Fizika tanmenet 10. osztály (heti 2 óra)

Átírás

1 Fizika tanmenet 10. osztály (heti 2 óra) Óraszám Tananyag 1. Itt mindenki lökdösődik Termikus jelenségek, a molekulák hőmozgása 2. Miért didergünk? A hőmérséklet mérése, hőmérsékleti skálák 3. Rakjunk rendet! Halmazállapotok, modellalkotás Fogalmak, összefüggések Brown-mozgás Diffúzió Termikus jelenség SIalapmennyiségek Celsius-fok Reaumur-fok Farenheit-fok Kelvin-fok Celsius-skála Reaumur- skála Farenheit- skála Kelvin- skála Intermolekuláris erők Modellalkotás Molekulák elrendeződése Tanulói tevékenység felidézése, értelmezése. Önálló kísérletezés. Internet alkalmazása adatgyűjtéshez, fizikatörténethez (Brown). Hőmérsékletmérő és hőmérsékletet jelző eszközök gyűjtése, keresése. Hőmérséklettől függő jelenségek gyűjtése. Hőmérsékleti skálák közötti átváltás (2.10.). Internet használata a fizikatörténeti vonatkozásokhoz (Celsius, Reaumur, Farenheit, Kelvin). Hétköznapi, környezetünkben lévő jelenségek felidézése, anyagok jellemzése. Különböző halmazállapotú anyagok, testek gyűjtése. Szemléltetés Kísérlet (KMnO 4 ), Számítógépes szimuláció Különböző fokbeosztású hőmérők Rázógép, Acélgolyók üvegpohárban Kristályrácstípusok, Plazmagömb (3.11.), Kisautó-, kishajó-, kisvasút- stb. modellek Kalottamodellek, koncentráció a kémiával 5

2 4. Líra pénzegység, vagy húros hangszer vagy valami más Szilárd testek hőtágulása 5. Hogyan dolgozik a higanyos hőmérő? Folyadékok hőtágulása Lineáris hőtágulás Térfogati (köbös) hőtágulás Lineáris hőtágulási együttható Térfogati (köbös) hőtágulási együttható Térfogati hőtágulás Térfogati (köbös) hőtágulási együttható 6. Feladatmegoldó óra Lineáris és térfogati hőtágulással kapcsolatos feladatok megfigyelése, gyűrű és -go- Gravesande- elemzése. Otthoni lyó, önálló kísérlet (26. Lineáris oldal, 4.23.). hőtágulás eszköze, Részvétel az órai kísérleti munkában, Csokipapír, a kísérleti tapasztalatok értelmezése. Bimetall Grafikonok (4.5., 4.6.), táblázat (4.7.) elemzése. elemzése. Koncentráció a biológiával (5.5.). Részvétel az órai kísérleti munkában (5.2.), a kísérleti tapasztalatok értelmezése. Grafikonok elemzése (5.3., 5.4.) Projektmunka készítése a higany környezetszennyező hatásáról. A lineáris és térfogati hőtágulási együttható fizikai jelentésének elmélyítése, a szilárd testeknél a közöttük lévő β = 3 α összefüggés levezetése. Számolási és tesztfeladatok megoldása Dilatométer, Alkoholos és higanyos hőmérők Tankönyv 6

3 7. Ez nagyon gáz! A gázok állapotegyenlete 8. Ideális vagy nem ideális A molekuláris hőelmélet 9. Ez még mindig nagyon gáz Állapotváltozás állandó hőmérsékleten, Boyle-Mariotte törvény Állapotjelzők Állapotegyenlet R, egyetemes gázállandó k, Boltzmannállandó Normál állapot Avogadro-szám Ideális gáz fogalma Nyomás értelmezése Ideális gáz átlagos mozgási energiája Hőmérséklet értelmezése Molekuláris hőelmélet Boyle-Mariotte törvény Fordított arányosság szemléltetése. Koncentráció a matematikával Izoterma elemzése, 6.1., 6.2., 6.3. Internet bevonása fizikatörténethez (Avogadro). Mértékegységek gyakorlása: 43. o. 1. feladat. Projektmunka készítése a savas eső hatásáról, koncentráció a környezetvédelemmel. elemzése, arányosság felfedezése járművek keréknyomása és a részecske szám (pumpálással változtatható) között. Internet használata a fizikatörténeti (Maxwell) vonatkozásokhoz. Kísérletezés injekciós fecskendővel. Melde-cső tapasztalatainak értelmezése. Szimuláció keresése az Interneten a nyomás-térfogat közötti összefüggés bemutatására. Internet használata a fizikatörténeti (Boyle-Mariotte) vonatkozásokhoz. Szódavizes palack patronnal, Berkes István: Mindennapok fizikája Két gumilabda, egyik ép, a másik lyukas rugalmas és rugalmatlan ütközés bemutatásához, Szimulációs program a molekulák mozgásának bemutatásához. Injekciós fecskendő, Melde-cső, Légszivattyú, léggömbök, Készülék a B-M törvény vizsgálatához, légszivattyú 7

4 10. Mérés Légnyomás meghatározása Meldecsővel 11. Most aztán nyomás, de állandóan Állapotváltozás állandó nyomáson, Gay-Lussac I. törvénye 12. Robbanásveszély! Állapotváltozás állandó térfogaton Gay-Lussac II. törvénye Gay-Lussac I. törvénye β hőtágulási együttható Izobár Gay-Lussac II. törvénye β hőtágulási együttható Izochor Tanári felügyelet mellett Melde-cső készítése. Mérés megtervezése, mérési adatok gyűjtése és kiértékelése. Hibaszámítás elemeinek gyakorlása A témához kapcsolódó hétköznapi jelenségek (pl. motiváció, 55. oldal, 9.1. ábra) elemzése. Gondolatkísérlet (9.2). elvégzése tanári kísérlet értelmezése. Grafikonok (9.5., 9.7.) elemzése. A témához kapcsolódó hétköznapi jelenségek (pl. motiváció: 61. oldal, ábra, ábra) elemzése kísérlet elvégzése tanári kísérlet értelmezése. Grafikonok (10.5., , ) elemzése. Melde-cső, Higany, egyik végén zárt, vékony üvegcső, Bunsen-égő a Melde-cső készítéséhez, Barométer Léggömbök, lehűtött PETpalack (9.11), esetleg cseppfolyós nitrogén, videofilm. Tapadókorong. Fizikai kísérletek gyűjteménye. (Mechanika, Fénytan, Hőtan) Különféle spray-k, Műanyag palack+ pénzérme (10.3) 8

5 13. Minden változik? Az ideális gázok további folyamatai Ebbe minden belefér Egyesített gáztörvény Csak semmi hőcsere Adiabatikus állapotváltozás Egyesített gáztörvény A speciális gáztörvények és az állapotegyenlet kapcsolata. Adiabatikus állapotváltozás Adiabata (11. 6., 7., 9, 10.) értelmezése kísérlet elvégzése. Szimulációs programok keresése Internetről. Videofilm. Esetleg adiabatikus tűzszerszám. Petri-csésze, kémcső keskeny üvegcsővel: Feladatmegoldó óra Az eddig tanult összefüggések alkalmazása feladatokban Ismétlés, számolási és tesztfeladatok megoldása 15. Részösszefoglaló, rendszerező Az eddig tanultak Ismétlés, rendsze- óra rendszerezése rezés 16. Számonkérés Feleletek írásban, szóban 17. Csak igazságosan A belső energia, az ekvipartíció tétele Az első fogás A belső energia megváltozása, a termodinamika I. főtétele Fűtsünk be! Hőmennyiség Nyomjuk össze! Térfogati munka Energiafajták áttekintése A belső energia fogalma Vektorok felbontása, koncentráció a matematikával. Az energia egyenletes eloszlása A termodinamika I. főtétele Hőmennyiség, térfogati munka fogalma, számítása Előjelszabályok Feladatok megoldása megfigyelése, elemzése (pl ). Grafikonok alkalmazása térfogati munka számítására (13.8.). Gondolatkísérlet elemzése (13.9., és ). Feladatok megoldása Tankönyv Tankönyv Tankönyv, Számítógép, Internet Számítógép, Internet p-v állapotsíkok készítése. 9

6 22. Már megint ez a főtétel! Az I. főtétel alkalmazása speciális állapotváltozásokra p-v állapotsíkok készítése, elemzése a különböző speciális folyamatoknál. Körfolyamat fogalma, utalás a gyakorlati alkalmazására 23. Feladatmegoldó óra Az eddig tanult összefüggések alkalmazása feladatokban Keverve, kavarva ki hogyan akarja Kalorimetria Termikus kölcsönhatás Fajhő, hőkapacitás fogalma és mértékegységei Gázok kétféle fajhője Kaloriméter 26. Mérés Szilárd test fajhőjének meghatározása. Grafikonok elemzése, ne csak nézdbeli feladatok megoldása (14.3., 14.4., 14.5.). Feladatok megoldása Ismétlés, számolási és tesztfeladatok megoldása. megfigyelése, elemzése. Motivációs feladat (90. oldal) átgondolása. Projektmunka készítése (15.14.) Internet használata a fizikatörténeti (Joule) vonatkozásokhoz. Grafikon elemzése, meredekség meghatározása (15.17). Koncentráció a matematikával. Keresztrejtvény (15.24.) megoldása. Feladatok megoldása Mérés megtervezése, mérési adatok gyűjtése és kiértékelése. Hibaszámítás elemeinek gyakorlása p-v állapotsíkok készítése, alkalmazása térfogati munka számítására. Tankönyv Kaloriméter és tartozékai. Kalória és fajhőtáblázatok. Kaloriméter és tartozékai, Szilárd (pl. réz) test (pl. súlysorozatból). Mérleg. Vízmelegítő. 10

7 27. Hideg, megfagysz, langyos, meleg, tűz! Halmazállapot-változások és a halmazállapot-változással kapcsolatos kísérletek A különböző halmazállapot-változások megismerése, az általános iskolai ismeretek átismétlése, illetve a tanult fogalmak bővítése A hőmennyiség és a latens hők kapcsolata (Q = L x m) A forrás- és olvadáspontpont nyomás függése 28. Feladatmegoldó óra A tanult összefüggések, egyenletek, törvények alkalmazása feladatokban 29. A második fogás rend vagy rendetlenség? A termodinamika II. főtétele A folyamatok iránya. Reverzibilis, irreverzibilis folyamatok Intenzív, extenzív állapotjelzők Termikus hatásfok Entrópia A II. főtétel megfogalmazásai A III. főtétel (emelt szint) Hőerőgép, hűtőgép 30. Összefoglalás Az eddig tanultak rendszerezése A témához tartozó hétköznapi jelenségek megfigyelése, elemzése. Motivációs feladat (100. oldal) átgondolása ábra részletes megbeszélése, a feladat megoldása. Projektmunka a globális felmelegedésről. Szorgalmi feladat: ábra (fázisdiagram) értelmezése, vagy a kriofor működése, vagy a szomjas madár fizikája. Ismétlés, számolási és tesztfeladatok megoldása A környezetünkben levő folyamatok, jelenségek irányának felidézése, megvitatása. Motivációs probléma (113. oldal) megvitatása , 17.6., ábrák elemzése és grafikonok elemzése. Internet használata a fizikatörténeti (Joule-gőzgép) vonatkozásokhoz. Ismétlés, rendszerezés Tankönyv kísérlet elvégzése. Grafikon készítése kísérlet elvégzése, vagy a korábban elvégzett kísérlet (1.3.) felidézése. Tankönyv, írásvetítő 11

8 31. Összefoglalás (ha évközben elmarad óra, akkor az összefoglalásra egy óra jut) 32. Témazáró 33. Témazáró javítása 34. Megrázó élményben volt részem Elektrosztatikai alapjelenségek, alapfogalmak 35. Nagyon taszít, vagy kicsit vonz? Nyugvó elektromos töltések között fellépő erő, Coulomb törvénye. A töltésmegmaradás törvénye Az eddig tanultak rendszerezése elektromos állapot elektromos kölcsönhatás elektromos inga elektroszkóp elektromos vezető szigetelő elektromos taszítás és vonzás elektromos töltés pozitív, negatív elektromos töltés elektromosan semleges test elektron elektronburok, elektronfelhő proton, neutron elektronhiány, elektrontöbblet elektromos megosztás elektromos dipólus elektromos polarizáció Coulomb-féle torziós inga ponttöltés Coulomb-féle törvény elemi töltés töltésmegmaradás törvénye Ismétlés, rendszerezés Hétköznapi tapasztalatok felidézése az elektromos állapotról. Megdörzsölt lufi száraz hajhoz való közelítése. Szorgalmi feladat: Egyszerű elektroszkóp készítése. Glimmlámpa alkalmazása elektromos állapot kimutatására. Elektrosztatikus motor készítése. A töltés egységének, az 1 C nagyságának érzékeltetése. A k arányossági tényező felléptének oka Tankönyv, írásvetítő Vonzás, taszítás megdörzsölt testek között. Kísérletek elektroszkóppal. A megosztás jelenségének Megdörzsölt üveg-(ebonit) rúd közelítése vékony vízsugárhoz. Coulomb-féle torziós inga (mérleg). Töltésmegmaradás törvényének kvalitatív igazolása elektroszkópokkal 12

9 36. Gyakorlás, feladatmegoldás 37. Nem látható, de azért hatni képes Az elektromos mező és jellemző mennyiségei Mező, amelyen nem lehet kaszálni Elektromos mező, térerősség, ponttöltés elektromos tere 38. Vonalak, amelyek nem léteznek, de sok mindenre felhasználhatók Az elektromos mező szemléltetése elektromos erővonalakkal, az erővonalfluxus 39. Szerencsések vagyunk: mindegy merre megyünk a célig, mégis ugyanakkora munkát végzünk! Az elektromos mező munkája, az elektromos feszültség 40. Gyakorlás, feladatmegoldás 41. Gyakorlás, feladatmegoldás elektromos mező, elektrosztatikus mező próbatöltés elektromos térerősség szuperpozíció elve homogén elektromos mező inhomogén mező centrális elektromos mező elektromos erővonal elektromos (erővonal) fluxus konzervatív elektromos mező elektromos feszültség elektromos potenciál ekvipotenciális felület Egyszerű, elsődleges alkalmazást jelentő feladatok. Koncentráció a mechanikával. Referátum: Coulomb munkássága. Az elektromos mező mint speciális anyagfajta. Gondolatkísérlet: a mező egy adott pontjában: F q = állandó. Annak hangsúlyozása, hogy az erővonalak nem léteznek. A gravitációs mezővel kapcsolatos analógiák felidézése. A munkavégzés kiszámítására vonatkozó összefüggések felidézése. A térerősséggel és az erővonalfluxussal kapcsolatos feladatok Az elektromos mező munkájával, a feszültséggel kapcsolatos feladatok A mező jelenlétének kimutatása egy próbatöltésre kifejtett erő érzékelésével Erővonalak bemutatása a búzadarás kísérlettel (írásvetítő). Vattacsomó és Van de Graaff-féle generátor. 13

10 42. Csalánba nem üt a mennykő Vezetők elektromos mezőben (töltés, térerősség a vezetőn) 43. Tárolhatunk ezt is, azt is Kondenzátorok, az elektromos mező energiája Mondja, mester Úr, van Önnek szabad kapacitása? Kapacitás, kondenzátor 44. Az elraktározott energia Az elektromos mező, a feltöltött kondenzátor energiája 45. Gyakorlás, feladatmegoldás töltés-kanalazás Érdekességek többlet-töltés összegyűjtése a Faraday-féle kalitkkedésével kapcso- töltések elhelyez- elektromos árnyékolás Referátum: Faralatosan. felületi töltéssűrűséday munkássága csúcshatás, csúcskisülés villám, villámhárító Van de Graaff-féle szalaggenerátor megosztógép kondenzátor, síkkondenzátor kapacitás dielektromos állandó, permittivitás elektrométer elektromos mező energiája elektromos (térfogati) energiasűrűség Példák a kondenzátorok felhasználására. A feltöltött kondenzátor energiájának hasznosítása (vaku, defibrillátor). Szorgalmi feladat: Hogyan működik a szívritmus-szabályozó? A feltöltött kondenzátor energiája. Energiasűrűség 46. Mérési gyakorlat Ekvipotenciális pontok felvétele. Vastagságmérés kapacitásmérésből, dielektromos állandó meghatározása. 47. Összefoglalás 48. Témazáró dolgozat 49. Témazáró dolgozat javítása Faraday-poharas kísérlet a töltéskanalazásra. Faradayféle kalitka. Elektromos szél előidézése Van de Graaffféle generátor felhasználásával. Elektromos Seegner-féle kerék. Kísérletek síkkondenzátorral, elektroszkóp felhasználásával. Kondenzátorfajták (sík-, tömb-, forgó-, elektrolit kondenzátor). Az ún. gilinggalang kísérlet. Feltöltött kondenzátor kisütése LED-en keresztül. 14

11 50. Egy URI törvény Elektromos áram, ellenállás, Ohm törvénye Áramlik, de nem folyó Az elektromos áram 51. Ez ám az igazi URI törvény! Ohm törvénye 52. Gyakorlás, feladatmegoldás 53. A passzív ellenállás nemcsak a történelemben játszik szerepet Fémes vezetők ellenállása, elektromos áramkör 54. Gyerünk, kapcsoljunk rá! Ellenállások, fogyasztók kapcsolása 55. Gyakorlás, feladatmegoldás 56. Gyakorlás, feladatmegoldás elektromos áram feszültségforrás, áramforrás áram hatásai áramirány egyenáram áramerősség Ohm-törvénye elektromos ellenállás cella, telep fajlagos ellenállás elektromos áramkör fogyasztó szabályozó ellenállás, változtatható ellenállás ellenállások soros kapcsolása ellenállások párhuzamos kapcsolása eredő ellenállás főág, mellékág feszültségszabályzó, potencióméter Az áramlásra vonatkozó analógiák keresése. Referátum: Ampère munkássága. A töltéskiegyenlítődés Az áram hatásainak Az egyenes arányosság felidézése. Mérőműszerek Grafikonok készítése, elemzése. nek igazolása. Ohm törvényé- Ohm törvényének alkalmazása Mi okozza a vezetők ellenállását? Mutassunk rá, mi igényli az ellenállások egymáshoz való kapcsolását (a kereskedelmi forgalomban kapható ellenállások értékei). Vezetők ellenállásával kapcsolatos feladatok Ellenállások kapcsolásával, az eredő ellenállás számításával kapcsolatos feladatok 57. Számonkérés 58. Mérési gyakorlat Ellenállásmérés helyettesítéssel. Izzólámpa karakterisztikájának felvétele. Kapcsolások vizsgálata. Egyszerű áramkör összeállítása. A vezető ellenállásának a vezető adataitól való függése. Ellenállás-típusok. Fogyasztók kapcsolása. Az áram- és feszültségviszonyok igazolása. 15

12 59. Csináljuk a feszültséget Galvánelem, telep, akkumulátor, Ohm törvénye teljes áramkörre 60. Lehet-e ampermérőből voltmérőt csinálni? Feszültségmérő, áramerősség-mérő kapcsolása, méréshatáruk kiterjesztése 61. Gyakorlás, feladatmegoldás 62. Mutatja-e a pontos időt a villanyóra? Az áram és a fogyasztó munkája, teljesítménye, hőhatás 63. Gyakorlás, feladatmegoldás galvánelem akkumulátor Volta-féle elem elektromotoros erő üresjárási feszültség belső ellenállás külső ellenállás rövidzárási áram kapocsfeszültség Ohm-törvény teljes áramkörre árammérő, ampermérő feszültségmérő, voltmérő forgótekercses mérőműszer analóg mérőműszer digitális mérőműszer mérőműszerek kapcsolása mérőműszer méréshatára mérőműszer belső ellenállása sönt-ellenállás előtét-ellenállás elektromos áram munkája elektromos áram teljesítménye Joule-féle hő Joule-Lenz törvénye Koncentráció a kémiával. Szorgalmi feladat: Gyümölcs-galvánelem készítése. Környezetvédelmi kérdések megbeszélése A mérőműszerek áramkörbe kapcsolásakor gondosan kell eljárni. A mérőműszerek méréshatárának kiterjesztésével kapcsolatos feladatok. Az energiatakarékosság kérdései. Hőtani ismeretek felidézése. Az elektromos áram munkájával, teljesítményével kapcsolatos feladatok. Galvánelem, akkumulátor fajták. Különböző mérőműszerek Sönt és Joule-féle hő mérése kaloriméterrel. Digitális fogyasztásmérő 16

13 64. A vezetés nem egyszerű dolog! Hogyan lesz szigetelőből vezető? Ön dönt: vezet, vagy nem vezet Félvezetők felépítése, áramvezetése, alkalmazások 65. Van egyrétegű, kétrétegű, sőt több Félvezető dióda, tranzisztor, a félvezetők alkalmazási lehetőségei félvezető lyuk, lyukvezetés fotoellenállás termisztor sajátvezetés szennyezőatom n-típusú félvezető p-típusú félvezető félvezetődióda, kristálydióda tranzisztor p-n átmenet nyitóirányú kapcsolás záróirányú kapcsolás egyenirányítás napelem fényelem fénykibocsátó dióda (LED) chip integrált áramkör Koncentráció a kémiával (vegyérték) A félvezetők gyakorlati alkalmazásainak összegyűjtése 66. Mérési gyakorlat Fénykibocsátó dióda (LED) karakterisztikájának felvétele. Termisztor vizsgálata. 67. Összefoglalás 68. Témazáró dolgozat 69. Témazáró dolgozat javítása 70. Tanév végi ismétlés, rendszerezés 71. Tanév végi ismétlés, rendszerezés 72. Tanév végi ismétlés, rendszerezés Fotoellenállás, napelem, termisztor Különböző félvezető diódák, fénykibocsátó diódák, tranzisztorok, integrált áramkörök, chipek 17