FIZYKA I ASTRONOMIA - ZAKRES ROZSZERZONY

TEMATYKA	MATERIAŁ NAUCZANIA
Funkcje trygonometryczne.
Działania na jednostkach. Układ SI.
Działania na wektorach.
Metoda badawcza w fizyce.
Dokładność i niepewność pomiarów w fizyce- niepewność bezwzględna.
Niepewność względna.
Oszacowania rzędu wielkości.
Wielkości opisujące ruch.			Względność ruchu, układ odniesienia, tor ruchu. Droga i przesunięcie, prędkość średnia i chwilowa. Prędkość w różnych układach odniesienia, Przesunięcie i prędkość jako wektory. Geometryczne działania na wektorach. Algebraiczne działania na wektorach równoległych i prostopadłych.Ruch postępowy i obrotowy; punkt materialny i bryła sztywna. Równanie ruchu prostoliniowego jednostajnego. Przyspieszenie w ruchu prostoliniowym. Równania ruchu prostoliniowego jednostajnie zmiennego. Spadek swobodny. Rzut pionowy. Składanie ruchów w kierunkach wzajemnie prostopadłych. Równania rzutu poziomego i ukośnego. Wektor przyspieszenia w ruchach krzywoliniowych. Ruch jednostajny po okręgu. Przyspieszenie dośrodkowe
Szybkość ruchu. Wektor prędkości.
Względność ruchu.
Ruch jednostajny prostoliniowy.
Wykresy prędkości i drogi.
Ruch zmienny - przyspieszenie.
Swobodny spadek. Rzut pionowy w górę i w dół.
Rzuty pionowe - zadania.
Rzut poziomy.
Rzut ukośny.
Rzuty poziome i ukośne w zadaniach.
Ruch jednostajny po okręgu. Przyspieszenie dośrodkowe.
Ruch po okręgu
Rodzaje oddziaływań w przyrodzie. Przykłady sił.			Oddziaływania fundamentalne w świecie mikroskopowym. Podstawowe siły makroskopowe w życiu codziennym: ciężkości, sprężystości, nacisk, tarcie spoczynkowe. Równość akcji i reakcji w statyce - równowaga sił z uwzględnieniem siły tarcia spoczynkowego. Dodawanie sił działających na różne punkty bryły sztywnej. Moment siły względem wybranej osi. Równoważne układy sił działających na bryłę. Warunki konieczne równowagi ciał. środek ciężkości i środek masy ciała. I zasada dynamiki. Inercjalne układy odniesienia. Transformacja Galileusza. II zasada dynamiki. Pęd punktu materialnego i układu punktów. Zasada zachowania pędu. Napęd rakietowy. Tarcie poślizgowe. Opór ośrodka. Ruchy Prostoliniowe z uwzględnieniem tych sił. Układ planetarny. Prawa Keplera. Prawo powszechnego ciążenia. Satelity Ziemi. Prawa mechaniki w układach nieinercjalnych - siły bezwładności (przeciążenie, nieważkość, siła odśrodkowa). Ruch obrotowy bryły dokoła ustalonej osi obrotu, prędkość i przyspieszenie kątowe, moment pędu względem ustalonej osi, moment bezwładności względem ustalonej osi. Prawo zachowania momentu pędu. Toczenie i napęd pojazdów kołowych Energia mechaniczna jako stała ruchu w jednorodnym polu grawitacyjnym. Energia kinetyczna ruchu postępowego, energia potencjalna. Energia kinetyczna ruchu obrotowego. Związek energii mechanicznej z pracą stałej siły. Moc mechaniczna. Zasada zachowania pracy w maszynach prostych. Energia mechaniczna układu izolowanego. Zmiany energii mechanicznej w ruchach z siłami oporu. Energia wewnętrzna. Inne rodzaje energii. Granice stosowalności mechaniki newtonowskiej.
Siła oporu ośrodka. Siła tarcia.
Trzy zasady dynamiki Newtona.
Warunki równowagi ciał- sumowanie sił równoległych i nierównoległych.
Zasady dynamiki - rozwiązywanie zadań.(Równia pochyła, nieważkie bloczki itp.)
II zasada dynamiki w postaci uogólnionej. Pęd i popęd.
Zasada zachowania pędu.
Zasada zachowania pędu - zadania.
Siły bezwładności w nieinercjalnych układach odniesienia.
Siły bezwładności - zadania.
Praca i energia mechaniczna.
Prawo zachowania energii mechanicznej.
Moc
Zmiany energii mechanicznej.
Zasada zachowania energii - zadania.
Praca i jej związek ze zmianą energii.
Zderzenia sprężyste.
Praca i moc - zadania.
Energia-powtórzenie wiadomości.
Moment sił - iloczyn wektorowy.
Pojęcie bryły sztywnej. Środek ciężkości i środek masy.
Statyka bryły sztywnej- rozwiązywanie zadań.
Energia kinetyczna ruchu obrotowego. Moment bezwładności.
Dynamika ruchu obrotowego.
Zasady dynamiki w ruchu obrotowym - zadania.
Zasada zachowania momentu pędu.
Toczenie bez poślizgu.
Bryła sztywna-powtórzenie wiadomości.
Prawo Hooke'a.
Energia sprężystości.
Sprężystość ciał stałych - powtórzenie wiadomości.
Rozszerzalność termiczna ciał stałych i cieczy.
Prawo Pascala. Prawo Archimedesa.			Makroskopowy opis stanu gazu. Ciśnienie. Płyny. Prawo Pascala. Prawo Archimedesa. Temperatura empiryczna. Skale temperatur. Przemiana izochoryczna gazu. Gaz doskonały Temperatura zera bezwzględnego. Zmiany energii wewnętrznej gazu. Mechanizmy przekazu energii. Energia wewnętrzna gazu doskonałego. I zasada termodynamiki. Przemiana izobaryczna gazu. Praca gazu w przemianie izobarycznej. Równanie stanu gazu doskonałego. Przemiana adiabatyczna gazu. Praca gazu w przemianie adiabatycznej. Cykliczny silnik cieplny na przykładzie silnika spalinowego. Sprawność silnika. II zasada termodynamiki (sformułowania Clausiussa i Kelvina). Statystyczny model mikroskopowy gazu doskonałego. Mikroskopowe wyprowadzenie równania stanu gazu doskonałego. Mikroskopowa interpretacja energii wewnętrznej i temperatury. Jakościowe pojęcie entropii. Statystyczna interpretacja II zasady termodynamiki. Własności gazów rzeczywistych. Izotermy gazów rzeczywistych. Przejście fazowe ciecz-para. Temperatura krytyczna. Skraplanie gazów.
Prawo Archimedesa - zadania.
Wyznaczanie gęstości ciała stałego i cieczy.
Menisk. Napięcie powierzchniowe cieczy.
Temperatura empiryczna. Skale temperatur.
Równowaga termodynamiczna. I zasada termodynamiki.
Podstawowy wzór teorii kinetycznej gazów.
Równanie stanu gazu doskonałego. Równanie Clapeyrona.
Przemiany stanu gazu doskonałego: izotermiczna, izobaryczna, izochoryczna.
Izoprzemiany - wykresy. Badanie przemiany izotermicznej -rurka Meldego.
Interpretacja energetyczna izoprzemian.
Przemiana adiabatyczna.
Cykle termodynamiczne - cykl Carnota.
Cykle termodynamiczne - zadania
Entropia. Statystyczna interpretacja II zasady termodynamiki.
Przemiany fazowe, diagram fazowy substancji.
Bilans cieplny.
Temperatura krytyczna. Skraplanie gazów.
Konwekcja. Transport energii.

Budowa Układu Słonecznego.	Treści kształcenia: Budowa Układu Słonecznego. Prawa Keplera ruchu planet. Prawo powszechnego ciążenia. Wielkości opisujące pole grawitacyjne: natężenie, potencjał, energia potencjalna grawitacji. Przemiany energii w polu grawitacyjnym centralnym i jednorodnym. Prędkości kosmiczne. Stan nieważkości i przeciążenia. Determinizm w filozofii przyrody.
Prawa ruchu planet Keplera.
Prawo powszechnego ciążenia.
Pole grawitacyjne.
Praca w polu grawitacyjnym.
Energia potencjalna w polu grawitacyjnym Ziemi.
Pole grawitacyjne - rozwiązywanie zadań
I i II prędkość kosmiczna.

Budowa Układu Słonecznego.	Treści kształcenia: Budowa Układu Słonecznego. Prawa Keplera ruchu planet. Prawo powszechnego ciążenia. Wielkości opisujące pole grawitacyjne: natężenie, potencjał, energia potencjalna grawitacji. Przemiany energii w polu grawitacyjnym centralnym i jednorodnym. Prędkości kosmiczne. Stan nieważkościi przeciążenia. Determinizm w filozofii przyrody.
Prawa ruchu planet Keplera.
Prawo powszechnego ciążenia.
Pole grawitacyjne.
Praca w polu grawitacyjnym.
Energia potencjalna w polu grawitacyjnym Ziemi.
Pole grawitacyjne -
I i II prędkość kosmiczna.
Pole grawitacyjne -
Szczególna teoria względności.			Treści kształcenia: Współczesne poglądy na ruch, czas i przestrzeń. Założenia szczególnej teorii względności. Pojęcie jednoczesności zdarzeń w ujęciu Einsteina. Konsekwencje stałej prędkości światła - dylatacja czasu.
Analiza pojęcia jednoczesności. Dylatacja czasu
Energia w teorii względności.
Efekty relatywistyczne.
Elektryzowanie ciał. Ładunek elektryczny.			Treści kształcenia: Ładunki elektryczne makroskopowe i mikroskopowe. Prawo zachowania ładunku. Prawo Coulomba, pole elektryczne, strumień pola, prawo Gaussa. Pole elektryczne w otoczeniu przewodników. Kondensator płaski. Elektryczny moment dipolowy. Pole elektryczne w dielektrykach. Przenikalność elektryczna dielektryków. Polaryzacja orientacyjna i elektronowa. Zachowawczy charakter pola elektrostatycznego. Potencjał w polu elektrycznym jednorodnym i w polu kulombowskim. Energia potencjalna układu ładunków. Pojemność kondensatora płaskiego. Układy kondensatorów. Energia pola elektrycznego.
Prawo Coulomba. Przenikalność elektryczna.
Zasada zachowania ładunku -
Pole elektryczne. Wektor natężenia pola elektrycznego.
Strumień wektora indukcji. Prawo Gaussa.
Praca w polu elektrycznym jednorodnym i centralnym.
Energia ładunku w polu elektrostatycznym. Potencjał pola.
Elementy budowy atomu. Ładunek elementarny.
Pole elektryczne w otoczeniu przewodników.
Pojemność elektryczna. Kondensator.
Pojemność i energia kondensatora płaskiego
Łączenie kondensatorów.
Prąd jako przepływ ładunku. Natężenie prądu.			Rozładowanie kondensatora. Natężenie prądu. Chemiczne źródła prądu. Prąd stały. Siła elektromotoryczna. Mechanizm mikroskopowy przewodnictwa elektrycznego ciał stałych. Ciepło Joule'a. Prawo Ohma.
Chemiczne źródła prądu. Siła elektromotoryczna.
Przemiany energii w obwodzie z prądem stałym.
Praca i moc prądu.
Prawo Ohma.Oporność właściwa.
Łączenie oporników.
Zależność oporu od temperatury.
Prawa przepływu prądu
Prawo Ohma dla całego obwodu.
Prawo Kirchhoffa dla obwodu zamkniętego.
Pole magnetyczne magnesu trwałego. Magnes jako dipol.			Siła oddziaływania między równoległymi przewodnikami. Indukcja magnetyczna wokół przewodnika prostoliniowego. Pole wirowe. Krążenie wektora indukcji magnetycznej. Prawo Ampere'a i prawo Biota-Savarta. Solenoidy i magnesy trwałe. Siła elektrodynamiczna. Moment siły działający na plaski obwód z prądem w polu magnetycznym. Magnetyczny moment dipolowy. Magnetyczne właściwości materiałów. Elektromagnesy. Pamięci magnetyczne. Zapis analogowy i cyfrowy. Zależność oporu od temperatury dla metali i półprzewodników jednorodnych. Nadprzewodnictwo. Łączenie oporników. Obwody prądu stałego. Prawa Kirchhoffa i sieci prądów. Bilans energii w obwodzie prądu stałego (bez silników).
Działanie pola magnetycznego na ładunek. Wektor indukcji magnetycznej B. Siła Lorentza.
Pole magnetyczne prądu stałego. Prawo Ampere'a i Biota-Savarta.
Solenoidy.
Siła elektrodynamiczna.
Oddziaływanie równoległych przewodników z prądem. Amper absolutny.
Ruch ładunku w polu elektrycznym i magnetycznym - lampa oscyloskopowa.
Para- ,dia- i ferromagnetyki. Krzywa histerezy magnetycznej.
Elektromagnesy. Pamięci magnetyczne. Zapis analogowyi cyfrowy.
Prąd indukowany.			Ruch przewodnika prostoliniowego w polu magnetycznym. Pole elektryczne i magnetyczne w różnych inercjalnych układach odniesienia. Prądnica liniowa i silnik liniowy prądu stałego. Przemiany energetyczne w obwodach z prądnicą, oporem i silnikiem. Obrotowe prądnice i silniki prądu stałego pod obciążeniem.Alternatory i silniki prądu sinusoidalnie zmiennego. Natężenie i napięcie skuteczne. Prąd trójfazowy. Strumień indukcji magnetycznej. Prawo indukcji Faradaya i reguła Lenza. Transformator. Odczyt pamięci magnetycznej. Samoindukcja, indukcyjność cewki. Siła Lorentza. Ruch ładunków punktowych w polu elektrycznym i magnetycznym. Klasyczne zjawisko Halla.
Reguła Lenza.
Prądy wirowe.
Prawo indukcji Faradey'a i siła elektromotoryczna indukcji.
Samoindukcja i indukcja wzajemna.
Indukcja elektromagnetyczna-
Induktor.
Prądnica prądu przemiennego.
Prąd zmienny i przemienny. I i U skuteczne.
Praca i moc prądu przemiennego.
Prąd przemienny -
Prawa Maxwella.
Energia pola elektromagnetycznego.
Transformator.
Półprzewodniki typu n i p.			Model przewodnictwa domieszkowanych półprzewodników typu n i p. Dioda półprzewodnikowa. Prostowniki. Tranzystor pnp. Wzmacniacz. Proste układy elektroniczne: inwerter, bramki logiczne, sumator dwójkowy.
Model przewodnictwa domieszkowanych półprzewodników.
Dioda półprzewodnikowa. Prostowniki.
Tranzystor pnp. Wzmacniacz.
Proste układy elektroniczne.
Ruch drgający harmoniczny. Wielkości opisujące ten ruch.	Sprężystość. Plastyczność. Wytrzymałość. Prawo Hooke'a. Energia potencjalna sprężystości. Mechaniczny oscylator harmoniczny -równanie ruchu harmonicznego. Wahadło sprężynowe, matematyczne i fizyczne. Drgania elektryczne w obwodzie LC. Analogie mechaniczne. Wzór Thomsona. Energia pola magnetycznego. Drgania harmoniczne tłumione. Drgania wymuszone. Rezonans.
Drgające układy mechaniczne.
Wahadło matematyczne.
Wyznaczanie przyspieszenia ziemskiego za pomocą wahadła.
Energia w ruchu drgającym harmonicznym.
Drgania tłumione i wymuszone. Rezonans.
Drgania mechaniczne
Obwody RLC.
Rezonans napięć i prądów.
Drgania elektryczne -
Przejawy chaosu deterministycznego w przyrodzie.
Fale mechaniczne podłużne i poprzeczne.	Klasyfikacja fal. Równanie jednowymiarowej fali harmonicznej. Natężenie fali. Zasada superpozycji fal. Fale stojące. Profil fali,analiza fourierowska. Dudnienia, modulacja amplitudy. Zasada Huygensa. Ugięcie na przeszkodach. Interferencja, fale stojącei drgania własne. Zjawisko Dopplera
Równanie jednowymiarowej fali harmonicznej. Natężenie fali.
Interferencja fal. Fale stojące.
Ugięcie, odbicie i załamanie fal.
Polaryzacja fal.
Fale dźwiękowe : źródła, cechy dźwięku.
Poziom natężenia dźwięku.
Wyznaczanie prędkości fali dźwiękowej w metalach przy pomocy rury Kundta.
Zjawisko Dopplera.
Fale elektromagnetyczne. Prędkość światła.	Równania Maxwella (dla pól wirowych) w próżni. Fale elektromagnetyczne. Natężenie fali elektromagnetycznej.Widmo fal elektromagnetycznych. Źródła fal elektromagnetycznych.Fala elektromagnetyczna jako nośnik informacji.Prędkość światła w próżni i w ośrodkach materialnych.Odbicie zwierciadlanei rozproszone światła. Absorpcja. Prawa odbicia i załamania. Całkowite wewnętrzne odbicie.Pryzmaty. Rozszczepienie światła.Interferencja i dyfrakcja fal elektromagnetycznych. Dyfrakcja promieni Roentgena na kryształach. Podstawowe pojęcia optyki geometrycznej - promień, przedmiot, obraz. Zwierciadła sferyczneRównanie zwierciadła. Soczewki sferyczne. Równanie soczewki. Powiększenie.Najprostsze przyrządy optyczne. Niezależność prędkości światła od ruchu źródła i obserwatora. Zjawisko Dopplera dla światła.
Przegląd widma fal elektromagnetycznych
Interferencja i dyfrakcja światła.
Doświadczenie Younga. Siatka dyfrakcyjna.
Wytwarzanie i detekcja fal radiowych.
Dyfrakcja promieni X na kryształach.
Zjawisko polaryzacji światła.

Promieniowanie termiczne ciała doskonale czarnego.	Treści kształcenia: Promieniowanie termiczne ciała doskonale czarnego. Zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne. Fale de Broglie'a. Interpretacja probabilistyczna w fizyce kwantowej. Zasada nieoznaczoności Heisenberga. Model budowy atomu wodoru. Widma atomowe. Serie widmowe. Diody świecące. Emisja wymuszona. Lasery.
Zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne.
Foton - jego prędkość i pęd.
Zjawisko Comptona.
Hipoteza de Brogliea. Mikroskop elektronowy
Zasada nieoznaczoności Heisenberga. Brak pojęcia toru w fizyce kwantowej.
Odkrycie elektronu. Model Thomsona. Doświadczenie Rutherforda.
Model atomu wodoru Bohra.
Postulaty Bohra.
Przemiany energii w atomie wodoru.
Serie widmowe.
Model Bohra - rozwiązywanie zadań.
Atom wodoru, a fale materii.
Spin. Zakaz Pauliego.
Diody świecące. Emisja wymuszona. Lasery.
Własności jąder atomowych: rozmiary, masa, ładunek, spin. Liczba atomowa i liczba masowa. Składniki jąder atomowych.			Treści kształcenia: Spektrografia masowa i spektroskopia jądrowa. Naturalne przemiany promieniotwórcze. Szeregi promieniotwórcze. Reakcje jądrowe. Rozszczepienie i synteza. Ewolucja gwiazd i powstawanie pierwiastków. Podstawowe cząstki elementarne. Kwarki. Model standardowy.
Niedobór masy i energia wiązania. Siły jądrowe, ich wartość i zasięg.
Synteza jąder. Energia termojądrowa.
Problem stabilności jąder atomowych. Prom. α, β, γ. Szeregi promieniotwórcze.
Wykrywanie i badanie promieniowania  jądrowego.
Wykrywanie i badanie promieniowania jądrowego.
Rozpad promieniotwórczy - zadania.
Reakcje jądrowe. Rozszczepienie jąder atomowych.
Energetyka jądrowa. Budowa reaktora jądrowego.
Wpływ promieniowania na organizmy żywe.
Przegląd znanych oddziaływań i cząstek elementarnych.
Kwarki. Model standardowy.
Ewolucja gwiazd i powstawanie pierwiastków.			Treści kształcenia: Źródła informacji o gwiazdach. Struktura Wszechświata. Galaktyki. Różne rodzaje gwiazd. Czarne dziury. Ekspansja Wszechświata. Promieniowanie reliktowe. Wielki wybuch
Źródła informacji o gwiazdach.
Struktura wszechświata. Galaktyki.
Rodzaje gwiazd.
Ekspansja Wszechświata. Wielki Wybuch.
Modele kosmologiczne.

1

---