Fizika. Mechanika. Mozgások. A dinamika alapjai

Átírás

1 Fizika Mechanika Témakörök Tartalmak Mozgások Az egyenes vonalú egyenletes mozgás Az egyenes vonalú egyenletesen változó mozgás, szabadesés Az egyenletes körmozgás Az egyenes vonalú egyenletes mozgás jellemzése. Sebesség fogalma. Út- idő grafikon készítése és elemzése, a sebesség kiszámítása. A egyenes vonalú egyenletesen változó mozgás speciális esete: a szabadon eső test mozgásának kísérleti vizsgálata. A sebesség változásának értelmezése, átlag- és pillanatnyi sebesség. A gyorsulás fogalma, a nehézségi gyorsulás. A kísérleti tapasztalatok általánosítása: az egyenletesen változó mozgás. Az egyenletesen változó mozgás grafikus leírása. Az anyagi pont egyenletes körmozgásának kísérleti vizsgálata. Az egyenletes körmozgás leírása: periódusidő, kerületi sebesség mint vektormennyiség, a sebesség változása, a gyorsulás mint vektormennyiség. A dinamika alapjai Mozgásállapotváltozás és erő Erő fajták Erők együttes hatása A lendület- A mozgásállapot fogalma, a testek tehetetlenségére utaló kísérletek. A tehetetlenség törvénye. A mozgásállapot-változás és a kölcsönhatás vizsgálata. Az erő fogalma, mértékegysége. Newton II. törvénye. A kölcsönhatásban fellépő erők vizsgálata, Hatás-ellenhatás törvénye. Nehézségi erő. Kényszererők. Súrlódás, közegellenállás Rugóerő. Az erőhatások függetlensége.az erők vektoriális összegzése. Erők forgatónyomatéka. A testek egyensúlyának feltétele. A lendület-megmaradás törvénye és alkalmazása (kísérleti példák,

2 megmaradás mindennapi jelenségek). Az egyenletes körmozgás dinamikai vizsgálata Newton II. törvényének alkalmazása a körmozgásra.a centripetális gyorsulást okozó erő felismerése mindennapi jelenségekben. Munka, energia A munka értelmezése és kiszámítása Mechanikai energiafajták A teljesítmény és hatásfok A munka fogalma, állandó és változó erő munkája (erő-elmozdulás grafikon alatti terület). Mozgási energia, helyzeti energia, rugalmas energia. Munkatétel és alkalmazása. A teljesítmény és hatásfok fogalma, kiszámítása egyszerű esetekben Rezgések, hullámok, Rezgések A rugóra függesztett test mozgása. A rezgést jellemző mennyiségek ( amplitúdó, rezgésidő, frekvencia). A rezgés energiája. Hullámok Mechanikai hullámok megfigyelése, jellemzése.(térbeli és időbeli periodicitás, terjedési sebesség. Longitudinális és transzverzális hullámok. Hullámjelenségek kísérleti vizsgálata gumikötélen és hullámkádban. Hullámok visszaverődése és törése, elhajlás, interferencia. Állóhullámok kialakulása kötélen. Szabadrezgés, kényszerrezgés, rezonancia. A hanghullám tulajdonságai Hangtani alapkísérletek és egyszerű kvalitatív értelmezésük (hangkeltés, terjedés közegben, visszaverődés, interferencia, Dopplerjelenség, rezonancia) Hangerősség, hangmagasság, hangszín

3 Elektromágnesség Elektrosztatika Elektromos alapjelenségek Az elektromos tér Az elektromos állapot, kétféle elektromos töltés, megosztás, vezetők, szigetelők. Töltések közti kölcsönhatás, Coulomb-törvény. A térerősség fogalma. Az erőtér kvalitatív jellemzése egyszerű konkrét esetekben (homogén tér, ponttöltés tere), erővonalak. Töltés, térerősség, potenciál. Kondenzátor, kapacitás. Munkavégzés az elektrosztatikus térben, a feszültség fogalma. Vezetők elektromos térben (gyakorlati alkalmazások: csúcshatás, árnyékolás, elektromos kisülés, földelés). Egyenáramok Az egyenáram Elektromos energia és teljesítmény Az egyenáram fogalma, jellemzése. Az áramerősséget befolyásoló tényezők, Ohm-törvény. Vezetők ellenállása, fajlagos ellenállás. Ellenállások soros és párhuzamos kapcsolása. Az elektromos áram munkája, fogyasztók teljesítménye. A félvezetők fogalma, tulajdonságai. Az egyenáram hő, mágneses és vegyi hatása. A galvánelem, akkumulátor fogalma és környezetkárosító hatása. Elektromágneses indukció, Elektromágneses hullámok A mágneses tér Lorentz-erő A mágneses tér kísérleti vizsgálata A mágneses tér jellemzése: a mágneses indukció vektor fogalma, erővonalak Áramok mágneses tere (hosszú egyenes vezető, tekercs) Árammal átjárt vezetők mágneses térben Árammal átjárt vezetők kölcsönhatása Az egyenáramú motor működésének elve Mozgó töltések mágneses térben, a Lorentz-erő fogalma

4 Mozgási indukció Nyugalmi indukció Önindukció Elektromágneses hullámok A mozgási indukció kísérleti vizsgálata, a jelenség magyarázata, az indukált feszültség, Lenz-törvény. Váltakozó feszültség kísérleti előállítása, váltófeszültség, váltóáram fogalma és jellemzése Pillanatnyi, maximális, és effektiv fezsültség és áramerősség. Generátor, motor, dinamó. Váltakozó áramú ellenállások: ohmos, induktiv, kapacitív. A nyugalmi indukció kísérleti vizsgálata. Tekercs mágneses energiája. Transzformátor Rezgőkör és a rezgőkör energia átalakulásai Rádióhullámok, hősugarak, fény, ultraibolya, röntgensugárzás, hasonlóságok és különbségek. Gyakorlati alkalmazások. Egészség- és környezetvédelmi vonatkozások (ózonlyuk, üvegházhatás, stb.). Fénytan Geometriai optika Hullámoptika A fény egyenes vonalú terjedése, árnyékjelenségek, terjedési sebesség. A fényvisszaverődés törvényei. Sík és gömbtükrök képalkotása. A törés és teljes visszaverődés jelensége, a törési törvény. Lencsék képalkotása, optikai eszközök (pl. fényképezőgép, távcső, mikroszkóp). Rövidlátás, távollátás, dioptria A fény, mint elektromágneses hullám. A fény hullámtulajdonságainak kísérleti vizsgálata: elhajlás résen, rácson, interferencia, fénypolarizáció. A fehér fény színekre bontása, színkeverés. Termodinamika Hőtani alapjelenségek Gázok állapotváltozásai Hőtágulás, hőmérséklet mérés, hőmérsékleti skálák Állapotjelzők (hőmérséklet, térfogat, nyomás, anyagmennyiség). Boyle-Mariotte és Gay-Lussac törvények, Kelvin-féle hőmérsékleti skála Az egyesített gáztörvény. Ideális gázok részecskemodellje. Belső energia A hőtan főtételei A hőtan I. főtétele - (energiamegmaradás megfogalmazása). A hőtan II. főtétele (a folyamatok iránya).

5 Halmazállapotváltozások A hőterjedés Olvadás-fagyás, forrás/párolgás - lecsapódás jellemzése. Hőkapacitás, fajhő A nyomás szerepe a halmazállapot-változásokban. Halmazállapot-változások energetikai vizsgálata, olvadáshő, párolgáshő, forráshő Hősugárzás, hővezetés, hőáramlás kísérleti vizsgálata. Hőtani jelenségek az időjárásban Hétköznapi jelenségek egyszerű fizikai értelmezése. Modern fizika Az anyag atomos szerkezete A fény kettős természete Az elektronok kettős természete Az anyag atomos szerkezetére utaló jelenségek. Az atomok mérete. A fény hullámtulajdonságainak összefoglalása. A fényelektromos jelenség - a fény részecske-természete. Fotocella, napelem, gyakorlati alkalmazások. Az elektron mint részecske: az elemi töltés. Az elektron mint hullám: elektroninterferencia. A fényelektromos hatás, Planck-formula Az atom szerkezete Az atom belső szerkezetére utaló kísérleti tapasztalatok. Rutherford-kísérlet (az atommag). Vonalas színkép (diszkrét energiaszintek). Az atommag szerkezete A nukleonok (proton, neutron), a nukleáris kölcsönhatás jellemzése. Erős kölcsönhatás. Magerő fogalma. Tömeghiány. A radioaktivitás Maghasadás Magfúzió Alfa-, béta- és gammabomlás jellemzése. Radioaktív sugárzás környezetünkben, a sugárvédelem alapjai. A természetes és mesterséges radioaktivitás gyakorlati alkalmazásai. A maghasadás jelensége, láncreakció, atombomba, atomerőmű. Az atomenergia felhasználásának előnyei és kockázata. A magfúzió jelensége, a csillagok energiatermelése A hidrogénbomba. Egyetemes tömegvonzás A heliocentrikus világkép (a Naprendszer bolygói,

6 azok holdjai). Bolygómozgás: Kepler-törvények. A Newton-féle gravitációs törvény; a gravitációs állandó. A mesterséges égitestek mozgása. Súly és súlytalanság. Nehézségi erő. Csillagfejlődés A kozmológia alapjai A csillagok születése, fejlődése és pusztulása. Tejútrendszer, galaxisok Az Univerzum tágulása. Ősrobbanás elmélet.