lekkich j¹der (fuzja j¹drowa). W taki sposób powstaje
energia s³oneczna, która w postaci promieniowania elektromagnetycznego
jest transportowana i nastêpnie na Ziemi ulega przemianom w inne rodzaje
energii. Ró¿nice w energiach wi¹zania j¹der ró¿nej wielkoœci daj¹ mo¿liwoœæ
uzyskiwania energii w zjawisku rozszczepienia. Teoria wzglêdnoœci zosta³a
odkryta na drodze rozumowania hipotetyczno-dedukcyjnego. Potem odkryto
zjawiska, potwierdzaj¹ce tê teoriê. W przyrodzie obowi¹zuje zasada zachowa-
nia energii.

•

Do opisu otaczaj¹cego œwiata budujemy modele, które coraz lepiej odwzoro-
wuj¹ rzeczywistoœæ. Jednym z takich modeli jest oscylator harmoniczny
(a tak¿e model gazu doskona³ego, model Bohra budowy atomu wodoru). Mo-
delami pos³ugujemy siê np. do opisu budowy i wyjaœniania w³aœciwoœci cia³.

•

Wykorzystanie praktyczne ró¿nych materia³ów jest zwi¹zane z ich specyficz-
nymi w³aœciwoœciami, mechanicznymi, elektrycznymi, magnetycznymi i op-
tycznymi.

•

Model cz¹steczkowej budowy materii s³u¿y nam do wyjaœniania przemian
energii wewnêtrznej. Istniej¹ ograniczenia zwi¹zane z przemian¹ energii wew-
nêtrznej w pracê mechaniczn¹. Uczeñ potrafi objaœniæ zasadê budowy silnika
cieplnego.

•

W przyrodzie zachodz¹ samorzutnie procesy nieodwracalne od stanu uporz¹d-
kowania do chaosu. Przejœcie od chaosu do uporz¹dkowania, np. budowa wy-
soko uorganizowanych form ¿ycia wymaga dostarczenia energii s³onecznej.

•

Modele cz¹steczkowej budowy materii i fali s³u¿¹ do wyjaœniania sposobów
transportu energii. Uczeñ potrafi podaæ przyk³ady.

•

Fala elektromagnetyczna to przenikaj¹ce siê wzajemnie pola elektryczne
i magnetyczne, przenosz¹ce w pró¿ni energiê z szybkoœci¹ c. Pe³ny zakres
czêstotliwoœci ró¿nych rodzajów fal elektromagnetycznych to widmo fal elek-
tromagnetycznych. Uczeñ potrafi wymieniæ w odpowiedniej kolejnoœci i podaæ
przyk³ady w³aœciwoœci i sposobów wykorzystania ró¿nych rodzajów fal elek-
tromagnetycznych.

•

Epokowe znaczenia dla rozwoju cywilizacji mia³o odkrycie zjawiska indukcji
elektromagnetycznej. Uczeñ potrafi wyjaœniæ dlaczego.

•

Promieniowanie elektromagnetyczne ma naturê dualn¹. W niektórych zjawi-
skach zachowuje siê jak fala, w innych jak strumieñ cz¹stek zwanych fotona-
mi o energii E

h

= n.

•

Œwiat³o widzialne stanowi w¹ski przedzia³ widma fal elektromagnetycznych,
a ró¿nym czêstotliwoœciom odpowiadaj¹ ró¿ne barwy. Najczêœciej obserwo-
wane w przyrodzie i wykorzystywane w przyrz¹dach optycznych zjawiska to:
odbicie œwiat³a, za³amanie, dyfrakcja, interferencja i polaryzacja. Uczeñ po-
trafi podaæ przyk³ady.

•

Najczêœciej wystêpuj¹ce wady wzroku to krótko- i dalekowzrocznoœæ.

•

Zjawisko fotoelektryczne, które znalaz³o szereg zastosowañ (fotokomórka)
mo¿na wyt³umaczyæ tylko na gruncie kwantowej teorii œwiat³a.

•

Model Bohra t³umaczy emisjê promieniowania elektromagnetycznego przez
atomy (atom wodoru), gorzej t³umaczy widma atomów wieloelektronowych
i cz¹steczek. Teoria fizyczna, która dobrze t³umaczy te zjawiska nazywa siê
mechanik¹ kwantow¹.

38

•

Ka¿de cia³o w postaci pary lub gazu pobudzone do œwiecenia wysy³a charak-
terystyczne dla siebie widmo liniowe (pasmowe). Daje to mo¿liwoœæ analizy
spektralnej, bardzo czu³ej metody wykrywania pierwiastków, tak¿e w od-
leg³ych gwiazdach.

•

Promieniotwórczoœæ jest naturalnym zjawiskiem w przyrodzie.

•

Pierwiastki promieniotwórcze wykorzystuje siê w medycynie i technice.

•

Zjawisko Dopplera w akustyce objawia siê zmian¹ wysokoœci odbieranego
dŸwiêku na skutek wzglêdnego ruchu Ÿród³a i odbiornika. To samo zjawisko
w optyce polega na zmianie barwy (wynikaj¹cej ze zmiany czêstotliwoœci)
cia³a wysy³aj¹cego œwiat³o na skutek wzglêdnego ruchu Ÿród³a œwiat³a i od-
biornika.
Systematyczne przesuniêcie linii widmowych w stronê fal d³ugich otrzymy-
wane w badaniach œwiat³a dochodz¹cego do nas od gwiazd i galaktyk
t³umaczymy oddalaniem siê ich od Ziemi.

•

W chwili obecnej uznajemy za prawdziw¹ hipotezê powstania Wszechœwiata
w Wielkim Wybuchu przed oko³o 15 miliardami lat, a nastêpnie rozsze-
rzaj¹cego siê i stygn¹cego. Dowodem s³usznoœci tej hipotezy jest odkryte
niedawno promieniowanie elektromagnetyczne zwane promieniowaniem re-
liktowym lub promieniowaniem t³a, które powsta³o krótko po Wielkim Wybuchu.

•

Oprócz materii widzialnej (gwiazdy, galaktyki) Wszechœwiat wype³niony jest
niewidoczn¹ "ciemn¹ materi¹". Losy Wszechœwiata zale¿¹ od gêstoœci wy-
pe³niaj¹cej go materii, ale na razie nie potrafimy jej dok³adnie wyznaczyæ.

•

Dualizm korpuskularno-falowy dotyczy nie tylko œwiat³a, ale równie¿ materii.
Ka¿demu cia³u posiadaj¹cemu pêd o wartoœci p mo¿na przypisaæ d³ugoœæ
fali

l. Dla cia³ makroskopowych jest ona niemierzalnie ma³a. Natomiast dla

cia³ mikroskopowych mo¿emy obserwowaæ zjawiska falowe.

•

W makroœwiecie dokonywanie pomiaru nie wp³ywa na stan mierzonego
obiektu, natomiast w mikroœwiecie w wyniku mierzenia stan obiektu ulega
zmianie. Z tego powodu pomiary s¹ niedok³adne. Niedok³adnoœæ pomiaru
w makroœwiecie wynika z niedoskona³oœci naszych zmys³ów lub niedosko-
na³oœci przyrz¹dów pomiarowych, natomiast niedok³adnoœæ pomiaru w mi-
kroœwiecie jest w³aœciwoœci¹ przyrody. Zjawiska zachodz¹ce w mikroœwiecie
opisuj¹ prawa mechaniki kwantowej. S¹ to prawa indeterministyczne.

39

6. Procedury osi¹gania celów

1. Uczniowie powinni zapoznaæ siê z ogólnymi zasadami organizacji i planowania

uczenia siê* i postêpowaæ zgodnie z nimi w trakcie ca³ego procesu uczenia
siê.

2. Uczniowie na lekcjach fizyki powinni byæ stale stymulowani do przeprowadzania

wszechstronnych operacji umys³owych: obserwacji, opisywania, porz¹dkowa-
nia, porównywania, tworzenia modeli, wyjaœniania, wnioskowania, szacowa-
nia, ilustrowania, uzasadniania, konstruowania, dowodzenia, sprawdzania,
t³umaczenia, podsumowywania.

3. Uczniowie powinni byæ jak najczêœciej stawiani w sytuacji problemowej, a wska-

zywanie kolejnych ogniw postêpowania powinno doprowadziæ do niemal auto-
matycznego dzia³ania zgodnie ze schematem: dostrze¿enie problemu

Þ

stawianie hipotez

Þ weryfikacja hipotez.

4. Nale¿y mo¿liwie czêsto stawiaæ przed uczniami problemy integruj¹ce ró¿ne

dzia³y fizyki, a tak¿e fizykê z matematyk¹, astronomi¹, informatyk¹, technik¹,
chemi¹, biologi¹, geografi¹, muzyk¹ i literatur¹.

5. Uczniowie powinni planowaæ (indywidualnie lub zespo³owo) doœwiadczenia,

przeprowadzaæ je, analizowaæ i prezentowaæ, wcielaæ siê w rolê lidera, sekreta-
rza lub prezentera.

6. Uczniowie powinni samodzielnie planowaæ i przeprowadzaæ proste doœwiad-

czenia domowe obrazuj¹ce przebieg zjawiska lub jego praktyczne zastosowa-
nie, prezentowaæ wyniki doœwiadczenia (lub doœwiadczenie) w klasie, oceniaæ
ewentualne b³êdy i niepewnoœci pomiarowe i eliminowaæ je.

7. Uczniowie powinni mo¿liwie czêsto zbieraæ informacje na wybrany temat korzy-

staj¹c z literatury m³odzie¿owej, popularno-naukowej, telewizji, internetu.

8. Uczniowie powinni prezentowaæ przygotowan¹ wczeœniej wypowiedŸ w oparciu

o plan i materia³ ilustracyjny. Powinni przy tym przestrzegaæ poprawnoœci mery-
torycznej, precyzyjnego i zrozumia³ego wyra¿ania swoich myœli i wyznaczonego
czasu wypowiedzi.

9. Uczniowie powinni wypowiadaæ siê w formie pisemnej na wybrane tematy z fizyki.
10. Uczniowie w procesie uczenia siê powinni wykorzystywaæ komputer (techniki

informacyjne).

40

*

Patrz np. A. Batko, Jak osi¹gn¹æ sukces w nauce?, Wydawnictwo ZamKor, Kraków 1999

7. Propozycje metod oceny osi¹gniêæ

uczniów

Ucz¹c fizyki na poziomie podstawowym, staramy siê w³¹czaæ treœci i metody

pracy nad nimi do procesu kszta³cenia ogólnego podejmowanego przez szko³ê.
Mniejsz¹ wagê przywi¹zuje siê do opanowania przez uczniów znacz¹cego zakresu
wiedzy szczegó³owej i umiejêtnoœci sprawnego wykonywania obliczeñ, wiêksz¹ do
w³¹czenia nauczania fizyki w proces intelektualnego rozwijania uczniów tak, by mo-
gli oni w przysz³oœci podejmowaæ ró¿ne prace, w zale¿noœci od potrzeb rynku, umie-
li siê szybko i sprawnie uczyæ, dostosowuj¹c siê do tych potrzeb. Ocena uczniów
powinna wiêc dotyczyæ zarówno wiedzy, jak i umiejêtnoœci.

Najpopularniejsz¹ metod¹ sprawdzania wiedzy s¹ testy i sprawdziany pisemne.

W zreformowanej szkole odchodzimy od tradycyjnego odpytywania uczniów przy ta-
blicy. Znaczenia nabiera ocenianie w trakcie dyskusji. Inicjatorem dyskusji jest
zwykle nauczyciel, ale mo¿e nim byæ tak¿e uczeñ, który przeczyta³ lub zauwa¿y³ coœ
szczególnie interesuj¹cego lub niezrozumnia³ego, a maj¹cego zwi¹zek z opracowy-
wanymi na lekcjach treœciami. W tym drugim przypadku nauczyciel powinien zad-
baæ, by uczeñ by³ dobrze przygotowany do prezentacji problemu. Nauczyciel
kieruj¹c dyskusj¹, mo¿e równoczeœnie oceniaæ wyst¹pienia poszczególnych uczniów.

Rodzajem aktywnoœci uczniów, który koniecznie musi podlegaæ ocenie jest czy-

tanie ze zrozumieniem. Ocenianie tej umiejêtnoœci mo¿e przebiegaæ zarówno pi-
semnie, jak i ustnie. Uczniowie mog¹ byæ oceniani tak¿e podczas obserwacji ich
samodzielnych dzia³añ. Nauczyciel, obserwuj¹c pracê uczniów w zespole podczas
planowania i wykonywania doœwiadczeñ, ocenia ich pomys³y, wiedzê, umiejêtnoœæ
wspó³pracy, zaanga¿owanie, talenty manualne. Ocenia ich tak¿e w rolach lidera,
sekretarza i prezentera.

Sprawdzanie wiedzy i umiejêtnoœci uczniów s³u¿y nie tylko wartoœciowaniu ich

osi¹gniêæ, ale tak¿e zwiêkszeniu efektywnoœci procesu nauczania. Przed przy-
st¹pieniem do omawiania nowych treœci z danego dzia³u fizyki po¿¹dane jest
przeprowadzenie wstêpnej oceny wiedzy i umiejêtnoœci uczniów wyniesionej z gim-
nazjum. Zadania s³u¿¹ce tym celom znajduj¹ siê w podrêczniku.

Kontrola bie¿¹ca – podczas dyskusji, wykonywania doœwiadczeñ, rozwi¹zywa-

nia zadañ mobilizuje uczniów do systematycznej pracy i pozwala szybko uzupe³niæ
ewentualne braki.

Po opracowaniu wiêkszej grupy zagadnieñ lub dzia³u fizyki, przeprowadza siê

ocenianie sumuj¹ce, na ogó³ w postaci pracy pisemnej uczniów (testów wyboru
i pytañ otwartych). Zadania s³u¿¹ce tym celom znajduj¹ siê w podrêczniku. Przy-
k³ady sprawdzianów zostan¹ zamieszczone w poradniku dla nauczycieli fizyki.

Nauczyciel powinien zadbaæ o to, by istotne dla ogólnego wykszta³cenia ele-

menty wiedzy fizycznej przekszta³ci³y siê w wiedzê trwa³¹ (propozycja znajduje siê
w paragrafie Zamierzone osi¹gniêcia uczniów). Stopieñ ugruntowania siê tej wie-
dzy powinien byæ sprawdzony na zakoñczenie kursu podstawowego fizyki.

41

8. Propozycja rozk³adu materia³u

1.

RUCH JEGO POWSZECHNOŒÆ I WZGLÊDNOŒÆ

Temat

Liczba godzin

Wzglêdnoœæ ruchu, przemieszczenie, elementy dzia³añ na wektorach, ruch jedno-
stajny, prostoliniowy

3

Funkcja liniowa i wielkoœci wprost proporcjonalne (przypomnienie)

1

Ruchy zmienne

2

Ruch po okrêgu

1

Ruch w ró¿nych uk³adach odniesienia

2

Za³o¿enia szczególnej teorii wzglêdnoœci

1

Ograniczenia dla zwi¹zków przyczynowych, obserwacje astronomiczne jako obraz
historii kosmosu

1

Czas w ró¿nych uk³adach odniesienia

1

Lekcja powtórzeniowa i sprawdzian

2

Razem

14

2.

ODDZIA£YWANIA W PRZYRODZIE

Temat

Liczba godzin

Klasyfikacja oddzia³ywañ (powtórzenie)

1

Zasady dynamiki Newtona (powtórzenie)

1

Oddzia³ywania grawitacyjne

1

Ruch po okrêgu

1

Pierwsza prêdkoœæ kosmiczna , oddzia³ywania grawitacyjne w Uk³adzie S³onecznym

1

Oddzia³ywania elektrostatyczne (powtórzenie)

1

Makroskopowe oddzia³ywania elektromagnetyczne

2

Mikroskopowe oddzia³ywania elektromagnetyczne i ich efekty makroskopowe

2

Lekcja powtórzeniowa i sprawdzian

2

Razem

12

42

3.

ENERGIA I JEJ PRZEMIANY

Temat

Liczba godzin

Energia potencjalna i kinetyczna w mechanice

1

Energia potencjalna oddzia³ywania grawitacyjnego

1

Energia kinetyczna

1

Druga prêdkoœæ kosmiczna

1

Energia w oddzia³ywaniach elektrostatycznych

1

Uk³ady z³o¿one i energia wi¹zania

1

Wzór Einsteina na energiê spoczynkow¹. Pojêcie deficytu masy. Œwietnoœæ i upa-
dek prawa zachowania masy

1

Lekcja powtórzeniowa i sprawdzian

2

Razem

9

4.

MAKROSKOPOWE W£AŒCIWOŒCI MATERII A JEJ BUDOWA
MIKROSKOPOWA

Temat

Liczba godzin

Model oscylatora harmonicznego i jego zastosowanie w opisie przyrody

3

Gazy jako uk³ady prawie swobodnych cz¹steczek

1

Ciecze jako uk³ady oddzia³uj¹cych z sob¹ cz¹steczek

1

W³aœciwoœci sprê¿yste cia³ sta³ych

1

W³aœciwoœci elektryczne

1

W³aœciwoœci magnetyczne substancji

1

Zastosowanie ró¿nych materia³ów w urz¹dzeniach codziennego u¿ytku

1

Lekcja powtórzeniowa i sprawdzian

2

Razem

11

5.

CHAOS I PORZ¥DEK W PRZYRODZIE

Temat

Liczba godzin

Temperatura, energia wewnêtrzna, ciep³o

1

Pierwsza zasada termodynamiki

2

Druga zasada termodynamiki

1

43

Procesy odwracalne i nieodwracalne

1

Lekcja powtórzeniowa i sprawdzian

2

Razem

7

6.

TRANSPORT ENERGII

Temat

Liczba godzin

Przewodnictwo cieplne

1

Konwekcja

1

Fale mechaniczne

2

Fale elektromagnetyczne

1

Lekcja powtórzeniowa i sprawdzian

2

Razem

7

7.

ŒWIAT£O I JEGO ROLA W PRZYRODZIE

Temat

Liczba godzin

Wiadomoœci wstêpne. Zjawisko odbicia i za³amania œwiat³a

2

Ca³kowite wewnêtrzne odbicie

1

Zwierciad³a p³askie. Zwierciad³a kuliste*

2

P³ytka równoleg³oœcienna i pryzmat*

1

Soczewki*

1

Obrazy w soczewkach*

1

Przyrz¹dy optyczne*

2

Rozszczepienie œwiat³a bia³ego w pryzmacie

1

Dyfrakcja i interferencja œwiat³a

1

Zjawisko polaryzacji œwiat³a

1

Zjawisko fotoelektryczne. Kwantowy model œwiat³a

2

Model Bohra budowy atomu wodoru

2

Analiza spektralna. Laser i jego zastosowania

1

W³aœciwoœci optyczne

1

Lekcja powtórzeniowa i sprawdzian

2

Razem

21 (14)

44

8.

ELEMENTY FIZYKI J¥DROWEJ

Temat

Liczba godzin

Promieniotwórczoœæ naturalna. J¹dro atomu i jego budowa

1

Izotopy i prawo rozpadu

1

Deficyt masy w fizyce j¹drowej

1

Reakcje j¹drowe

1

Reakcje rozszczepienia. Bilans energii

1

Sk³ad i stan materii gwiazdowej. Procesy zachodz¹ce na S³oñcu

1

Energetyka j¹drowa. Reaktory a broñ j¹drowa. Kontrolowana reakcja rozszczepie-
nia. Reaktory. Reakcja niekontrolowana. Bomba atomowa. Bomba wodorowa.
Perspektywy fuzji kontrolowanej

1

Wp³yw promieniowania na tkankê biologiczn¹. Zastosowania medyczne

1

Lekcja powtórzeniowa i sprawdzian

2

Razem

10

9.

BUDOWA I EWOLUCJA WSZECHŒWIATA

Temat

Liczba godzin

Sk³ad materii stabilnej i cz¹stki nietrwa³e. Sk³ad materii w wysokich temperatu-
rach, przemiany i równowaga

1

Obserwacyjne podstawy kosmologii

1

Rozszerzaj¹cy siê Wszechœwiat

1

Promieniowanie t³a jako relikt czasów przed powstaniem atomów, szybkoœæ roz-
szerzania siê Wszechœwiata i gêstoœæ materii. Ciemna materia

1

Wszechœwiat zamkniêty czy otwarty?

1

Modele powstawania galaktyk i ich uk³adów. Ewolucja gwiazd

1

Lekcja powtórzeniowa i sprawdzian

2

Razem

8

10.

JEDNOŒÆ MIKRO- I MAKROŒWIATA

Temat

Liczba godzin

Kwantowy opis ruchu cz¹stek

1

Zjawiska interferencyjne w rozpraszaniu cz¹stek

1

45

Wp³yw pomiaru w mikroœwiecie na stan obiektu. Fizyka makroskopowa jako gra-
nica fizyki uk³adów kwantowych

1

Lekcja powtórzeniowa

1

Razem

4

11.

FIZYKA A FILOZOFIA

Temat

Liczba godzin

Zakres stosowalnoœci teorii fizycznych

1

Determinizm i indeterminizm w opisie przyrody

1

Elementy metodologii nauk. Metoda indukcyjna i metoda hipotetyczno-dedukcyjna

1

Razem

3

12.

NARZÊDZIA WSPÓ£CZESNEJ FIZYKI (2 godziny)

W odpowiednim miejscu, przed przyst¹pieniem do wykonywania doœwiadczeñ

w zespo³ach uczniowskich nale¿y umieœciæ "Teoriê niepewnoœci pomiarowych"
(2 godziny). Pozosta³e godziny poœwiêcamy doœwiadczeniom, powiêkszaj¹c liczbê
godzin na realizacjê zwi¹zanych z nimi tematów.

46

Realizacji przedstawionego Programu s³u¿y podrêcznik Marii Fia³kowskiej,

Krzysztofa Fia³kowskiego i Barbary Sagnowskiej Fizyka dla szkó³ ponadgimnazjal-
nych, Wydawnictwa ZamKor, Kraków 2002.

Podrêcznik zawiera:

Treœci na trzech poziomach

•

WyraŸnie wyró¿nione powtórzenie treœci gimnazjalnych, tylko w zakresie ko-
niecznym do zrozumienia nowych zagadnieñ. Potrzeba takiego wyró¿nienia
wynika z faktu, ¿e uczniowie w ró¿nych gimnazjach byli nauczani fizyki na ba-
zie ró¿nych programów i z ró¿nych podrêczników.

•

Treœci podstawowe, przeznaczone dla wszystkich uczniów, co nie oznacza,
¿e wszyscy musz¹ wykorzystaæ wszystkie mo¿liwoœci, jakie daje podrêcznik.
Zadecyduje nauczyciel, znaj¹c mo¿liwoœci intelektualne i zainteresowania
uczniów.

•

Treœci uzupe³niaj¹ce dla zainteresowanych lub ucz¹cych siê fizyki w zakresie
rozszerzonym.

Zadania
Podrêcznik stanowi równoczeœnie podstawowy zbiór zadañ. Zamieszczono

w nim prawie 400 ró¿norodnych zadañ. Tylko uczniom wykazuj¹cym bardzo du¿e
braki z gimnazjum mo¿emy poleciæ zbiór zadañ ze szczegó³owymi rozwi¹zaniami
tj. Zbiór zadañ dla gimnazjum i liceum profilowanego Jadwigi Salach i Barbary
Sagnowskiej.

Doœwiadczenia uczniowskie
W podrêczniku, w Aneksie 2 autorstwa Ma³gorzaty Godlewskiej i Danuty

Szot-Gawlik, opisano elementarne metody obliczania niepewnoœci pomiarowych.
Opis poprzedza 21 instrukcji s³u¿¹cych wykonywaniu doœwiadczeñ w zespo³ach
uczniowskich. Doœwiadczenia nie wymagaj¹ u¿ywania drogich przyrz¹dów.

Programy komputerowe
W podrêczniku zamieszczono 28 okienek ze szczegó³owymi poleceniami, przy-

gotowanymi przez Jadwigê Salach, dotycz¹cymi wykorzystania programów kompu-
terowych, udostêpnionych nam przez autorów, przet³umaczonych i opracowanych
w Wydawnictwie i zamieszczonych na stronie www.zamkor.com.pl.

Ka¿dy nauczyciel, który ma k³opoty z dostêpem do internetu mo¿e je otrzymaæ

bezp³atnie na dyskietce i kopiowaæ w dowolnej iloœci.

Szeroki wachlarz mo¿liwoœci jakie daje podrêcznik, to propozycja pozwalaj¹ca

dokonaæ wyboru. Nie wszyscy uczniowie musz¹ przeczytaæ ca³y podrêcznik, roz-
wi¹zaæ wszystkie zadania, wykonaæ wszystkie doœwiadczenia i polecenia do-
tycz¹ce wykorzystania programów komputerowych. Ksi¹¿ka jest tak opracowana,
by ka¿dy znalaz³ w niej coœ ciekawego dla siebie.

47