Fysiikka

Fysiikan valtakunnalliseen opetussuunnitelmaan kuuluu mm. lämpöoppia, mekaniikkaa ja sähköoppia. Oppituntien lomassa tehdään vierailuja yrityksiin, tutkimuslaitoksiin ja yliopistoihin. Paikallisia opintojaksoja on tarjolla paljon, ja osaan opintojaksoista sisältyy myös kansainvälisyyttä ja yhteistyöprojekteja. Laajat mahdollisuudet fysiikan opiskeluun antavat erinomaiset lähtökohdat ylioppilaskirjoituksiin ja jatko-opintoihin.

Fysiikan paikalliset opintojaksot

Astro Pi –projekti

Astro Pi -projekti yhdistää fysiikkaa ja ohjelmointia. Kurssilla opiskellaan Python-ohjelmointikieltä ja tehdään yksinkertaisia mittauksia Raspberry Pi -tietokoneella. Tavoitteena on osallistua Euroopan avaruusjärjestön ESA:n Astro Pi Mission Space Lab -kilpailuun, jossa on mahdollista voittaa mittausaikaa kansainväliseltä avaruusasemalta ISS:ltä.

Astro Pi -projektisivu

Avaruusfysiikka ja suhteellisuusteoria

Tutustutaan lähiavaruuteen, sekä maailmankaikkeuden suurempiin rakenteisiin. Ihmisen taival avaruudessa on alkanut toden teolla toisesta maailmansodasta, ja jatkuu yhä monin erilaisin tavoittein. Opinnoissa tutustutaan avaruustutkimuksen historiaan ja nykyhetkeen. Avaruudessa oleellisin vuorovaikutus on gravitaatio. Toinen puoli opinnoista käsitteleekin gravitaatiota aina klassisesta taivaanmekaniikasta Einsteinin suhteellisuusteoriaan. Moduuli voidaan arvioida numerolla tai suoritusmerkinnällä.

CERN –tiedeopetusprojekti

Hyvinkään lukiolaiset ovat tehneet leirikouluja CERN:iin, Sveitsin Geneven lähellä sijaitsevaan Euroopan hiukkasfysiikan tutkimuskeskukseen vuodesta 2012 alkaen. Leirikoulu liittyy projektikurssiin, jossa opiskellaan hiukkasfysiikkaa. Ennen leirikoulumatkaa kurssilla vieraillaan mahdollisuuksien mukaan suomalaisten yliopistojen kiihdytinlaboratorioissa ja tutustutaan hiukkasfysiikan standardimalliin sekä hiukkaskiihdyttimien ja -ilmaisimien toimintaan.

CERN-projektisivu

Fysiikan lukudiplomi

Opiskelija lukee opettajan valitsemia teoksia sovitun määrän. Halutessaan opiskelija voi myös ehdottaa kirjoja sisällytettäväksi lukudiplomiin. Kirjat tentitään lyhyesti suullisesti tai, opiskelijan niin halutessa, kirjallisesti. Moduuli arvioidaan suoritusmerkinnällä.

Fysiikan kertaus

Valmistaudutaan ylioppilaskirjoituksiin kertaamalla fysiikan eri osa-alueita. Tavoitteena on muodostaa kokonaiskuva fysiikasta, ja antaa lisävalmiuksia jatko-opintoja ja mahdollisia pääsykokeita varten. Moduuli arvioidaan suoritusmerkinnällä.

Fysiikan kokeellisia tutkimuksia

Syvennetään fysiikan osaamista ja harjoitella kokeellista työskentelytapaa. Mittausten aiheet perustuvat valtakunnallisten opintojen sisältöihin, mutta myös muihin aiheisiin suuntautuvat mittaukset ovat mahdollisia välineiden ja opiskelijoiden kiinnostuksen puitteissa. Moduulissa on mahdollisuus tehdä mittauksia sekä tietokoneavusteisesti, että “perinteisin” välinein. Mittauksia voidaan tehdä myös luokkahuoneen ulkopuolella, ja voidaan tehdä vierailuja. Moduulin pohjatiedoiksi suositellaan moduuleja FY1-FY4. Moduuli arvioidaan suoritusmerkinnällä.

Fysiikan sparraus

Kerrataan fysiikan valtakunnallisten opintojen sisältöjä. Moduuli tukee fysiikan opiskelua eri vaiheissa opintoja, ja se opiskellaan kahdessa osassa moduulien FY1-4 ja FY5-FY8 lomassa. Moduuli arvioidaan suoritusmerkinnällä.

Johdatus kvanttimekaniikkaan ja hiukkasfysiikkaan

Paneudutaan nykyfysiikkaa hallitseviin perusteorioihin, kvanttimekaniikkaan ja hiukkasfysiikan standardimalliin. Lisäksi tutustutaan hiukkaskiihdyttimiin, ja hiukkaskosmologiaan. Mahdollinen vierailu yliopistojen kiihdytinlaboratoriossa. Moduulin pohjatiedoiksi suositellaan moduulit FY1-FY5. Moduuli voidaan arvioida numerolla tai suoritusmerkinnällä.

Johdatus yliopistofysiikkaan

Perehdytään fysiikassa tarvittaviin matemaattisiin menetelmiin, kuten vektorilaskentaan, koordinaatistoihin, trigonometriaan ja differentiaalilaskentaan etenkin fysiikan näkökulmasta. Esimerkiksi differentiaalilaskenta on erittäin tärkeässä asemassa lähes kaikkien fysiikan teorioiden matemaattisessa kuvauksessa, joten sen ymmärtäminen tuo uuden ulottuvuuden fysiikan ongelmien käsittelyyn. Opiskeltavat asiat syventävät valtakunnallisten kurssien fysiikan mallien ja teorioiden matemaattista kuvausta. Tämä antaa lisää valmiuksia ylioppilaskokeisiin ja etenkin jatko-opintoihin luonnontieteen tai tekniikan aloilla. Moduulin pohjatiedoiksi suositellaan moduuleja MAA6 ja FY4. Moduuli voidaan arvioida numerolla tai suoritusmerkinnällä.

Lääketieteen fysiikka

Kerrataan lukiofysiikan sisältöjä kontekstina ihmiskeho. Mitä fysiikkaa liittyy kuulemiseen tai näkemiseen? Entä hikoiluun? Mistä lääketieteen eri kuvantamismenetelmissä on kyse? Miten säteilyä voidaan hyödyntää terveydenhuollossa? Moduulista voi saada eväitä lääkiksen pääsykokeiseen, mutta se toimii myös kertauksena ylioppilaskokeisiin. Moduulin pohjatiedoiksi suositellaan moduuleja FY1-FY4. Moduuli arvioidaan suoritusmerkinnällä.

Mekaniikan syventävät opinnot

Fysiikan valtakunnallisissa moduuleissa ei aina ehditä käsitellä kaikkia asioita niiden ansaitsemalla tarkkuudella. Mekaniikan syventävissä opinnoissa paneudutaan tarkemmin lukiomekaniikan sisältöihin ja pyritään syventämään ymmärrystä heittoliikkeeseen, planeettaliikkeisiin ja statiikkaan. Moduulin pohjatiedoiksi suositellaan moduuleja FY4 ja FY5. Moduuli arvioidaan suoritusmerkinnällä.

Projekti Ilmatieteen laitoksen kanssa

Koulumme on toteuttanut projektiluonteisen opintojakson useana vuonna yhteistyössä Ilmatieteen laitoksen kanssa. Ensimmäisinä vuosina aiheena oli lumi, ja viimeisimpinä vuosina ilmanlaatu ja lämpösaareketutkimus Hyvinkäällä. Opintojaksolla tehdään mittauksia Hyvinkään alueella sekä laaditaan raportti tutkimuksista.

Robotiikka

Tutustutaan robotiikan alkeisiin käyttäen BBC:n micro:bit-alustaa, sekä Raspberry Pi-korttitietokoneita. Robotiikka yhdistää monia tieteenaloja ohjelmointia, suunnittelua ja elektroniikkaa. Rakennetaan robotti, ohjelmoidaan sitä Python-ohjelmointikielellä sekä mietitään mitä asioita tulee ottaa huomioon, kun robotti yritetään saada toimimaan mahdollisimman tehokkaasti. Moduuli arvioidaan suoritusmerkinnällä.

Tähtitieteen perusteet

Perehdytään tähtitieteen historiaa antiikin ajoista nykypäivään. Lisäksi opiskellaan tähtitaivaan muotoja ja tähtikuvioita, kaukoputkien ja muiden havaintovälineiden toimintaa, tähtien toimintaa ja kehitystä. Opintojaksossa käsitellään myös aurinkokunnan ja linnunradan rakennetta, ja pohditaan koko galaktista avaruuttamme sekä sen tulevaisuutta. Opinnot sisältävät mahdollisuuksien mukaan tähtinäytöksen ja/tai vierailun jollekin observatoriolle. Moduuli voidaan arvioida numerolla tai suoritusmerkinnällä.

Lue lisää

projektit ja hankkeet
yhteistyö ja vierailut