1. Fysiikka luonnontieteenä (FY1)

Tavoitteet

Kurssin tavoitteena on, että opiskelija

• saa kokemuksia, jotka herättävät ja syventävät kiinnostusta fysiikkaa ja sen opiskelua kohtaan

• ymmärtää, kuinka luonnontieteellinen tieto rakentuu kokeellisen toiminnan ja siihen kytkeytyvän mallintamisen kautta

• osaa suunnitella ja toteuttaa yksinkertaisia luonnontieteellisiä kokeita

• tutustuu aineen ja maailmankaikkeuden rakenteeseen liittyviin peruskäsitteisiin ja jäsentää käsitystään luonnon perusrakenteista

• osaa käyttää ja soveltaa liikeilmiöiden käsitteitä jokapäiväisen elämän ilmiöissä

• osaa käyttää tieto- ja viestintäteknologiaa opiskelun tukena.

Keskeiset sisällöt

• fysiikan merkitys nykyaikana, jatko-opinnoissa ja työelämässä

• tutustuminen perusvuorovaikutuksiin, maailmankaikkeuden rakenteisiin ja syntyyn sekä aineen rakenteeseen

• voima liikkeen muutoksen aiheuttajana ja liikeilmiöt

• tutkimukset ja mallintaminen fysikaalisen tiedon rakentumisessa

• tulosten kerääminen, esittäminen graafisesti ja luotettavuuden arviointi

Valtakunnalliset syventävät kurssit

2. Lämpö (FY2)

Tavoitteet

Kurssin tavoitteena on, että opiskelija

• osaa käyttää ja soveltaa lämpöilmiöiden käsitteitä jokapäiväisen elämän, ympäristön, yhteiskunnan ja teknologian ilmiöissä

• osaa tutkia aineen termodynaamiseen tilaan ja olomuodon muutoksiin liittyviä ilmiöitä

• syventää ymmärrystään energiasta fysiikan keskeisenä käsitteenä

• kehittää valmiuksia osallistua ympäristöä ja teknologiaa koskevaan päätöksentekoon.

Keskeiset sisällöt

• fysiikan merkitys energiantuotannon ratkaisuissa ja kestävän tulevaisuuden rakentamisessa

• lämpö ja lämpötila

• kaasujen tilanmuutokset, lämpölaajeneminen ja paine

• kappaleiden lämpeneminen, jäähtyminen, olomuodon muutokset ja lämpöenergia

• mekaaninen työ, teho ja hyötysuhde

• energian säilyminen lämpöopissa ja lämmön siirtymissuunta

• tutkimuksen tai ongelmanratkaisun ideointia ja suunnittelua

3. Sähkö (FY3)

Tavoitteet

Kurssin tavoitteena on, että opiskelija

• osaa käyttää ja soveltaa sähköön liittyviä käsitteitä jokapäiväisen elämän, ympäristön, yhteiskunnan ja teknologian ilmiöissä

• harjaantuu matemaattisessa mallintamisessa ja suureyhtälöiden käyttämisessä

• osaa tutkia kokeellisesti sähköön liittyviä ilmiöitä ja osaa tehdä sähköopin perusmittauksia

• osaa käyttää tieto- ja viestintäteknologiaa tutkimusten tekemisessä.

Keskeiset sisällöt

• fysiikan ja teknologian merkitys jokapäiväisessä elämässä ja yhteiskunnassa

• sähkövirta ja jännite sekä resistanssi ja Ohmin laki

• yksinkertaiset tasavirtapiirit ja Kirchhoffin lait

• sähköteho ja Joulen laki

• kondensaattori, diodi ja LED komponentteina

• sähköstaattinen vuorovaikutus, Coulombin laki ja sähkökenttä

• sähköturvallisuus, kytkentöjen tekeminen ja virtapiirien tutkiminen

4. Voima ja liike (FY4)

Tavoitteet

Kurssin tavoitteena on, että opiskelija

• osaa käyttää ja soveltaa voiman ja liikkeen käsitteitä jokapäiväisen elämän, ympäristön, yhteiskunnan ja teknologian ilmiöissä

• ymmärtää säilymislakien merkityksen fysiikassa

• osaa tutkia kokeellisesti voimaan ja liikkeeseen liittyviä ilmiöitä

• harjaantuu graafisten esitysten käyttämisessä ja tuottamisessa.

Keskeiset sisällöt

• fysiikan merkitys yksilön ja yhteiskunnan turvallisuudelle

• vuorovaikutus liikkeen muutoksen syynä, tasainen ja tasaisesti kiihtyvä suoraviivainen liike

• Newtonin lait, voimakuvio ja voimien yhteisvaikutus

• etä- ja kosketusvoimia: paino, kitka, noste ja kvalitatiivisesti väliaineen vastus

• liikeyhtälö

• momentti ja tasapaino pyörimisen suhteen yksinkertaisissa tilanteissa

• liikemäärän säilymislaki, impulssiperiaate ja yksiulotteiset törmäykset

• liike- ja potentiaalienergia sekä mekaanisen energian säilymislaki

• mallien käyttäminen ja muodostaminen sekä niiden rajoitukset ja puutteet

5. Jaksollinen liike ja aallot (FY5)

Tavoitteet

Kurssin tavoitteena on, että opiskelija

• osaa käyttää ja soveltaa jaksollisen liikkeen ja aaltojen käsitteitä jokapäiväisen elämän, ympäristön, yhteiskunnan ja teknologian ilmiöissä

• perehtyy värähdys- ja aaltoliikkeen perusteisiin tutkimalla mekaanista värähtelyä ja ääntä

• osaa käyttää tieto- ja viestintäteknologiaa mallintamisen välineenä.

Keskeiset sisällöt

• fysiikan merkitys lääketieteessä ja musiikissa

• tasainen ympyräliike

• gravitaatiovuorovaikutus

• harmoninen voima ja värähdysliike

• aaltoliikkeen synty ja aaltojen eteneminen

• aaltoliikkeen heijastuminen, taittuminen, diffraktio, interferenssi ja seisovat aallot

• ääni aaltoliikeilmiönä

• mallien ja simulaatioiden suhde todellisuuteen

6. Sähkömagnetismi (FY6)

Tavoitteet

Kurssin tavoitteena on, että opiskelija

• osaa käyttää ja soveltaa sähkömagnetismiin ja valoon liittyviä käsitteitä jokapäiväisen elämän, ympäristön, yhteiskunnan ja teknologian ilmiöissä

• osaa käyttää tieto- ja viestintäteknologiaa tuotosten muodostamisessa

• harjaantuu ilmaisemaan itseään fysiikalle ominaisilla tavoilla ja analysoimaan eri tietolähteiden argumentointia.

Keskeiset sisällöt

• fysiikan merkitys energia- ja viestintäteknologiassa

• magnetismi, magneettinen vuorovaikutus ja magneettikenttä

• varatun hiukkasen liike sähkö- ja magneettikentässä

• sähkömagneettinen induktio, magneettivuo, induktiolaki ja Lenzin laki

• generaattori, muuntaja, vaihtovirran synty ja energian siirto sähkövirran avulla

• sähkömagneettisen säteilyn spektri, valon heijastuminen, taittuminen, interferenssi ja diffraktio

• tutkimuksen tai ongelmanratkaisuprosessin jäsennetty kuvaaminen

7. Aine ja säteily (FY7)

Tavoitteet

Kurssin tavoitteena on, että opiskelija

• osaa käyttää ja soveltaa aineen ja säteilyn käsitteitä jokapäiväisen elämän, ympäristön, yhteiskunnan ja teknologian ilmiöissä

• syventää kokonaiskuvaa fysiikasta aineen ja maailmankaikkeuden rakennetta selittävänä tieteenä.

Keskeiset sisällöt

• näkökulmia fysiikan ja kosmologian kehittymiseen

• energian kvantittuminen

• sähkömagneettisen säteilyn kvantittuminen ja fotonit

• aaltohiukkasdualismi

• atomiytimen rakenne

• ydinreaktiot, ydinenergia, ytimen sidosenergia sekä energian ja massan ekvivalenssi

• radioaktiivisuus ja hajoamislaki

• säteilyturvallisuus ja säteilyn hyötykäyttö

• tiedonhankinta, esittäminen ja arviointi