ИЗВОД ИЗ ПРAВИЛНИКА O НAСTAВНOM ПЛAНУ И ПРOГРAMУ ЗA ГИMНAЗИJУ
ФИЗИКA
Циљ и зaдaци
Циљ нaстaвe физикe у гимнaзиjи jeстe стицaњe функциoнaлнe писмeнoсти (прирoднo-нaучнe, мaтeмaтичкe, тeхничкe), систeмaтскo стицaњe знaњa o физичким пojaвaмa и прoцeсимa и њихoвo рaзумeвaњe нa oснoву физичких мoдeлa и тeoриja, oспoсoбљaвaњe учeникa зa примeну знaњa и рeшaвaњe прoблeмa и зaдaтaкa у нoвим и нeпoзнaтим ситуaциjaмa, aктивнo стицaњe знaњa o физичким пojaвaмa крoз истрaживaчки приступ, стицaњe рaдних нaвикa, oдгoвoрнoсти и спoсoбнoсти зa сaмoстaлaн рaд и зa тимски рaд, фoрмирaњe oснoвe зa дaљe oбрaзoвaњe.
Зaдaтaк нaстaвe физикe jeстe ствaрaњe рaзнoврсних мoгућнoсти дa крoз рaзличитe сaдржaje и oбликe рaдa, примeнoм сaврeмeних мeтoдичких и дидaктичких пoступaкa у нaстaви, циљeви и зaдaци oбрaзoвaњa у цeлини, кao и циљeви нaстaвe физикe буду у пунoj мeри рeaлизoвaни.
Oстaли зaдaци нaстaвe физикe су дa учeници:
- рaзвиjajу функциoнaлну писмeнoст (прирoднo-нaучнa, мaтeмaтичкa, тeхничкa);
- систeмaтски стичу знaњa o физичким пojaвaмa и прoцeсимa;
- рaзумejу пojaвe, прoцeсe и oднoсe у прирoди нa oснoву физичких мoдeлa и тeoриja;
- рaзвиjajу нaчин мишљeњa и рaсуђивaњa у физици;
- рaзвиjajу свeст o знaчajу eкспeримeнтa у сaзнaвaњу, рaзумeвaњу и прoвeрaвaњу физичких зaкoнa;
- буду oспoсoбљeни зa примeну физичких мeтoдa мeрeњa у свим oблaстимa физикe;
- стeкну спoсoбнoст зa уoчaвaњe, фoрмулисaњe, aнaлизирaњe и рeшaвaњe прoблeмa;
- рaзвиjajу кoмпeтeнциje зa извoђeњe jeднoстaвних истрaживaњa;
- рaзвиjajу лoгичкo и aпстрaктнo мишљeњe и критички стaв у мишљeњу;
- схвaтe знaчaj физикe зa тeхнику и прирoднe нaукe;
- рaзвиjajу спoсoбнoсти зa примeну знaњa из физикe;
- стичу знaњa o прирoдним рeсурсимa, њихoвoj oгрaничeнoсти и oдрживoм кoришћeњу;
- рaзвиjajу прaвилaн oднoс прeмa зaштити, oбнoви и унaпрeђeњу живoтнe срeдинe;
- рaзвиjajу мoтивисaнoст зa учeњe и зaинтeрeсoвaнoст зa сaдржaje физикe;
- рaзвиjajу рaднe нaвикe, oдгoвoрнoст и спoсoбнoст зa примeну стeчeних знaњa.
IV разред
гимназија општег типа и гимназија друштвено-језичког смера
(2 часа недељно, 64 часа годишње)
САДРЖАЈИ ПРОГРАМА
I Релативистичка физика
1.Основни постулати специјалне теорије релативности. Релативистички карактер времена и дужине. (П)
2.Релативистичка маса, импулс и енергија. Веза укупне енергије и релативистичке масе. Закон одржања масе и енергије. (П)
II Kвантна природа електромагнетног зрачења
1.Топлотно зрачење и закони зрачења апсолутно црног тела. Појам кванта енергије. (П)
2.Фотоефекат. Маса, импулс и енергија фотона. (П)
Демонстрациони оглед:
- Фотоефекат (помоћу фотоћелије).
III Елементи квантне механике
1.Разлика између класичне и квантне механике. (Р)
2.Честично-таласни дуализам. Таласна својства честица. Де Бројева релација. Дифракција електрона. (Р)
3.Хајзенбергова релација неодређености. (Р)
IV Квантна теорија водониковог атома
1.Увод. Планетарни модел атома. (Р)
2.Борови постулати. Спектар водониковог атома. Франк-Херцов оглед. (П)
3.Квантни бројеви. Паулијев принцип. Периодни систем. (Р)
V Основи физике чврстог стања
1.Елементи зонске теорије кристала. Суперпроводљивост. (Р)
2.Полупроводници. Примене полупроводника. (Р)
VI Индуковано зрачење. Ласери
1.Спонтана и стимулисана емисија зрачења. Ласери, примена. (Р)
VII Физика атомског језгра
1.Основне карактеристике језгра. Нуклеарне силе. (Р)
2.Енергија везе. Дефект масе. (П)
3.Природна радиоактивност. Закон радиоактивног распада. (П)
Активност. Радиактивно зрачење и врсте радиактивног зрачења. (П)
4.Вештачка радиоактивност. Нуклеарне реакције. (Р)
5.Фисија. Ланчана реакција. Нуклеарни реактори. (Р)
6.Фузија. (Р)
7.Заштита од нуклеарног зрачења. (Р)
Демонстрациони оглед:
- Детекција фона радиоактивног зрачења.
VIII Физика елементарних честица
1.Космичко зрачење. Елементарне честице. Врсте интеракција честица у природи. (Р)
IX Основи астрономије
1.Предмет и методе истраживања астрономије. (Р)
2.Структура васионе (звезде, Сунце, Сунчев систем и галаксије). (П)
Нуклеарне реакције као извори звездане енергије. (Р)
3.Порекло и развој небеских тела (космогонија). (Р)
IV разред
гимназија природно-математичког смера
(4 часа недељно, 128 часова годишње)
САДРЖАЈИ ПРОГРАМА
I Релативистичка физика
1.Основни постулати специјалне теорије релативности. Лоренцове трансформације координата. Релативистички закон сабирања брзина. (П)
2.Релативистички карактер времена и дужине. Гранични карактер брзине светлости. (П)
3.Инваријантност интервала. (Р)
4.Релативистички импулс и енергија. Везе између релативистичког импулса, кинетичке енергије, енергије мировања и укупне енергије. Унутрашња енергија. Закон одржања масе и енергије. (П)
5.Појам о општој теорији релативности. (О)
II Квантна природа електромагнетног зрачења
1.Топлотно зрачење. Закони зрачења апсолутно црног тела. Планкова хипотеза. (П)
2.Фотоелектрични ефекат. Ајнштајнова једначина фотоефекта. (П)
3.Квантна природа светлости. (Р)
Маса и импулс фотона. Притисак светлости. Комптонов ефекат. (П)
Корпускуларно-таласни дуализам светлости. (Р)
Демонстрациони оглед:
- Фотоефекат (помоћу фотоћелије).
III Таласна својства честица и појам о квантној механици
1.Честично-таласни дуализам. Де Бројева хипотеза. Дифракција електрона. (П)
Електронски микроскоп. (Р)
2.Хајзенбергове релације неодређености. (Р)
3.Појам о Шредингеровој једначини. Таласне функције и сопствене енергије. (Р)
4.Кретање слободне честице. Честица у потенцијалној јами. Квантни линеарни хармонијски осцилатор. Пролаз кроз потенцијалну баријеру. (Р)
IV Квантна теорија атома
1.Радерфордов модел атома. (О)
Дискретни спектар атома водоника. Борови постулати и Боров модел атома водониковог топа. (П)
Франк-Херцов оглед. (Р)
2.Квантно-механичка теорија атома: главни, споредни и магнетни квантни број (П).
Физички смисао "боровских орбита". Спин електрона. Штерн-Герлахов оглед. (Р)
3.Вишеелектронски атоми и Паулијев принцип. Структура периодног система елемената. (П)
4.Закочно и карактеристично рендгенско зрачење. (П)
Лабораторијска вежба
- Калибрација спектроскопа и идентификација водониковог спектра
- Одређивање Ридбергове константе (помоћу водоникове лампе и дифракционе решетке)
V Молекулска структура и спектри
1.Основне каракетеристике хемијских веза (јонске и ковалентне). Молекулски спектри. (Р)
VI Физика чврстог стања
1.Зонска теорија кристала. Енергијске зоне у чврстом телу. Зонски модели метала и диелектрика. (Р)
2.Расподела слободних електрона по енергијама у металу. Квантна теорија проводљивости метала. Суперпроводљивост. (Р)
3.Полупроводници. Сопствена и примесна проводљивост. Полупро-водници р и n-типа и полупроводнички р-n спој. (Р)
Полупроводничке диоде, транзистори и фотоотпорници. (П)
Демонстрациони огледи:
- Диоде. Фотопроводници.
Лабораторијске вежбе
- Струјно-напонска карактеристика диоде.
- Струјно-напонске карактеристике транзистора.
- Одређивање Планкове константе (помоћу LED диоде).
VII Индуковано зрачење и ласери
1.Луминисценција. Квантни прелази: спонтана емисија, апсорпција и стимулисана емисија зрачења. (Р)
2.Основни принцип рада ласера. Врсте ласера. Карактеристике ласерског зрачења. (Р)
3.Примене ласера. Холографија. (Р)
Лабораторијска вежба
- Одређивање угаоне дивергенције ласерског снопа.
VIII Физика атомског језгра
1.Структура језгра. Карактеристике језгра. (Р)
Дефект масе и енергија везе.(П)
Нуклеарне силе. (Р)
Модели језгра. (О)
2.Природна радиоактивност. Алфа-, бета- и гама распад. (П)
3.Закон радиоактивног распада. Активност радиоактивног извора. (П)
Радиоактивни низови и радиоактивна равнотежа. (Р)
4.Интеракција радиоактивног зрачења са супстанцијом. Детекција зрачења. (П)
Дозиметрија и заштита од зрачења. (Р)
5.Вештачка радиоактивност. Општа својства нуклеарних реакција (П).
Примери реакција (откриће протона и неутрона, интеракције неутрона са језгром, трансурански елементи). (Р)
6.Акцелератори честица. (Р)
7.Нуклеарна енергетика. Фисија. Нуклеарни реактори. Реакције фузије на звездама. Конфинирање плазме. (Р)
Нуклеарне и термонуклеарне бомбе. (О)
Демонстрациони оглед:
- Детекција радиоактивног зрачења.
Лабораторијскe вежбe
- Мерење активности.
- Детекција радиоактивног зрачења.
- Опадање интензитета гама зрачења са повећавањем удаљености од извора.
IX Физика елементарних честица
1. Класификација елементарних честица. Основне интеракције између честица. Честице и античестице. Кваркови. (П)
2. Космичко зрачење. (Р)
АСТРОНОМИЈА
Циљ и задаци
Циљ наставе астрономије је да ученици упознају небеска тела и појаве у васиони.
Задаци наставе астрономије су да ученици:
- стичу знања о космосу и основним законима макросвета;
- схвате универзалност закона природе;
- стичу савремена знања о васиони и методама које су омогућиле стицање тог знања;
- развију радозналост и интересовање за свет који их окружује;
- развију критички дух и смисао за егзактно мишљење;
- стекну навику да примењују знање стечено у другим наукама (физици, математици и др.);
- стекну навику да самостално закључују на основу знања и да се оспособе за апстрактно мишљење;
- развију смисао за оријентацију у простору и времену;
- упознају изворе енергије и могућности њиховог коришћења;
- стекну компетенције за квалитативно и квантитативно решавање астрономских проблема и задатака.
IV разред
гимназиија природно-математичког смера
(1 час недељно, 32 часа годишње у оквиру предмета физика)
САДРЖАЈИ ПРОГРАМА
I Увод
Предмет проучавања и специфичности астрономије. Интердисци-плинарност. Кратак преглед историјског развоја. Могућност изучавања са Земље. Улога космичких летова у данашњој астрономији.
II Гравитациона дејства
Привидна планетска кретања. Хелиоцентрички систем. Кеплерови закони. Њутнов закон гравитације. Плимско дејство Месеца и Сунца.
III Даљине и величине небеских тела
Паралакса. Астрономске јединице за даљину. Основне методе одређивања величине небеских тела.
IV Небо, простор и време
Оријентација на небу. Сазвежђа. Небеска сфера, њено привидно обртање и Земљина ротација. Хоризонтски и екваторски сферни координатни системи. Привидно Сунчево годишње кретање и његове последице (еклиптика, зодијак). Докази Земљине ротације и револуције. Време (јединице, звездано, право и средње Сунчево време, светско, указно). Календари.
V Зрачење небеских тела
Спектар зрачења небеских тела. Утицај хемијског састава и физичких услова на изглед спектра. Топлотни и нетоплотни механизми зрачења. Израчунавање радијалних брзина небеских тела. Астрономске фотометријске јединице (привидне и апсолутне звездане величине) и њихова веза са физичким јединицима. Утицај Земљине атмосфере на примање зрачења небеских тела (апсорпција, дисперзија и рефракција).
VI Астрономски инструменти
Рефрактори. Рефлектори. Пријемници зрачења. Основне карактеристике телескопа (раздвојна моћ, сабирна моћ, увећање и монтажа телескопа). Интерферометри. Радио-телескопи. Примена ласера у астрономији.
VII Звезде
Физичке карактеристике и типови звезда. Н-R дијаграм. Кретање звезда. Двојне и вишеструке звезде. Одређивање звезданих маса, пречника и температура. Звездана јата. Променљиве звезде. Међузвездана материја. Извори звездане енергије. Еволуција звезда.
VIII Галаксије
Структура и ротација галаксије. Врсте галаксија. Млечни пут. Хаблов закон. Активне галаксије -квазари. Реликтно зрачење. Космолошке хипотезе.
IX Сунце
Карактеристике мирног Сунца. Сунчева активност (пеге, протуберанце, хромосферске ерупције). Геофизичке последице.
X Сунчев систем
Основне карактеристике Сунчевог система. Планете Земљиног типа. Астероиди (мале планете). Планете Јупитеровог типа. Сателити. Комете, метеори и метеорити. Еволуција Сунчевог система.