>

φωτογραφία φόντου

ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΚΑΙ ΣΤΟΧΟΙ

Περιγραφη

Φυσική (Γ' Γυμνασίου) ΕξώφυλλοΦίλε Μαθητή, ελπίζουμε ότι προσέρχεσαι στα μαθήματα της Φυσικής της Γ' Γυμνασίου με μεγάλο ενδιαφέρον για τη συνέχεια και μερικοί από εσάς μάλιστα έχετε ήδη αισθανθεί ότι το "οδοιπορικό" αυτό της Επιστήμης που ξεκινήσατε, θα επιθυμούσατε να το συνεχίσετε σε όλη σας τη ζωή. Αυτό το "σκίρτημα" όταν συνοδεύεται από καλές επιδόσεις στο σχολείο, οι παιδαγωγοί το ονομάζουν "κλίση προς την επιστήμη" η οποία πρέπει να καλλιεργηθεί με περισσότερη μελέτη και συνεργασία με τους καθηγητές σας.
Ιδιαίτερα απευθυνόμενοι σε όσους από εσάς αποκομίσατε από τα μαθήματα της Φυσικής της Β Γυμνασίου περισσότερες απορίες και ερωτήματα παρά ερμηνείες και απαντήσεις θα θέλαμε να σας επισημάνουμε ότι δεν πρέπει να απογοητεύεστε γιατί είναι συστατικό της οικοδόμησης της γνώσης, η συνεχής διατύπωση ερωτημάτων και αμφιβολιών. Στη πρόοδο της επιστήμης έχουν μεγαλύτερη αξία τα σημαντικά ερωτήματα παρά οι προσωρινές ερμηνείες οι οποίες ενίοτε ανατρέπονται από την εξέλιξη   της ίδιας της   επιστήμης.
Σε καλούμε να εντείνεις τη προσπάθειά σου στη συνέχεια των μαθημάτων της Φυσικής της Γ' Γυμνασίου, σε αυτόν τον ανεπανάληπτο διάλογο της Φύσης με τον Άνθρωπο που σου προσφέρει το Σχολείο.
Στο βιβλίο Φυσικής της Γ' Γυμνασίου ακολουθήσαμε τις ίδιες βασικές αρχές και έννοιες που υιοθετήσαμε στ­ο βιβλίο της Β Γυμνασίου όπως:

  • ­Την έννοια του φυσικού συστήματος
  • Την αρχή διατήρησης της ενέργειας
  • Το πρότυπο της δομής της ύλης
  • Τη σχέση μικροσκοπικών και μακροσκοπικών φαινομένων

Το βιβλίο της φυσικής της Γ' Γυμνασίου αποτελείται από τέσσερις ενότητες: τον Ηλεκτρισμό, τις Ταλαντώσεις, την Οπτική, τα Πυρηνικά φαινόμενα.

Αναλυτικο Προγραμμα

Για το ισχύον αναλυτικό πρόγραμμα του μαθήματος, μεταβείτε στην αντίστοιχη ενότητα ακολουθώντας τον σύνδεσμο 'Προγράμματα Σπουδών'.

Στοχοι

Οι μαθητές επιδιώκεται:

  • ­Να γνωρίζουν την ιδέα της αλληλεπίδρασης από απόσταση και να έλθουν σε μια πρώτη επαφή με τις έννοιες του ηλεκτρικού πεδίου.
  • Να χρησιμοποιούν το μοντέλο της δομής της ύλης για την ερμηνεία όλων των ηλεκτρικών φαινομένων.
  • Να κατανοήσουν τους βασικούς νόμους που διέπουν τη συμπεριφορά ενός απλού κυκλώματος.
  • Να αντιληφθούν τη σχέση της ηλεκτρικής ενέργειας και άλλων μορφών ενέργειας.
  • Να συνδέουν το κύμα με τη διάδοση/ μεταφορά ενέργειας.
  • Να αναγνωρίζουν το μηχανισμό διάδοσης μιας μηχανικής διαταραχής σε ένα υλικό και να περιγράφουν τα χαρακτηριστικά της διάδοσης.
  • Να αναγνωρίζουν και να περιγράφουν τα χαρακτηριστικά και τις ιδιότητες του ήχου.
  • Να συνδέουν το ηχητικό κύμα με μεταφορά ενέργειας.
  • Να αναγνωρίζουν ότι το φως μεταφέρει ενέργεια (μέσα από παραδείγματα).
  • Να κατανοήσουν τις βασικές αρχές του μοντέλου της γεωμετρικής οπτικής έτσι ώστε να μπορούν να ερμηνεύουν τα φαινόμενα της ανάκλασης και της διάθλασης και το σχηματισμό της σκιάς.
  • Να περιγράφουν με απλό τρόπο απλές οπτικές διατάξεις και να γνωρίζουν τις εφαρμογές τους στην καθημερινή ζωή.
  • Να αναγνωρίζουν τη δομή του πυρήνα.
  • Να συνδέουν την ισχύ της αλληλεπίδρασης μεταξύ των συστατικώντουπυρήναμετηντάξημεγέθουςτηςπυρηνικής ενέργειας.
  • Να αναγνωρίζουν τη διαφορά στο μέγεθος της χημικής και πυρηνικής ενέργειας και να τη συνδέουν με μια ενδεχόμενη αντιμετώπιση του ενεργειακού προβλήματος.
  • Να γνωρίζουν τις επιπτώσεις της χρήσης της πυρηνικής ενέργειας στην υγεία.

ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΚΑΙ ΣΤΟΧΟΙ ΑΝΑ ΕΝΟΤΗΤΑ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

Κεφάλαιο 1. Ηλεκτρική δύναμη και φορτίο

Ο ηλεκτρισμός ήταν γνωστός από την αρχαιότητα. Ο­ Θαλής ο Μιλήσιος, σπουδαίος φυσικός φιλόσοφος και μαθηματικός που έζησε στην Ιωνία της Μικρός Ασίας τον 6ο αιώνα π.Χ., παρατήρησε ότι το ήλεκτρο (κεχριμπάρι) αποκτούσε την ιδιότητα να έλκει από απόσταση ελαφρά αντικείμενα, όπως ξερά φύλλα, στάχυα, πούπουλα και κλωστές, όταν το έτριβε με μάλλινο ύφασμα. Τα φαινόμενα αυτά ονομάστηκαν «ηλεκτρικά» από το όνομα του ήλεκτρου. Ο Θαλής περιέγραψε για πρώτη φορά στην ιστορία τις ηλεκτρικές αλληλεπιδράσεις.

Το 16ο αιώνα ο Γουίλιαμ Γκίλμπερτ (William Gilbert), φυσικός και γιατρός που έζησε στην Αγγλία, άρχισε να μελετά συστηματικά τα ηλεκτρικά φαινόμενα. Με τον Γκίλμπερτ αρχίζει ουσιαστικά η ιστορία του ηλεκτρισμού­. Μια ιστορία που συνδέεται άμεσα με μερικά από τα πιο μεγαλειώδη τεχνολογικά επιτεύγματα του σύγχρονου πολιτισμού.

­Βασικοί Όροι: Ηλεκτρική δύναμη, Ηλέκτριση με επαφή, Ηλέκτριση με επαγωγή, Ηλεκτρικ­ό φορτίο, Πρωτόνιο, ­Ηλεκτρικό πεδίο, Ηλεκτρισμένο σώμα, Ηλεκτρόνιο, Δυναμικές γραμμές, Φορτισμένο σώμα, Ιόν, Ηλεκτρική δυναμική ενέργεια, Ηλέκτριση με τριβή, Ελεύθερα ηλεκτρόνια

Κεφάλαιο 2. Ηλεκτρικό ρεύμα

Συσκευές όπως ο ηλεκτρικός λαμπτήρας, ο ηλεκτρικός ανεμιστήρας, ο ηλεκτρικός θερμοσίφωνας, το ηλεκτρικό ψυγείο, η τηλεόραση, ο ηλεκτρονικός υπολογιστής, το ηλεκτρικό τρένο, το φωτοτυπικό μηχάνημα, ο ηλεκτρομαγνητικός γερανός έχουν ένα κοινό χαρακτηριστικό: για να λειτουργήσουν, πρέπει να τις διαρρέει ηλεκτρικό ρεύμα.
Τι εννοούμε όμως με τον όρο ηλεκτρικό ρεύμα;
Με την εμπειρία μας διαπιστώνουμε ότι το ηλεκτρικό ρεύμα είναι η κοινή αιτία λειτουργίας μιας πολύ μεγάλης κατηγορίας συσκευών που χρησιμοποιούνται στην καθημερινή μας ζωή.
Οι φυσικοί αναζητώντας την ερμηνεία όλων των φαινόμενων τα οποία προκαλούνται από το ηλεκτρικό ρεύμα οδηγήθηκαν στον μικρόκοσμο και τη δομή της ύλης. Συνέδεσαν το ηλεκτρικό ρεύμα με τις θεμελιώδεις έννοιες του ηλεκτρισμού: το φορτίο και το ηλεκτρικό πεδίο. Το ηλεκτρικό ρεύμα και τα αποτελέσματα του περιγράφονται και ερμηνεύονται από την κίνηση φορτισμένων σωματιδίων μέσα σε ηλεκτρικά πεδία.
Βασικοί Όροι: Ηλεκτρικό ρεύμα, Ηλεκτρικό δίπολο, Ηλεκτρικό κύκλωμα σύνδεσης σε σειρά, Ένταση ηλεκτρικού ρεύ­ματος, Αντίσταση αγωγού, Ηλεκτρικό κύκλωμα σε παράλληλη σύνδεση, Φορά ηλεκτρικού ρεύματος, Ροοστάτης, Αντιστάτης, Ηλεκτρικό κύκλωμα, ποτενσιόμετρο, Σύνδεση αντιστατών, Διαφορά δυναμικού, ηλεκτρική τάση

Κεφάλαιο 3. Ηλεκτρική ενέργεια

Κάθε μέρα κλείνεις ένα διακόπτη για να θέσεις σε λειτουρ­γία ένα λαμπτήρα, το ραδιόφωνο ή την τηλεόραση, χειρίζεσαι έναν ανελκυστήρα ή βλέπεις να γυρίζει κάποιος το κλειδί για να αρχίσει να λειτουργεί η μηχανή του αυτοκινήτου. Σε καθεμιά από τις παραπάνω περιπτώσεις ένα ανοικτό ηλεκτρικό κύκλωμα μετατρέπεται σε κλειστό, οπότε διέρχεται από αυτό ηλεκτρικό ρεύμα που μεταφέρει ενέργεια. Από όλες τις μορφές ενέργειας αυτή που επηρέασε περισσότερο το σύγχρονο πολιτισμό είναι η ηλεκτρική ενέργεια. Τα σπουδαιότερα χαρακτηριστικά της ηλεκτρικής ενέργειας είναι η εύκολη μεταφορά της σε μεγάλες αποστάσεις και η μετατροπή της σε άλλες μορφές ενέργειας.

Τα μεγάλα αποθέματα της ενέργειας που υπάρχουν στη φύση, όπως στους ποταμούς (δυναμική) ή στα κοιτάσματα λιγνίτη (χημική), βρίσκονται εκατοντάδες χιλιόμετρα μακριά από τις πόλεις. Η χρησιμότητά τους για τα αστικά κέντρα και τα εργοστάσια θα ήταν αμελητέα αν δεν ήταν δυνατή η μετατροπή και η εύκολη μεταφορά αυτής της ενέργειας. Η μεταφορά της ηλεκτρικής ενέργειας επιτυγχάνεται με το ηλεκτρικό ρεύμα που διαρρέει ένα κλειστό ηλεκτρικό κύκλωμα. Στις ηλεκτρικές συσκευές (καταναλωτές) η ηλεκτρική ενέργεια μετατρέπεται σε άλλες μορφές ενέργειας, όπως θερμική, χημική, μηχανική, ενέργεια μαγνητικού πεδίου. Ανάλογα με τη μορφή ενέργειας στην οποία μετατρέπεται η ηλεκτρική τα αποτελέσματα του ηλεκτρικού ρεύματος διακρίνονται σε θερμικά, χημικά, μηχανικά, φωτεινά, μαγνητικά κ.λπ. Σε αυτό το κεφάλαιο θα μελετήσουμε τα αποτελέσματα του ηλεκτρικού ρεύματος σε σύνδεση με τις αντίστοιχες ενεργειακές μετατροπές.

Βασικοί Όροι: Θερμική ενέργεια, Ηλεκτρική ισχύς, Ηλεκτροκινητήρας, Θερμοκρασία, Ηλεκτρική ενέργεια, Ηλεκτρογεννήτρια, Θερμότητα

Κεφάλαιο 4. Ταλαντώσεις

Όταν ήσουν μικρός πολλές φορές θα είχες ανέβει στην κούνια ή θα παρατήρησες άλλα παιδιά να παίζουν με αυτή. Η κούνια ξεκινά από ψηλά, κατεβαίνει, ανεβαίνει πάλι ψηλά, κατεβαίνει χαμηλά και επιστρέφει πάλι ψηλά στη θέση απ' όπου ξεκίνησε και συνεχίζει την κίνησή της ακριβώς με τον ίδιο τρόπο. Το γιο-γιο είναι ένα δημοφιλές παιχνίδι, διαδεδομένο σε πολλές χώρες του κόσμου (πιθανόν να έχεις παίξει πολλές φορές με αυτό). Κρατάς το σπάγκο από την ελεύθερη άκρη και αφήνεις το δίσκο να κινηθεί. Ο σπάγκος τυλίγεται και ξετυλίγεται γύρω από την αύλακα πολλές φορές με τον ίδιο ακριβώς τρόπο.
Η κίνηση της κούνιας ή του γιο-γιο είναι παραδείγματα περιοδικών κινήσεων, δηλαδή κινήσεων που επαναλαμβάνονται σε ίσα χρονικά διαστήματα. Περιοδική κίνηση είναι και η ομαλή κυκλική κίνηση, καθώς και η κίνηση της Γης γύρω από τον Ήλιο που επαναλαμβάνεται κάθε έτος. Ο μυς της καρδιάς επίσης εκτελεί περιοδική κίνηση, όπως δείχνει και το ηλεκτροκαρδιογράφημα.
Βασικοί Όροι: Περιοδική κίνηση, Περίοδος, Εκκρεμές,Ταλάντωση, Συχνότητα, Μέτρηση χρόνου, Δύναμη επαναφοράς, Πλάτος

Κεφάλαιο 5. Μηχανικά κύματα

­Πολλές φορές μπορεί να παρακολούθησες στην τηλεόραση ή στην πραγματικότητα έναν αγώνα με ιστιοσανίδα το γνωστό surfing (σέρφινγκ) με ή χωρίς πανί. Θα παρατήρησες ότι, όταν ο αθλητής της ιστιοσανίδας κινείται «μαζί» με το κύμα, τότε μπορεί να αποκτήσει πολύ μεγάλη ταχύτητα, οπότε η κινητική του ενέργεια αυξάνεται σημαντικά. Θα είδες αρκετές φορές τα κύματα της θάλασσας να μεταφέρουν και να εναποθέτουν στην ακτή διάφορα αντικείμενα.
Τι είναι το κύμα της θάλασσας; Μετατοπίζεται το νερό μαζί με το κύμα; Υπάρχει σχέση ανάμεσα στα θαλάσσια κύματα, τα σεισμικά κύματα, τον ήχο, το φως;
Σε αυτό το κεφάλαιο θα αναζητήσουμε απαντήσεις σ' αυτά τα ερωτήματα.
Βασικοί Όροι: Μηχανικό κύμα, Ακουστότητα, Ύψος, Εγκάρσιο κύμα, Διάμηκες κύμα, Πλάτος, Περίοδος, Συχνότητα, Χροιά, Μήκος κύματος, Επιφανειακό κύμα

Κεφάλαιο 6. Φύση και διάδοση του φωτός

Στις μυθολογίες των περι­σσότερων αρχαίων λαών στις οποίες περιγράφεται η δημιουργία του κόσμου το φως και το σκοτάδι θεωρούνται βασικά συστατικά των σωμάτων. Το φως συνδέεται με την έννοια του θερμού, ενώ το σκοτάδι με την έννοια του ψυχρού.

Στη σύγχρονη εποχή το φως μας βοηθάει να πραγματοποιήσουμε εξαιρετικά λεπτές χειρουργικές επεμβάσεις, να χαράξουμε σήραγγες, να μετρήσουμε με ακρίβεια μεγάλες αποστάσεις κ.ά.

Βασικοί Όροι: Φως, Φωτεινή πηγή, Ταχύτητα του φωτός, Φωτεινή ενέργεια, Διαφανή, ημιδιαφανή, αδιαφανή σώματα , Σκιά, Φωτόνιο

Κεφάλαιο 7. Ανάκλαση του φωτός

Πολλές φο­ρές βλέπουμε εικόνες αντικειμένων που σχηματίζονται σε έναν καθρέφτη ή στη λεία επιφάνεια του νερού. Ο άνθρωπος αντίκρισε για πρώτη φορά το πρόσωπο του στην ήρεμη επιφάνεια του νερού. Στη Σύρο σε τάφους της νεολιθικής εποχής (3000 π.Χ.) βρέθηκαν τηγανόσχημα πήλινα σκεύη που πιθανόν χρησιμοποιούνταν ως καθρέφτες. Οι κάτοικοι του νησιού τοποθετούσαν νερό μέσα σε αυτά και καθρεφτίζονταν στην ήρεμη επιφάνειά του. Μεταλλικοί καθρέφτες (συνήθως από χαλκό) χρησιμοποιήθηκαν για πρώτη φορά κατά την εποχή του χαλκού (3000-1000 π.Χ.). Με έναν καθρέφτη είναι δυνατόν να αλλάξουμε την κατεύθυνση μιας δέσμης φωτός.

Bασικοί Όροι: Ανάκλαση, Κυρτός και κοίλος καθρέφτης, Ακτίνα καμπυλότητας, Κατοπτρική ανάκλαση, Κύριος άξονας, Πραγματικό και φανταστικό είδωλο, Διάχυση, Κύρια εστία, Μεγέθυνση, Επίπεδος καθρέφτης

Κεφάλαιο 8. Διάθλαση του φωτός

Η θάλασσα ή η πισίνα φαίνονται πιο ρηχές απ' όσο είναι στην πραγματικότητα. Το μισοβυθισμένο κουτάλι φαίνεται να λυγίζει στην επιφάνεια του νερού. Πώς θα μπορούσαμε να ερμηνεύσουμε τις παραπάνω παρατηρήσεις;
Για να περιγράψουμε φαινόμενα όπως τα παραπάνω στη γλώσσα της Φυσικής θα μελετήσουμε πώς διαδίδεται μια λεπτή δέσμη φωτός όταν περνά από έν­α διαφανές σώμα σε άλλο, για παράδειγμα από τον αέρα στο νερό ή στο γυαλί.
Βασικοί Όροι: Οπτικά πυκνότερο υλικό, Διάθλαση, Δείκτης διάθλασης, Ολική ανάκλαση, Ανάλυση του φωτός, Χρωματικό φάσμα

Κεφάλαιο 9. Φακοί και οπτικά όργανα

Οπτικός φακός ονομάζεται ένα διαφανές σώμα, συνήθως από γυαλί, το οποίο έχει καμπύλες επιφάνειες (σφαιρικές ή κυλινδρικές). Οι αρχαίοι Έλληνες γνώριζαν ότι ένα διαφανές σφαιρικό δοχείο γεμάτο νερό μπορούσε να συγκεντρώσει σε μια πολύ μικρή επιφάνεια το ηλιακό φως που έπεφτε πάνω του.
Πρώτοι οι Κινέζοι χρησιμοποίησαν τους φακούς για την αντιμετώπιση των προβλημάτων της όρασης. Γυαλιά όρασης κατασκευάστηκαν για πρώτη φορά στη Βόρεια Ιταλία γύρω στα 1825.
Στις αρχές του 17ου αιώνα ο Κέπλερ και ο Γαλιλαίος συνδύασαν δύο φακούς και κατασκεύασαν τα πρώτα τηλεσκόπια. Με τα τηλεσκόπια οι δύο επιστήμονες διεύρυναν τα όρια του ορατού σύμπαντος και έτσι μπόρεσαν να παρατηρήσουν τις κινήσεις των πλανητών και των δορυφόρων τους. Οι φακοί αποτελούν τα βασικά εξαρτήματα όλων σχεδόν των οπτικών οργάνων: των μικροσκοπίων, των τηλεσκοπίων, των φωτογραφικών μηχανών, των μηχανημάτων προβολής εικόνων κ.ά.
Βασικοί Όροι: Συγκλίνων φακός, Κύριος άξονας,­ Μυωπία, Αποκλίνων φακός, Οπτικά όργανα, Πρεσβυωπία,Kύρια εστία

Κεφάλαιο 10. Ο ατομικός πυρήνας

Οι επιστήμονες ήδη ­από τα μέσα του 19ου αιώνα αντιμετώπιζαν το ερώτημα: Ποια είναι η προέλευση της ηλιακής ενέργειας;
Η απάντηση ήλθε πολύ αργότερα όταν μέσω του πειράματος διείσδυσαν στο εσωτερικό του ατόμου και ανακάλυψαν τον πυρήνα του ατόμου και τη δομή του.
Έτσι έδωσαν απάντηση στο ερώτημα γιατί ο Ήλιος και τα αστέρια λάμπουν στον ουρανό.
Βασικοί Όροι: Πρωτόνιο, νετρόνιο, Μαζικός αριθμός, Ισχυρή αλληλεπίδραση, Ακτινοβολία α, β, γ, Ατομικός αριθμός, Ισότοπα, Ραδιενέργεια

Κεφάλαιο 11. Πυρηνικές αντιδράσεις

Η μεγαλύτερη ομορφιά της Φυσικής, ίσως αποκαλύπτεται στις εκπλήξεις που επιφυλάσσει η επιστημονική πρόοδος. Στα μέσα της δεκαετίας του 1930 ο Ράδερφορντ, ο άνθρωπος που ανακάλυψε τον ατομικό πυρήνα και ο ­Αϊνστάιν, που προέβλεψε την απελευθέρωση της πυρηνικής ενέργειας, θεωρούσαν ανέφικτη οποιαδήποτε προσπάθεια τεχνητής αξιοποίησης της πυρηνικής ενέργειας.
Περίπου 10 χρόνια αργότερα το 1945, η κατασκευή πυρηνικής βόβμας τους διέψευσε με δραματικό τρόπο. Σήμερα, 60 χρόνια μετά, μεγάλο μέρος της ελπίδας για την αντιμετώπιση ενεργειακών και οικολογικών προβλημάτων σε πλανητική κλίμακα βασίζεται και στην τιθάσευση της πυρηνικής ενέργειας.
Βασικοί Όροι: Ενέργεια σύνδεσης, Πυρηνική σχάση, Έλλειμμα μάζας, Πυρηνική σύντηξη