Natuurkunde ( havo vwo )

Transcriptie

1 Einddoelen Natuurkunde Natuurkunde ( havo vwo ) havo/vwo bovenbouw = CE = SE = Verbredende keuzestof Materie Eigenschappen van stoffen en materialen Fasen en faseovergangen Het moleculaire model van materie gebruiken bij het verklaren van fasen en faseovergangen gas, vloeistof, vaste stof, smelten, stollen, verdampen, condenseren, sub limeren Warmtetransport en thermische geleidbaarheid en berekeningen aan warmtestroom minimaal in de context van energiebesparing door isolatie Warmtetransport verklaren met behulp van materiemodellen warmtetransport, warmtestroom, thermische geleidb aarheid, geleiding, stroming, straling Temperatuur in termen van beweging van deeltjes en soortelijke warmte Temperatuurveranderingen van een stof beschrijven als gevolg van het toe- of afvoeren van warmte ab solute nulpunt Het verband tussen dichtheid en soortelijke warmte bij metalen Het verband tussen de dichtheid en de soortelijke warmte bij metalen beschrijven en verklaren atomaire massa Het verband tussen warmtegeleiding en elektrische geleiding bij metalen Het verband tussen de warmtegeleiding en elektrische geleiding bij metalen beschrijven en verklaren geleidingselektron Spanningrekdiagrammen: elastische en plastische vervorming Spanning-rekdiagrammen interpreteren in termen van elastische en plastische vervorming en berekeningen maken aan elastische vervormingen treksterkte Deeltjesmodellen In contexten fysische eigenschappen van stoffen en materialen beschrijven en kan deze eigenschappen verklaren en analyseren aan de hand van deeltjesmodellen NA/V/23 deeltjesmodellen In contexten fysische eigenschappen van stoffen en materialen beschrijven en kan deze eigenschappen verklaren en analyseren aan de hand van deeltjesmodellen gassen: reële gassen, ideale gassen, gaswetten, van der Waalskracht, verdamping, dampdruk In contexten fysische eigenschappen van stoffen en materialen beschrijven en kan deze eigenschappen verklaren en analyseren aan de hand van deeltjesmodellen warmte: warmtetransport, uitzetten van een stof, warmtecapaciteit, soortelijke warmte Functionele materialen Functionele materialen NA/H/22

2 en hun toepassingen In de context van de ontwikkeling van functionele materialen fysische begrippen gebruiken en mogelijke toepassingen van deze materialen toelichten en verklaren (soortelijke) warmte, warmtetransport, elektrische en warmtegeleiding, ab sorptie en emissie van licht, stevigheid, hardheid, rekkracht, drukkracht, opb ouw, structuur Menselijk lichaam Warmtehuishouding in het menselijk lichaam In de context van het menselijk lichaam fysische processen beschrijven, analyseren en verklaren en hun functie voor gezondheid en veiligheid toelichten NA/H/25 warmtegeleiding, warmtestroom, verdampingswarmte, verb randingswarmte, soortelijke warmte, warmtecapaciteit Sport en gezondheid en het menselijk lichaam In de context van het menselijk lichaam fysische processen beschrijven, analyseren en verklaren en hun functie voor gezondheid en veiligheid toelichten NA/H/25 kracht, moment, energie, arb eid, spierkracht, signaalgeleiding, actiepotentiaal Geofysica Fysische verschijnselen en processen van geofysische systemen In de context van geofysische systemen fysische verschijnselen en processen beschrijven, analyseren en verklaren gaswetten, (water)dampen, luchtstroming, condensatie, atmosfeermodellen, warmteoverdracht, warmteafgifte, warmteopslag, convectie, b eweging van de aarde, (weer)statistieken In de context van geofysische systemen fysische verschijnselen en processen beschrijven, analyseren en verklaren gaswetten, zonneconstante, alb edo, uitstraling, ab sorptie, convectie, verdamping, condensatie, gradiëntkracht, Corioliskracht, cyclonale luchtstroming, anticyclonale luchtstroming, straalstroom, aardemaansysteem NA/V/29 Biofysica Fysische verschijnselen en processen van levende systemen In de context van levende systemen fysische verschijnselen en processen beschrijven, analyseren en verklaren NA/V/28 diffusie, viscositeit, zenuwgeleiding, actiepotentiaal, determinisme, entropie, homeostase, terugkoppeling Deeltjes- en kernprocessen Behoudswetten, equivalentie van massa en energie In contexten behoudswetten en de equivalentie van massa en energie gebruiken in het beschrijven en analyseren van deeltjes- en kernprocessen NA/V/25 deeltjes: fotonen, muonen, neutrino's, positronen, quarks, energie, impuls, creatie, annihilatie, b ehoudswetten, paarvorming, splijting, fusie, massadefect, b indingsenergie, zwakke kernkracht, sterke kernkracht, deeltjesversnellers Ruimte Zonnestelsel en heelal Structuur van het zonnestelsel en interpretatie van waarnemingen van maanfasen en de hemelbaan van zon, maan en sterren De structuur van het zonnestelsel beschrijven planeet, komeet, meteoriet NA/H/23 Structuren in het heelal en het verband tussen de afstand van een ster tot de waarnemer en de tijd tussen uitzenden en waarnemen van het licht van de ster Het ontstaan, de structuur en de ontwikkeling van het heelal beschrijven cluster, sterrenstelsel, planetenstelsel, oerknal, uitdijend heelal, lichtsnelheid, lichtjaar, Melkweg, zonnestelsel NA/H/23 Waarnemingen aan het heelal Beschrijven hoe in het totale spectrum van elektromagnetische straling waarnemingen aan NA/H/23

3 het heelal worden verricht vanaf de aarde en vanuit de ruimte en dat een deel van die elektromagnetische straling afkomstig is van de warmtestraling van de zon en andere sterren, de verschillende onderdelen van het elektromagnetisch spectrum en de eigenschappen van deze stralingssoorten beschrijven en de wet van Wien gebruiken straling: spectrum, eigenschappen, wet van Wien Beschrijven hoe in het totale spectrum van elektromagnetische straling waarnemingen aan het heelal worden verricht vanaf de aarde en vanuit de ruimte en dat een deel van die elektromagnetische straling afkomstig is van de warmtestraling van de zon en andere sterren, de verschillende onderdelen van het elektromagnetisch spectrum en de eigenschappen van deze stralingssoorten beschrijven en de wet van Wien gebruiken NA/H/23 optische instrumenten: telescoop, radiotelescoop, ruimtetelescoop Cirkelbewegingen met constante baansnelheid Cirkelbewegingen met constante baansnelheid analyseren NA/V/20 middelpuntzoekende kracht, omlooptijd, b aanstraal, b aansnelheid Banen van planeten, manen, satellieten De baan van planeten om de zon en van maan en satellieten om de aarde analyseren met behulp van de gravitatiekracht NA/V/20 gravitatiekracht, valversnelling, ellipsb aan, geostationaire b aan Gravitatiewisselwerking minimaal in de contexten maan, planeet, satelliet Bewegingen van voorwerpen in een gravitatieveld analyseren met behulp van de gravitatiekracht en de gravitatie-energie NA/V/20 wisselwerking: numeriek model hemellichamen, ontsnappingssnelheid hemellichaam, valversnelling op planeetoppervlak, gravitatieenergie Energie Elektrische energieomzettingen Energieomzettingen in een elektrische stroomkring en berekeningen aan elektrische energie in de context van lichtbronnen en apparaten in huis, energiegebruik en energiebesparing Het vermogen en het rendement van energieomzettingen in een elektrische stroomkring analyseren energie, vermogen, rendement Het vermogen en het rendement van energieomzettingen in een elektrische stroomkring analyseren energie, vermogen, rendement NA/V/21 Energieomzettingen bij opwekkingsvormen van elektriciteit Energie-omzetting bij verschillende opwekkingsvormen van elektriciteit beschrijven, en deze opwekkingsvormen vergelijken ten aanzien van duurzaamheid en energiedichtheid NA/H/26 energie(centrale): energiedichtheid, kerncentrale, fossiele b randstofcentrale, waterkrachtcentrale, zonnecel, waterstofcel, windturb ine, generator Elektriciteit Elektrische stroom Het verschijnsel elektrische stroom uitleggen als verplaatsing van lading ten gevolge van een aangelegde spanning stroomsterkte, soortelijke weerstand, vrij elektron, ion, elektrische kracht, spanningsb ron NA/H/26

4 Serie- en parallelschakelingen Stroomkringen analyseren en daarbij voor serie- en parallelschakelingen van weerstanden berekeningen maken over spanning, stroomsterkte, weerstand en geleidbaarheid stroomdeling, spanningsdeling, kortsluiting, onderdelen in een stroomkring: diode, LDR, NTC, PTC, ohmse weerstand, lamp, motor, verwarmingselement, zekering, aardlekschakelaar Stroomkringen analyseren en daarbij voor serie- en parallelschakelingen van weerstanden berekeningen maken over spanning, stroomsterkte, weerstand en geleidbaarheid stroomdeling, spanningsdeling, kortsluiting, onderdelen in een stroomkring: diode, LDR, NTC, PTC, ohmse weerstand, lamp, motor, verwarmingselement, zekering, aardlekschakelaar NA/V/21 Transport en opslag van elektriciteit Verschillende vormen van transport en opslag van elektriciteit beschrijven NA/H/26 spanningsb ronnen: b atterij, accu, waterstofcel, transformator Het verschijnsel elektrische stroom uitleggen als verplaatsing van lading ten gevolge van een aangelegde spanning NA/V/21 stroomsterkte, spanning, soortelijke weerstand, vrij elektron, ion, elementaire lading, spanningsb ron, b atterij, accu Wetten van Kirchhoff De wetten van Kirchhoff toepassen als wetten voor behoud van stroomsterkte in een punt en van spanning in een kring NA/V/21 b ehoud van stroomsterkte in een punt en van spanning in een kring Technische automatisering Elektrische componenten van meet-, stuur-, en regelsystemen Meet-, stuur- en regelsystemen construeren en de functie en werking van de componenten beschrijven logische schakelingen: meetsystemen, stuursystemen, regelsystemen, sensoren, verwerkers, actuatoren, terugkoppeling, analoge signalen, digitale signalen, b inair tellen NA/H/27 Electromagnetisme Elektrische velden Een elektrisch veld beschrijven als gevolg van de aanwezigheid van elektrische lading en de richting van het elektrisch veld bepalen elektrische kracht, homogeen en radiaal elektrisch veld, veldlijn Homogeen elektrisch veld minimaal in de contexten röntgenbuis en lineaire versneller Het verband tussen spanning en kinetische energie toepassen op een geladen deeltje in een homogeen elektrisch veld elektronvolt, elektrische energie als potentiële energie Aardmagnetisch veld en richting van het magnetisch veld: permanente magneet, rechte stroomdraad en spoel Een magnetisch veld beschrijven als gevolg van de aanwezigheid van bewegende elektrische lading magnetische velden: homogeen en inhomogeen magnetisch veld Richting van het magnetisch veld: permanente magneet, rechte stroomdraad en spoel Een magnetisch veld beschrijven als gevolg van de aanwezigheid van bewegende elektrische lading veldlijn, elektromagneet Magnetisch veld en Lorentzkracht minimaal in de contexten dynamo en microfoon Het effect van een magnetisch veld op een elektrische stroom en op bewegende lading beschrijven lorentzkracht als vector

5 Elektromagnetische inductieverschijnselen in spoel en draaiend draadraam in een homogeen magneetveld, minimaal in de contexten dynamo en microfoon Elektromagnetische inductieverschijnselen in verschillende situaties analyseren flux, inductiespanning Quantumfysica Licht als golfverschijnsel Licht als golfverschijnsel benoemen en dit toelichten b uiging, constructieve en destructieve interferentie Golf-deeltjedualiteit minimaal in de context van de elektronenmicroscoop De golf-deeltjedualiteit toepassen bij het verklaren van interferentieverschijnselen bij elektromagnetische straling en bij materiedeeltjes interferentieverschijnselen, deb roglie-golflengte, dub b elspleet-experiment, waarschijnlijkheid, waarschijnlijkheidsverdeling Foto-elektrisch effect Het foto-elektrisch effect gebruiken om aan te tonen dat elektromagnetische straling gequantiseerd is foton, uittree-energie, energiequantum Quantumverschijnselen in termen van de opsluiting van een deeltje en onbepaaldheidsrelatie van Heisenberg Quantumverschijnselen beschrijven in termen van de opsluiting van een deeltje en de onbepaaldheidsrelatie van Heisenberg toepassen Bohrstraal, nulpuntsenergie Eenvoudig model van het quantumtunneleffect, minimaal in de contexten Scanning Tunneling Microscope (STM), alfa-verval Het quantum-tunneleffect beschrijven aan de hand van een eenvoudig model en daarbij aangeven hoe de kans op tunneling afhangt van de massa van het deeltje en de hoogte en breedte van de energie-barrière Licht, geluid en straling Eigenschappen van trillingen en golven Trillingsverschijnselen Trillingsverschijnselen analyseren uitwijking, amplitude, periode, harmonische trilling NA/H/16 Eigentrilling van een massa-veersysteem Berekeningen maken aan de eigentrilling van een massa-veersysteem eigenfrequentie, resonantie Berekeningen maken aan de eigentrilling van een massaveersysteem eigenfrequentie, resonantie Golfverschijnselen Golfverschijnselen analyseren NA/H/16 lopende golf, voortplantingssnelheid, geluidssnelheid, lichtsnelheid, transversaal, longitudinaal Staande golven minimaal in de context van muziekinstrumenten Het verband tussen de golflengte en de lengte van het trillende medium bij een staande golf met behulp van een tekening toelichten Het verband tussen de golflengte en de lengte van het trillende medium bij een staande golf analyseren knoop, b uik, grondtoon, b oventoon knoop, b uik, grondtoon, boventoon Uitwijking-tijd en uitwijking-plaats diagrammen Uit (u,t) en (u,x)-diagrammen de fysische eigenschappen van trillingen en golven bepalen Uit (u,t) en (u,x)-diagrammen de fysische eigenschappen van trillingen en golven bepalen

6 cardiogram cardiogram Informatieoverdracht tussen zender en ontvanger minimaal in de context van telecommunicatie Informatieoverdracht tussen een zender en ontvanger beschrijven radiogolf, draaggolf, amplitudemodulatie, frequentiemodulatie, b andb reedte, kanaalscheiding NA/H/16 Harmonische trilling (wiskundig): beschrijven in een numeriek model, gereduceerde fase, faseverschil Trillingsverschijnselen analyseren en grafisch weergeven periode, gereduceerde fase, faseverschil Golfverschijnselen analyseren en grafisch weergeven gereduceerde fase, faseverschil Informatieoverdracht tussen een zender en ontvanger beschrijven radiogolf, draaggolf, amplitudemodulatie, frequentiemodulatie, digitale codering, b emonsteringsfrequentie, b andb reedte, kanaalscheiding, b it, datatransfer rate Ioniserende straling Uitzending, voortplanting en opname van elektromagnetische straling Uitzending, voortplanting en opname van elektromagnetische straling beschrijven ab sorptie, emissie, elektromagnetische golf, foton Uitzending, voortplanting en opname van elektromagnetische straling beschrijven ab sorptie, emissie, elektromagnetische golf, foton Soorten en eigenschappen van ioniserende straling en risico's voor mens en milieu minimaal in de contexten nucleaire diagnostische geneeskunde en stralingsgeneeskunde Verschillende soorten ioniserende straling, hun ontstaan en hun eigenschappen benoemen, evenals de risico's van deze soorten straling voor mens en milieu, en berekeningen maken met (equivalente) dosis ioniserende straling: stralingsb ron, isotoop, kern, proton, neutron, elektron, atomaire massaeenheid, ioniserend en doordringend vermogen, dracht, röntgenstraling, alfa-, b ètaen gammastraling, kosmische straling, achtergrondstraling, b estraling, b esmetting Verschillende soorten ioniserende straling, hun ontstaan en hun eigenschappen benoemen, evenals de risico's van deze soorten straling voor mens en milieu, en berekeningen maken met (equivalente) dosis ioniserende straling: stralingsb ron, isotoop, kern, proton, neutron, elektron, atomaire massaeenheid, ioniserend en doordringend vermogen, dracht, röntgenstraling, alfa-, b èta- en gammastraling, kosmische straling, achtergrondstraling, b estraling, besmetting De activiteit op een bepaald moment berekenen en bepalen uit een (N,t)-diagram dosis en activiteit: equivalente dosis, (gemiddelde) activiteit, effectieve totale lichaamsdosis, stralingsb eschermingsnormen, dosimeter Een vergelijking opstellen van een kernreactie De activiteit op een bepaald moment berekenen en bepalen uit een (N,t)- diagram dosis en activiteit: equivalente dosis, (gemiddelde) activiteit, effectieve totale lichaamsdosis, stralingsb eschermingsnormen, dosimeter verval: vervalreactievergelijking, radioactief verval Een vergelijking opstellen van een kernreactie verval: vervalreactievergelijking, radioactief verval Halveringsdikte en halveringstijd in de medische diagnostiek Problemen oplossen waarbij de halveringstijd of halveringsdikte een rol speelt doorlaatkromme, vervalkromme Problemen oplossen waarbij de halveringstijd of halveringsdikte een rol speelt doorlaatkromme, vervalkromme Medische beeldvormingstechnieken Fysische principes en diagnostische functie

7 Medische beeldvormingstechnieken aan de hand van hun natuurkundige achtergrond beschrijven, voor- en nadelen van deze technieken noemen en op grond daarvan in gegeven situaties een keuze voor een techniek beargumenteren diagnostiek: röntgenopname, CT-scan, MRIscan, echografie, nucleaire diagnostiek, halveringsdikte van menselijke weefsels, magnetisch veld en resonantie, ultrasone geluidsgolf, geluidsnelheid in menselijke weefsels, ab sorptie, transmissie, terugkaatsing, tracer, PET-scan, annihilatie Medische beeldvormingstechnieken aan de hand van hun natuurkundige achtergrond beschrijven, voor- en nadelen van deze technieken noemen en op grond daarvan in gegeven situaties een keuze voor een techniek beargumenteren diagnostiek: röntgenopname, CTscan, MRI-scan, echografie, nucleaire diagnostiek, halveringsdikte van menselijke weefsels, magnetisch veld en resonantie, ultrasone geluidsgolf, Medische beeldvormingstechnieken geluidsnelheid in menselijke aan de hand van hun natuurkundige weefsels, ab sorptie, transmissie, achtergrond terugkaatsing, tracer, PET-scan, beschrijven, voor- en nadelen van annihilatie deze technieken noemen en op grond daarvan in gegeven situaties een keuze voor een techniek beargumenteren creatie van elektron-positronpaar Optica Geometrische optica Aan de hand van toepassingen van geometrische optica eigenschappen van licht beschrijven en analyseren b reking, spiegelen, lenzen: b rekingsindex, grenshoek, dispersie, b eeldvorming, vergroting, lenssterkte NA/H/18 Golfoptica Aan de hand van toepassingen van golfoptica eigenschappen van licht beschrijven en analyseren NA/H/18 interferentie, b uiging: frequentie, golflengte, golfsnelheid, tralie, staande golven Wisselwerking tussen straling en materie Atoommodel van Bohr Het atoommodel van Bohr beschrijven en toepassen atoomspectra, energieniveauschema's: ab sorptie, emissie, stralingsenergie Analyse van het licht van sterren Het licht van sterren analyseren radiale snelheid, fraunhoferlijn, roodverschuiving, b lauwverschuiving Een Herzsprung-Russel-diagram gebruiken om sterren te classificeren naar temperatuur, totaal stralingsvermogen en grootte Herzsprung-Russel-diagram Wet van Wien minimaal in de contexten gloeilampen en sterren Het verband tussen de uitgezonden golflengtes en de temperatuur beschrijven en toepassen wet van Wien, Planck-kromme, continu spectrum Wet van Stefan- Boltzmann minimaal in de context van de zon Verklaren hoe de op aarde waargenomen intensiteit van een ster samenhangt met het totale stralingsvermogen van de ster en de afstand tot de ster wet van Stefan-Boltzmann, intensiteit, stralingsvermogen, zonneconstante Elektromagnetisch spectrum, stralingssoorten en instrumenten Beschrijven hoe in het totale spectrum van elektromagnetische straling waarnemingen aan het heelal worden verricht vanaf de aarde en vanuit de ruimte

8 Optische instrumenten: telescoop, radiotelescoop, ruimtetelescoop Kracht en beweging Bewegingen en diagrammen Eenparig rechtlijnige bewegingen Berekeningen maken aan eenparige rechtlijnige bewegingen Berekeningen maken aan eenparige rechtlijnige bewegingen berekening berekening Rechtlijnige bewegingen en diagrammen Eigenschappen van bewegingen bepalen aan de hand van plaats-tijddiagrammen en snelheid-tijddiagrammen afstand-tijd diagram, snelheid-tijd diagram, eenparig rechtlijnige b ewegingen. eenparig versnelde b ewegingen: vrije val, valb eweging met wrijving, gemiddelde snelheid, snelheid op een b epaald moment, verplaatsing Eigenschappen van bewegingen bepalen aan de hand van plaatstijddiagrammen en snelheidtijddiagrammen afstand-tijd diagram, snelheid-tijd diagram, eenparig rechtlijnige b ewegingen. eenparig versnelde b ewegingen: vrije val, valb eweging met wrijving, gemiddelde snelheid, snelheid op een b epaald moment, verplaatsing Vectoren Vectortekeningen van krachten Krachten op een systeem aan de hand van een vectortekening analyseren, waaronder het samenstellen van en ontbinden in componenten met behulp van een parallellogram en het bepalen van de grootte en/of richting van krachten uit een vectortekening kracht als vector: zwaartekracht, schuifwrijvingskracht, rolweerstandskracht, luchtweerstandskracht, normaalkracht, spankracht, spierkracht, veerkracht Krachten op een systeem aan de hand van een vectortekening analyseren, waaronder het samenstellen van en ontbinden in componenten met behulp van een parallellogram en het bepalen van de grootte en/of richting van krachten uit een vectortekening kracht als vector: zwaartekracht, schuifwrijvingskracht, rolweerstandskracht, luchtweerstandskracht, normaalkracht, spankracht, spierkracht, veerkracht Wetten van Newton Eerste, tweede en derde wet van Newton De eerste, tweede en derde wet van Newton uitleggen en toepassen actiekracht, reactiekracht, gewicht Numeriek model voor de bewegingsanalyse van krachten Op grond van een analyse van krachten een geschikt numeriek model voor een beweging kiezen en het model gebruiken om de beweging te analyseren model met krachten Kinetische energieomzettingen Energieomzettingen bij beweging minimaal in de contexten energiegebruik, energiebesparing in het verkeer, de bewegende mens Berekeningen maken met betrekking tot kracht, verplaatsing, arbeid, snelheid en vermogen en energieomzettingen bij bewegingen analyseren b eweging, kracht, energie: krachtverplaatsingsdiagram, trilling en stuiterb eweging, veerenergie, potentiële energie, wrijvingsarb eid, periodieke beweging NA/V/19 Relativiteitstheorie Gedachte-experimenten in de context van fundamenteel natuurkundig onderzoek In gedachte-experimenten en toepassingen de verschijnselen tijdrek en lengtekrimp verklaren aan de hand van de begrippen lichtsnelheid, gelijktijdigheid en referentiestelsel NA/V/27 lichtsnelheid, referentiestelsel, gelijktijdigheid, tijdrek, Lorentztransformaties, energie, impuls, massa, lengtekrimp, tweelingparadox, ruimtetijddiagram