Wymagania egzaminacyjne

Wymagania egzaminacyjne

Podstawą przeprowadzania egzaminu maturalnego z fizyki i astronomii są standardy wymagań egzaminacyjnych ogłoszone w rozporządzeniu Ministra Edukacji Narodowej i Sportu z dnia 10 kwietnia 2003 roku. Obejmują one trzy obszary:
I. Wiadomości i rozumienie
1. posługiwanie się pojęciami i wielkościami fizycznymi do opisywania zjawisk
2. na podstawie znanych zależności i praw wyjaśnianie przebiegu zjawisk oraz wyjaśnianie zasady działania urządzeń technicznych
II. Korzystanie z informacji
III. Tworzenie informacji.

Dodatkowo Komisja Egzaminacyjna przygotowała opis wymagań, który uszczegóławia zakres treści oraz rodzaje informacji wykorzystywanych bądź tworzonych w ramach danego standardu, oddzielnie dla każdego obszaru standardów.

W poniższej tabeli w lewej kolumnie umieszczony jest standard egzaminacyjny. W obszarze I cyframi arabskimi oznaczono poszczególne treści wynikające z Podstawy programowej z fizyki i astronomii. Natomiast w obszarze II i III cyframi arabskimi oznaczono standardy wynikające z Podstawy programowej. Przedstawiają one umiejętności, które będą sprawdzane na egzaminie maturalnym. Podpunkty oznaczone literami przedstawiają:
* zakres treści nauczania, na podstawie których może być podczas egzaminu sprawdzany stopień opanowania określonej w standardzie umiejętności,
* rodzaje informacji do wykorzystywania,
* typy i rodzaje informacji do tworzenia.

W prawej kolumnie znajduje się opis wymagań podany przez Komisję Egzaminacyjną.
Schemat ten dotyczy poziomu podstawowego i rozszerzonego.

Wymagania egzaminacyjne dla poziomu podstawowego
I. Wiadomości i rozumienie

Zdający zna, rozumie i stosuje terminy, pojęcia i prawa oraz wyjaśnia procesy i zjawiska:

Standard
Opis wymagań
Zdający potrafi:
1. posługuje się pojęciami i wielkościami fizycznymi do opisywania zjawisk związanych z:
1) ruchem, jego powszechnością i względnością:
a) ruchem i jego względnością,
b) maksymalną szybkością przekazu informacji,
c) efektami relatywistycznymi,
1. opisywać ruch względem różnych układów odniesienia,
2. rozróżniać pojęcia: przemieszczenia, toru i drogi,
3. obliczać wartości prędkości średniej i chwilowej, przyspieszenia, drogi i czasu w ruchu jednostajnym oraz jednostajnie zmiennym,
4. obliczać wartość prędkości względnej,
5. analizować kinematycznie swobodny spadek i rzuty pionowe,
6. opisywać ruch jednostajny po okręgu,
7. obliczać dylatację czasu w układach poruszających się,
8. obliczać masę, pęd i energię w ujęciu relatywistycznym;
2) oddziaływaniami w przyrodzie:
a) podstawowymi rodzajami oddziaływań w przyrodzie,
b) polami sił i ich wpływem na charakter ruchu,
1. wyznaczać siłę działającą na ciało w wyniku oddziaływania grawitacyjnego, elektrostatycznego, magnetycznego,
2. zastosować zasady dynamiki do opisu zachowania się ciał,
3. analizować ruchy ciał z uwzględnieniem sił tarcia i oporu,
4. analizować ruch ciał w układzie nieinercjalnym,
5. zastosować zasadę zachowania pędu układu w zjawisku odrzutu i zderzeniach niesprężystych,
6. przedstawiać pola grawitacyjne, elektrostatyczne i magnetyczne za pomocą linii pola,
7. opisywać wpływ pola grawitacyjnego, elektrostatycznego i magnetycznego na ruch ciał,
8. analizować I i II prędkość kosmiczny
9. opisywać własności sił jądrowych;
3) makroskopowymi własnościami materii a jej budową mikroskopową:
a) oscylatorem harmonicznym i przykładami występowania ruchu drgającego w przyrodzie,
b) związkami między mikroskopowymi i makroskopowymi właściwościami ciał oraz ich wpływem na właściwości mechaniczne, elektryczne, magnetyczne, optyczne i przewodnictwo elektryczne,
1. analizować ruch ciał pod wpływem sił sprężystości,
2. opisywać ruch drgający,
3. obliczać okres drgań wahadła matematycznego i sprężynowego,
4. opisywać zjawisko rezonansu mechanicznego,
5. porównywać właściwości mechaniczne ciał stałych, cieczy i gazów oraz wyjaśniać je w oparciu o budowę mikroskopową,
6. porównywać własności elektryczne przewodników, półprzewodników i izolatorów,
7. opisywać zjawisko przewodnictwa elektrycznego metali i jego zależność od temperatury,
8. porównywać własności magnetyczne substancji dia-, para- i ferromagnetycznych; wyjaśniać ich wpływ na pole magnetyczne,
9. podawać przykłady zastosowań w życiu i w technice urządzeń wykorzystujących właściwości mechaniczne, elektryczne i magnetyczne materii;
4) porządkiem i chaosem w przyrodzie:
a) procesami termodynamicznymi, ich przyczynami i skutkami oraz zastosowaniami,
b) drugą zasadą termodynamiki, odwracalnością procesów termodynamicznych,
c) konwekcją, przewodnictwem cieplnym,
1) zastosować równanie Clapeyrona i równanie stanu gazu doskonałego do wyznaczania parametrów gazu,
2) opisywać przemianę izobaryczną, izochoryczną i izotermiczną,
3) obliczać zmianę energii cieplnej w przemianach: izobarycznej i izochorycznej oraz pracę w przemianie izobarycznej,
4) zastosować I zasadę termodynamiki,
5) sformułować II zasadę termodynamiki i wnioski z niej wynikające,
6) obliczać sprawność silników cieplnych,
7) podawać przykłady procesów odwracalnych i nieodwracalnych,
8) posługiwać się pojęciem entropii;
5) światłem i jego rolą w przyrodzie:
a) widmem fal elektromagnetycznych, światłem jako falą,
b) odbiciem i załamaniem światła, rozszczepieniem światła białego, barwą światła,
c) szybkością światła,
d) dyfrakcją, interferencją i polaryzacją światła,
e) kwantowym modelem światła, zjawiskiem fotoelektrycznym i jego zastosowaniem,
f) budową atomu i wynikającą z niej analizą widmową,
g) laserami i ich zastosowaniem,
1) opisywać widmo światła białego, uwzględniając zależność barwy światła od częstotliwości i długości fali świetlnej,
2) zastosować do obliczeń związek między długością, prędkością rozchodzenia się w danym ośrodku i częstotliwością fali świetlnej,
3) analizować zjawiska odbicia i załamania światła,
4) opisywać zjawisko całkowitego wewnętrznego odbicia światła,
5) wyjaśniać zjawisko rozszczepienia światła,
6) konstruować obrazy w soczewce skupiającej i rozpraszającej dla różnych położeń przedmiotu i określać cechy powstałego obrazu,
7) obliczać ogniskową soczewki, znając promienie krzywizny i współczynnik załamania materiału, z którego jest wykonana,
8) posługiwać się pojęciami: powiększenie i zdolność skupiająca,
9) zastosować równanie zwierciadła i soczewki cienkiej do obliczeń wartości odległości przedmiotu i obrazu, ogniskowej, zdolności skupiającej lub współczynnika załamania ośrodka,
10) opisywać sposoby korekcji dalekowzroczności i krótkowzroczności,
11) przedstawiać zastosowanie układu soczewek w budowie podstawowych przyrządów optycznych,
12) opisywać zjawisko dyfrakcji światła,
13) opisywać zjawisko przejścia światła przez siatkę dyfrakcyjną,
14) zastosować zjawisko interferencji do wyznaczenia długości fali świetlnej,
15) opisywać sposoby uzyskiwania światła spolaryzowanego,
16) obliczać kąt Brewstera,
17) opisywać zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne i wyjaśniać je zgodnie z założeniami kwantowego modelu światła,
18) wyjaśniać zasadę działania fotokomórki,
19) podawać podstawowe założenia modelu atomu wodoru wg Bohra,
20) obliczać częstotliwość i długość fali emitowanej przez atom wodoru przy przeskokach elektronu pomiędzy orbitami,
21) wyjaśniać mechanizm powstawania widma emisyjnego i absorpcyjnego oraz przedstawiać zastosowanie analizy widmowej,
22) wyjaśniać zasadę działania lasera i wymieniać jego zastosowania;
6) energią, jej przemianami i transportem:
a) równoważnością masy i energii,
b) rozszczepieniem jądra atomowego i jego zastosowaniem,
c) rodzajami promieniowania jądrowego i jego zastosowaniami,
1) posługiwać się pojęciami pracy i mocy,
2) posługiwać się pojęciami energii kinetycznej, potencjalnej ciężkości, potencjalnej sprężystości, wewnętrznej,
3) zastosować zasadę zachowania energii mechanicznej dla ruchu prostoliniowego,
4) wskazywać zależność E = mc2 jako równoważność masy i energii,
5) określać, na podstawie liczby masowej i liczby porządkowej, skład jąder atomowych i izotopów atomów,
6) posługiwać się pojęciami jądrowego niedoboru masy i energii wiązania,
7) analizować reakcję rozszczepienia jąder uranu i reakcję łańcuchową,
8) wymieniać własności promieniowania jądrowego (a, p i y) i przedstawiać związane z nimi zagrożenia,
9) wymieniać zastosowania promieniowania jądrowego,
10) zastosować zasadę zachowania ładunku i liczby nukleonów do zapisów reakcji jądrowych i przemian jądrowych,
11) zastosować prawo rozpadu, z uwzględnieniem czasu połowicznego zaniku, do analizy przemian jądrowych,
12) opisywać transport energii w ruchu falowym,
13) opisywać zjawisko konwekcji, przewodnictwa i promieniowania cieplnego;
7) budową i ewolucją Wszechświata:
a) modelami kosmologicznymi i ich obserwacyjnymi podstawami,
b) galaktykami i ich układami,
c) ewolucją gwiazd,
1) analizować reakcję syntezy termojądrowej i mechanizm wytwarzania energii w Słońcu i w gwiazdach,
2) opisywać strukturę Wszechświata, porównując rozmiary obiektów i odległości między nimi,
3) zastosować prawa Keplera do opisu ruchu planet,
4) analizować, korzystając z diagramu H-R, etapy ewolucji gwiazd i określać aktualną fazę ewolucji Słońca, interpretować położenie gwiazdy na diagramie jako etap ewolucji,
5) opisywać teorię Wielkiego Wybuchu;
8) jednością mikro-i makroświata:
a) falami materii,
b) dualizmem korpuskularno-falowym materii,
c) zasadą nieoznaczoności,
d) pomiarami w fizyce,
e) zakresem stosowalności teorii fizycznych, f) determinizmem,
i) indeterminizmem w opisie przyrody,
g) elementami metodologii nauk,
1) sformułować hipotezę de Broglie’a, zinterpretować zależność pomiędzy długością fali materii a pędem cząstki, której ona odpowiada,
2) przedstawiać dowody eksperymentalne istnienia fal materii i ich zastosowanie,
3) wyjaśniać, na czym polega dualizm korpuskularno-falowy światła,
4) określać, kiedy pomiar wpływa na stan obiektu,
5) określać przyczyny powstawania niepewności pomiarowych,
6) zinterpretować zasadę nieoznaczoności Heisenberga,
7) opisywać zakres stosowalności praw fizyki na przykładzie mechaniki klasycznej i kwantowej teorii światła,
8) podać przykłady zjawisk potwierdzających deterministyczny opis przyrody,
9) uzasadnić indeterminizm fizyki kwantowej,
10) opisać, na czym polega metoda: indukcyjna, hipotetyczno-dedukcyjna, statystyczna;
9) narzędziami współczesnej fizyki:
a) metodami badawczymi współczesnych fizyków,
b) obserwatoriami astronomicznymi,
posługiwać się pojęciami, wielkościami i prawami fizycznymi pozwalającymi na zrozumienie działania urządzeń i narzędzi pracy współczesnego fizyka i astronoma.
2. na podstawie znanych zależności i praw wyjaśnia przebieg zjawisk oraz wyjaśnia zasadę działania urządzeń technicznych.
II. Korzystanie z informacji

Zdający wykorzystuje i przetwarza informacje:

1) odczytuje i analizuje informacje podane w formie:
a) tekstu o tematyce fizycznej lub astronomicznej,
b) tabeli, wykresu, schematu, rysunku.
2) uzupełnia brakujące elementy (schematu, rysunku, wykresu,
tabeli), łącząc posiadane i podane informacje, 3) selekcjonuje i ocenia informacje,
4) przetwarza informacje według podanych zasad:
a) formułuje opis zjawiska lub procesu fizycznego, rysuje schemat układu doświadczalnego lub schemat modelujący zjawisko,
b) rysuje wykres zależności dwóch wielkości fizycznych (dobiera odpowiednio osie współrzędnych, skalę wielkości i jednostki, zaznacza punkty, wykreśla krzywą),
c) oblicza wielkości fizyczne z wykorzystaniem znanych zależności fizycznych.
III. Tworzenie informacji

Zdający rozwiązuje problemy i interpretuje informacje:

1) interpretuje informacje zapisane w postaci: tekstu, tabel, wykresów i schematów,
2) stosuje pojęcia i prawa fizyczne do rozwiązywania problemów praktycznych,
3) buduje proste modele fizyczne i matematyczne do opisu zjawisk,
4) planuje proste doświadczenia i analizuje opisane wyniki doświadczeń.
Wymagania egzaminacyjne dla poziomu rozszerzonego

Wymagania egzaminacyjne dla poziomu rozszerzonego obejmują również przedstawiony wcześniej zakres wymagań dla poziomu podstawowego.

I. Wiadomości i rozumienie

Zdający zna rozumie i stosuje terminy, pojęcia i prawa oraz wyjaśnia procesy i zjawiska:

Standard
Opis wymagań
Zdający potrafi:
1. posługuje się pojęciami i wielkościami fizycznymi do opisywania zjawisk związanych z:
1) ruchem i siłami:
a) matematycznym opisem ruchu,
b) przyczynami zmian ruchu, oporami ruchu,
c) energią mechaniczną i zasadami zachowania w mechanice,
d) ruchem postępowym i obrotowym,
1) rozróżniać pojęcia punkt materialny i bryła sztywna,
2) wyznaczać prędkość wypadkową,
3) zastosować zasadę niezależności ruchów do analizy ruchów złożonych,
4) zastosować zasady dynamiki do matematycznego opisu ruchu,
5) zastosować zasadę zachowania pędu i energii do opisu zderzeń sprężystych,
6) uwzględniać siły tarcia i oporu do matematycznego opisu ruchu,
7) zastosować pojęcia: prędkości liniowej, kątowej, przyspieszenia liniowego i kątowego, momentu siły, momentu bezwładności do opisu ruchu obrotowego,
8) zastosować I i II zasadę dynamiki dla ruchu obrotowego,
9) obliczać energię kinetyczną i moment pędu bryły sztywnej,
10) zastosować zasadę zachowania momentu pędu,
11) zastosować zasadę zachowania energii mechanicznej dla ruchu postępowego i obrotowego,
12) opisywać za pomocą równań zależności: położenia, prędkości, przyspieszenia, energii kinetycznej
i potencjalnej od czasu i od wychylenia w ruchu drgającym,
13) opisywać zjawiska falowe stosując zasadę Huygensa,
14) opisywać zjawisko dyfrakcji i interferencji fal,
15) opisywać warunki powstawania fal stojących,
16) wyjaśniać zjawisko rezonansu akustycznego,
17) rozróżniać pojęcia natężenia fali akustycznej i poziomu natężenia dźwięku,
18) opisywać zjawisko Dopplera dla fali akustycznej;
2) polowym opisem oddziaływań:
a) polem grawitacyjnym i ruchem mas w polu grawitacyjnym,
b) polem elektrycznym i ruchem cząstek w polu elektrycznym.
c) polem magnetycznym i ruchem cząstek w polu magnetycznym,
1) opisywać pole grawitacyjne i elektrostatyczne za pomocą natężenia pola,
2) rozróżniać pojęcia: natężenia pola grawitacyjnego i przyśpieszenia grawitacyjnego,
3) opisywać stany przeciążenia, niedociążenia i nieważkości,
4) opisywać własności pola magnetycznego za pomocą natężenia pola i indukcji pola magnetycznego,
5) posługiwać się pojęciami energii potencjalnej masy w polu grawitacyjnym i ładunku w polu elektrostatycznym,
6) posługiwać się pojęciami potencjału grawitacyjnego i elektrostatycznego,
7) opisywać ruch cząstki naładowanej w polu elektrostatycznym i magnetycznym,
8) obliczać wartość pracy i energii mechanicznej w polu grawitacyjnym i elektrostatycznym,
9) opisywać rozkład ładunku elektrycznego na powierzchni i wewnątrz przewodnika oraz zmiany tego rozkładu pod wpływem zewnętrznego pola elektrycznego,
10) opisywać model przewodnictwa elektrycznego w metalach,
11) opisywać wpływ dielektryka na wielkości charakteryzujące pole elektrostatyczne;
3) obwodami prądu stałego:
a) przemianami energii w obwodach prądu stałego,
b) źródłami napięcia,
1) wyjaśniać pojęcia siły elektromotorycznej i oporu wewnętrznego źródła napięcia,
2) zastosować prawo Ohma, I i II prawo Kirchhoffa do obliczeń i analizy obwodów elektrycznych z uwzględnieniem SEM i oporu wewnętrznego ogniwa,
3) obliczać opór przewodnika znając jego opór właściwy i wymiary geometryczne,
4) obliczać opór zastępczy układu oporników,
5) obliczać pracę i moc prądu stałego,
6 obliczać sprawność przetwarzania energii w obwodach prądu stałego,
7) podawać przykłady przemian energii elektrycznej na inne formy energii;
4) polem elektromagnetycznym:
a) indukcją elektromagnetyczną,
b) elektrycznymi obwodami drgającymi, obwodami LC,
c) falami elektromagnetycznymi i ich właściwościami,
1) posługiwać się pojęciem strumienia indukcji pola magnetycznego,
2) obliczać wartość wektora indukcji pola wytworzonego przez przewodnik prostoliniowy, kołowy i zwojnicę,
3) obliczać wartości siły elektrodynamicznej i siły Lorentza,
4) opisywać wzajemne oddziaływanie przewodników z prądem,
5) opisywać warunki występowania zjawiska indukcji elektromagnetycznej i zjawiska samoindukcji,
6) obliczać wartości SEM indukcji, SEM samoindukcji i indukcyjność zwojnicy,
7) zastosować regułę Lenza do ustalania kierunku przepływu prądu indukcyjnego;
8) opisywać działanie prądnicy prądu przemiennego i transformatora,
9) obliczać wartości skuteczne natężenia prądu przemiennego, i napięcia skutecznego,
10) posługiwać się pojęciem pojemności elektrycznej,
11) obliczać pojemność kondensatora płaskiego znając jego wymiary geometryczne,
12) obliczać pojemność zastępczą układu kondensatorów,
13) obliczać pracę potrzebną do naładowania kondensatora,
14) uwzględniać zależność natężenia prądu od częstotliwości w obwodach zawierających indukcyjność i pojemność,
15) analizować procesy zachodzące w obwodzie LC,
16) sformułować jakościowo prawa Maxwella,
17) obliczać długości fal elektromagnetycznych w zależności od parametrów obwodu LC,
18) wymieniać własności fal elektromagnetycznych i ich zastosowania;
5) fizycznymi podstawami mikroelektroniki i telekomunikacji:
a) modelami przewodnictwa, własnościami przewodników, dielektryków i półprzewodników, diodą, tranzystorem,
b) właściwościami magnetycznymi materii,
c) analogowym i cyfrowym zapisem sygnałów,
1) wyjaśniać pasmową teorię przewodnictwa przewodników, izolatorów, półprzewodników samoistnych i domieszkowych,
2) opisywać własności złącza p-n,
3) wyjaśniać działanie diody półprzewodnikowej,
4) wyjaśniać działanie układów prostowniczych,
5) wyjaśniać budowę i działanie tranzystora,
6) wyjaśniać działanie układu wzmacniającego zawierającego tranzystor,
7) wyjaśniać różnice pomiędzy cyfrowym i analogowym zapisem sygnałów;
6) zjawiskami termodynamicznymi:
a) zasadami termodynamiki, ich statystyczną interpretacją oraz przykładami zastosowań,
b) opisem przemian gazowych i przejściami fazowymi,
1) wykorzystać założenia teorii kinetyczno-molekularnej do opisu stanu gazu doskonałego,
2) posługiwać się pojęciami ciepła molowego w przemianach gazowych,
3) interpretować przemianę adiabatyczną,
4) zastosować I i II zasadę termodynamiki,
5. analizować cykle termodynamiczne,
6. posługiwać się pojęciem ciepła właściwego,
7. posługiwać się pojęciem ciepła przemiany fazowej;
7. zjawiskami hydrostatycznymi i aerostatycznymi oraz ich zastosowaniem. 1. posługiwać się pojęciem ciśnienia,
2. obliczać ciśnienie hydrostatyczne,
3. zinterpretować prawo Pascala i wymienić jego zastosowania,
4. obliczać siłę wyporu w cieczach i gazach korzystając z prawa Archimedesa.
2. na podstawie znanych zależności i praw wyjaśnia i przewiduje przebieg zjawisk oraz wyjaśnia zasadę działania urządzeń technicznych. wyjaśnia konieczność eksperymentalnej weryfikacji pojawiających się modeli i teorii fizycznych i astronomicznych.
II. Korzystanie z informacji

Zdający wykorzystuje i przetwarza informacje:

1. odczytuje i analizuje informacje podane w formie:
a) tekstu o tematyce fizycznej lub astronomicznej,
b) tabeli, wykresu, schematu, rysunku.
2. uzupełnia brakujące elementy (schematu, rysunku, wykresu,
tabeli), łącząc posiadane i podane informacje,
3. selekcjonuje i ocenia informacje,
4. przetwarza informacje według podanych zasad:
a) formułuje opis zjawiska lub procesu fizycznego, rysuje schemat układu doświadczalnego lub schemat modelujący zjawisko,
b) rysuje wykres zależności dwóch wielkości fizycznych (dobiera odpowiednio osie współrzędnych, skalę wielkości i jednostki, zaznacza punkty, wykreśla krzywą),
c) oblicza wielkości fizyczne z wykorzystaniem znanych zależności fizycznych.
d) zaznacza niepewności pomiarowe,
e) oblicza i szacuje wielkości fizyczne z wykorzystaniem znanych zależności fizycznych.
III. Tworzenie informacji

Zdający rozwiązuje problemy i interpretuje informacje:

1. interpretuje informacje zapisane w postaci: tekstu, tabel, wykresów i schematów,
2. stosuje pojęcia i prawa fizyczne do rozwiązywania problemów praktycznych,
3. buduje proste modele fizyczne i matematyczne do opisu zjawisk,
4. planuje proste doświadczenia i analizuje opisane wyniki doświadczeń,
5. formułuje i uzasadnia opinie i wnioski.
%d bloggers like this: