12.1. ÇEMBERSEL HAREKET
Anahtar kavramlar: çizgisel hız, açısal hız, merkezcil kuvvet, merkezcil ivme, eylemsizlik momenti, açısal momentum, kütle çekim kuvveti.
12.1.1. DÜZGÜN ÇEMBERSEL HAREKET
12.1.1.1. Düzgün çembersel hareketi açıklar.
a) Periyot, frekans, çizgisel hız ve açısal hız, merkezcil ivme kavramları verilir.
b) Öğrencilerin düzgün çembersel harekette çizgisel hız vektörünü çember üzerinde iki farklı noktada çizerek merkezcil ivmenin şiddetini bulmaları ve yönünü göstermeleri sağlanır. Çizgisel ivme kavramına girilmez.
12.1.1.2. Düzgün çembersel harekette merkezcil kuvvetin bağlı olduğu değişkenleri analiz eder. Deney yaparak veya simülasyonlarla merkezcil kuvvetin bağlı olduğu değişkenler arasındaki ilişkinin belirlenmesi sağlanır. Matematiksel model verilir. Matematiksel hesaplamalar yapılır. 12.1.1.3. Düzgün çembersel hareket yapan cisimlerin hareketini analiz eder.
a) Yatay ve düşey düzlemde düzgün çembersel hareket yapan cisimlere ait serbest cisim diyagramlarının çizilmesi sağlanır.
b) Düzgün çembersel harekette konum, hız ve ivme hesaplamaları yapılır. Hesaplamalarda trigonometrik fonksiyonlara girilmez.
12.1.1.4. Yatay, düşey, eğimli zeminlerde araçların emniyetli dönüş şartları ile ilgili hesaplamalar yapar. Virajlarda emniyetli dönüş için hız sınırına uymanın önemi vurgulanır.
12.1.2. DÖNEREK ÖTELEME HAREKETİ
12.1.2.1. Öteleme ve dönme hareketini karşılaştırır.
12.1.2.2. Eylemsizlik momenti kavramını açıklar. Eylemsizlik momenti ile ilgili matematiksel hesaplamalara girilmez.
12.1.2.3. Dönme ve dönerek öteleme hareketi yapan cismin kinetik enerjisinin bağlı olduğu değişkenleri açıklar. Matematiksel hesaplamalara girilmez.
12.1.3. AÇISAL MOMENTUM
12.1.3.1. Açısal momentumun fiziksel bir nicelik olduğunu açıklar. Açısal momentumun atomik boyutta da fiziksel bir nicelik olduğu belirtilir.
12.1.3.2. Açısal momentumu çizgisel momentum ile ilişkilendirerek açıklar.
12.1.3.3. Açısal momentumu torkla ilişkilendirir.
a) Öğrencilerin, açısal momentumu, eylemsizlik momenti ve açısal hız kavramlarını kullanarak elde etmeleri sağlanır.
b) Öğrencilerin torku, eylemsizlik momenti ve açısal ivme kavramlarını kullanarak elde etmeleri sağlanır.
12.1.3.4. Açısal momentumun korunumunu günlük hayattan örneklerle açıklar. Açısal momentumun korunumu ile ilgili matematiksel hesaplamalara girilmez.
12.1.4. KÜTLE ÇEKİM KUVVETİ
12.1.4.1. Kütle çekim kuvvetini açıklar.
a) Kütle çekim kuvvetine değinilir. Matematiksel model verilir. Matematiksel hesaplamalara girilmez.
b) Yapay uydular, ay ve gezegenlerin hareketleri açıklanır. Matematiksel hesaplamalara girilmez.
12.1.4.2. Newton’ın Hareket Kanunları’nı kullanarak kütle çekim ivmesinin bağlı olduğu değişkenleri belirler.
a) Öğrencilerin yerçekimi ivmesini; dünyanın yarıçapı ve kütlesi cinsinden ifade etmeleri sağlanır.
b) Öğrencilerin homojen bir kürenin içinde, yüzeyinde ve dışındaki çekim alanını gösteren kuvvet çizgilerini çizmeleri sağlanır.
c) Her kütlenin bir kütle çekim alanı oluşturduğu vurgulanır.
12.1.4.3. Kütle çekim potansiyel enerjisini açıklar. Bağlanma ve kurtulma enerjisi kavramları üzerinde durulur.
12.1.5. KEPLER KANUNLARI
12.1.5.1. Kepler Kanunları’nı açıklar.
a) Matematiksel hesaplamalara girilmez.
b) Galileo Galilei, Ali Kuşçu ve Uluğ Bey’in gök cisimleri ve gök cisimlerinin hareketleri ile ilgili çalışmalarına yer verilir.
12.2. BASİT HARMONİK HAREKET
Anahtar kavramlar: uzanım, genlik, geri çağırıcı kuvvet, denge noktası, yay sarkacı, basit sarkaç.
12.2.1. BASİT HARMONİK HAREKET
12.2.1.1. Basit harmonik hareketi düzgün çembersel hareketi kullanarak açıklar.
a) Basit harmonik harekete günlük hayattan örnekler verilir.
b) Yay sarkacı ve basit sarkaç için uzanım, genlik, periyot, frekans, geri çağırıcı kuvvet ve denge noktası kavramları harmonik hareket örnekleri ile açıklanır.
c) Uzanım, genlik, periyot, frekans ilişkisi ile ilgili matematiksel hesaplamalar yapılır.
ç) Basit harmonik hareket ile ilgili fonksiyonların türevlerine ve işlemlerine girilmez.
12.1.3.3. Açısal momentumu torkla ilişkilendirir.
a) Öğrencilerin, açısal momentumu, eylemsizlik momenti ve açısal hız kavramlarını kullanarak elde etmeleri sağlanır.
b) Öğrencilerin torku, eylemsizlik momenti ve açısal ivme kavramlarını kullanarak elde etmeleri sağlanır.
12.1.3.4. Açısal momentumun korunumunu günlük hayattan örneklerle açıklar. Açısal momentumun korunumu ile ilgili matematiksel hesaplamalara girilmez.
12.1.4. KÜTLE ÇEKİM KUVVETİ
12.1.4.1. Kütle çekim kuvvetini açıklar.
a) Kütle çekim kuvvetine değinilir. Matematiksel model verilir. Matematiksel hesaplamalara girilmez.
b) Yapay uydular, ay ve gezegenlerin hareketleri açıklanır. Matematiksel hesaplamalara girilmez.
12.1.4.2. Newton’ın Hareket Kanunları’nı kullanarak kütle çekim ivmesinin bağlı olduğu değişkenleri belirler.
a) Öğrencilerin yerçekimi ivmesini; dünyanın yarıçapı ve kütlesi cinsinden ifade etmeleri sağlanır.
b) Öğrencilerin homojen bir kürenin içinde, yüzeyinde ve dışındaki çekim alanını gösteren kuvvet çizgilerini çizmeleri sağlanır.
c) Her kütlenin bir kütle çekim alanı oluşturduğu vurgulanır.
12.1.4.3. Kütle çekim potansiyel enerjisini açıklar. Bağlanma ve kurtulma enerjisi kavramları üzerinde durulur.
12.1.5. KEPLER KANUNLARI
12.1.5.1. Kepler Kanunları’nı açıklar.
a) Matematiksel hesaplamalara girilmez.
b) Galileo Galilei, Ali Kuşçu ve Uluğ Bey’in gök cisimleri ve gök cisimlerinin hareketleri ile ilgili çalışmalarına yer verilir.
12.2. BASİT HARMONİK HAREKET
Anahtar kavramlar: uzanım, genlik, geri çağırıcı kuvvet, denge noktası, yay sarkacı, basit sarkaç.
12.2.1. BASİT HARMONİK HAREKET
12.2.1.1. Basit harmonik hareketi düzgün çembersel hareketi kullanarak açıklar.
a) Basit harmonik harekete günlük hayattan örnekler verilir.
b) Yay sarkacı ve basit sarkaç için uzanım, genlik, periyot, frekans, geri çağırıcı kuvvet ve denge noktası kavramları harmonik hareket örnekleri ile açıklanır. c) Uzanım, genlik, periyot, frekans ilişkisi ile ilgili matematiksel hesaplamalar yapılır.
ç) Basit harmonik hareket ile ilgili fonksiyonların türevlerine ve işlemlerine girilmez.
12.4. ATOM FİZİĞİNE GİRİŞ VE RADYOAKTİVİTE
Anahtar kavramlar: atom, Bohr atom teorisi, enerji seviyesi, uyarılma, iyonlaşma, ışıma, büyük patlama, alt parçacık, antimadde, radyoaktivite, fisyon, füzyon.
12.4.1. ATOM KAVRAMININ TARİHSEL GELİŞİMİ
12.4.1.1. Atom kavramını açıklar.
a) Bohr atom teorisi haricindeki diğer teoriler, ayrıntılara girilmeden tarihsel gelişim süreci içinde verilir.
b) Atom teorilerinin birbirleriyle ilişkili olarak geliştirildiği vurgulanmalıdır.
c) Bohr atom teorisinde; atom yarıçapı, enerji seviyeleri, uyarılma, iyonlaşma ve ışıma kavramları vurgulanır. Matematiksel hesaplamalara girilmez.
ç) Milikan yağ damlası, Thomson’ın e/m tayini, Rutherford saçılması deneyleri ile sınırlı kalınır. Bu deneylerle ilgili matematiksel hesaplamalara girilmez.
12.4.1.2. Atomun uyarılma yollarını açıklar. Atomların birbirleriyle, elektronla, fotonla ve ısıyla uyarılma şartlarının tartışılması sağlanır.
12.4.1.3. Modern atom teorisinin önemini açıklar.
a) Heisenberg Belirsizlik İlkesi, kuantum sayıları, olasılık dalgası ve Schrödinger dalga denklemine değinilir.
b) Matematiksel hesaplamalara girilmez.
c) Feza Gürsey, Asım Orhan Barut ve Behram N. Kurşunoğlu’nun atom fiziği konusunda çalışmalar yaptığı vurgulanır.
12.4.2. BÜYÜK PATLAMA VE EVRENİN OLUŞUMU
12.4.2.1. Büyük patlama teorisini açıklar.
a) Evrenin oluşumu ve geleceğiyle ilgili farklı teorilerin de olduğu vurgulanır.
b) Öğrencilerin büyük patlama teorisini destekleyen bilimsel çalışmaları araştırmaları ve araştırma sonuçlarını rapor olarak sunmaları sağlanır.
c) Hubble Yasası’na değinilir. Matematiksel modeli verilmez.
12.4.2.2. Atom altı parçacıkların özelliklerini temel düzeyde açıklar.
a) Öğrencilerin atom altı parçacıkları standart model çerçevesinde tanımlamaları sağlanır.
b) Korunum yasaları ile ilgili matematiksel hesaplamalara girilmez.
c) Dört temel kuvvetin açıklanması sağlanır.
ç) Abdus Salam, Sheldon Lee Glashow ve Steven Weinberg’in Nobel ödülünü elektromanyetik ve zayıf kuvvetin birleşik bir kuvvet görünümünde olduğunu keşfetmeleri üzerine aldıkları vurgulanır.
12.4.2.3. Madde oluşum sürecini açıklar. a) Atom altı parçacıklardan başlayarak madde oluşumunun modelle açıklanması sağlanır. b) Higgs bozonuna kısaca değinilir.
12.4.2.4. Madde ve antimadde kavramlarını açıklar.
12.4.3. RADYOAKTİVİTE
12.4.3.1. Kararlı ve kararsız durumdaki atomların özelliklerini karşılaştırır.
a) Radyoaktif madde, radyoaktivite, radyoaktif ışıma kavramları üzerinde durulur.
b) Bazı atom çekirdeklerinin çeşitli yollarla ışıma yapabileceği vurgulanır.
c) Marie Curie ve Wilhelm Conrad Röntgen’in radyoaktivite konusunda yaptığı çalışmalara yer verilir.
12.4.3.2. Radyoaktif bozunma sonucu atomun kütle numarası, atom numarası ve enerjisindeki değişimi açıklar.
a) Alfa, beta, gama ışınımları dışındaki bozunma türlerine girilmez.
b) Enerjideki değişim açıklanırken matematiksel hesaplamalara girilmez.
12.4.3.3. Nükleer fisyon ve füzyon olaylarını açıklar.
a) Nükleer enerji ile çalışan sistemler hakkında araştırma yapılması sağlanır.
b) Nükleer reaktörlerin bilime, teknolojiye, ülke ekonomisine ve çevreye etkileri üzerinde durulur.
c) Atom bombasının yıkıcı etkileri tarihî gerçekler üzerinden açıklanarak nükleer silahsızlanmanın dünya barışı açısından önemi üzerinde durulur.
12.4.3.4. Radyasyonun canlılar üzerindeki etkilerini açıklar.
a) Yaşam alanlarında var olan radyasyon kaynakları, radyasyondan korunma yolları ve radyasyon güvenliğinin araştırılması ve bilgilerin paylaşılması sağlanır. b) İyonlaştırıcı radyasyona değinilerek kullanıldığı alanlardan ve biyolojik etkilerinden bahsedilir.
12.5. MODERN FİZİK
Anahtar kavramlar: özel görelilik, siyah cisim ışıması, fotoelektrik olayı, Compton olayı, de Broglie dalga boyu.
12.5.1. ÖZEL GÖRELİLİK
12.5.1.1. Michelson–Morley deneyinin amacını ve sonuçlarını açıklar.
a) Deneyin yapılış aşamaları üzerinde durulur.
b) Deneyin farklı bilim insanları tarafından farklı koşullarda çok kez tekrarlanmış olmasının nedeni üzerinde durulur. Bilimsel çalışmalarda sabırlı ve kararlı olmanın önemi vurgulanır.
c) Matematiksel hesaplamalara girilmez.
12.5.1.2. Einstein’ın özel görelilik teorisinin temel postülalarını ifade eder.
12.5.1.3. Göreli zaman ve göreli uzunluk kavramlarını açıklar. Özel görelilikte matematiksel hesaplamalara girilmez.
12.5.1.4. Kütle-enerji eşdeğerliğini açıklar. Matematiksel hesaplamalara girilmez.
12.5.2. KUANTUM FİZİĞİNE GİRİŞ
12.5.2.1. Siyah cisim ışımasını açıklar.
a) Planck hipotezi açıklanır.
b) Dalga boyu-ışıma şiddeti grafiğinden hareketle klasik yaklaşımla modern yaklaşımın çelişkisi ve bu çelişkinin kuantum fiziğinin doğuşuna etkisi vurgulanır.
c) Siyah cisim ışıması ile ilgili matematiksel hesaplamalara girilmez.
12.5.3. FOTOELEKTRİK OLAYI
12.5.3.1. Foton kavramını açıklar.
12.5.3.2. Fotoelektrik olayını açıklar.
a) Hertz’in çalışmaları üzerinde durulur.
b) Einstein’ın fotoelektrik denklemi üzerinde durulur.
c) Öğrencilerin simülasyonlar yardımıyla fotoelektrik olaya etki eden değişkenleri gözlemlemeleri ve yorumlamaları sağlanır.
12.5.3.3. Farklı metaller için maksimum kinetik enerji-frekans grafiğini çizer.
12.5.3.4. Fotoelektronların sahip olduğu maksimum kinetik enerji, durdurma gerilimi ve metalin eşik enerjisi arasındaki matematiksel ilişkiyi açıklar.
12.5.3.5. Fotoelektrik olayın günlük hayattaki uygulamalarına örnekler verir. Fotoelektrik olayın günlük hayattaki olumlu (musluklarda hijyenin sağlanması gibi) ve olumsuz (sahte güneş gözlüklerinin kullanımı gibi) etkileri üzerinde durulur.
12.5.3.6. Fotoelektrik olayla ilgili hesaplamalar yapar.
12.5.4. COMPTON SAÇILMASI VE DE BROGLİE DALGA BOYU
12.5.4.1. Compton olayında foton ve elektron etkileşimini açıklar. Öğrencilerin model veya simülasyonlar kullanarak Compton saçılmasını açıklamaları sağlanır. Matematiksel hesaplamalara girilmez.
12.5.4.2. Compton ve fotoelektrik olaylarının benzer yönlerini belirterek ışığın tanecik doğası hakkında çıkarım yapar.
12.5.4.3. Işığın ikili doğasını açıklar. Işığın tanecik, dalga, hem tanecik hem de dalga doğası ile açıklanan olaylar vurgulanır.
12.5.4.4. Madde ve dalga arasındaki ilişkiyi açıklar.
a) De Broglie bağıntısı verilir.
b) Matematiksel hesaplamalara girilmez.
12.6. MODERN FİZİĞİN TEKNOLOJİDEKİ UYGULAMALARI
Anahtar kavramlar: görüntüleme teknolojisi, yarı iletken, diyot, transistör, LED, güneş pili, süper iletken, nanoteknoloji, nanobilim, LASER. 1
2.6.1. GÖRÜNTÜLEME TEKNOLOJİLERİ
12.6.1.1. Görüntüleme cihazlarının çalışma prensiplerini açıklar.
a) Öğrencilerin röntgen, MR, PET, tomografi, ultrason, radarlar, sonar, termal kameralar ile ilgili araştırmalar yaparak bu teknolojilerin oluşturulmasında fiziğin rolünü sorgulamaları sağlanır.
b) Görüntüleme cihazlarının (röntgen, MR, PET, tomografi, ultrason, radarlar, sonar, termal kameralar) çalışma ilkelerine kısaca değinilir.
12.6.1.2. LCD ve plazma teknolojilerinde fizik biliminin yerini açıklar.
12.6.2. YARI İLETKEN TEKNOLOJİSİ
12.6.2.1. Yarı iletken maddelerin genel özelliklerini açıklar.
12.6.2.2. Yarı iletken malzemelerin teknolojideki önemini açıklar.
a) Diyot ve transistörlerin işlevi verilir, çeşitlerine girilmez.
b) Öğrencilerin kumun bir elektronik devre elemanı hâline gelme sürecini araştırmaları ve paylaşmaları sağlanır.
12.6.2.3. LED teknolojisinin kullanıldığı yerlere örnekler verir.
12.6.2.4. Güneş pillerinin çalışma şeklini açıklar.
a) Yapı elemanlarının özelliklerinin detaylarına girilmez.
b) Güneş pillerinin günümüzdeki ve gelecekteki yerinin tartışılması sağlanır.
12.6.2.5. Günlük hayatı kolaylaştıran, güneş pillerinin kullanıldığı sistem tasarlar. Öğrencilerin yapmış oldukları tasarımın ülke ekonomisine ve çevreye sağlayacağı katkıları açıklamaları sağlanır.
12.6.3. SÜPER İLETKENLER
12.6.3.1. Süper iletken maddenin temel özelliklerini açıklar.
12.6.3.2. Süper iletkenlerin teknolojideki kullanım alanlarına örnekler verir. Hızlı trenlerin ve parçacık hızlandırıcılarının çalışma ilkeleri üzerinde durulur.
12.6.4. NANOTEKNOLOJİ
12.6.4.1. Nanobilimin temellerini açıklar.
a) Fizik bilimi ile nanobilim ve nanoteknolojinin ilişkisi üzerinde durulur.
b) Fonksiyonel ve doğal nanoyapılara sahip sistemlere örnekler verilir.
12.6.4.2. Nanomalzemelerin temel özelliklerini açıklar. Malzemelerin nano boyutlara indirilmesi durumunda yeni özellikler kazandıkları vurgulanır.
12.6.4.3. Nanomalzemelerin teknolojideki kullanım alanlarına örnekler verir. Nanomalzemelerin bilim ve teknolojinin gelişimine etkisi vurgulanır.
12.6.5. LASER IŞINLARI
12.6.5.1. LASER ışınlarının elde edilişini açıklar.
a) Simülasyonlar ve videolar yardımıyla LASER ışınının oluşumunun incelenmesi sağlanır.
b) Matematiksel hesaplamalara girilmez.
12.6.5.2. LASER ışınlarının teknolojideki kullanım alanlarına örnekler verir.