8.9 FYSIIKKA

Fysiikka on empiirinen luonnontiede, jossa luonnon perusrakennetta ja ‑ilmiöitä pyritään ymmärtämään ja selittämään käyttäen luonnosta kokeellisin menetelmin saatavaa tietoa. Tavoitteena on löytää luonnossa yleispäteviä lainalaisuuksia ja esittää ne matemaattisina malleina.

Aihekokonaisuuksista fysiikan opetuksessa tulevat esille hyvinvointi ja tuvallisuus, kestävä kehitys, teknologia ja yhteiskunta sekä viestintä ja mediaosaaminen.

Opetuksen tavoitteet

Fysiikan opetuksen tavoitteena on, että opiskelija

· tiedostaa ihmisen osana luontoa ja ymmärtää fysiikan merkityksen luonnon ilmiöiden mallintamisessa

· vaikuttaa aktiivisesti ja vastuullisesti terveellisen ja turvallisen ympäristön luomiseksi

· pystyy ratkaisemaan luonnontieteiden ja teknologian alaan kuuluvia ongelmia fysiikan lakeja ja käsitteitä luovasti hyväksi käyttäen

· hankkii ja käsittelee tietoa yhdessä muiden opiskelijoiden kanssa asiantuntijayhteisön tapaan

· suunnittelee ja tekee yksinkertaisia mittauksia, kykenee tulkitsemaan ja arvioimaan tuloksia sekä soveltamaan niitä

· hyödyntää erilaisia tietolähteitä tiedonhankinnassa sekä kykenee esittämään ja julkistamaan tietoja monipuolisella tavalla myös teknisiä apuvälineitä käyttäen

Arviointi

Fysiikassa arvioidaan fysiikan tietojen ja niiden soveltamistaitojen saavuttamista erityisesti matemaattisia malleja käyttäen. Arvioinnin kohteena ovat myös tiedonkäsittelytaitojen, kokeellisen työskentelyn taitojen sekä muiden opiskelua tukevien taitojen kehittyminen, kuten fysikaalisen ongelman ratkaisuprosessin jäsennetty kuvaaminen.

Kurssit FY1 – FY8 ja FY10 arvioidaan arvosanoilla 4 – 10 ja kurssi FYV9 suoritusmerkinnällä (S).

Pakollinen kurssi

1. Fysiikka luonnontieteenä (FY1)

Tavoitteet

Kurssin tavoitteena on, että opiskelija

· saa tyydytystä tiedon ja ymmärtämisen tarpeelleen sekä saa vaikutteita, jotka herättävät ja syventävät kiinnostusta fysiikkaa kohtaan

· tutustuu aineen ja maailmankaikkeuden rakenteeseen liittyviin peruskäsitteisiin ja osaa jäsentää käsitystään luonnon perusrakenteista ja ilmiöistä fysiikan käsitteiden ja periaatteiden avulla

· ymmärtää, kuinka luonnontieteellinen tieto rakentuu kokeellisen toiminnan ja siihen kytkeytyvän mallintamisen kautta

· suunnittelee ja tekee yksinkertaisia luonnontieteellisiä kokeita sekä kykenee tulkitsemaan ja arvioimaan kokeellisesti saatua tietoa ja esittämään sitä muille

· tulkitsee ja mallintaa kokeellisen työn tuloksia graafisesti

· käyttää opiskelun tukena tieto- ja viestintätekniikkaa.

Keskeiset sisällöt

· fysiikan merkitys historian eri vaiheissa ja nykyaikana

· aineen ja maailmankaikkeuden rakenteet ja perusvuorovaikutukset

· energian, erityisesti säteilyn, sitoutuminen ja vapautuminen luonnon ja ihmisen aikaansaamissa prosesseissa

· kokeellisuus ja mallintaminen perustana fysikaalisen tiedon rakentumisessa, mittaaminen, tulosten esittäminen ja niiden luotettavuuden arviointi

· voima liikkeen muutoksen aiheuttajana

· liikkeen kuvaamisessa tarvittavat peruskäsitteet ja liikkeen graafinen esitys

Syventävät kurssit

Syventävien kurssien tavoitteena on, että opiskelija

· saa valmiuksia opiskella luonnontieteellisillä ja luonnontieteitä soveltavilla aloilla

· tutkii luonnon ilmiöitä sekä mallintaa ja esittää niitä matemaattisten ja graafisten menetelmien avulla

· rakentaa fysiikan malleja ja käyttää niitä ennusteiden tekemiseen

· tutkii ja havainnollistaa malleja tieto- ja viestintätekniikan avulla

· tutustuu klassisen fysiikan osa-alueisiin ja modernin fysiikan alkeisiin

· tutustuu fysiikan eri osa-alueisiin liittyvään teknologiaan

· tutustuu fysiikan merkitykseen yhteiskunnan eri alueilla

· tutustuu fysiikan sovelluksiin ja niihin liittyviin turvallisuustekijöihin.

2. Lämpö (FY2)

Tavoitteet

Kurssin tavoitteena on, että opiskelija

· tuntee lämpöön liittyvät ilmiöt

· tutkii aineen termodynaamiseen tilaan tai lämpöopin pääsääntöihin liittyviä ilmiöitä

· saa valmiuksia osallistua ympäristöä ja teknologiaa koskevaan kriittiseen keskusteluun ja päätöksentekoon.

Keskeiset sisällöt

· kaasujen tilanmuutokset ja lämpölaajeneminen

· paine, hydrostaattinen paine

· kappaleiden lämpeneminen, jäähtyminen, olomuodon muutokset ja lämpöenergia

· mekaaninen energia, työ, teho ja hyötysuhde

· lämpöopin pääsäännöt, sisäenergia

· energiavarat

3. Aallot (FY3)

Tavoitteet

Kurssin tavoitteena on, että opiskelija

· saa yleiskuvan luonnon jaksollisista ilmiöistä ja perehtyy niitä selittäviin keskeisiin periaatteisiin.

· perehtyy värähdys- ja aaltoliikkeen perusteisiin tutkimalla mekaanista värähtelyä, ääntä tai sähkömagneettisia aaltoja.

Keskeiset sisällöt

· harmoninen voima ja värähdysliike

· aaltoliikkeen synty ja aaltojen eteneminen

· aaltoliikkeen interferenssi, diffraktio ja polarisoituminen

· heijastuminen, taittuminen ja kokonaisheijastuminen

· valo, peilit ja linssit

· ääni, melun terveysvaikutukset ja kovalta ääneltä suojautuminen

4. Liikkeen lait (FY4)

Tavoitteet

Kurssin tavoitteena on, että opiskelija

· ymmärtää liikkeeseen liittyviä ilmiöitä ja käsittelee niitä selittäviä malleja

· tutkii etenemisliikkeeseen liittyviä ilmiöitä kokeellisesti ja perehtyy niiden avulla Newtonin lakeihin

· ymmärtää säilymislakien merkityksen fysiikassa.

Keskeiset sisällöt

· liikkeen mallit ja Newtonin lait

· etä- ja kosketusvoimat, erityisesti liikettä vastustavat voimat, noste

· liikemäärän säilyminen ja impulssiperiaate

· liike- ja potentiaalienergia sekä työperiaate

· värähdysliikkeen energia

5. Pyöriminen ja gravitaatio (FY5)

Tavoitteet

Kurssin tavoitteena on, että opiskelija

· syventää osaamistaan mekaniikassa sekä statiikkaan ja pyörimiseen liittyvien ilmiöiden laskennallista hallintaa

· syventää tuntemustaan mekaniikan maailmankuvasta.

Keskeiset sisällöt

· momentti ja tasapaino pyörimisen suhteen

· pyörimisliikkeen mallit, tasainen ja tasaisesti kiihtyvä pyörimisliike

· pyörimisen liikeyhtälö

· pyörimismäärän säilyminen

· pyörimisliikkeen energia

· ympyräliike ja ympyräliikkeen kiihtyvyys

· gravitaatio ja gravitaation alainen liike

· heittoliike ja planeettojen liike

· satelliitit ja niiden käyttö

6. Sähkö (FY6)

Tavoitteet

Kurssin tavoitteena on, että opiskelija

· ymmärtää sähköön liittyviä peruskäsitteitä, tutustuu mittaustekniikkaan

· osaa tehdä sähköopin perusmittauksia sekä rakentaa ja tutkia yksinkertaisia virtapiirejä.

Keskeiset sisällöt

· sähköpari, sähkövirran kulku metallijohteessa

· jännitteen ja sähkövirran mittaaminen

· Ohmin laki

· Joulen laki

· vastukset, vastusten kytkennät ja Kirchoffin lait

· Coulombin laki, homogeeninen sähkökenttä ja aine sähkökentässä

· kondensaattori, kytkennät ja energia

· sähkövirran kulku puolijohteessa, esimerkkinä diodi

7. Sähkömagnetismi (FY7)

Tavoitteet

Kurssin tavoitteena on, että opiskelija

· syventää tuntemustaan sähkömagnetismin ilmiöistä

· perehtyy sähköturvallisuuteen

· syventää tuntemustaan sähkömagneettisten ilmiöiden merkityksestä yhteiskunnassa.

Keskeiset sisällöt

· magneettinen voima, magneettikenttä ja aine magneettikentässä

· varattu hiukkanen homogeenisessa sähkö- ja magneettikentässä

· induktiolaki ja Lenzin laki

· induktioilmiöitä - pyörrevirrat, generaattori ja itseinduktio

· energian siirto sähkövirran avulla

· tehollisen jännitteen ja sähkövirran mittaaminen sekä impedanssin taajuusriippuvuuden määrittäminen

· värähtelypiiri ja antenni, sähkömagneettinen viestintä

· sähköturvallisuus

· energiateollisuus

8. Aine ja säteily (FY8)

Tavoitteet

Kurssin tavoitteena on, että opiskelija

· tutustuu kvantittumiseen, dualismiin sekä aineen ja energian ekvivalenssiin aineen rakennetta ja rakenneosien dynamiikkaa hallitsevina periaatteina

· syventää kokonaiskuvaa fysiikan kehityksestä ja sen pätevyysalueesta luonnonilmiöiden tulkitsijana.

Keskeiset sisällöt

· sähkömagneettinen säteily

· röntgensäteily

· mustan kappaleen säteily

· valosähköilmiö

· säteilyn hiukkasluonne ja hiukkasten aaltoluonne

· atomimallit esimerkkinä Bohrin atomimalli

· kvantittuminen, viivaspektri, atomin energiatilat ja energiatasokaavio

· atomiytimen rakenne

· radioaktiivisuus ja säteilyturvallisuus

· massan ja energian ekvivalenssi

· ydinreaktiot ja ydinenergia

· aineen pienimmät osaset ja niiden luokittelu

KOULUKOHTAISET SYVENTÄVÄT JA SOVELTAVAT KURSSIT

9. Työkurssi (FYV9)

Tavoitteet

Kurssin tavoitteena on

· kehittää opiskelijan kokeellisen työskentelyn ja yhteistyön taitoja

· tukea kokeellisuuden avulla opiskelijan aikaisemmin oppimia luonnontieteellisiä käsitteitä, periaatteita ja malleja

· auttaa opiskelijaa hankkimaan kokeellista tietoa ja käsittelemään sitä

Keskeiset sisällöt

· kokeellisia töitä fysiikan eri osa-alueilta

· työn tulosten tarkastelu ja työselostuksen laatiminen

10. Kertauskurssi (FYS10)

Tavoitteet

Kurssin tavoitteena on

· kerrata lukion fysiikan oppimäärän keskeisimmät asiat

· antaa valmiuksia vastata yo-kirjoitusten fysiikan tehtäviin

11. Fysiikan KERTAUSKURSSI (FYV11)

TAVOITTEET

Kurssin tavoitteena on luoda oppilaalle mahdollisimman hyvät valmiudet menestyä ylioppilaskirjoitusten reaalikokeessa

SISÄLLÖT

Tutustutaan fysiikan yo-kokeen rakenteeseen ja sisältöön sekä YTL:n arviointiohjeisiin. Harjoitellaan fysiikan ainereaalin kysymyksiin vastaamista. Kerrotaan myös reaalikokeeseen valmistautumisesta

ARVIOINTI

Kurssi arvioidaan suoritusmerkinnällä (S). Kurssin laajuus on puoli (1/2) kurssia (19 h).

Keskeiset sisällöt

· vuorovaikutukset ja säilymislait

· kentät

· liike ja tasapaino

· valon kulku

· termodynamiikka

· sähkö

· moderni fysiikka

· energian tuottamisen fysikaalinen perusta

Aihekokonaisuudet

Aktiivinen kansalaisuus ja yrittäjyys

o kurseilla FY1 – FY8

Kestävä kehitys

o kursseilla FY2 ja FY6, FY7 ja FY8

Hyvinvointi ja turvallisuus

o kursseilla FY6 ja FY8

Teknologia ja yhteiskunta

o aihekokonaisuus tulee esille kaikilla kuesseilla

Viestintä ja mediaosaaminen

kursseilla FY6, FY8 ja FYV9