Témakör

Követelmények

1. Mechanika

A dinamika törvényei

A testek mechanikai kölcsönhatása, az erő, az erő mérése, erők összegzése.

Newton törvényeinek értelmezése.

Kényszererők felismerése konkrét példákban.

Az impulzus (lendület) megmaradása, felismerése és alkalmazása konkrét példákra.

Az erőpár fogalma, a forgatónyomaték kiszámítása egyszerű esetekben.

Tömegközéppont alkalmazása homogén, egyszerű alakú testek esetében.

Testek egyensúlyi helyzetének értelmezése.

Egyszerű gépek működésének leírása.

Mozgások

A vonatkoztatási rendszer, pálya, út, idő, elmozdulás fogalmainak alkalmazása, a mozgás viszonylagossága.

Az egyenes vonalú, egyenletes mozgás leírása.

Az egyenes vonalú, egyenletesen változó mozgás leírása, a sebesség, gyorsulás alkalmazása.

Az átlagsebesség és a pillanatnyi sebesség megkülönböztetése.

A szabadesés és a függőleges hajítás leírása.

Az egyenletes körmozgás leírása, a harmonikus rezgőmozgás jellemzői.

E mozgások dinamikai feltételének alkalmazása konkrét példákra.

A súrlódás jelensége.

A rezonancia jelensége, felismerése gyakorlati példákban.

A matematikai inga és az időmérés kapcsolata.

A frekvencia, hullámhossz, terjedési sebesség fogalmának alkalmazása.

A longitudinális és transzverzális hullám leírása.

A hullámjelenségek felismerése és leírása.

A hang tulajdonságainak (hangmagasság, hangerősség, hangszín) összekapcsolása fizikai jellemzőivel.

Állóhullámok felismerése.

Munka és energia

A munka és a teljesítmény. A hatásfok.

A mozgási energia.

Az emelési munka, a helyzeti energia.

A munka grafikus ábrázolása. A rugalmas energia.

A mechanikai energia megmaradása, a törvény alkalmazása.

2. Hőtan, termodinamika

Állapotjelzők, termodinamikai egyensúly

Az állapotjelzők ismerete, alkalmazásuk.

Hőmérők és használatuk. A Kelvin-skála.

Avogadro-törvény, anyagmennyiség.

A termikus egyensúly értelmezése.

Hőtágulás

Szilárd testek vonalas és térfogati hőtágulásának leírása.

Folyadékok hőtágulásának leírása.

A hőtágulási jelenségek gyakorlati jelentősége.

Összefüggés a gázok állapotjelzői között

Az ideális gáz speciális állapotváltozásainak leírása.

p-V-diagramok értelmezése.

Az egyesített gáztörvény alkalmazása egyszerűbb problémákban.

Az állapotegyenlet ismerete.

A kinetikus gázmodell

A hőmozgás értelmezése.

Az állapotjelzők kvalitatív értelmezése a modell alapján.

Termikus és mechanikai kölcsönhatások

A hőközlés, hőmennyiség, fajhő fogalmainak ismerete, alkalmazása.

A belső energia értelmezése.

A térfogati munka értelmezése.

A termodinamika I. főtétele és jelentősége, egyszerű alkalmazások.

Nyílt folyamatok ideális gázokkal: izoterm, izochor, izobár, adiabatikus folyamatok energetikai jellemzése.

A gázok állandó nyomáson és állandó térfogaton mért fajhőjének megkülönböztetése.

Halmazállapot-változások

A halmazállapotok tulajdonságainak ismerete.

Olvadás és fagyás.

Párolgás és lecsapódás. Forrás.

E folyamatok energetikai vizsgálata.

A nyomás szerepének kvalitatív leírása a forrás esetében.

A víz különleges tulajdonságainak ismerete, ezek jelentősége.

A levegő páratartalma.

A légkört érő káros behatások és következményeik.

A termodinamika II. főtétele

A II. főtétel szemléltetése mindennapi példákon.

A hőerőgépek hatásfokának korlátai.

3. Elektromágnesség

Elektrosztatika

Elektrosztatikai alapjelenségek értelmezése, bemutatása.

A töltésmegmaradás törvénye.

A Coulomb-törvény ismerete.

Az elektrosztatikai mező jellemzése: térerősség, erővonalak, feszültség.

Többlettöltés fémen, alkalmazások.

A kapacitás fogalma, a kondenzátorok egy-két gyakorlati alkalmazásának ismerete.

Az egyenáram

Az áramkör részei. Áram- és feszültségmérés.

Ohm törvénye. Vezetők ellenállása, fajlagos ellenállás.

Ellenállások soros és párhuzamos kapcsolása, az eredő ellenállás meghatározása egyszerű esetekben.

Az egyenáram munkája és teljesítménye.

Az egyenáram hatásai, alkalmazások.

A galvánelem és az akkumulátor.

Az érintésvédelmi szabályok ismerete és betartása.

Félvezetők tulajdonságai, alkalmazások.

Magnetosztatika.

A Föld mágnessége, az iránytű használata.

Egyenáram mágneses mezője

A magnetosztatikai mező jellemzése: a mágneses indukcióvektor és a mágneses fluxus.

Az elektromágnes, gyakorlati alkalmazások.

A Lorentz-erő.

Az elektromágneses indukció

A mozgási és a nyugalmi indukció jelenségének leírása, Lenz törvénye.

Az önindukció jelensége az áram ki- és bekapcsolásánál.

A váltakozó áram

A váltakozó áram jellemzése, az effektív feszültség és áramerősség.

A váltakozó áram munkája, effektív teljesítménye ohmikus fogyasztó esetében.

Az elektromos energia gyakorlati alkalmazásai (generátor, motor, transzformátor).

Elektromágneses hullámok

A rezgőkörben zajló folyamatok kvalitatív leírása.

Az elektromágneses hullámok tulajdonságai (terjedési sebesség, hullámhossz, frekvencia).

Az elektromágneses hullámok spektrumának és biológiai hatásainak ismerete.

Az elektromágneses hullámok alkalmazásainak ismerete.

A fény

Fényforrások, fénynyaláb, fénysugár, a fény terjedési sebessége.

A fény visszaverődése, a visszaverődés törvénye.

A fénytörés, a Snellius-Descartes-törvény, a teljes visszaverődés jelensége.

Színfelbontás prizmával, homogén és összetett színek.

A fény hullámjelenségeinek felismerése (interferencia, polarizáció).

Képalkotás, valódi és látszólagos kép, nagyítás fogalmának ismerete, alkalmazása.

A síktükör, a gömbtükrök és a leképezési törvény ismerete.

Az optikai lencsék és a leképezési törvény ismerete, dioptria fogalma.

Optikai eszközök: a nagyító, a mikroszkóp, a távcső, a szem, a szemüveg, a fényképezőgép működésének alapelvei.

4. Atomfizika, magfizika

Az anyag szerkezete

Az atom, molekula, ion, elem fogalma.

Az anyag atomos természetének alátámasztása konkrét jelenségekkel.

Az atom szerkezete

Az elektromosság atomos természetének értelmezése az elektrolízis alapján.

Az elektron töltése és tömege.

Rutherford szórási kísérlete és atommodellje.

A kvantumfizika elemei

Az energia kvantáltsága, Planck-formula.

A fotoeffektus és értelmezése. A foton és energiája. A fény kettős természete.

A vonalas színképek keletkezésének ismerete.

Az elektron kettős természete.

A Bohr-modell sajátosságai, újszerűsége.

Az elektronburok szerkezete: a fő- és mellékkvantumszám és az elektronhéj fogalma, a Pauli-elv szerepe.

Az atommagban lejátszódó jelenségek

Az atommag összetétele.

Az erős kölcsönhatás, nukleonok, tömeghiány és kötési energia, tömeg-energia ekvivalencia fogalmainak használata az atommag leírásában.

A természetes radioaktív sugárzás (alfa, béta, gamma) leírása; felezési idő, aktivitás.

Atommag-átalakulások leírása, izotópok, alkalmazások. Maghasadás, láncreakció, atomreaktor, atombomba. Az atomenergia jelentősége, előnyei, hátrányai, összehasonlítás más energiafelhasználási módokkal.

Magfúzió, hidrogénbomba, a Nap energiája.

Sugárvédelem

A radioaktív sugárzás környezeti és biológiai hatásainak ismerete, a sugárterhelés fogalma. A sugárvédelem módszerei.

5. Gravitáció, csillagászat

Gravitáció

Az általános tömegvonzási törvény és jelentősége.

A bolygók mozgásának leírása: Kepler törvényei.

A mesterséges égitestek mozgása.

Nehézségi erő, a súly, a súlytalanság értelmezése.

A gravitációs gyorsulás mérése.

A csillagászat elemeiből

A Naprendszer és főbb részeinek jellemzése.

A csillag fogalma, összehasonlítás a Nappal.

A Tejútrendszer, galaxisok.

Az Univerzum tágulása. Ősrobbanás-elmélet.

A világűr megismerésének legfontosabb módszerei, eszközei.

6. Fizika- és kultúrtörténeti ismeretek

Személyiségek

Arkhimédész, Kopernikusz, Kepler, Galilei, Newton, Huygens, Watt, Ohm, Joule, Ampére, Faraday, Jedlik Ányos, Eötvös Loránd, J. J. Thomson, Rutherford, Curie család, Planck, Bohr, Einstein, Szilárd Leó, Teller Ede, Wigner Jenő a tanultakkal kapcsolatos legfontosabb eredményeinek ismerete.

Elméletek, felfedezések, találmányok

A geo- és heliocentrikus világkép összehasonlítása.

Galilei munkásságának jelentősége: a kísérletezés szerepe.

Newton munkásságának jelentősége: „az égi és földi mechanika egyesítése”,

a newtoni fizika hatása.

A távcső, a mikroszkóp, a gőzgép, az elektromotor, a generátor, a transzformátor, az elektron, belső égésű motor, a röntgensugárzás, a radioaktivitás, a félvezetők, az atomenergia felhasználásának felfedezése, illetve feltalálása és hatásuk - összekapcsolás a megfelelő nevekkel.

A követelményekben szereplő ismeretek alapján megállapítható eltérések a klasszikus fizika és a kvantummechanika között.

Az űrkutatás történetének legfontosabb állomásai.

Témakör

Követelmények

1. Mechanika

A dinamika törvényei

A testek mechanikai kölcsönhatása, az erő, az erő mérése, erők összegzése, felbontása.

Newton törvényeinek értelmezése. Sztatikai tömegmérés.

Szabaderők és kényszererők.

Az impulzus (lendület) megmaradása, felismerése és alkalmazása feladatmegoldásban.

Az erőpár fogalma, a forgatónyomaték kiszámítása egyszerű esetekben.

Tömegközéppont alkalmazása homogén, egyszerű alakú testek esetében.

Testek egyensúlyi helyzetének értelmezése.

Egyszerű gépek működésének leírása.

Mozgások

A vonatkoztatási rendszer, pálya, út, idő, elmozdulás fogalmainak alkalmazása, a mozgás viszonylagossága.

Az egyenes vonalú, egyenletes mozgás leírása.

Az egyenes vonalú, egyenletesen változó mozgás leírása, a sebesség, gyorsulás alkalmazása.

Az átlagsebesség és a pillanatnyi sebesség.

A szabadesés, a függőleges és a vízszintes hajítás leírása.

A mozgások grafikus jellemzése.

Az egyenletes körmozgás leírása, a harmonikus rezgőmozgás jellemzői.

E mozgások dinamikai feltételének alkalmazása feladatmegoldásban.

A súrlódást leíró összefüggések alkalmazása.

A rezonancia jelensége, felismerése gyakorlati példákban.

A matematikai inga periódusideje.

A frekvencia, hullámhossz, terjedési sebesség fogalmának alkalmazása.

A longitudinális és transzverzális hullám leírása.

Hullámjelenségek felismerése és leírása, az interferencia létrejöttének feltétele.

A hang tulajdonságainak (hangmagasság, hangerősség, hangszín) összekapcsolása fizikai jellemzőivel.

Az állóhullámok létrejöttének feltétele.

Az infra- és ultrahang jellemzői, a zajártalom.

Munka és energia

A munka és a teljesítmény. A hatásfok.

A mozgási energia, a munkatétel.

Az emelési munka, a helyzeti energia.

Konzervatív erők.

A lineárisan változó erő munkája, a rugalmas energia.

A mechanikai energia megmaradása, a törvény alkalmazása.

A speciális relativitáselmélet alapgondolatai

A fénysebesség szerepe, az időtartam, a hosszúság, a tömeg relativisztikus jellege, tapasztalati alátámasztások ismerete.

2. Hőtan, termodinamika

Állapotjelzők, termodinamikai egyensúly

Az állapotjelzők ismerete, alkalmazásuk.

Hőmérők és használatuk. A Kelvin-skála.

Avogadro-törvény, anyagmennyiség.

A termikus egyensúly értelmezése.

Hőtágulás

Szilárd testek vonalas és térfogati hőtágulásának leírása.

Folyadékok hőtágulásának leírása.

A hőtágulási jelenségek gyakorlati jelentősége, a hőtágulást leíró összefüggések alkalmazása.

Összefüggés a gázok állapotjelzői között

Az ideális gáz speciális állapotváltozásainak leírása, bemutatása.

p-V-diagramok értelmezése, készítése.

Az egyesített gáztörvény alkalmazása egyszerűbb problémákban.

Az állapotegyenlet ismerete, alkalmazása.

A kinetikus gázmodell

A hőmozgás értelmezése.

Az állapotjelzők kvalitatív értelmezése a modell alapján.

Termikus és mechanikai kölcsönhatások

A hőközlés, hőmennyiség, fajhő fogalmainak ismerete, alkalmazása.

A belső energia értelmezése.

A térfogati munka értelmezése.

A termodinamika I. főtétele és jelentősége, alkalmazása.

Nyílt folyamatok ideális gázokkal: izoterm, izochor, izobár, adiabatikus

folyamatok energetikai jellemzése.

A gázok állandó nyomáson és állandó térfogaton mért fajhőjének megkülönböztetése.

Speciális körfolyamatok értelmezése. Az elsőfajú perpetuum mobile lehetetlensége.

Halmazállapot-változások

A halmazállapotok tulajdonságainak ismerete.

Olvadás és fagyás.

Párolgás és lecsapódás. Forrás.

E folyamatok energetikai vizsgálata.

A nyomás szerepének kvalitatív leírása.

A gáz és a gőz különbsége, a telítetté válás kvalitatív leírása.

A víz különleges tulajdonságainak ismerete, ezek jelentősége.

A levegő páratartalma.

A légkört érő káros behatások és következményeik.

A termodinamika II. főtétele

Irreverzibilis és reverzibilis folyamatok megkülönböztetése.

Rendezettség, rendezetlenség kvalitatív értelmezése.

A másodfajú perpetuum mobile lehetetlensége.

A hőerőgépek működésének leírása konkrét esetekre.

A hűtőgép működési elve.

3. Elektromágnesség

Elektrosztatika

Elektrosztatikai alapjelenségek értelmezése, bemutatása.

A töltésmegmaradás törvénye.

A Coulomb-törvény alkalmazása.

Az elektrosztatikai mező jellemzése: térerősség, erővonalak, feszültség, potenciál, ekvipotenciális felületek.

Többlettöltés fémen, alkalmazások.

A kapacitás fogalma, a kondenzátorok egy-két gyakorlati alkalmazásának ismerete. A szigetelő hatása, a síkkondenzátor kapacitása.

Töltések mozgása elektromos mezőben.

Az egyenáram

Az áramkör részei. Áram- és feszültségmérés.

Ohm törvénye teljes áramkörre, ellenállásmérés. Vezetők ellenállása, fajlagos ellenállás.

Ellenállások soros és párhuzamos kapcsolása, az eredő ellenállás meghatározása.

A fémek ellenállásának hőmérsékletfüggése.

Az egyenáram munkája és teljesítménye.

Az egyenáram hatásai, alkalmazások.

A galvánelem és az akkumulátor.

Az érintésvédelmi szabályok ismerete és betartása.

Félvezetők tulajdonságai, alkalmazások.

Magnetosztatika

A Föld mágnessége, az iránytű használata.

Egyenáram mágneses mezője

A magnetosztatikai mező jellemzése: a mágneses indukcióvektor és a mágneses fluxus.

Speciális alakú áramvezetők mágneses mezője.

Elektromágnes, gyakorlati alkalmazások.

A Lorentz-erő és alkalmazása.

Az elektromágneses indukció

A mozgási és a nyugalmi indukció jelenségének leírása, Lenz törvénye.

Az elektrosztatikus mező és az indukált elektromos mező összehasonlítása.

Az összefüggések alkalmazása.

Az önindukció jelensége az áram ki- és bekapcsolásánál.

A váltakozó áram

A váltakozó áram jellemzése, időbeli lefolyásának leírása, az effektív feszültség és áramerősség.

A váltakozó áram munkája, effektív teljesítménye.

Az elektromos energia gyakorlati alkalmazásai (generátor, motor, transzformátor).

A tekercs és a kondenzátor váltakozó árammal szembeni viselkedésének magyarázata.

Elektromágneses hullámok

A rezgőkörben zajló folyamatok leírása, az antenna szerepe, az elektromágneses hullámok tulajdonságai (terjedési sebesség, hullámhossz, frekvencia).

A gyorsuló töltés és az elektromágneses hullám kapcsolata.

Az elektromágneses hullámok spektrumának és biológiai hatásainak ismerete.

Az elektromágneses hullámok alkalmazásainak ismerete.

A fény

Fényforrások, fénynyaláb, fénysugár, a fénysebesség mérése.

A fény visszaverődése, a visszaverődés törvénye.

A fénytörés, a Snellius-Descartes-törvény, a teljes visszaverődés jelensége.

Prizma, plánparalel lemez.

Színfelbontás prizmával, homogén és összetett színek.

A fény hullámjelenségeinek ismerete (interferencia, elhajlás, polarizáció).

A lézerfény sajátosságai.

Képalkotás, valódi és látszólagos kép, nagyítás fogalmának ismerete, alkalmazása.

A síktükör, a gömbtükrök és a leképezési törvény ismerete.

Az optikai lencsék és a leképezési törvény ismerete, dioptria fogalma.

Optikai eszközök: a nagyító, a mikroszkóp, a távcső, a szem, a szemüveg, a fényképezőgép működésének alapelvei.

4. Atomfizika, magfizika

Az anyag szerkezete

Az atom, molekula, ion, elem fogalma.

Az anyag atomos természetének alátámasztása konkrét jelenségekkel. Egyszerű számítások elvégzése.

Az atom szerkezete

Az elektromosság atomos természetének értelmezése az elektrolízis alapján.

Az elektron töltése és tömege, az ezzel kapcsolatos kísérletek értelmezése.

Rutherford szórási kísérlete és atommodellje.

A kvantumfizika elemei

Az energia kvantáltsága, Planck-formula.

A fotoeffektus és értelmezése. A foton tömege és energiája, a kilépési munka meghatározása. A fény kettős természete.

A kibocsátási és elnyelési színképek keletkezésének ismerete, a hullámhossz és az energia kapcsolata.

Az elektron kettős természete, a de Broglie-hullámhossz.

A Heisenberg-féle határozatlansági reláció ismerete.

A Bohr-modell sajátosságai, újszerűsége, korlátai.

Az elektronburok szerkezete: a fő- és mellékkvantumszám és az elektronhéj fogalma, a Pauli-elv szerepe. Az elektron „tartózkodási helyének” jelentése.

Az atommagban lejátszódó jelenségek

Az atommag összetétele:

Az erős kölcsönhatás, nukleonok, tömeghiány és kötési energia, tömeg-energia ekvivalencia fogalmainak használata az atommag leírásában.

A természetes radioaktív sugárzás (alfa, béta, gamma) leírása; felezési idő, aktivitás, bomlási törvény.

Atommag-átalakulások leírása, izotópok, alkalmazások.

Az atomenergia felhasználásának ismerete: maghasadás, láncreakció, atomreaktor, atombomba. Az atomenergia jelentősége, előnyei, hátrányai, összehasonlítás más energiafelhasználási módokkal.

Magfúzió, hidrogénbomba, a Nap energiája.

Sugárvédelem

A radioaktív sugárzás környezeti és biológiai hatásainak ismerete, a sugárterhelés fogalma, mennyiségi jellemzés. A sugárvédelem módszerei.

5. Gravitáció, csillagászat

Gravitáció

Az általános tömegvonzási törvény és jelentősége, a gravitációs állandó mérése.

A bolygók mozgásának leírása: Kepler törvényei.

A mesterséges égitestek mozgása.

Nehézségi erő, a súly, a súlytalanság értelmezése.

A gravitációs gyorsulás mérése.

A csillagászat elemeiből

A Naprendszer és főbb részeinek jellemzése.

A csillag fogalma, összehasonlítás a Nappal.

A Tejútrendszer, galaxisok.

Az Univerzum tágulása. Ősrobbanás-elmélet.

A világűr megismerésének legfontosabb módszerei, eszközei.

6. Fizika- és kultúrtörténeti ismeretek

Személyiségek

Arkhimédész, Kopernikusz, Kepler, Galilei, Newton, Huygens, Watt, Ohm, Joule, Ampére, Faraday, Jedlik Ányos, Maxwell, Hertz, Eötvös Loránd, J. J. Thomson, Rutherford, Curie család, Planck, Heisenberg, Bohr, Einstein, Szilárd Leó, Teller Ede, Wigner Jenő, Gábor Dénes a tanultakkal kapcsolatos legfontosabb eredményeinek ismerete.

Elméletek, felfedezések, találmányok

A geo- és heliocentrikus világkép összehasonlítása.

Galilei munkásságának jelentősége: a kísérletezés szerepe.

Newton munkásságának jelentősége: „az égi és földi mechanika egyesítése”, a newtoni fizika hatása.

Maxwell és Hertz munkásságának jelentősége.

A távcső, a mikroszkóp, a gőzgép, az elektromotor, a generátor, a transzformátor, az elektron, belső égésű motor, a röntgensugárzás, a radioaktivitás, a félvezetők, az atomenergia felhasználásának felfedezése, illetve feltalálása és hatásuk - összekapcsolás a megfelelő nevekkel.

A követelményekben szereplő ismeretek alapján megállapítható eltérések a klasszikus fizika és a kvantummechanika, illetve a klasszikus fizika és a relativitáselmélet között.

Az űrkutatás történetének legfontosabb állomásai.