FIZIKA

Po završetku prvog razreda učenik će biti u stanju da:

– objasni značaj i ulogu eksperimenta i teorije u opisivanju fizičkih procesa i pojava, samostalno pripremi jednostavniji projekat i izvede odgovarajuće fizičko istraživanje;

– analizira i grafički prikazuje zakone ravnomernog, ravnomerno promenljivog pravolinijskog i kružnog kretanja;

– analizira različite oblike kretanja i određuje njihove parametre;

– rešava različite zadatke (kvalitativne, računske, eksperimentalne);

– objasni dejstvo centripetalne i centrifugalne sile, prepoznaje ih i shvata njihov značaj u konkretnim primerima (kretanje vozila u krivini, kruženje satelita oko Zemlje, cetrifugiranje…);

– koristi analogiju između veličina i zakona translatornog i rotacionog kretanja i primenjuje u rešavanju problema;

– objasni uslove i razlikuje oblike ravnoteže, koristi ih u svakodnevnoj praksi;

– objašnjava princip rada i primenu prostih mašina (poluga, strma ravan, kotur);

– poveže uticaj gravitacije sa kretanjem tela, pojavama i procesima na Zemlji i u Sunčevom sistemu;

– razlikuje pojmove sila Zemljine teže i težina tela, razume razliku između mase i težine tela i poznaje uslove za bestežinsko stanje;

– analizira i povezuje pojmove mehanički rad, snaga, kinetička i potencijalna energija;

– koristi zakone održanja impulsa i mehaničke energije u rešavanju problema i prepoznaje ih u okruženju;

– povezuje zakone kretanja sa silom i energijom i primenjuje Njutnove zakone mehanike i zakone održanja;

– samostalno postavi jednostavan eksperiment, prikupi podatke merenjem, obradi ih na odgovarajući način (tabelarno, grafički) i odredi traženu veličinu sa greškom merenja;

– povezuje teoriju i praksu, objašnjava rezultate eksperimenta i procenjuje njihovu saglasnost sa predviđanjima.

Fizičke veličine – osnovne i izvedene jedinice (SI). Zakoni fizike.

Vektori i osnovne operacije sa vektorima (sabiranje vektora, množenje vektora skalarom, razlaganje vektora).

Demonstracioni ogled:

– Operacije s vektorima (pomoću dinamometara na magnetnoj tabli).

Srednja i trenutna brzina. Zakon slaganja brzina.

Ubrzanje, tangencijalna i normalna komponenta ubrzanja.

Zakoni ravnomernog i ravnomerno-promenljivog pravolinijskog kretanja.

Kretanje sa ubrzanjem g – vertikalni, horizontalni i kosi hitac.

Kružno kretanje materijalne tačke, pojmovi i veličine koje ga definišu. Veza između ugaonih i linijskih veličina.

Ravnomerno i ravnomerno-promenljivo kružno kretanje materijalne tačke.

Kruto telo, translatorno i rotaciono kretanje. Analogija kinematičkih veličina kojima se opisuju translatorno i rotaciono kretanje.

Zakoni ravnomernog i ravnomerno-promenljivog rotacionog kretanja.

Demonstracioni ogledi:

– Ravnomerno i ravnomerno-ubrzanokretanje (pomoću kolica, tegova i hronometra; pomoću cevi sa vazdušnim mehurom).

– Srednja brzina, trenutna brzina i ubrzanje (pomoću digitalnog hronometra sa senzorimapoložaja ili pomoću data-logera sa odgovarajućim senzorima).

– Kružno kretanje i rotacija tela (pomoću centrifugalne mašine i rotacionog diska) – demonstracija odgovarajućih kinematičkih veličina.

Laboratorijska vežba

– Proučavanje ravnomernog i ubrzanog pravolinijskog kretanja pomoću Atvudove mašine i digitalnog hronometra sa senzorima položaja.

TRANSLACIONOG KRETANjA

Sile u mehanici (sila teže, sila zatezanja, sila pritiska i sila reakcije podloge, sila potiska, sila otpora sredine).

Masa i impuls.

Njutnovi zakoni mehanike

Trenje. Sile trenja mirovanja,

klizanja i kotrljanja.

Centripetalna sila. Sile kod kružnog kretanja.

Inercijalni i neinercijalni referentni sistemi. Sile inercije.

Demonstracioni ogledi:

– Slaganje sila (kolinearnih i nekolinearnih).

– Drugi Njutnov zakon (pomoću kolica za različite sile i mase tegova).

– Galilejev eksperiment (kretanjekuglice po žljebu, uz i niz strmuravan).

– Treći Njutnov zakon (kolicapovezana oprugom ili dinamometrom).

– Sila trenja na horizontalnoj podlozi i na strmoj ravni sa promenljivim nagibom.

– Centripetalna sila (pomoću koncaza koji je vezano neko malo telo, pomoću dinamometra i diska kojirotira).

Laboratorijske vežbe

– Provera II Njutnovog zakona pomoću kolica i tegova ili Atvudove mašine.

– Određivanje koeficijenta trenja.

ROTACIONOG

KRETANjA

KRUTOG

TELA

Moment impulsa.

Osnovni zakon dinamike rotacije.

Spreg sila, moment sprega.

Demonstracioni ogledi:

– Moment sile, moment inercije (Oberbekov točak, obrtni disk ili slično).

Laboratorijska vežba

– Provera zakona dinamike rotacije pomoću Oberbekovog točka.

TELA

Uslovi ravnoteže. Ravnoteža tela na strmoj ravni. Poluga.

Demonstracioni ogledi:

– Demonstracija različitih vrstaravnoteže.

– Ravnoteža tela na strmoj ravni.

– Poluga.

Zemljina teža i ubrzanje slobodnog pada. Težina tela, bestežinsko stanje.

Gravitaciono polje. Jačina gravitacionog polja.

Demonstracioni ogledi:

– Težina (telo okačeno o dinamometar); bestežinsko stanje.

– Slobodan pad (Njutnova cev).

ODRŽANjA

Rad sile, aktivna komponenta sile,pozitivan i negativan rad.

Kinetička energija. Rad i promena kinetičke energije. Snaga. Rad, snaga i kinetička energija kod rotacionog kretanja.

Konzervativne sile i potencijalna energija. Potencijalna energija gravitacione interakcije, potencijalna energija elastične opruge.

Zakon održanja energije u mehanici (primeri). Elastičan i neelastičansudar.

Zakon održanja momenta impulsa(piruete).

Demonstracioni ogledi:

– Zakon održanja impulsa (pomoću kolica sa oprugom, kretanje kolica sa epruvetom).

– Zakon održanja energije (model „mrtve petlje”, Maksvelov disk).

– Perkusiona mašina.

– Zakon održanja momenta impulsa (Prantlova stolica).

Laboratorijska vežba

– Provera zakona održanja energijeu mehanici (kolica sa tegom).

Po završetku razreda učenik će biti u stanju da:

Ključni pojmovi sadržaja programa

2FI.1.2.2. Razlikuje osnovna agregatna stanja supstance i njihova osnovna toplotna i mehanička svojstva.

2FI.1.2.3. Poznajedijagrame koji prikazuju promene stanja gasa i međusobnu povezanost parametara gasa kroz jednačinu stanja idealnog gasa.

2FI.1.2.4.Razume Prvi princip termodinamike i smer toplotne razmene.

2FI.1.2.5. Poznaje dozvoljene temperaturske skale i razlikuje materijale prema njihovoj toplotnoj provodljivosti i stišljivosti.

2FI.2.2.1.Povezuje gasne zakone i jednačinu stanja idealnog gasa sa prvim i drugim principom termodinamike i sa toplotnim kapacitetima; tumači dijagrame koji prikazuju promene stanja gasa u jednostavnim izo-procesima.

2FI.2.2.2. Razlikuje povratne i nepovratne procese; razume pojmove, veličine i pojave: molarna masa, apsolutna nula, Avogadrov broj, entropija, toplotni kapacitet, promena unutrašnje energije, rad gasa, toplota faznog prelaza, koeficijent termičkog širenja i toplotne ravnoteže.

2FI.2.2.3. Opisuje: realne gasove, vlažnost vazduha, difuziju, zagrevanje, hlađenje, promene agregatnih stanja – isparavanje, ključanje, topljenje, širenje tela pri zagrevanju i rad toplotnog motora.

2FI.2.2.4. Kod objašnjenja toplotnih svojstava gasa razlikujei koristi: specifični toplotni kapacitet, molarni toplotni kapacitet, toplotu faznog prelaza i specifičnu toplotu faznog prelaza.

2FI.3.2.1. Tumačigrafik Maksvelove raspodele molekula po brzinama, dijagrame koji prikazuju promene stanja gasa u složenim ili cikličnim procesima i grafik koji opisuje međusobnu interakciju između molekula – potencijalnu krivu; razume veličine:trojna tačka,srednja dužina slobodnog puta i efektivni presek sudara.

– poveže makroskopske karakteristike gasa sa mikroskopskim karakteristikama kretanja molekula, koristi jednačinu stanja idealnog gasa i grafike (P,V,T) za objašnjavanje izoprocesa;

– koristi odgovarajuće pojmove, veličine i zakone za opisivanje energijskih transformacija u toplotnim procesima i primenjuje ih u konkretnim situacijama (klimatizacija, toplotna izolacija…);

– primeni Prvi princip termodinamike za objašnjenje termodinamičkih izoprocesa;

– razmatra nepovratnost toplotnih procesa sa aspekta promene entropije sistema;

– poznaje osnovni princip rada toplotnih mašina, odredi koeficijent korisnog dejstva u termodinamičkim ciklusima;

– poveže karakteristike molekulskih sila sa njihovim uticajem na makroskopska svojstva čvrstih tela i tečnosti: toplotno širenje, elastičnost, stišljivost, viskoznost, površinski napon i kapilarne pojave (ishrana biljaka, protok krvi…), promene agregatnih stanja;

Model idealnog gasa. Pritisak gasa i Temperatura sa stanovišta Molekulsko-kinetičke teorije.

Jednačina stanja idealnog gasa.

Demonstracioni ogledi:

– Toplotno kretanje molekula (model Braunovog kretanja).

– Rejlijev ogled

– Difuzija gasova

Laboratorijska vežba

1. Provera Bojl-Mariotovog zakona.

Osnovni pojmovi i Principi termodinamike.

Entropija.

Demonstracioni ogledi:

– Adijabatski procesi (kompresija, ekspanzija).

Parametri i jednačine kojima se opisuje kretanje fluida.

Primena jednačina mehanike fluida.

Demonstracioni ogledi:

– Bernulijeva jednačina (Vertikalna cev sa bočnim otvorima, Pitoova cev, Prantlova cev…).

– Magnusov efekat.

Laboratorijska vežba

1. Provera Bernulijeve jednačine (Venturijeva cev).

2FI.3.2.3. Koristi vezu između makro i mikro parametara gasa (pritiska i srednje kinetičke energije molekula gasa, temperature i srednje kinetičke energije molekula gasa) za objašnjenje gasnih procesa i pojava u sistemima sa velikim brojem čestica.

2.FI.1.1.7. Razume smisao pojmova pritisak kod svih agregatnih stanja i poznaje osnove statike i dinamike fluida.

2.FI.2.1.3. Primenjuje Hukov zakon za objašnjavanje elastičnih svojstava tela; koristi Arhimedov zakon, zakone održanja, Bernulijevu jednačinu i druge efekte kod fluida za objašnjavanje pojava i rešavanje problema kod tečnosti i gasova.

2.FI.3.1.2. Koristi i razume međumolekulske interakcije u fluidima za objašnjenje površinskog napona i viskoznosti tečnosti.

2.FI.3.1.4. Opisuje i objašnjava fizičke pojave: kotrljanje, ravnomerno promenljivo kružno kretanje, prenos mehaničkih talasa kroz tečnosti i gasove, dinamička ravnoteža tela, mehanička oscilovanja i talasi;koristi uređaje i merne instrumente za određivanje fizičkih veličina, na primer, koeficijent površinskog napona, modul elastičnosti, frekvencija oscilovanja zvučne viljuške, moment inercije, ubrzanje kuglice koja se kotrlja niz kosi žleb.

2.FI.1.3.1. Opisuje i objašnjava fizičke pojave: delovanje električnog polja na naelektrisane čestice i provodnik, elektrostatičku zaštitu, kretanje naelektrisanih čestica u električnom i magnetnom polju, magnetnu interakciju naelektrisanja u kretanju, uzajamno delovanje dva paralelna pravolinijska strujna provodnika, pojavu elektromagnetne indukcije, princip rada generatora naizmenične struje.

2.FI.1.3.2. Razlikuje karakteristične fizičke veličine za svaku tačku električnog polja (jačina polja i električni potencijal) i razume da se pri pomeranju naelektrisanja vrši rad koji zavisi od razlike potencijala.

2.FI.1.3.4. Razlikuje elektromotornu silu i električni napon, unutrašnju otpornost izvora struje i električnu otpornost provodnika i zna veličine od kojih zavisi otpornost provodnika. Razlikuje otpornosti u kolu jednosmerne i naizmenične struje (termogena otpornost, kapacitivna i induktivna otpornost).

2.FI.1.3.6. Navodi primere praktične primene znanja iz fizike o električnim i magnetnim pojavama i rešava jednostavne probleme i zadatke koristeći Kulonov, Omov i Džul–Lencov zakon i primenjuje ih u praksi.

2.FI.2.3.1. Objašnjava fizičke pojave: električno pražnjenje u gasovima, pojavu indukovane EMS u različitim slučajevima, samoindukciju i međusobnu indukciju, nastajanje, osnovne karakteristike i spektar elektromagnetnih talasa, svojstva magnetnog polja Zemlje.

2.FI.2.3.2. Razume smisao rada u elektrostatičkom polju. Poznaje pojam ekvipotencijalne površine i razume vezu između jačine električnog polja i potencijala.

2.FI.2.3.3. Koristi oba Kirhofova pravila pri rešavanju problema i zadataka razgranatih strujnih kolai ume da izračuna ekvivalentnu otpornost u kolu jednosmerne struje sa serijskom, paralelnom ili mešovitom vezom.

2.FI.2.3.5. Rešava probleme i zadatke primenjujući zakone elektrostatike, elektrodinamike i magnetizma; koristi uređaje i merne instrumente i na osnovu analize dobijenih rezultata dolazi do empirijske zavisnosti između fizičkih veličina.

2.FI.3.3.1. Objašnjava fizičke pojave: delovanje spoljašnjeg električnog polja na dipol, različito ponašanje dijamagnetika, paramagnetika i feromagnetika u spoljašnjem magnetnom polju i, na osnovu toga, navodi primere praktične primene feromagnetika, magnetni histerezis, princip rada generatora naizmenične struje zasnovan na Faradejevom zakonu elektromagnetne indukcije, princip rada Teslinog transformatora, pritisak elektromagnetnih talasa.

2.FI.3.3.2. Ume da odredi jačinu električnog polja dva ili više tačkastih naelektrisanja u različitoj geometrijskoj konfiguraciji i da izračuna polje naelektrisanih tela primenom Gausove teoreme.

2.FI.3.3.3. Razume pojam energije električnog i magnetnog polja i izračunava, na osnovu poznatih relacija, energiju električnog polja u pločastom kondenzatoru i magnetnu energiju u solenoidu.

2.FI.3.3.5. Rešava složenije probleme, računske i eksperimentalne zadatke, i formuliše naučna objašnjenja pojava primenjujući zakone elektrostatike, elektrodinamike i magnetizma i istraživački pristup, ne samo u okviru nastavnog predmeta, već ih prepoznaje i rešava i u praksi i svakodnevnom životu. Na primer, osmišljava način rešavanja problema u strujnim kolima sa R, L, C elementima, eksperimentalno ih određuje i tumači dobijene rezultate; razume fizičke procese i relacije u vezi sa oscilatornim LC kolom.

2.FI.2.1.5.Koristi uređaje i merne instrumente za merenje fizičkih veličina, na primer, gustine, srednje brzine, ubrzanja, koeficijenta trenja klizanja, konstanteelastičnosti opruge, brzine zvuka u vazduhu…; ume da predstavi rezultate merenja tablično i grafički i na osnovu toga dođe do empirijske zavisnosti, na primer, sile trenja od sile normalnog pritiska, perioda oscilovanja matematičkog klatna od njegove dužine, perioda oscilovanja tega na opruzi od mase tega.

– koristi odgovarajuće pojmove, veličine i zakone za tumačenje delovanja električnog polja;

– razlikuje ponašanje dielektrika i provodnika u električnom polju (pločasti kondenzator);

– poznaje elektrostatičke pojave u prirodi i praksi (elektrostatička zaštita, napon na ćelijskoj membrani, prečišćavanje vazduha…);

– demonstrira elektrostatičke pojave: linije sila polja, ekvipotencijalnost, Faradejev kavez, zavisnost kapacitivnosti pločastog kondenzatora od rastojanja i površine ploča i vrste dielektrika;

– koristi odgovarajuće pojmove, veličine i zakone za objašnjenje osnovnih karakteristika provodnika i električne struje;

– razlikuje elektromotornu silu i napon;

– rešava prbleme sa strujnim kolima;

– tumači mehanizme provođenja struje u metalima, elektrolitima i gasovima;

– opiše pojave koje prate protok električne struje i poznaje njihovu primenu (toplotno, mehaničko, hemijsko i magnetno delovanje);

– samostalno postavi eksperiment, prikupi podatke merenjem, obradi ih na odgovarajući način (tabelarno, grafički) odredi traženu veličinu sa greškom merenja, objasni rezultate eksperimenta i proceni njihovu saglasnost sa predviđanjima (ovaj ishod se odnosi na sve navedene oblasti);

– rešava jednostavnije kvalitativne i računske probleme, jasno izrazi ideju, objasni postupak rešavanja i analizira dobijeni rezultat (ovaj ishod se odnosi na sve navedene oblasti);

– bezbedno po sebe i okolinu rukuje uređajima, alatima, materijalima;

– navodi primere iz svakodnevnog života koji potvrđuju značaj fizike za razumevanje prirodnih pojava i razvoj prirodnih nauka i tehnologije.

Molekulske sile.

Struktura i elastičnost čvrstih tela.

Viskoznost i površinski napon tečnosti.

Toplotna provodljivost. Toplotno širenje čvrstih tela i tečnosti.

Fazni prelazi (agregatna stanja).

Demonstracioni ogledi:

– Toplotno širenje metala i gasova.

– Vrste elastičnosti, plastičnost.

– Kapilarne pojave. Površinski napon (ramovi sa opnom od sapunice i drugi načini).

– Modeli kristalnih rešetki.

– Isparavanje i kondenzacija.

Laboratorijske vežbe

1. Određivanje modula elastičnosti žice.

Osnovni pojmovi i zakoni elektrostatike.

Provodnici i dielektrici u električnom polju.

Električna kapacitivnost i energija električnog polja kondenzatora.

Demonstracioni ogledi:

– Linije sila kod elektrostatičkog polja.

– Ekvipotencijalnost metalne površine

– Faradejev kavez.

– Električna kapacitativnost provodnika (zavisnost od veličine i prisustva drugih tela).

– Zavisnost kapacitativnosti od rastojanja ploča kondenzatora i od dielektrika (elektrometar, rasklopni kondenzator).

Omovi zakoni za električna kola jednosmerne struje.

Džul-Lencov zakon i Kirhofova pravila.

Termoelektrične pojave.

Električna struja u elektrolitima i Faradejevi zakoni elektrolize.

Električna struja u gasovima.

Demonstracioni ogledi:

– Omov zakon za deo i za celo strujno kolo.

– Električna provodljivost elektrolita.

– Struja u tečnosti i gasu.

– Električna otpornost provodnika.

Laboratorijske vežbe:

2. 1. Provera Omovog zakona.

Po završetku razreda učenik će biti u stanju da:

Ključni pojmovi sadržaja programa

2.FI.1.1.6. Poznaje uslove za nastajanje zvuka i zna da navede njegova osnovna svojstva kao mehaničkog talasa.

2.FI.1.3.1. Opisuje i objašnjava fizičke pojave: delovanje električnog polja na naelektrisane čestice i provodnik, elektrostatičku zaštitu, kretanje naelektrisanih čestica u električnom i magnetnom polju, magnetnu interakciju naelektrisanja u kretanju, uzajamno delovanje dva paralelna pravolinijska strujna provodnika, pojavu elektromagnetne indukcije, princip rada generatora naizmenične struje.

2.FI.1.3.3.Poznaje relacije i fizičke veličine koje opisuju delovanje magnetnog polja na naelektrisane čestice i provodnik sa strujom (Lorencova i Amperova sila).

2.FI.1.3.4. Razlikuje elektromotornu silu i električni napon, unutrašnju otpornost izvora struje i električnu otpornost provodnika i zna veličine od kojih zavisi otpornost provodnika. Razlikuje otpornosti u kolu jednosmerne i naizmenične struje (termogena otpornost, kapacitivna i induktivna otpornost).

2.FI.1.3.5. Ume da objasni pojavu elektromagnetne indukcije i zna Faradejev zakon.

2.FI.1.3.6. Navodi primere praktične primene znanja iz fizike o električnim i magnetnim pojavama i rešava jednostavne probleme i zadatke koristeći Kulonov, Omov i Džul–Lencov zakon i primenjuje ih u praksi.

2.FI.1.4.1.Razume prirodu svetlosti i njena osnovna svojstva (elektromagnetna priroda, vidljivi deo spektra, talasna dužina, frekvencija i brzina); ume da nabroji i opiše fizičke pojave vezane za talasnu prirodu svetlosti.

2.FI.1.4.2.Opisuje i objašnjava spektar elektromagnetnih talasa u vidljivom delu i boje predmeta.

2.FI.1.4.3. Poznaje osnovne zakone geometrijske optike: pravolinijsko prostiranje svetlosti, zakon odbijanja i prelamanja svetlosti i indeks prelamanja; totalna refleksija i prividna debljina i dubina; veza između optičke „gustine” i indeksa prelamanja.

2.FI.1.4.4. Poznaje osnovna svojstva ogledala i sočiva i objašnjava formiranje lika; razume princip rada lupe, zna šta je uvećanje, optička jačina optičkog elementa. Zna šta su glavna optička osa i karakteristične tačke sfernih ogledala i sočiva i ume da nacrta lik predmeta.

2.FI.2.1.1. Opisuje i objašnjava fizičke pojave: ravnomerno kružno kretanje, ravnomerno promenljivo kružno kretanje, horizontalan hitac, sudare tela, proticanje idealne tečnosti, pojam srednje brzine, zakone održanja, harmonijske prigušene oscilacije.

2.FI.2.1.4. Poznaje osnovne veličine kojima se opisuju mehanički talasi; koristi veze između ovih veličina za objašnjenje pojava kod talasa; objašnjava svojstva zvuka.

2.FI.2.1.5. Koristi uređaje i merne instrumente za merenje fizičkih veličina, na primer, gustine, srednje brzine, ubrzanja, koeficijenta trenja klizanja, konstante elastičnosti opruge, brzine zvuka u vazduhu…; ume da predstavi rezultate merenja tablično i grafički i na osnovu toga dođe do empirijske zavisnosti, na primer, sile trenja od sile normalnog pritiska, perioda oscilovanja matematičkog klatna od njegove dužine, perioda oscilovanja tega na opruzi od mase tega.

2.FI.2.3.1. Objašnjava fizičke pojave: električno pražnjenje u gasovima, pojavu indukovane EMS u različitim slučajevima, samoindukciju i međusobnu indukciju, nastajanje, osnovne karakteristike i spektar elektromagnetnih talasa, svojstva magnetnog polja Zemlje.

– koristi odgovarajuće pojmove, veličine i zakone za objašnjavanje osnovnih karakteristika magnetnog polja stalnih magneta i električne struje;

– analizira kretanje naelektrisanih čestica u električnom i magnetnom polju i objašnjava primenu (osciloskop, maseni separator, ciklotron);

– opiše delovanje magnetnog polja na strujni provodnik i navodi primere primene;

– razlikuje materijale prema magnetnim svojstvima;

– povezuje indukovanu elektromotornu silu sa promenom magnetnog fluksa i navodi njenu primenu (transformatori, magnetne kočnice);

– razlikuje fizičke veličine kod jednosmerne i naizmenične električne struje;

– razlikuje pojmove aktivne i reaktivne otpornosti i snage kod naizmenične struje

– proceni i izračuna potrošnju električne energije;

– tumači način prenošenja električne energije na daljinu (od generatora naizmenične struje do potrošača, stepen korisnog dejstva);

– analizira energijske transformacije kod harmonijskih, prigušenih i prinudnih oscilacija;

– objasni i analizira procese u električnom oscilatornom kolu;

– razume pojam mehaničke rezonancije, uslove njenog nastajanja i primenu;

– opiše i objasni različite vrste mehaničkih talasa i njihove karakteristične parametre;

– primenjuje zakone odbijanja i prelamanja talasa;

– razlikuje zvuk, ultrazvuk i infrazvuk i poznaje njihovu primenu;

– razlikuje karakteristike zvuka (visina, jačina, boja), poznaje štetan uticaj buke i mere zaštite;

– analizira Doplerov efekat u različitim situacijama;

– objasni spektar elektromagnetnih talasa i navede primere primene elektromagnetnog zračenja (prenos signala na daljinu: mobilna telefonija, internet, GPS; forenzika…);

– obrazlaže pojave koje su posledica talasne prirode svetlosti i njihovu primenu (polarimetar, spektralni aparati, interferometri, holografija …);

– navede i objasni primere optičkih pojava u prirodi (duga, fatamorgana, boje predmeta…);

Magnetno polje i magneti.

Magnetna indukcija, jačina magnetnog polja i magnetni fluks.

Kretanje naelektrisanih čestica u magnetnom i električnom polju.

Delovanje magnetnog polja na strujne provodnike .

Demonstracioni ogledi:

– Erstedov ogled.

– Interakcija dva paralelna strujna provodnika.

– Delovanje magnetnog polja na elektronski snop.

– Delovanje magnetnog polja na ram sa strujom.

– Lorencova sila.

Laboratorijska vežba:

1. Određivanje horizontalne komponente magnetnog polja Zemlje

Predlog za projekat

1. Magnetno polje Zemlje (od istorije i geografije do fizike, tangentna busola, kompas, merenje komponenti)

ELEKTROMAGNETNA INDUKCIJA

Pojava elektromagnetne indukcije.

Faradejev zakon i Lencovo pravilo.

Elektromagnetna indukcija i zakon održanja energije.

Demonstracioni ogledi:

– Pojava elektromagnetne indukcije (pomoću magneta, kalema i unimera, komplet rasklopivi transformator).

– Lencovo pravilo.

NAIZMENIČNA STRUJA

Pojam naizmenične struje. Vrednosti napona i struje.

Otpornosti u kolu naizmenične struje i Omov zakon za RLC kolo.

Snaga naizmenične struje. Efektivne vrednosti napona i struje.

Prenos električne energije na daljinu.

Demonstracioni ogledi:

– Generator, prenos energije od izvora do potrošača.

– Fazni pomeraj naizmenične struje

– Demonstracioni transformator.

Laboratorijska vežba:

2. Omov zakon za RLC kolo.

HARMONIJSKE OSCILACIJE

Mehaničke harmonijske oscilacije. Energija harmonijskog oscilatora.

Matematičko i fizičko klatno.

Prigušene oscilacije. Prinudne oscilacije, rezonancija.

Električno oscilatorno kolo.

Demonstracioni ogledi:

– Harmonijske oscilacije (teg na elastičnoj opruzi, matematičko klatno… )

– Prigušene oscilacije.

– Pojava rezonancije (mehaničke i električne).

Laboratorijska vežba:

3. Merenja pomoću matematičkog i fizičkog klatna.

2.FI.2.3.5. Rešava probleme i zadatke primenjujući zakone elektrostatike, elektrodinamike i magnetizma; koristi uređaje i merne instrumente i na osnovu analize dobijenih rezultata dolazi do empirijske zavisnosti između fizičkih veličina.

2.FI.2.4.1. Razume i opisuje pojave talasne optike (difrakciju i interferenciju, disperziju, polarizaciju, spektar).

2.FI.2.4.2. Zna Snelijus–Dekartov zakon kao i apsolutni i relativni indeks prelamanja.

2.FI.2.4.3. Koristi jednačine sočiva i ogledala za objašnjenje i primenu optičkih sistema (lupa, mikroskop, teleskop, spektroskop).

2.FI.2.4.4. Ume da objasni nedostatke (aberacije) sočiva i razume osnovni način ispravljanja dalekovidosti i kratkovidosti ljudskog oka.

2.FI.2.4.5. Razlikuje realne od imaginarnih likova; ume da objasni prelamanje svetlosti kroz planparalelnu ploču i prizmu.

2.FI.3.1.3. Objašnjava pojave vezane za prinudne oscilacije; prigušene oscilacije, Doplerov efekat i slaganje talasa; zna da rešava složene zadatke o oscilacijama i talasima.

2.FI.3.1.4. Opisuje i objašnjava fizičke pojave: kotrljanje, ravnomerno promenljivo kružno kretanje, prenos mehaničkih talasa kroz tečnosti i gasove, dinamička ravnoteža tela, mehanička oscilovanja i talasi;koristi uređaje i merne instrumente za određivanje fizičkih veličina, na primer, koeficijent površinskog napona, modul elastičnosti, frekvencija oscilovanja zvučne viljuške, moment inercije, ubrzanje kuglice koja se kotrlja niz kosi žleb.

2.FI.3.1.5. Predstavlja rezultate merenja tablično i grafički i na osnovu toga dolazi do empirijske zavisnosti: ubrzanja kuglice od nagibnog ugla žleba, sile trenja od stepena uglačanosti podloge, perioda oscilovanja fizičkog klatna od njegove redukovane dužine, amplitude amortizovanog oscilovanja tega na opruzi od vremena.

2.FI.3.3.1. Objašnjava fizičke pojave: delovanje spoljašnjeg električnog polja na dipol, različito ponašanje dijamagnetika, paramagnetika i feromagnetika u spoljašnjem magnetnom polju i, na osnovu toga, navodi primere praktične primene feromagnetika, magnetni histerezis, princip rada generatora naizmenične struje zasnovan na Faradejevom zakonu elektromagnetne indukcije, princip rada Teslinog transformatora, pritisak elektromagnetnih talasa.

2.FI.3.3.3. Razume pojam energije električnog i magnetnog polja i izračunava, na osnovu poznatih relacija, energiju električnog polja u pločastom kondenzatoru i magnetnu energiju u solenoidu.

2.FI.3.3.4. Povezujući znanja o makropojavama u oblasti magnetizma sa čestičnom strukturom, odnosno atomom, razume mikropojave, na primer, na osnovu poznavanja magnetnog momenta strujne konture, razume magnetni moment atoma i njegovu vezu sa orbitalnim momentom.

2.FI.3.3.5. Rešava složenije probleme, računske i eksperimentalne zadatke, i formuliše naučna objašnjenja pojava primenjujući zakone elektrostatike, elektrodinamike i magnetizma i istraživački pristup, ne samo u okviru nastavnog predmeta, već ih prepoznaje i rešava i u praksi i svakodnevnom životu. Na primer, osmišljava način rešavanja problema u strujnim kolima saR, L, C elementima, eksperimentalno ih određuje i tumači dobijene rezultate; razume fizičke procese i relacije u vezi sa oscilatornim LC kolom.

2.FI.3.4.1. Ume da odredi zavisnost uvećanja sfernih sočiva i ogledala od položaja predmeta i koristi optičarsku jednačinu za izračunavanje parametara optičkih sočiva.

2.FI.3.4.2. Zna da objasni konstruktivnu i destruktivnu interferenciju.

2.FI.3.4.4. Objašnjava difrakciju pomoću Hajgensovog principa; dvojno prelamanje, Brusterov i Malusov zakon.

– kratko opiše fiziku ljudskog oka i primenu optičkih instrumenata;

– poznaje štetne uticaje elektromagnetnog zračenja (sunce, solarijum, zavarivanje, dalekovod, trafo-stanice, mobilni telefoni, …) i načine zaštite;

– samostalno postavi eksperiment, prikupi podatke merenjem, obradi ih na odgovarajući način (tabelarno, grafički) odredi traženu veličinu sa greškom merenja, objasni rezultate eksperimenta i proceni njihovu saglasnost sa predviđanjima (ovaj ishod se odnosi na sve navedene oblasti);

– rešava kvalitativne i kvantitativne probleme, jasno i precizno izrazi ideju, objasni postupak rešavanja i analizira dobijeni rezultat (ovaj ishod se odnosi na sve navedene oblasti);

– bezbedno po sebe i okolinu rukuje uređajima, alatima, materijalima;

– analizira primere iz svakodnevnog života koji potvrđuju značaj fizike za razumevanje prirodnih pojava i razvoj prirodnih nauka i tehnologije;

– samostalno planira, skicira, realizuje i prezentuje projekat;

– uoči problem, samostalno ga definiše, predloži moguća rešenja, istraži i postavi eksperiment.

MEHANIČKI TALASI

Vrste mehaničkih talasa. Jednačina talasa.

Energija i intenzitet talasa.

Odbijanje i prelamanje talasa.

Princip superpozicije. Progresivni i stojeći talasi.

Demonstracioni ogledi:

– Vrste talasa (pomoću talasne mašine ili talasne kade).

– Odbijanje i prelamanje talasa (pomoću talasne kade, WSR uređaja…).

AKUSTIKA

Izvori i karakteristike zvuka.

Infrazvuk i ultrazvuk

Doplerov efekat.

Demonstracioni ogledi:

– Svojstva zvučnih izvora (monokord, zvučne viljuške, muzički instrumenti i sl.). Zvučna rezonancija.

Laboratorijske vežbe:

5. Merenje brzine zvuka u vazduhu (vazdušni stub).

6. Određivanje brzine zvuka pomoću Kuntove cevi sa tongeneratorom

ELEKTROMAGNETNI TALASI

Pojam i Spektar elektromagnetnih talasa.

Energija i intenzitet elektromagnetnih talasa.

Demonstracioni ogledi:

– animacije na računaru (Hercovi ogledi, radar, prenos radio talasa…)

– rad senzora

Predlog za projekat

2. Prenos signala

3. Detekcija objekata u atmosferi radari, rad kontrole leta, nevidljivi avion.

TALASNA OPTIKA

Interferencija i Difrakcija svetlosti.

Polarizacija svetlosti. Disperzija svetlosti. Rasejanje i apsorpcija svetlosti.

Doplerov efekat u optici.

Demonstracioni ogledi:

– Interferencija laserske svetlosti

– Difrakcija laserske svetlosti na (oštroj ivici, pukotini, niti…)

– Polarizacija svetlosti pomoću polarizacionih filtera.

– Disperzija bele svetlosti pomoću staklene prizme.

Laboratorijska vežba:

7. Merenje talasne dužine svetlosti difrakcionom rešetkom.

GEOMETRIJSKA OPTIKA

Brzina svetlosti.

Zakoni odbijanja i prelamanja svetlosti. Totalna refleksija. Ogledala.

Sočiva.

Demonstracioni ogledi:

– Optika na magnetnoj tabli (Zakoni geometrijske optike, Totalna refleksija, Formiranje likova kod ogledala i sočiva – magnetna tabla ili optička klupa).

Laboratorijske vežbe:

8. Određivanje indeksa prelamanja planparalelne ploče.

9. Određivanje žižne daljine sočiva.

OPTIČKI INSTRUMENTI

Oko. Lupa. Mikroskop. Teleskop.

Demonstracioni ogledi:

– Princip rada optičkih instrumenata.

Laboratorijska vežba

10. Određivanje uvećanja mikroskopa.

Predlog za projekat

4. Obnovljivi izvori energije (vetrogeneratori, solarni paneli, mini hidroelektrane,…ekološki aspekti, stepen korisnog dejstva, trendovi razvoja)

Po završetku razreda učenik će biti u stanju da:

Ključni pojmovi sadržaja programa

2.FI.1.5.2. Opisuje osnovne pojave u mikrosvetu, emisiju i apsorpciju fotona, radioaktivnost, fisiju i fuziju, rendgensko zračenje.

2.FI.1.5.3. Opisuje osnovne modele u atomskoj fizici, Radefordov i Borov model atoma, model jezgra, model molekula.

2.FI.1.5.4. Nabraja svojstva rendgenskog i laserskog zračenja, kao i alfa, beta i gama zračenja.

2.FI.1.5.5. Prepoznaje opasnost od elektromagnetnog i radioaktivnog zračenja; zna osnove dozimetrije; poznaje primenu izotopa, rendgenskog i laserskog zračenja u medicini i ostalim oblastima.

2.FI.2.5.1. Zna osnove specijalne teorije relativnosti i pojmove kontrakcija dužine i dilatacija vremena.

2.FI.2.5.3. Objašnjava pojave: fotoefekat, radioaktivnost, transmutacija elemenata, fisija, fuzija, emisija i apsorpcija zračenja, energija veze, stimulisano zračenje i laserski efekat.

2.FI.2.5.4. Objašnjava osnovne modele u atomskoj fizici, Borove nivoe energije, izgradnju periodnog sistema, strukturu jezgra.

2.FI.3.5.1. Tumači relativistički karakter vremena, dužine i mase; razume vezu mase i energije. Zna šta objašnjava Opšta teorija relativnosti.

2.FI.3.5.2. Analizira pojave: fotoefekat, Komptonov efekat, radioaktivnost, rendgensko zračenje, zračenje apsolutnog crnog tela, nuklearne reakcije, zakon radioaktivnog raspada.

2.FI.3.5.3. Primenjuje Borov model atoma za objašnjenje spektra atoma i izgradnju Periodnog sistema elemenata i zonsku teoriju kristala za objašnjenje provodljivosti metala i svojstava poluprovodnika.

2.FI.3.5.4. Analizira De Brojevu relaciju, Hajzenbergove relacije neodređenosti i dualnu prirodu materije.

– formuliše postulate specijalne teorije relativnosti;

– povezuje relativistički impuls i energiju sa masom,

– koristi kvantnu prirodu elektromagnetnog zračenja za objašnjenje prirode zračenja apsolutno crnog tela i fotoefekta;

– povezuje talasna i korpuskularna svojstva čestica (fotona, elektrona) i navodi pojave koje to potvrđuju;

– poznaje fizički smisao Šredingerove jednačine i svojstvenih vrednosti energije čestice;

– analizira spektar atoma vodonika koristeći Borove postulate;

– objašnjava strukturu periodnog sistema elemenata pomoću kvantnih brojeva;

– povezuje primenu rendgenskog zračenja sa njegovim svojstvima;

– na osnovu zonske teorije kristala zaključuje o njihovoj provodljivosti;

– poznaje uslove nastanka i primenu superprovodljivosti;

Osnovni postulati specijalne teorije relativnosti.

Masa, impuls i energija u teoriji relativnosti.

Veza mase i energije.

KVANTNA PRIRODA ELEKTROMAGNETNOG ZRAČENjA

Zakoni toplotnog zračenja. Plankova hipoteza.

Fotoelektrični efekat.

Foton. Korpuskularno-talasni dualizam svetlosti.

Demonstracioni ogled:

– Fotoefekat (pomoću fotoćelije).

TALASNA SVOJSTVA ČESTICA I POJAM O KVANTNOJ MEHANICI

Čestično-talasni dualizam.

De Brojeva hipoteza.

Pojam o Šredingerovoj jednačini. Kvantovanje energije

KVANTNA TEORIJA ATOMA

Modeli atoma.

Borovi postulati.

Kvantno-mehanička teorija atoma– kvantni brojevi

Paulijev princip.

Rendgensko zračenje.

Laboratorijska vežba

1. Kalibracija spektroskopa i identifikacija vodonikovog spektra

2.FI.1.6.2. Razume smenu dana i noći, kao i godišnjih doba, orijentiše se u prostoru pomoću Sunca i noćnog neba (uočava Severnjaču, sazvežđa Malog i Velikog medveda i Kasiopeju, upoznaje grčku mitologiju na nebu); zna kako nastaju pomračenja Sunca i Meseca i mesečeve mene.

2.FI.1.6.3. Razume ulogu teleskopa ili durbina u astronomskim posmatranjima, zna da Zemljina atmosfera utiče na položaj i sjaj nebeskih tela i da ne propušta štetna zračenja (gama, rendgensko, daleko ultraljubičasto) koja dolaze iz vasione.

2.FI.1.6.4. Zna koja tela čine Sunčev sistem (Sunce, planete, asteroide, komete i meteore) i njihove osnovne karakteristike; zna da je Sunce zvezda, razume prostorne distance u Sunčevom sistemu, kao i položaj Sunčevog sistema u našoj galaksiji Mlečni put i naše galaksije u vasioni.

– objasni osnovni princip rada lasera, povezuje karakteristike laserskog zračenja sa njegovom primenom;

– objasni model i strukturu jezgra i svojstva nuklearnih sila;

– razume primenu i opasnosti prirodnog i veštačkog radioaktivnog zračenja;

– objašnjava interakciju radioaktivnog zračenja sa materijalima i meri intenzitet zračenja;

– pridržava se mera zaštite od radioaktivnog zračenja;

– poznaje dobijanje i primenu izotopa (energetika, medicina, arheologija, forenzika…);

– uviđa prednosti i nedostatke korišćenja različitih izvora energije i razume probleme korišćenja nuklearne energije u kontekstu održivog razvoja;

– razume način i uzroke kretanja nebeskih tela i posledice gravitacionih dejstava;

– razume smenu dana i noći, i godišnjih doba, kao i način računanja vremena u astronomiji;

– poznaje ulogu astronomskih instrumenata u istraživanju svemira;

– objasni strukturu Sunca i pojave na njegovoj površini kao i posledice koje nastaju na Zemlji;

– navodi vrste nebeskih tela u Sunčevom sistemu i opisuje njihove fizičke osobine.

Zonska teorija kristala.

Superprovodljivost.

Poluprovodnici.

Demonstracioni ogledi:

– Diode, fotoćelije.

Laboratorijska vežba

2. Strujno-naponska karakteristika diode.

INDUKOVANO ZRAČENjE I LASERI

Kvantni prelazi

Princip rada lasera.

Primene lasera.

Laboratorijska vežba

3. Određivanje ugaone divergencije laserskog snopa.

FIZIKA ATOMSKOG JEZGRA

Jezgro atoma.

Defekt mase i energija veze

Radioaktivnost.

Zakon radioaktivnog raspada.

Interakcija radioaktivnog zračenja sa supstancijom.

Detekcija, primena i zaštita od zračenja.

Fisija i fuzija.

Nuklearna energetika.

Predlog za projekat

1. Akceleratori čestica.CERN

Demonstracioni ogled:

– Detekcija radioaktivnog zračenja.

Laboratorijske vežbe

4. Merenje fona.

5. Opadanje intenziteta gama zračenja sa povećavanjem debljine apsorbera (prepreke)od izvora.

FIZIKA ELEMENTARNIH ČESTICA

Pojam i vrste elementarnih čestica

UVOD U ASTRONOMIJU I OSNOVNI POJMOVI

Predmet i metode istraživanja astronomije.

Struktura vasione (zvezde, Sunce, Sunčev sistem i galaksije).

Nuklearne reakcije kao izvori zvezdane energije.

Poreklo i razvoj nebeskih tela (kosmogonija).

Predlog za projekat

2. Kosmičko zračenje.