Holdet 2023 FY/x - Undervisningsbeskrivelse

Undervisningsbeskrivelse

Stamoplysninger til brug ved prøver til gymnasiale uddannelser
Termin(er) 2023/24 - 2025/26
Institution Aurehøj Gymnasium
Fag og niveau Fysik A
Lærer(e) Kasper Grosman Michelsen
Hold 2023 FY/x (1x FY, 2x FY, 3x FY)

Oversigt over gennemførte undervisningsforløb
Titel 1 Introduktion til fysik
Titel 2 Energi
Titel 3 Bølger, lyd og lys
Titel 4 Atomer og lys
Titel 5 Astronomi og kosmologi
Titel 6 Mekanik
Titel 7 Arbejde og mekanisk energi
Titel 8 Tryk
Titel 9 Elektriske kredsløb
Titel 10 Kernefysik
Titel 11 Stjerner
Titel 12 Mekanik i 2 dimensioner
Titel 13 Bevægelsesmængde
Titel 14 Harmoniske svingninger
Titel 15 Gravitationsfelter og kredsløb
Titel 16 Elektriske og magnetiske felter
Titel 17 Elbilens fysik: Batterier og elmotorer

Beskrivelse af de enkelte undervisningsforløb (1 skema for hvert forløb)

Titel 2 Energi

Energi og energiformer. Energiomdannelser. Termodynamikkens 1. hovedsætning og energibevarelse. Energikvalitet og termodynamikkens 2. hovedsætning. Kemisk energi og brandværdi. Elektrisk energi og effekt. Termisk energi og specifik varmekapacitet. Nyttevirkning. Stof og tilstandsformer samt faseovergange. Latent energi og specifik smelte- og fordampningsvarme. Energiforsyning og bæredygtighed. Kraftværker og kraftvarmeværker.

Øvelser:
- Brændværdi af en peanut
- Nyttevirkning
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 18,00 moduler
Dækker over: 21 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 3 Bølger, lyd og lys

Periodiske fænomener, herunder periode og frekvens. Amplitude og bølgelængde for bølger. Udbredelsesfart og bølgeligningen. Forskellige typer af bølger: Longitudinale og transversale bølger. Bølgeegenskaber: Refleksion, brydning og diffraktion. Lydbølger og lydstyrke. Elektromagnetiske bølger og lysets fart i vakuum. Det elektromagnetiske spektrum. Diffraktion i optisk gitter og gitterligningen. Øjet og farvesynet.

Øvelser:
- Brydningsloven
- Måling af lysets bølgelængde
- Optiske fænomener
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 12,00 moduler
Dækker over: 13 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer


Titel 5 Astronomi og kosmologi

Kort introduktion til Solsystemet og den nære astronomi: Døgnet, årstiderne, Månens faser, samt sol- og måneformørkelse. Verdensbilledets udvikling igennem tiden: Aristoteles klassiske verdensbillede og Ptolemæus' epicykelmodel til forklaring af den retrograde planetbevægelse. Den videnskabelige revolution, herunder Tycho Brahes observationer, Keplers love og Galileis observationer. Den moderne kosmologi og Big Bang teorien. Hubbles observationer og Hubbles lov. Rødforskydning og galaksers hastighed. Universets udviklingshistorie.

Øvelse:
- Måling af Solens diameter og døgnets længde
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 9,00 moduler
Dækker over: 8 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 6 Mekanik

Sted, hastighed og acceleration. Beregning samt grafisk bestemmelse af gennemsnits- og øjeblikshastighed og acceleration. Stedfunktion, hastighedsfunktion og accelerationsfunktion samt bestemmelse af hastigheds- og accelerationsfunktion ved differentiation. Bevægelse med konstant hastighed og konstant acceleration. Newtons kraftbegreb, herunder addition af kræfter som vektorer. De fire naturkræfter og Newtons gravitationslov. Newtons love for bevægelse i 1 dimension. Frit fald.

Øvelser:
- Newtons 2. lov
- Frit fald
Indhold
Kernestof:

Skriftligt arbejde:
Titel Afleveringsdato
Journal: Newtons 2. lov 06-09-2024
Omfang Estimeret: 14,00 moduler
Dækker over: 17 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 7 Arbejde og mekanisk energi

Kraft og arbejde, herunder beregning af arbejdet for kræfter der er både ensrettede og ikke-ensrettede med forskydningen. Arbejdssætningen og kinetisk energi, herunder beregning af kinetisk energi. Potentiel energi som arbejdet imod tyngdekraften, herunder beregning af potentiel energi. Mekanisk energi og bevarelse af mekanisk energi i gnidningsfri systemer. Gnidningskraft: Coulombs gnidningslov, herunder statisk og dynamisk gnidning. Luftmodstand. Simulering af frit fald med luftmodstand.

Øvelser:
- Luftmodstand
- Gnidningskraftens arbejde
Indhold
Kernestof:

Supplerende stof:

Skriftligt arbejde:
Titel Afleveringsdato
Opgavesæt 2 28-10-2024
Prøve: Mekanik 15-11-2024
Omfang Estimeret: 11,00 moduler
Dækker over: 19 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 8 Tryk

Tryk som fysisk størrelse, herunder forskellige enheder for tryk. Trykket i atmosfæren. Idealgasloven (kort repetition fra kemi), herunder Boyle-Mariottes lov. Tryk i væsker, herunder beregning af trykket i en væskesøjle. Opdrift og Archimedes lov. Matrixgruppearbejde med små præsentationer om hydraulik, måling af tryk samt luftfart.

Øvelser:
- Archimedes lov
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 7,00 moduler
Dækker over: 11 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 9 Elektriske kredsløb

Ladning som fysisk størrelse og elektrisk strøm. Opbygningen af elektriske kredsløb. Strømstyrke og Kirchoffs 1. lov. Spændingsfald og Kirchoffs 2. lov. Elektrisk effekt beregnet fra strømstyrke og spændingsfald. Resistans og resistorer samt Ohms lov for en resistor. Erstatningsresistans ved serie- og parallelforbindelser. Energiomsætningen i en resistor og Joules lov. Resistansen i en metaltråd samt resistansens temperaturafhængighed. Ledere, isolatorer og halvledere, herunder introduktion til energibånd i faste materialer. Sensorer med fokus på NTC-resistorer og fotoresistor.

Øvelser:
- Joules lov
- Resistansens temperaturafhængighed
Indhold
Kernestof:

Skriftligt arbejde:
Titel Afleveringsdato
Journal: Archimedes' lov 29-01-2025
Opgavesæt 4: Tryk og opdrift 18-02-2025
Journal: Joules lov 24-02-2025
Prøve: Tryk og opdrift 27-02-2025
Omfang Estimeret: 16,00 moduler
Dækker over: 17 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 10 Kernefysik

Opsamling på atomfysik: Bohrs model for hydrogenatomet og beregning af emissionslinjer for hydrogen. Atomkernen, herunder den stærke kernekrafts betydning for at holde kernen stabil. Standardmodellen, med introduktion til fermioner (herunder kvarker og leptoner) og bosoner (herunder de fire naturkræfter) samt deres respektive antipartikler. Bevarelsessætninger for radioaktive henfald: Nukleontalbevarelse, leptontalbevarelse, ladningsbevarelse og energibevarelse. Forskellige typer af henfald: Alfa, betaplus, betaminus, gamma og elektroninfangning samt spontan fission. Bindingsenergi og massedefekt, herunder Einsteins relation for ækvivalens mellem energi og masse. Beregning af Q-værdi for alfa, betaplus og betaminushenfald. Aktivitet og henfaldskonstanten samt halveringstid. Henfaldsloven og sammenhæng mellem henfaldskonstant og halveringstid. Absorption af ioniserende stråling, herunder absorptionsloven for gammastråler samt afstandskvadratloven. Introduktion til medicinsk fysik med fokus på diagnostik med røntgen, intern og ekstern strålebehandling, og beregning af dosis og dosisækvivalent.

Øvelser:
- Absorptionsloven
Indhold
Kernestof:

Skriftligt arbejde:
Titel Afleveringsdato
Opgavesæt 5: Elektrofysik 27-03-2025
Opgavesæt 6: Kernefysik 1 24-04-2025
Opgavesæt 7: Kernefysik 2 05-05-2025
Prøve: Elektriske kredsløb og kernefysik 08-05-2025
Omfang Estimeret: 20,00 moduler
Dækker over: 18 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 11 Stjerner

Astronomisk afstandsmåling med parallakse. Solens fysik, herunder fussionsprocesser i Solen og hydrostatisk ligevægt. Forskellige metoder til varmetransport: Radiation, konduktion og konvektion. pp-processen. Stjerners livscyklus, herunder forskellige dødsscenarier for stjerner afhængigt af masse og supernovaeksplosioner. Nukleosyntese, herunder Big-Bang nukleosyntese samt s- og r-proces for nukleosyntese ved neutronindfangning.
Indhold
Kernestof:

Skriftligt arbejde:
Titel Afleveringsdato
Opgavesæt 6: Kernefysik 1 24-04-2025
Opgavesæt 7: Kernefysik 2 05-05-2025
Prøve: Elektriske kredsløb og kernefysik 08-05-2025
Omfang Estimeret: 5,00 moduler
Dækker over: 5 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 12 Mekanik i 2 dimensioner

Vandret og skråt kast. Newtons love formuleret med vektorer. Initialsystemer og fiktive kræfter. Kraftanalyse i to dimensioner og uafhængighedsprincippet. Jævn cirkelbevægelse og størrelserne omløbstid, frekvens og vinkelhastighed. Bevægelsesligninger for jævn cirkelbevægelse. Centripetalkraft og acceleration. Ekskursion til Tivoli.

Øvelser:
- Vandret og skråt kast
- Det koniske pendul
- Tivolimålinger
Indhold
Kernestof:

Skriftligt arbejde:
Titel Afleveringsdato
Journal: Vandret og skråt kast 27-08-2025
Journal: Vandret og skråt kast 27-08-2025
Opgavesæt 1: Årsprøveopgaver 28-08-2025
Opgavesæt 1: Årsprøverettelser 28-08-2025
Opgavesæt 2: Kraftanalyse 05-09-2025
Opgavesæt 2: Kraftanalyse 05-09-2025
Omfang Estimeret: 12,00 moduler
Dækker over: 15,5 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 13 Bevægelsesmængde

Bevægelsesmængde. Newtons 2. lov formuleret med bevægelsesmængde. Kraftens impuls og impulssætningen. Centrale stød: Elastisk og fuldstændigt uelastisk stød. Fotonens bevægelsesmængde.

Øvelse:
- Centrale stød
- Impulssætningen
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 8,00 moduler
Dækker over: 12 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 14 Harmoniske svingninger

Elastiske kræfter og Hookes lov. Bevægelsesligninger for harmoniske svingninger, herunder amplitude, periode, frekvens, vinkelfrekvens og faseforskydning. Kræfters arbejde for en kraft parallel med forskydningen, af både konstante og varierende størrelse. Arbejde bestemt som integral over kraften. Arbejdssætningen og tilvækst i kinetisk energi. Konservative kræfter og potentiel energi. Mekanisk energis bevarelse. Elastiske potentiel energi og mekanisk energi i harmoniske svingninger.

Øvelse:
- Fjeder fra kuglepen
- Hookes lov og Mekanisk energi i harmonisk svingning
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 10,00 moduler
Dækker over: 9 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 15 Gravitationsfelter og kredsløb

Skalarfelter og vektorfelter. Homogene felter og radialfelter. Gravitationsfeltet omkring en punktmasse. Gravitationel potentiel energi for bevægelse igennem et variabelt tyngdefelt. Cirkulære kredsløb og Keplers love. Mekanisk energi i cirkulært kredsløb.
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 5,00 moduler
Dækker over: 4,5 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 16 Elektriske og magnetiske felter

Coulombs lov. Elektrisk felt omkring en punktladning. Homogent elektrisk felt imellem to plader. Elektrisk potentiel energi for ladet partikel i homogent elektrisk felt. Acceleration og afbøjning af ladet partikel i homogent elektrisk felt.

Magnetiske felter og magnetisk fluxtæthed. Jordens magnetfelt, deklination og indikation. Kraften på ladet partikel der bevæger sig i magnetfelt. Laplaces lov for kraften på en ledning i et magnetfelt. Magnetisk flux. Induktion og Faradays induktionslov. Induktion i lige leder og Lenz's lov.

Øvelse:
- Laplaces lov
- Bestemmelse af e/m for elektronen
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 14,00 moduler
Dækker over: 14,5 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 17 Elbilens fysik: Batterier og elmotorer

Batteriers opbygning og model for et batteri: Indre resistans, hvilespænding, maksimal effekt og nyttevirkning. Forskellige typer af batterier og koblinger af batterier. State of Charge og energi i batteri. Introduktion til rotation, herunder inertimoment og kraftmoment. Elektriske motorers opbygning og motorkraften. Model for elektrisk motor: Vindingsresistans og induceret modspænding samt sammenhæng med vinkelhastighed og motorkonstant. Mekanisk effekt og nyttevirkning af elmotor. Motorkraft og gearing samt rullemodstand.

Øvelser:
- Karakteristik af batteri
- Model for elmotor
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 16,00 moduler
Dækker over: 20 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer