Fysiikka 1 Fysiikka luonnontieteenä, 1 op (FYOJ1)


Opintojakson moduulit
• Fysiikka luonnontieteenä, 1 op (FY1), Pakollinen

Tavoitteet
Fysiikka luonnontieteenä
Moduulin tavoitteena on, että opiskelija
• tutustuu fysiikkaan systemaattisena, kokeellisuuteen nojautuvana tieteenä
• tutustuu aineen rakenteen ja maailmankaikkeuden mittasuhteisiin
• tutustuu fysiikassa käytettäviin tiedonhankintamenetelmiin
• osaa suunnitella ja toteuttaa yksinkertaisia luonnontieteellisiä kokeita
• saa kokemuksia, jotka herättävät ja syventävät kiinnostusta fysiikkaa ja sen opiskelua kohtaan.

Keskeiset sisällöt
Fysiikka luonnontieteenä
• suure ja yksikkö sekä SI-järjestelmä
• mittaaminen, tulosten kerääminen, niiden esittäminen graafisesti ja luotettavuuden arviointi
• graafinen malli ja lineaarinen malli
• yksinkertaisen kokeellisen tutkimuksen suunnitteleminen ja toteutus

Laaja-alainen osaaminen

Vuorovaikutusosaaminen
Suunnitellessaan ja toteuttaessaan yksinkertaisia luonnontieteellisiä kokeita yhdessä muiden kanssa opiskelijan yhteistyön taidot kehittyvät.

Hyvinvointiosaaminen
Saadessaan kokemuksia, jotka herättävät ja syventävät kiinnostusta fysiikkaa ja sen opiskelua kohtaan, opiskelija oppii tunnistamaan omia vahvuuksiaan ja kehittämiskohteitaan.

Globaali- ja kulttuuriosaaminen
Tutustuessaan fysiikkaan systemaattisena, kokeellisuuteen nojautuvana tieteenä opiskelija oppii tunnistamaan luonnontieteellistä kulttuuriperintöä.

Monitieteinen ja luova osaaminen
Tutustuessaan fysiikassa käytettäviin tiedonhankintamenetelmiin opiskelija kehittää monilukutaitoaan. Yksinkertaisten luonnontieteellisten kokeiden suunnittelu harjoittaa luovuutta ja luo mahdollisuuksia monitieteiselle tutkimukselle. Tämä vahvistaa opiskelijan oppimaan oppimisen taitoja ja luo valmiuksia jatko-opintoihin.

Opintojakson arviointi
Opintojakso arvioidaan arvosana-asteikolla 4-10.

Fysiikka 2 Fysiikka, ympäristö ja yhteiskunta, 1op (FYOJ2)

• Fysiikka, ympäristö ja yhteiskunta, 1 op (FY2), Pakollinen

Tavoitteet
Fysiikka, ympäristö ja yhteiskunta
Moduulin 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
Fysiikka, ympäristö ja yhteiskunta
• energialajit, energian säilyminen ja muuntuminen
• energian tuotanto, teho, hyötysuhde ja energian siirtäminen
• energiantuotannon vaikutus ympäristöön ja ilmastonmuutokseen

Laaja-alainen osaaminen

Yhteiskunnallinen osaaminen
Tuntiessaan eri energialajeja ja energiantuotantotapoja opiskelijalla on valmiuksia osallistua ympäristöä ja teknologiaa koskevaan keskusteluun ja päätöksentekoon kestävän energiatalouden näkökulmasta.

Eettisyys ja ympäristöosaaminen
Osatessaan vertailla eri energiantuotantotapoihin ja niiden ympäristövaikutuksiin liittyviä suuruusluokkia opiskelija saa valmiuksia
osallistua ympäristöä ja teknologiaa koskevaan keskusteluun ja päätöksentekoon kestävän energiatalouden näkökulmasta.

Opintojakson arviointi
Opintojakso arvioidaan arvosana-asteikolla 4-10.

Fysiikka 3 Energia ja lämpö, 2 op (FYOJ3)

Opintojakson moduulit
• Energia ja lämpö, 2 op (FY3), valinnainen

Tavoitteet

Energia ja lämpö
Moduulin 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 energiantuotannon ratkaisujen
tarkastelussa ja kestävän tulevaisuuden rakentamisessa
• tunnistaa energiatasapainon ja lämmönsiirtymisen merkityksen ilmastonmuutoksessa.

Keskeiset sisällöt

Energia ja lämpö
• voima vuorovaikutuksen voimakkuuden 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

Laaja-alainen osaaminen

Eettisyys ja ympäristöosaaminen
Oppiessaan soveltamaan termodynamiikan käsitteitä ja malleja energiantuotannon ratkaisujen tarkastelussa ja kestävän tulevaisuuden rakentamisessa opiskelijan eettisyys ja ympäristöosaaminen vahvistuu. Tunnistaessaan energiatasapainon ja lämmönsiirtymisen
merkityksen ilmastonmuutoksessa opiskelija saa valmiuksia ymmärtää ilmastonmuutokseen liittyvää tutkimustietoa ja käytäntöjä.

Monitieteinen ja luova osaaminen
Tutkiessaan aineen termodynaamiseen tilaan ja olomuodon muutoksiin liittyviä ilmiöitä opiskelija tutustuu erilaisiin tiedonhankinnan ja -esittämisen tapoihin ja harjaantuu käyttämään niitä.

Opintojakson arviointi
Opintojakso arvioidaan arvosana-asteikolla 4-10.

Fysiikka 4 Voima ja liike, 2 op (FYOJ4)

Opintojakson moduulit
• Voima ja liike, 2 op (FY4), valinnainen

Tavoitteet
Voima ja liike
Moduulin 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 liittyviä turvallisuusnäkökohtia.

Keskeiset sisällöt
Voima ja liike
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 mekaniikan energiaperiaate
• liikemäärä, impulssi, liikemäärän säilyminen ja yksiulotteiset törmäykset

Laaja-alainen osaaminen

Vuorovaikutusosaaminen
Vuorovaikutusta opitaan tutkittaessa kokeellisesti voimaan ja liikkeeseen liittyviä ilmiöitä yhdessä ja yhteistyössä sekä erilaisissa ympäristöissä.

Hyvinvointiosaaminen
Ymmärtäessään voimaan ja liikkeeseen liittyviä turvallisuusnäkökulmia opiskelija toimii aktiivisesti oman ja toisten hyvinvoinnin ja turvallisuuden hyväksi.

Monitieteinen ja luova osaaminen
Oppiessaan tuottamaan ja analysoimaan graafisia esityksiä mittausaineistosta opiskelija kehittää monilukutaitoaan.

Opintojakson arviointi
Opintojakso arvioidaan arvosana-asteikolla 4-10.

Fysiikka 5 Jaksollinen liike ja aallot, 2 op (FYOJ5)

Opintojakson moduulit
• Jaksollinen liike ja aallot, 2 op (FY5), valinnainen

Tavoitteet
Jaksollinen liike ja aallot
Moduulin 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

Jaksollinen liike ja aallot
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

Laaja-alainen osaaminen

Monitieteinen ja luova osaaminen
Oppiessaan mallintamaan planetaarista liikettä ympyräliikkeenä sekä mekaanista värähtelyä ja ääntä jaksollisena liikkeenä opiskelija oppii tulkitsemaan ja tuottamaan tekstiä, kuvia, kuvaajia ja kaavoja.

Hyvinvointiosaaminen
Perehtyessään äänen ominaisuuksiin opiskelijan on mahdollista omaksua toimia jotka edistävät
kuulonsuojelua.

Opintojakson arviointi
Opintojakso arvioidaan arvosana-asteikolla 4-10.

Fysiikka 6 Sähkö, 2 op (FYOJ6)

Opintojakson moduulit
• Sähkö, 2 op (FY6), valinnainen

Tavoitteet
Sähkö
Moduulin tavoitteena on, että opiskelija
• osaa tutkia kokeellisesti sähköön liittyviä ilmiöitä ja tehdä sähköopin perusmittauksia
• osaa käyttää kentän ja potentiaalin käsitteitä sähkökentän kuvaamisessa
• tuntee sähkölaitteisiin ja sähköenergian siirtoon liittyviä turvallisuusnäkökohtia.

Keskeiset sisällöt
Sähkö
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

Laaja-alainen osaaminen

Vuorovaikutusosaaminen
Oppiessaan tutkimaan kokeellisesti sähköön liittyviä ilmiöitä ja tehdessään sähköopin perusmittauksia yhdessä muiden kanssa opiskelija oppii vuorovaikutustaitoja.

Hyvinvointiosaaminen
Tuntiessaan sähkölaitteisiin ja sähköenergian siirtoon liittyviä turvallisuusnäkökohtia opiskelija osaa turvata omaa ja toisten hyvinvointia.

Opintojakson arviointi
Opintojakso arvioidaan arvosana-asteikolla 4-10.

Fysiikka 7 Sähkömagnetismi ja valo, 2 op (FYOJ7)

Opintojakson moduulit
• Sähkömagnetismi ja valo, 2 op (FY7), valinnainen

Tavoitteet
Sähkömagnetismi ja valo
Moduulin 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
Sähkömagnetismi ja valo
• 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 kvalitatiivisesti

Laaja-alainen osaaminen

Yhteiskunnallinen osaaminen
Opiskelija saa valmiuksia osallistua yhteiskunnalliseen keskusteluun ja vaikuttaa yhteiseen päätöksentekoon ymmärtäessään sähköenergian tuotannon ja siirron fysikaaliset perusteet ja merkityksen yhteiskunnan toiminnan kannalta.

Hyvinvointiosaaminen
Tuntiessaan sähkömagneettisen säteilyn lähteet ja niiden vaikutukset opiskelija oppii toimimaan aktiivisesti oman ja toisten hyvinvoinnin ja turvallisuuden hyväksi.

Opintojakson arviointi
Opintojakso arvioidaan arvosana-asteikolla 4-10.

Fysiikka 8 Aine, säteily ja kvantittuminen, 2 op (FYOJ8)

Opintojakson moduulit
• Aine, säteily ja kvantittuminen, 2 op (FY8), valinnainen

Tavoitteet
Aine, säteily ja kvantittuminen
Moduulin tavoitteena on, että opiskelija
• tuntee ionisoivan säteilyn vaikutukset ja tutustuu säteilyn turvalliseen käyttöön
• tutustuu kvanttifysiikkaan perustuvaan maailmankuvaan alkeishiukkasfysiikasta kosmologiaan
• ymmärtää kvantittumiseen perustuvan teknologian merkityksen nyky-yhteiskunnassa.

Keskeiset sisällöt
Aine, säteily ja kvantittuminen
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
• 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

Laaja-alainen osaaminen

Hyvinvointiosaaminen
Tuntiessaan ionisoivan säteilyn vaikutukset ja tutustuttuaan säteilyn turvalliseen käyttöön opiskelija osaa toimia aktiivisesti oman ja toisten hyvinvoinnin ja turvallisuuden hyväksi.

Yhteiskunnallinen osaaminen
Opiskelija saa valmiuksia osallistua yhteiskunnalliseen keskusteluun ja vaikuttaa yhteiseen päätöksentekoon ymmärtäessään kvantittumiseen perustuvan teknologian merkityksen nykyyhteiskunnassa.

Globaali- ja kulttuuriosaaminen
Tutustuessaan kvanttifysiikkaan perustuvaan maailmankuvaan alkeishiukkasfysiikasta kosmologiaan opiskelija saa käsityksen fysiikan tutkimukseen perustuvasta tieteellisestä maailmankuvasta globaalina kokonaisuutena.

Opintojakson arviointi
Opintojakso arvioidaan arvosana-asteikolla 4-10.

Fysiikka 9 Fysiikan tutkimuskurssi, 2 op (FYOJ9)

Tavoitteet
• Opiskelija ymmärtää luonnontieteellisen tiedon luonnetta ja kehittymistä sekä tieteellisiä tapoja tuottaa tietoa.
• Opiskelija osaa muodostaa kysymyksiä tarkasteltavista ilmiöistä ja kehittää kysymyksiä edelleen tutkimusten, ongelmanratkaisun tai muun toiminnan lähtökohdiksi.
• Opiskelija osaa suunnitella ja toteuttaa kokeellisia tutkimuksia yhteistyössä muiden kanssa.
• Opiskelija tunnistaa virhelähteiden vaikutuksen mittauksiin.
• Opiskelija osaa käsitellä, tulkita ja esittää tutkimusten tuloksia sekä arvioida niitä ja koko tutkimusprosessia.
• Opiskelija saa mahdollisuuksia perehtyä fysiikan sovelluksiin vierailujen, korkeakouluyhteistyön tai työelämäyhteistyön kautta paikallisella tai kansainvälisellä tasolla.
• Opiskelija saa riittävät jatko-opintovalmiudet luonnontieteellisille ja fysiikkaa soveltaville aloille.

Keskeiset sisällöt
• Fysiikan tutkimusmenetelmiä
• Kokeellisen tutkimuksen suunnittelu ja toteuttaminen
• Mittaaminen ja mittausten virhelähteet
• Mittaustulosten käsittely, tulkinta ja esittäminen
• Tutkimusten tulosten ja tutkimusprosessin arviointi
• Vierailu korkeakoulussa tai työpaikalla
• Projektityö, joka voi liittyä esim. tekniikkaan, kilpailuun tai kansainväliseen yhteistyöhön

Laaja-alainen osaaminen

Vuorovaikutusosaaminen
Opiskelija kehittää vuorovaikutusosaamistaan suunnitellessaan ja toteuttaessaan kokeellisia tutkimuksia yhteistyössä muiden kanssa.

Monitieteinen ja luova osaaminen
Opiskelija syventää monilukutaitoaan käsittelemällä, tulkitsemalla ja esittämällä tutkimusten tuloksia sekä arvioidessaan niitä ja koko tutkimusprosessia.

Opintojakson arviointi
Opintojakso arvioidaan suoritetuksi tai hylätyksi.

Fysiikka 10 Fysiikan ylioppilaskokeeseen valmentava

opintojakso, 2 op (FYYOOJ)

Tavoitteet
• Opiskelija tunnistaa fysiikan osaamistaan sekä kykenee asettamaan omia tavoitteitaan, kohtaamaan oppimishaasteitaan ja soveltamaan fysiikan opiskelustrategioita.
• Opiskelija osaa käyttää fysiikan keskeisiä käsitteitä johdonmukaisesti ja oikeissa yhteyksissä.
• Opiskelija osaa ilmaista johtopäätöksiä ja näkökulmia fysiikalle ominaisilla tavoilla.
• Opiskelija osaa muodostaa, tulkita ja arvioida erilaisia malleja sekä käyttää niitä ja simulaatioita ilmiöiden kuvaamiseen ja ennusteiden tekemiseen.
• Opiskelija osaa käyttää asianmukaisia ohjelmia mallintamisen, laskennallisten ja graafisten ratkaisujen sekä tulosten ilmaisemisen välineenä.
• Opiskelija osaa käyttää monipuolisia tietolähteitä ja arvioida niitä kriittisesti fysiikan tietojensa avulla.
• Opiskelija osaa laatia jäsennellyn ja asiasisällöltään johdonmukaisen fysiikan vastauksen.

Keskeiset sisällöt
• Fysiikan ylioppilaskoe ja siihen liittyvät määräykset
• Kuviot, kaaviot ja graafiset esitykset
• Mittausmenetelmät, tulosten käsittely, esittäminen ja tulkitseminen
• Fysikaaliset mallit ja niiden soveltaminen
• Luonnontieteiden ja teknologian alaan liittyviä ongelmia
• Lukusuunnitelma ja opiskelustrategiat

Laaja-alainen osaaminen

Hyvinvointiosaaminen
Tunnistaessaan fysiikan osaamistaan sekä kyetessään asettamaan omia tavoitteitaan ja kohtaamaan oppimishaasteitaan opiskelija rakentaa identiteettiään sekä syventää osaamistaan lisääntyvän itsetuntemuksen pohjalta.

Monitieteinen ja luova osaaminen
Monilukutaitoa kehitetään tulkitsemalla ja arvioimalla erilaisia malleja sekä käyttämällä niitä ja simulaatioita ilmiöiden kuvaamiseen ja ennusteiden tekemiseen. Monitieteinen ja luova osaaminen kehittyy myös tieto- ja viestintäteknologian osalta käytettäessä asianmukaisia ohjelmia mallintamisen, laskennallisten ja graafisten ratkaisujen sekä tulosten ilmaisemisen välineenä.

Opintojakson arviointi
Opintojakso arvioidaan suoritetuksi tai hylätyksi.