6.1B Porozumění poznatkům a jejich hodnocení
- vysvětlit relativnost současnosti dvou událostí, synchronizaci hodin, dilataci času a kontrakci délek jako důsledek základních principů teorie relativity a správně interpretovat fyzikální význam veličin ve vztazích pro dilataci času a kontrakci délek
- správně interpretovat fyzikální význam veličin v relativistickém vztahu pro skládání rychlostí
6.1C Aplikace poznatků a řešení problémů
- rozhodnout v konkrétní situaci, zda dvě události mohou být současné či nikoli a zda dané hodiny jsou synchronizovány nebo nejsou
- používat vztahy pro dilataci času, kontrakci délek a skládání rychlostí pro řešení konkrétních problémů
6.2 Relativistická dynamika 6.2A Znalosti
- určit, že hmotnost tělesa závisí na vztažné soustavě
- formulovat relativistický vztah mezi hmotností tělesa a jeho rychlostí
- formulovat relativistický vztah mezi energií a hmotností tělesa
6.2B Porozumění poznatkům a jejich hodnocení
- správně interpretovat fyzikální význam veličin v relativistickém vztahu mezi hmotností tělesa a jeho rychlostí
- správně interpretovat fyzikální význam veličin v relativistickém vztahu mezi energií a hmotností tělesa
6.2C Aplikace poznatků a řešení problémů
- užívat vztahy mezi hmotností tělesa a jeho rychlostí a mezi energií tělesa a jeho hmotností při řešení konkrétních problémů a úloh
- ukázat, že ze vztahu mezi energií a hmotností tělesa plyne vztah mezi změnou energie a změnou hmotnosti tělesa
- ukázat, že pro malé rychlosti ve srovnání s rychlostí světla ve vakuu přecházejí některé zákony speciální teorie relativity v zákony Newtonovy mechaniky
7 Fyzika mikrosvěta 7.1 Základní poznatky kvantové fyziky 7.1A Znalosti
- popsat vnější fotoelektrický jev
- definovat foton a jeho energii
- určit t vztah mezi energií fotonu a jeho frekvencí
- určit řádově hodnotu Planckovy konstanty
- určit podmínky, kdy se záření může chovat podobně jako vlna, a kdy jako částice
- určit podmínky kdy se mikročástice může chovat podobně jako vlna, a kdy jako částice
7.1B Porozumění poznatkům a jejich hodnocení
- vysvětlit vnější fotoelektrický jev pomocí Einsteinovy teorie tohoto jevu
- správně interpretovat fyzikální význam veličin vystupujících ve vztahu mezi energií fotonu a jeho frekvencí
- rozlišit vnější fotoelektrický jev od vnitřního fotoelektrického jevu
- vysvětlit technické využití fotoelektrického jevu
- vysvětlit na příkladech vlnově korpuskulární aspekty mikročástic a záření pomocí de Broglieho hypotézy
- vysvětlit souvislost mezi vlnovou funkcí mikročástice a pravděpodobností jejího výskytu v dané oblasti prostoru
7.1C Aplikace poznatků a řešení problémů
- použít Einsteinův zákon (rovnici) pro fotoelektrický jev, vztah mezi energií fotonu a jeho frekvencí a de Broglieho hypotézu při řešení konkrétních problémů a úloh
7.1D Pozorování, experimentování a měření
- určit mezní vlnovou délku na základě popisu pokusu s fotonkou
-diskutovat o současných názorech na podstatu světla
7.2 Fyzika elektronového obalu 7.2A Znalosti
- popsat složení atomů a vznik iontů
- popsat základní pokusy, které vedly k objevu elektronu a atomového jádra
- popsat, jak atomy,popř. jejich ionty, vysílají nebo pohlcují záření jen s jistými frekvencemi resp. vlnovými délkami a popsat vznik emisního a absorpčního čárového spektra
- vyjádřit, že elektrony se mohou v atomu nacházet jen ve stavech s přesně určenou energií
- popsat uspořádání a výsledky Franckova-Hertzova pokusu potvrzujícího kvantování energie atomů
- definovat kvantová čísla n, l, m, s elektronu v atomu
- definovat atomový orbital, slupku a podslupku v atomu
- charakterizovat iontovou, kovalentní a kovovou chemickou vazbu
7.2B Porozumění poznatkům a jejich hodnocení
- vysvětlit podstatu pokusů vedoucích k objevu elektronu a atomového ádra
- vysvětlit mechanismus vzniku iontu z atomu
- vysvětlit vznik emise resp. absorpce záření atomem přechodem atomu ze stavu s danou energií do stavu s jinou energií
- vysvětlit rozdíl mezi spontánní a stimulovanou emisí záření
- objasnit výsledky Franckova-Hertzova pokusu
- vysvětlit princip a funkci laseru
- objasnit na příkladech význam pojmů atomový orbital, slupka a podslupka v elektronovém obalu atomu
- objasnit na příkladech vznik iontové, kovalentní a kovové vazby
7.2C Aplikace poznatků a řešení problémů
- určit výsledný náboj iontu z počtu jeho protonů a elektronů a naopak
- určit frekvenci emitovaného či absorbovaného fotonu při přechodu atomu z jednoho energetického stavu do druhého
- určit z označení (symboliky) podslupek v atomu hodnoty hlavního a vedlejšího kvantového čísla a maximální počet elektronů v dané podslupce
7.2D Pozorování, experimentování a měření
- pozorovat spektra záření výbojových trubic spektroskopem
- poznat spektrum vodíku
7.2E Komunikace
- vyhledat elektronovou konfiguraci atomu v periodické soustavě prvků a odvodit z ní rozložení elektronů v elektronovém obalu atomu do slupek a podslupek
7.3 Jaderná fyzika 7.3A Znalosti
- popsat složení atomového jádra a charakterizovat ho nukleonovým, neutronovým a protonovým číslem a vazbovou energií
- popsat pokusy, které vedly k objevu složení jádra
- definovat nuklid, izotop a prvek
- definovat hmotnostní úbytek (schodek) jádra a uvést vztah mezi vazbovou energií jádra a jeho hmotnostním úbytkem
- uvést vlastnosti jaderných sil
- vymezit pojmy jaderná reakce (přeměna), termonukleární syntéza a řetězová jaderná reakce
- definovat energii reakce
- popsat řízenou řetězovou reakci, složení jaderného reaktoru a jaderné elektrárny
- popsat vznik různých druhů záření při jaderných reakcích a jejich různou pohltivost látkami
- popsat přirozenou a umělou radioaktivní přeměnu atomových jader
- vymezit pojem radionuklidu, uvést základní možnosti využití radionuklidů v praxi a možnosti ochrany před jejich škodlivými účinky
- vyslovit zákon radioaktivní přeměny
- vyslovit zákony zachování, které se uplatňují při jaderných reakcích
- popsat vlastnosti antičástice
- uvést rozdělení mikročástic na čtyři základní skupiny a zástupce těchto skupin
- uvést základní typy fyzikálních interakcí a jejich charakteristické vlastnosti
- popsat vytváření protonu a neutronu z kvarků
- popsat základní detektory částic (Geigerův-Mllerův počítač, mlžná či bublinová komora)
- popsat složení základních typů urychlovačů částic (lineární a kruhový urychlovač)
7.3B Porozumění poznatkům a jejich hodnocení
-vysvětlit podstatu základních pokusů, které vedly k objevu složení atomového jaádra
- vysvětlit fyzikální význam pojmů nukleonové, neutronové a protonové číslo a odvodit vztah mezi nimi
- vysvětlit fyzikální význam pojmu vazbová energie
- vysvětlit fyzikální význam pojmů nuklid, izotop a prvek
- vysvětlit fyzikální význam pojmu hmotnostní úbytek (schodek) jádra a jeho vztah k vazbové energii jádra
- vysvětlit podmínky a mechanismus vzniku jaderné reakce, termonukleární syntézy a řetězové jaderné reakce
- vysvětlit fyzikální význam pojmu energie reakce
- vysvětlit podmínky a mechanismus řízené řetězové reakce, principu fungování jaderného reaktoru a jaderné elektrárny
- vysvětlit fyzikální podstatu jaderného záření , , a objasnit možnosti jejich odstínění
- vysvětlit rozdíl mezi přirozenou a umělou radioaktivitou
- vysvětlit princip některých metod využívání radionuklidů v praxi
- správně interpretovat fyzikální význam veličin v zákonu radioaktivní přeměny
- objasnit na příkladech zákony zachování uplatňující se při jaderných reakcích
- vysvětlit rozdíl mezi částicí a antičásticí
- objasnit, mezi jakými druhy objektů se uplatňují jednotlivé základní typy interakcí
- vysvětlit princip fungování základních detektorů mikročástic
- vysvětlit principy fungování základních typů urychlovačů částic
- použít v konkrétní situaci vztah mezi nukleonovým, protonovým a neutronovým číslem a ze symboliky označování atomů nuklidů určovat z kolika se skládají protonů, neutronů, popř. elektronů
- určovat z protonového a neutronového čísla a hmotnosti jádra hmotnostní úbytek jádra
- určovat vazbovou energii jádra atomu z hmotnostního úbytku jádra a naopak
- poznat z hodnoty energie reakce v konkrétním případě, zda jaderné reakci je nutno energii dodat nebo se při ní energie uvolňuje
- využívat zákony zachování uplatňující se při jaderných reakcích pro ověřování správnosti zápisů jaderných reakcí, popř. předpovídání jejich možného průběhu či další analýzu
- využívat zákon radioaktivní přeměny při řešení konkrétních úloh a problémů
7.3E Komunikace
- diskutovat výhody a nevýhody využívání jaderných elektráren v praxi
- diskutovat možnosti využití detektorů mikročástic v praxi
8 Astrofyzika 8A Znalosti
- vyjmenovat základní stavbu vesmíru (hvězdy, galaxie, planety sluneční soustavy, další kosmické objekty
- charakterizovat stručně jednotlivé vesmírné objekty
- popsat Sluneční soustavu
- nakreslit schéma Galaxie a vědět, kde je přibližně Slunce
- vyslovit Keplerovy zákony
- definovat astronomickou jednotku
8B Porozumění poznatkům a jejich hodnocení
- vysvětlit skleníkový jev
- vysvětlit podstatu ozónové díry
- vysvětlit zatmění Slunce a Měsíce pomocí náčrtků
8C Aplikace poznatků a řešení problémů
- řešit úlohy s využitím fyzikálních poznatků z předchozích fyzikálních okruhů k vysvětlení jevů ve Sluneční soustavě (např. vypočítat hmotnost planety, která má měsíc)
8D Pozorování, experimentování a měření
- odlišit při dlouhodobém pozorování oblohy planetu od hvězdy
8E Komunikace
- vyhledat informace o Slunci, Zemi, Měsíci, planetách a důležitých astronomických konstantách a pracovat s nimi
- získat základní informace o rozvoji kosmonautiky a o jejím významu pro lidstvo
5 Ukázky testových položek
Pro písemnou část maturitní zkoušky z fyziky v r. 2002 se předpokládá použití testu tvořeného uzavřenými položkami s výběrem jedné správné odpovědi ze čtyř nabídnutých. Uvědomujeme si, že tento typ položek nemůže komplexně kontrolovat všechny cílové kategorie. Bylo by také vhodné zařadit otevřené položky. V současné době však ve fyzice není propracován a vyzkoušen způsob tvorby a především vyhodnocování tohoto typu položek - kódování odpovědí a jejich statistické zpracování. Na problému se pracuje a doufáme, že postupně budou do písemné části maturity zahrnuty i tyto položky.
Zatím se předpokládá, že na vypracování písemné části maturitní zkoušky bude vyhrazena doba 120 minut a tomu bude odpovídat i počet položek obsažených v testu. Při řešení budou mít studenti k dispozici matematické, fyzikální a chemické tabulky pro střední školu a budou moci používat kalkulačku.
1.2B Pro vznik dostředivé síly, jež způsobí pohyb cyklisty na vodorovném hřišti po kružnici, je rozhodující:
a) Sklon cyklisty s kolem v zatáčce
b) Dostatečně-velká třecí síla pneumatik na podložce
c) Dostatečně-velká rychlost pohybu jízdního kola
dd) Ani jedna z uvedených podmínek sama o sobě není dostačující
1.2C Lyžař sjíždí z kopce se stálým sklonem p = 0,18 po umrzlé trase 1 500 m. Hmotnost lyžaře i s lyžemi je 80 kg, g = 10 m . s–2 . Síly působící na lyžaře vidíme na náčrtku. F1 je tíhová síla, F2 složka síly směrem pohybu, F3 třecí síla, F4 odporová síla.
Odpovězte na otázky:
I) Které ze znázorněných sil při větší rychlosti podstatně ovlivňují rychlost lyžaře:
a) F1
b) F1 , F2
c) F1 , F2 , F3
dd) F1 , F4
II) Síla působí ve směru pohybu lyžaře. Ze zadaných údajů ji určíme ze vztahu:
aa) F2 = m . g . p
b) F2 = m . g . sin
c) F2 = F3+ F4
d) F2= F1+ F3+ F4
III) Během pohybu lyžaře po kopci se jeho polohová energie Ep a pohybová energie Ek mění:
a) Ep se zmenšuje, Ek se zvětšuje, ale Ep + Ek = konst.
bb) Ep se zmenšuje, Ek se zvětšuje, ale Ep + Ek není stálé
c) Ep se zmenšuje, Ek se nemění
d) Ep se nemění, Ek se zvětšuje
IV) Třecí síla a odporová síla, závisející na velikosti rychlosti způsobí, že po určité době se pohyb stane:
a) rovnoměrně zrychleným
bb) rovnoměrným
c) rovnoměrně zpomaleným
d) nelze stanovit
1.2E V určitém úseku silnice se mění velikost rychlosti vozidla tak, jak určuje obrázek:
I) Vozidlo se pohybuje rovnoměrným pohybem v úsecích
a) A
b) B, D
cc) A, E
d) A, C, E
II) Zrychlení vozidla je
a) 0,83 m . s–2
b) 0,75 m . s–2
cc) – 0,83 m . s–2 ; 0,75 m . s–2
d) 0,83 m . s–2 ; – 0,75 m . s–2
III) Celková dráha vozidla je
a) 950 m
b) 875 m
c) 1 100 m
dd) 1 475 m
1.3C Sportovec vrhá kouli počáteční rychlostí v0 z výšky h0 pod úhlem směrem k vodorovné rovině. Pro dosažení lepšího sportovního výsledku musíme zajistit:
a) Zvětšení rychlosti v0
b) Dosažení úhlu odhod = 45
cc) Koordinaci volby úhlu v závislosti na výšce odhodu h0
d) Úhel závisí jednak na počáteční výšce, ale i na počáteční rychlosti odhodu
1.6A Moment síly vyjadřují otáčivé účinky síly o velikosti F působící na těleso otáčivé kolem pevné osy, r je rameno síly. Pro moment síly platí vztah
aa) M = F . r
b) M = F . r . cos
c) M = F . r . sin
d) M = F . r . tg
1.6C Měděná koule o hmotnosti 1,0 kg je zavěšena na siloměru. Při jejím úplném ponoření do kapaliny ukázal siloměr, že na něj koule působí silou 8,9 N. Rozhodněte, o kterou ze čtyř následujících kapalin se jednalo. Tíhové zrychlení volte 10 m.s-2.
a) glycerin
b) ethanol
cc) voda
d) terpentýnový olej
2.4C Do chladničky dáme sklenici s vodou o teplotě 0 oC a sklenici s ledovou tříští (směs ledu a vody) také o teplotě 0 oC. Teplota v chladničce je udržována stále na hodnotě 0 oC. Které z následujících tvrzení popisuje správně děj v chladničce?
a) Voda v nádobě zmrzne na led o teplotě 0 oC, ledová tříšť zůstane beze změny
bb) Voda v nádobě zůstane beze změny, ledová tříšť zůstane beze změny
c) Voda v nádobě zůstane beze změny, ledová tříšť zmrzne na led teploty 0 oC
d) V obou sklenicích je led o teplotě 0 oC
3.1B Pružinový oscilátor je tvořen tělesem o hmotnosti 0,2 kg a pružinou o tuhosti 80 N.m-1. V počátečním okamžiku je oscilátor vychýlen z rovnovážné polohy o 2 cm. Napište rovnici okamžité výchylky oscilátoru.
aa) {y} = 0,02sin(20t + /2)
b) {y} = 0,2sin(2t + /2)
c) {y} = 0,02sin(20t + )
d) {y} = 2sin(5t + /2)
3.1C Dvě harmonická kmitání jsou popsána rovnicemi {y1} = 1,2.10-2sin(2t + /2)
a {y2} = 0,6.10-2sin(2t - /2). Určete amplitudu výchylky a frekvenci kmitání, které vznikne složením obou kmitavých pohybů.
a) 12 cm; 2 Hz
b) 1,2 cm; 4 Hz
cc) 0,6 cm; 1 Hz
d) 6 cm; 0,5 Hz
3.1E Na obrázku jsou časové diagramy dvou harmonických kmitání. Určete amplitudu výchylky a frekvenci kmitání, které vznikne složením obou kmitavých pohybů.
a) 5cm; 1 Hz
b) 10 cm; 0,5 Hz
c) 5cm; 4 Hz
dd) 7 cm; 2 Hz
4.1C Svitkový kondenzátor vznikl svinutím dvou pruhů hliníkových fólií šířky 2 cm. Mezi nimi je parafinovaný papír ( r = 4), který má tloušťku 0,2 mm. Jak dlouhý musí být hliníkový pruh, aby vzniklý kondenzátor měl kapacitu 10 nF?
a) asi 30 m
b) asi 20 m
c) asi 4 m
dd) asi 3 m
4.2C Na obrázku je sériové spojení rezistoru o odporu R1 = 50 a rezistoru o odporu R2 měnitelném v rozsahu 0 až 100 . Obvod je připojen ke zdroji napětí 12 V. V jakém rozsahu se bude měnit proud v obvodu a napětí na svorkách A, B?
aa) 0 až 8 V
b) 0 až 12 V
c) 0 až 6 V
d) 0 až 10 V
4.2C Na obrázku jsou dvě spojení rezistorů (A a B). V jakém poměru RA : RB jsou odpory obou obvodů?
a) 2 : 3
b) 4 : 9
c) 3 : 2
dd) 9 : 4
4.2E Na obrázku jsou voltampérové charakteristiky dvou rezistorů. Napětí na ose U je ve voltech, proud na ose I v ampérech. Rezistory spojíme sériově a připojíme ke zdroji napětí 30 V. Jaký proud rezistory prochází?
a) 1,5 A
b) 1,2 A
cc) 2,0 A
d) 3,0 A
4.4C Okamžité hodnoty napětí (ve voltech) a proudu (v ampérech) ve střídavém obvodu vyjadřují rovnice
{u} = 200 sin (100), {i} = 1,4 sin (100 + /3). Určete činný výkon střídavého proudu.
aa) 70 W
b) 280 W
c)140 W
d) 35 W
6.1A Hvězda se přibližuje k Zemi rychlostí o velikosti v. Jak velkou rychlostí se šíří světlo této hvězdy vzhledem k Zemi?
a) c + v
bb) c
c) c - v
d) c.v
7.1C Mezní vlnová délka u zinku je 343 nm. Zinková destička byla ozářena rentgenovým zářením o frekvenci 1017 Hz. Jak velkou rychlostí opouštěly elektrony tuto destičku?
aa) 1,2.107 m.s-1
b) 12.107 m.s-1
c) elektrony kov neopustily
d) 1,2.10-7 m.s-1
7.3C Jaký je užitečný výkon jaderného reaktoru, v němž se za dobu 24 h rozpadne 10 g nuklidu  , a je-li účinnost reaktoru 22 %? Při rozpadu jednoho jádra se uvolní energie 200 MeV.
a) 1,25.1025 W
b) 20 MW
cc) 2 MW
d) 2.1016 W
7.3C Radioaktivní látka obsahuje 106 jader s poločasem přeměny T. Kolik těchto jader se nerozpadne za dobu T/2?
a) 2,5.105
bb) 707.103
c) 70.105
d) 7,5.105
8B Ozonová díra je název pro úbytek stratosférického ozonu. Je vyvolaný:
a) ultrafialovým zářením ve stratosféře
bb) rozkladem molekul ozonu volnými atomy chloru nebo fluoru ve stratosféře
c) zvýšeným podílem oxidu uhličitého v atmosféře
d) rozkladem molekul freonů molekulami ozonu ve stratosféře
8C Teplo z horkého zemského nitra neustále postupuje na chladnější povrch a tím uniká do vesmíru. Z měření vyplývá, že v průměru za každou sekundu neustále prochází plochou 1 m2 zemského povrchu energie 50 mJ. Odhadněte průměrnou energii, která uniká z nitra Země celým jejím povrchem za jednu hodinu.
aa) asi 9.1016 J
b) asi 2.1016 J
c) asi 3.1013 J
d) asi 1,4.1010 J
| 