Fysiikka

Oppiaineen tehtävä

Fysiikan opetus tukee opiskelijan luonnontieteellisen ajattelun ja maailmankuvan kehittymistä osana monipuolista yleissivistystä. Opetus ohjaa opiskelijaa ymmärtämään fysiikan merkityksen jokapäiväisessä elämässä, ympäristössä, yhteiskunnassa ja teknologiassa. Opetuksessa perehdytään oppiaineen ja sen taustalla olevien tieteenalojen kieleen, käsitteistöön ja tapoihin rakentaa tietoa. Opiskelijan luonnontieteellinen lukutaito kehittyy, mikä auttaa opiskelijaa arvioimaan kriittisesti erilaisia arjen valintoja sekä näkökulmia yhteiskunnallisessa keskustelussa. Fysiikan opetus antaa opiskelijalle valmiuksia menestyä jatko-opinnoissa luonnontieteellisillä ja luonnontieteitä soveltavilla aloilla sekä hyödyntää fysiikan osaamistaan työelämässä. Monipuolisilla oppimistilanteilla ja -ympäristöillä edistetään opiskelijoiden mahdollisuuksia oppia yhdenvertaisesti ja tasa-arvoisesti.

Fysiikan opetuksen tuella opiskelijan ymmärrys fysiikan käsitteistä rakentuu ja opiskelija ymmärtää niitä kvalitatiivisella ja kvantitatiivisella tasolla. Opiskelijan aikaisemmat kokemukset, uudet havainnot ja näkökulmat muokkautuvat johdonmukaiseksi käsitykseksi ympäröivästä todellisuudesta opiskelijoiden ja opettajien vuorovaikutuksessa ja fysiikan teorioiden avulla.

Fysiikan opetuksen lähtökohtana ovat ympäristöstä tehdyt havainnot. Kokeellisuus eri muodoissaan tukee käsitteiden omaksumista ja ymmärtämistä, tutkimisen taitojen oppimista sekä luonnontieteiden luonteen hahmottamista. Opiskelun edetessä tutkimisen taidot kehittyvät sekä kokonaisvaltaisesti että kunkin opintojakson keskeisten sisältöjen osalta. Kokeellisessa työskentelyssä toimitaan työturvallisuutta noudattaen.

Laaja-alainen osaaminen oppiaineessa

Fysiikan opetus ohjaa luonnontieteille ominaiseen ajatteluun, tiedonhankintaan, tietojen käyttämiseen, ideointiin, vuorovaikutukseen sekä tiedon luotettavuuden ja merkityksen arviointiin. Opetus kehittää yhteiskunnallista osaamista antamalla opiskelijalle valmiuksia osallistua yhteiskunnalliseen keskusteluun ja vaikuttaa yhteiseen päätöksentekoon.

Opiskelijoiden oma tutkimuksellinen työskentely kehittää työskentelyn ja yhteistyön taitoja, luovaa ja kriittistä ajattelua sekä innostaa opiskelijoita fysiikan opiskeluun. Opiskelija kehittää vuorovaikutusosaamistaan ja oppii pitkäjänteisyyttä sekä vastuunottamista omasta työskentelystään monipuolisten työtapojen avulla, esimerkiksi projektioppimisella ja ryhmässä työskentelemällä.

Opetus välittää kuvaa fysiikan merkityksestä kestävän tulevaisuuden rakentamisessa: fysiikkaa tarvitaan uusien ratkaisujen kehittämisessä sekä ympäristön ja ihmisten hyvinvoinnin turvaamisessa niin paikallisesti, kansallisesti kuin kansainvälisestikin. Opetus ohjaa opiskelijaa ottamaan vastuuta omasta toiminnastaan ja ympäristöstä, käyttämään fysiikan osaamistaan kestävän tulevaisuuden rakentamisessa sekä arvioimaan omia valintojaan luonnonvarojen kestävän käytön, ympäristö- ja terveysvaikutusten sekä energiantuotantotapojen kannalta. Fysiikan opetus tukee näin eettisyyttä ja ympäristöosaamista, globaali- ja kulttuuriosaamistasekä hyvinvointiosaamista.

Fysiikan opintojen aikana harjoitellaan erilaisten tekstien kirjoittamista, kriittistä tulkitsemista ja analysointia. Monilukutaitoa kehitetään tulkitsemalla ja tuottamalla esimerkiksi kirjoitettua tekstiä, kuvia, videoita, taulukoita, kuvaajia tai kaavoja. Monitieteinen ja luova osaaminen saa tukea fysiikan opiskelusta myös tieto- ja viestintäteknologian osalta. Tieto- ja viestintäteknologiaa käytetään muun muassa tiedon etsimiseen, kokeellisten havaintojen keräämiseen, mittaustulosten käsittelyyn ja tulkitsemiseen, tuotosten laatimiseen ja esittämiseen sekä mallintamiseen ja simulointiin.

Fysiikan opetuksen yleiset tavoitteet

Fysiikan opetuksen yleiset tavoitteet liittyvät fysiikan merkitykseen, arvoihin ja asenteisiin, tutkimisen taitoihin sekä fysiikan tietoihin ja niiden käyttämiseen. Tavoitealueittain opetuksen yleiset tavoitteet ovat seuraavat.

Merkitys, arvot ja asenteet

Tavoitteena on, että opiskelija

• osaa arvioida fysiikan ja teknologian merkitystä yksilölle ja yhteiskunnalle
• tunnistaa fysiikan osaamistaan sekä kykenee asettamaan omia tavoitteitaan, kohtaamaan oppimishaasteitaan ja soveltamaan fysiikan opiskelustrategioita
• perehtyy fysiikan soveltamiseen monipuolisissa tilanteissa, kuten luonnossa, elinkeinoelämässä, järjestöissä tai tiedeyhteisöissä
• saa mahdollisuuksia perehtyä fysiikan sovelluksiin vierailujen, korkeakouluyhteistyön tai työelämäyhteistyön kautta paikallisella tai kansainvälisellä tasolla
• saa riittävät jatko-opintovalmiudet luonnontieteellisille ja fysiikkaa soveltaville aloille
• saa valmiuksia osallistua ympäristöä ja teknologiaa koskevaan keskusteluun ja päätöksentekoon.

Tutkimisen taidot

Tavoitteena on, että opiskelija

• ymmärtää luonnontieteellisen tiedon luonnetta ja kehittymistä sekä tieteellisiä tapoja tuottaa tietoa
• osaa muodostaa kysymyksiä tarkasteltavista ilmiöistä ja kehittää kysymyksiä edelleen tutkimusten, ongelmanratkaisun tai muun toiminnan lähtökohdiksi
• osaa suunnitella ja toteuttaa kokeellisia tutkimuksia yhteistyössä muiden kanssa
• tunnistaa virhelähteiden vaikutuksen mittauksiin
• osaa käsitellä, tulkita ja esittää tutkimusten tuloksia sekä arvioida niitä ja koko tutkimusprosessia.

Fysiikan tiedot ja niiden käyttäminen

Tavoitteena on, että opiskelija

• osaa käyttää fysiikan keskeisiä käsitteitä johdonmukaisesti ja oikeissa yhteyksissä
• jäsentää käsitystään luonnon rakenteista ja ilmiöistä fysiikan käsitteiden ja periaatteiden avulla
• osaa ilmaista johtopäätöksiä ja näkökulmia fysiikalle ominaisilla tavoilla
• ymmärtää fysiikan ilmiöitä ja periaatteita teknologisten sovellusten taustalla
• osaa muodostaa, tulkita ja arvioida erilaisia malleja sekä käyttää niitä ja simulaatioita ilmiöiden kuvaamiseen ja ennusteiden tekemiseen
• osaa käyttää asianmukaisia ohjelmia mallintamisen, laskennallisten ja graafisten ratkaisujen sekä tulosten ilmaisemisen välineenä
• osaa käyttää monipuolisia tietolähteitä ja arvioida niitä kriittisesti fysiikan tietojensa avulla. 

Arviointi    

Arviointi kohdistuu fysiikan yleisten tavoitteiden saavuttamiseen opintojaksokohtaisia tavoitteita ja keskeisten sisältöjen hallintaa painottaen. Oppimisprosessin aikana annettu arviointi ja palaute tukevat opiskelijaa fysiikan osaamisensa tiedostamisessa ja kehittämisessä. Samalla opiskelija harjaantuu itsearviointiin.

Arviointi perustuu monipuoliseen näyttöön sekä opiskelijan käsitteellisten ja menetelmällisten tietojen ja taitojen havainnointiin. Fysiikan tietoja ja niiden soveltamista voidaan osoittaa eri tavoin, kuten selittämällä, graafisesti mallintamalla ja matemaattisia malleja käyttämällä. Erilaisten tuotosten lisäksi arvioidaan opiskelijan työskentelyä, esimerkiksi kysymysten muodostamista, ongelmanratkaisuprosessin kuvaamista ja tutkimisen taitoja. Arvioinnissa otetaan huomioon taito työskennellä kokeellisesti, hankkia tietoa ja soveltaa sitä. 

Pakolliset opinnot        

FY1 Fysiikka luonnontieteenä (1 op) 

Opintojaksossa opiskelija saa kuvan fysiikan kokeellisesta luonteesta ja tutustuu kvantitatiiviseen mallintamiseen. Keskeisenä näkökulmana on, miten uutta tietoa rakennetaan tekemällä havaintoja ja kokeita luonnontieteille ominaisella tavalla. Opintojakso kehittää yhteistyötaitoja ja luo perustaa monitieteiselle ja luovalle osaamiselle. Opintojaksossa korostuvat monitieteellisen ja luovan osaamisen sekä globaali- ja kulttuuriosaamisen laaja-alaiset tavoitteet.

Yleiset tavoitteet  

Opintojakson tavoitteena on, että opiskelija

• saa kokemuksia, jotka herättävät ja syventävät kiinnostusta fysiikkaa ja sen opiskelua kohtaan
• tutustuu fysiikan alan ammatteihin ja jatko-opintomahdollisuuksiin
• tutustuu fysiikkaan systemaattisena, kokeellisuuteen nojautuvana tieteenä
• tutustuu aineen rakenteen ja maailmankaikkeuden mittasuhteisiin
• tutustuu fysiikassa käytettäviin tiedonhankintamenetelmiin
• osaa suunnitella ja toteuttaa yksinkertaisia luonnontieteellisiä kokeita.

Keskeiset sisällöt  

• suure ja yksikkö sekä SI-järjestelmä
• mittaaminen, tulosten kerääminen, niiden esittäminen graafisesti ja luotettavuuden arviointi
• graafinen (erityisesti lineaarinen) ja matemaattinen malli
• yksinkertaisen kokeellisen tutkimuksen suunnitteleminen ja toteutus

Opintojakson keskeisiä sisältöjä voidaan tarkastella esimerkiksi seuraavissa yhteyksissä: liikeilmiöt, tiheysmittaukset ja putoamiskiihtyvyys.

Arviointi

Arvioinnista sovitaan yhdessä opiskelijoiden kanssa.

FY2 Fysiikka, ympäristö ja yhteiskunta (1 op)

Opintojaksossa perehdytään siihen, miten energiaa tuotetaan, siirretään ja käytetään sekä mitä vaikutuksia näillä toiminnoilla on ympäristöön, yhteiskuntaan ja ihmisten hyvinvointiin. Opiskelija ymmärtää energian käsitteen ja pystyy osallistumaan aiheesta käytävään yhteiskunnalliseen keskusteluun. Opiskelija jäsentää ja täsmentää näkemyksiään aiheesta perustellen. Opintojaksossa korostuvat eettisyyden, ympäristöosaamisensekä yhteiskunnallisen osaamisen laaja-alaiset taidot.

Yleiset tavoitteet  

Opintojakson tavoitteena on, että opiskelija

• perehtyy energiaan fysiikan keskeisenä käsitteenä
• tuntee eri energialajeja ja energiantuotantotapoja
• osaa vertailla eri energiantuotantotapoihin ja niiden ympäristövaikutuksiin liittyviä suuruusluokkia
• saa valmiuksia osallistua ympäristöä ja teknologiaa koskevaan keskusteluun ja päätöksentekoon kestävän energiatalouden näkökulmasta.

Keskeiset sisällöt  

• energialajit, energian säilyminen ja muuntuminen
• energian tuotanto, teho, hyötysuhde ja energian siirtäminen
• energiantuotannon vaikutus ympäristöön ja ilmastonmuutokseen

Opintojakson keskeisiä sisältöjä voidaan tarkastella esimerkiksi seuraavissa yhteyksissä: kemiallinen energia energialähteenä, kansallinen energiantuotanto ja -kulutus sekä energian käyttö kotitalouksissa.

Arviointi

Arvioinnista sovitaan yhdessä opiskelijoiden kanssa.

Opintojakso on osa Ilmastonmuutoksen opintokokonaisuutta.

Valtakunnalliset valinnaiset opinnot 

FY 3 Energia ja lämpö (2 op)

Opintojaksossa tutkitaan termodynaamisia systeemejä, energian siirtymistä systeemien välillä ja energian siirtymisen vaikutuksia. Keskeiset sisällöt liittyvät esimerkiksi energian-tuotantoon, ilmastonmuutokseen ja rakentamiseen. Opintojakso antaa valmiuksia osallis-tua ympäristöä ja teknologiaa koskevaan keskusteluun ja päätöksentekoon.  Opintojaksossa korostuvat eettisyyden, ympäristöosaamisen sekä yhteiskunnallisen osaamisen laaja-alaiset taidot.

Yleiset tavoitteet  

Opintojakson tavoitteena on, että opiskelija

• syventää ymmärrystään energiasta fysiikan keskeisenä käsitteenä
• osaa tutkia aineen termodynaamiseen tilaan ja olomuodon muutoksiin liittyviä

ilmiöitä

• osaa soveltaa termodynamiikan käsitteitä ja malleja
• tutustuu termodynamiikan käsitteisiin ja malleihin energiantuotannon ratkaisujen

tarkastelussa ja kestävän tulevaisuuden rakentamisessa

• tunnistaa energiatasapainon ja lämmönsiirtymisen merkityksen ilmastonmuutok-sessa.

Keskeiset sisällöt  

• voima vuorovaikutuksen mittana
• mekaaninen työ
• termodynaaminen systeemi ja tilanmuuttujat
• lämpötila, paine ja hydrostaattinen paine
• energian säilyminen, sisäenergia, energian siirtyminen ja lämpömäärä
• aineen lämpeneminen ja jäähtyminen sekä olomuodon muutokset
• lämpölaajeneminen
• kaasujen tilanmuutokset ja ideaalikaasun tilanyhtälö

Opintojakson keskeisiä sisältöjä voidaan tarkastella esimerkiksi seuraavissa yhteyksissä: energiantuotanto, rakentaminen ja energia kotona, ilmastonmuutos sekä lämpövoimakone.

Keskeisiä sisältöjä voidaan kokeellisesti tarkastella esimerkiksi: absoluuttisen nollapisteen määrittäminen ekstrapoloimalla, veden ominaishöyrystymislämmön määrittäminen ja kaasulakien todentaminen.

Arviointi

Arvioinnista sovitaan yhdessä opiskelijoiden kanssa.

Opintojakso on osa Ilmastonmuutoksen opintokokonaisuutta.

FY4 Voima ja liike (2 op)

Opintojaksossa tarkastellaan tasaista ja muuttuvaa liikettä. Opintojaksossa perehdytään

voimaan kappaleiden välisiä vuorovaikutuksia kuvaavana suureena ja siihen, miten

Newtonin lakeja käytetään mallinnettaessa voiman vaikutusta liiketilaan. Energiaa ja liike-määrää tarkastellaan mekaniikan keskeisinä käsitteinä ja säilyvinä suureina. Opinto-jaksossa korostuvat monitieteisen ja luovan osaamisen sekä vuorovaikutusosaamisen laaja-alaiset taidot.

Yleiset tavoitteet  

Opintojakson tavoitteena on, että opiskelija

• osaa tutkia kokeellisesti voimaan ja liikkeeseen liittyviä ilmiöitä
• osaa tuottaa ja analysoida graafisia esityksiä mittausaineistosta
• ymmärtää säilymislakien merkityksen fysiikassa
• tuntee voimaan ja liikkeeseen liittyvät turvallisuusnäkökohdat.

Keskeiset sisällöt  

• tasainen ja tasaisesti kiihtyvä suoraviivainen liike
• kappaleiden vuorovaikutus ja voima sekä Newtonin lait
• voimien yhteisvaikutus, voimakuvio ja liikeyhtälö
• paino ja kitka
• liike-energia, potentiaalienergia ja mekaaninen energia
• mekaanisen energian säilyminen ja energiaperiaate
• liikemäärä, impulssi, liikemäärän säilyminen ja yksiulotteiset törmäykset

Opintojakson keskeisiä sisältöjä voidaan tarkastella esimerkiksi seuraavissa yhteyksissä: vesi- ja tuulivoima, liikenne sekä urheilu.

Keskeisiä sisältöjä voidaan tarkastella esimerkiksi seuraavilla kokeilla: putoamis-kiihtyvyyden määrittäminen, kitkakertoimen määrittäminen ja kappaleeseen vaikuttavien voimien määrittäminen.

Arviointi

Arvioinnista sovitaan yhdessä opiskelijoiden kanssa.

FY5 Jaksollinen liike ja aallot (2 op)

Opintojaksossa perehdytään harmoniseen vuorovaikutukseen ja gravitaatiovuoro-vaikutukseen sekä niiden aiheuttamiin liikeilmiöihin. Opintojaksossa tutkitaan ja mallinnetaan ääntä ja ääni-ilmiöitä mekaanisina aaltoliikkeinä. Opintojaksossa korostuvat globaali- ja kulttuuriosaamisen sekä vuorovaikutusosaamisen laaja-alaiset taidot.

Yleiset tavoitteet  

Opintojakson tavoitteena on, että opiskelija

• osaa mallintaa planetaarista liikettä ympyräliikkeenä
• perehtyy värähtely- ja aaltoliikkeen perusteisiin tutkimalla mekaanista värähtelyä ja ääntä
• osaa kuvata jaksollista liikettä fysikaalisilla ja matemaattisilla käsitteillä
• osaa mallintaa mekaanista värähtelyä ja ääntä jaksollisena liikkeenä.

Keskeiset sisällöt  

• momentti ja kappaleen kiertyminen
• tasapaino kiertymisen suhteen yksinkertaisissa tilanteissa
• tasainen ympyräliike ja normaalikiihtyvyys
• gravitaatiolaki ja planetaarinen liike
• jaksollinen liike, jaksonaika, taajuus ja amplitudi
• harmoninen voima ja värähtelyliike sekä harmonisen voiman potentiaalienergia
• mekaanisten aaltojen synty, eteneminen ja heijastuminen
• mekaanisten aaltojen diffraktio ja interferenssi sekä seisovat aallot
• ääni aaltoliikkeenä, äänen intensiteettitaso, äänen ominaisuudet ja eteneminen

Opintojakson keskeisiä sisältöjä voidaan tarkastella esimerkiksi seuraavissa yhteyksissä: heiluri, soittimet, akustiikka ja äänentoisto, melun haittavaikutukset ja kuulon suojaaminen sekä ultraäänikuvaus.

Keskeisiä sisältöjä voidaan tarkastella esimerkiksi seuraavilla kokeilla: heilurin heilahdus-ajan määrittäminen, äänen nopeuden määrittäminen ja äänen taajuusanalyysi.

Arviointi

Arvioinnista sovitaan yhdessä opiskelijoiden kanssa.

FY6 Sähkö (2 op)

Opintojaksossa perehdytään keskeisimpiin sähköistä vuorovaikutusta kuvaaviin malleihin sekä      sähköenergian ja sähkötekniikan käsitteisiin. Opiskelija saa perustiedot yksinkertaisten virtapiirien suunnittelusta ja tutkimisesta. Opintojaksossa käsitellään myös sähköturvallisuutta ja tutustutaan   sähkötekniikan sovelluksiin. Opintojaksossa korostuvat yhteiskunnallisen osaamisen sekä hyvin-vointiosaamisen laaja-alaiset taidot.

Yleiset tavoitteet 

Opintojakson tavoitteena on, että opiskelija

• osaa tutkia kokeellisesti sähköön liittyviä ilmiöitä ja tehdä sähköopin perusmittauk-sia
• osaa käyttää kentän ja potentiaalin käsitteitä sähkökentän kuvaamisessa
• tuntee sähkölaitteisiin ja sähköenergian siirtoon liittyvät turvallisuusnäkökohdat.

Keskeiset sisällöt  

• jännite ja sähkövirta tasavirtapiireissä
• resistanssi ja Ohmin laki
• sähköteho ja Joulen laki
• vastusten kytkennät ja Kirchhoffin lait
• akut ja akun latauspiiri
• Coulombin laki ja homogeeninen sähkökenttä
• potentiaalienergia ja potentiaali homogeenisessa sähkökentässä
• kondensaattori ja kondensaattorin energia
• puolijohteet, diodi ja LED komponentteina virtapiirissä
• sähköturvallisuus: sulake, suojausluokitus ja läpilyöntilujuus

Opintojakson keskeisiä sisältöjä voidaan tarkastella esimerkiksi seuraavissa yhteyksissä: yksinkertaiset sähkölaitteet, aurinkokenno tasajännitelähteenä ja sähköenergian varastoi-minen.  Keskeisiä sisältöjä voidaan kokeellisesti tarkastella esimerkiksi mittaamalla kompo-nenttien toimintaa virtapiirissä ja määrittämällä pariston sisäisen resistanssin.

Arviointi

Arvioinnista sovitaan yhdessä opiskelijoiden kanssa.

FY7 Sähkömagnetismi ja valo (2op)

Opintojaksossa perehdytään sähkömagnetismiin ilmiöalueena, jossa sähköiset ja mag-neettiset vuorovaikutukset esiintyvät rinnakkain. Opintojaksossa käsitellään sähkö-magneettisia ilmiöitä, joista keskeisin on sähkömagneettinen induktio. Opintojaksossa tar-kastellaan myös sähkömagneettista säteilyä ja erityisesti näkyvää valoa. Sähkömagnetis-miin perustuvien sovellusten tarkastelussa keskitytään niiden merkitykseen yhteiskunnan kehityksen mahdollistajana. Opintojaksossa korostuvat yhteiskunnallisen osaamisen sekä globaali- ja kulttuuriosaamisen laaja-alaiset taidot.

Yleiset tavoitteet  

Opintojakson tavoitteena on, että opiskelija

• ymmärtää induktioilmiön keskeisen merkityksen sähkömagnetismissa
• ymmärtää sähköenergian tuotannon ja siirron fysikaaliset perusteet ja merkityksen yhteiskunnan toiminnan kannalta
• tunnistaa sähkömagneettisen säteilyn lähteitä ja vaikutuksia
• ymmärtää valon sähkömagneettisena ilmiönä.

Keskeiset sisällöt  

• ferromagnetismi ja magneettinen dipoli
• magneettinen vuorovaikutus ja magneettikenttä
• varatun hiukkasen liike homogeenisessa sähkö- ja magneettikentässä
• virtajohtimen magneettikenttä ja kahden virtajohtimen välinen voima
• sähkömagneettinen induktio, Lenzin laki ja pyörrevirrat
• generaattori, vaihtovirran synty, muuntaja ja energian siirto sähkövirran avulla
• sähkömagneettinen säteily ja sen spektri sekä mustan kappaleen säteilyn spektri
• valon heijastuminen, taittuminen ja kokonaisheijastuminen
• valon interferenssi ja diffraktio
• valon polarisaatio

Opintojakson keskeisiä sisältöjä voidaan tarkastella esimerkiksi seuraavissa yhteyksissä: hiukkaskiihdytin, tuulivoima ja optinen tiedon siirto. Keskeisiä sisältöjä voidaan kokeellisesti tarkastella esimerkiksi määrittämällä magneettivuon tiheyden käämin sisällä, tutkimalla valon heijastumista ja taittumista rajapinnassa sekä määrittämällä laserin aallonpituus hilan avulla.

Arviointi

Arvioinnista sovitaan yhdessä opiskelijoiden kanssa.

FY8 Aine, säteily ja kvantittuminen (2 op)

Opintojaksossa perehdytään käsitteelliseen ja teoreettiseen rakenteeseen sekä niiden kokeelliseen luonteeseen. Keskeistä on aineen rakenne ja perusvuorovaikutukset sekä niiden vaikutus aineen ominaisuuksiin. Opintojakso käsittelee kvanttifysiikan teknologisia sovelluksia sekä sitä, miten kvanttifysiikka ilmenee alkeishiukkastason ilmiöistä nanomittakaavaan ja aina kosmisen mittakaavan ilmiöihin saakka. Tarkastelun kohteena ovat myös erilaiset radioaktiiviseen hajoamiseen, ionisoivaan säteilyyn ja kvantittumiseen perustuvat sovellukset. Opintojaksossa korostuvat monitieteisen ja luovan osaamisen sekä hyvinvointiosaamisen laaja-alaiset taidot.

Yleiset tavoitteet  

Opintojakson tavoitteena on, että opiskelija

• tietää ionisoivan säteilyn vaikutukset ja tutustuu säteilyn turvalliseen käyttöön
• tutustuu kvanttifysiikkaan perustuvaan maailmankuvaan alkeishiukkasfysiikasta      kosmologiaan
• ymmärtää kvantittumiseen perustuvan teknologian (esimerkiksi valosähköisen ilmiön) merkityksen nyky-yhteiskunnassa.  

Keskeiset sisällöt

• energian kvantittuminen aineen ja säteilyn vuorovaikutuksessa
• fotoni sähkömagneettisen säteilykentän kvanttina
• atomin rakenne, atomin elektronien kvanttitilat ja aaltomekaanisen atomimallin periaate
• kvantittumiseen perustuva teknologia: laser ja kvanttirakenteet (esimerkiksi kvanttitietokoneet ja aurinkokennot)
• atomiytimen rakenne ja muutokset, radioaktiivinen hajoaminen
• ydinreaktiot, massan ja energian ekvivalenssi, ytimen sidosenergia
• ydinvoima, fissio ja fuusio
• hajoamislaki
• ionisoivan säteilyn lajit ja biologiset vaikutukset sekä soveltaminen lääketieteessä ja teknologiassa
• hiukkasfysiikan standardimalli
• maailmankaikkeuden kehitys

Opintojakson keskeisiä sisältöjä voidaan tarkastella esimerkiksi seuraavissa yhteyksissä: säteilyturvallisuus, säteilyn käyttö lääketieteessä, ilmastonmuutos ja kasvihuoneilmiö. Keskeisiä sisältöjä voidaan kokeellisesti tarkastella esimerkiksi mittaamalla spektriä, tarkastelemalla spektrin muutoksia fluoresenssi-ilmiössä, laser-diodeilla ja simulaatioilla.

Arviointi

Arvioinnista sovitaan yhdessä opiskelijoiden kanssa.

Koulukohtaiset valinnaiset opinnot

FY9 Fysiikan kertausta (2 op)

Opintojakson tavoitteena on, että opiskelija

• kertaa kaikkien fysiikan opintojaksojen keskeiset sisällöt ja syventää sekä aihekokonaisuuksien osaamistaan että niiden liittymistä toisiinsa
• hallitsee laskennallisesti opintojaksojen keskeiset asiat
• hallitsee sähköisen ylioppilaskokeen ohjelmistot.

Arviointi

Opintojakso arvioidaan suoritusmerkinnällä.