Holdet 2024 fy/2k - Undervisningsbeskrivelse

Undervisningsbeskrivelse

Stamoplysninger til brug ved prøver til gymnasiale uddannelser
Termin(er) 2024/25
Institution Campus Bornholm
Fag og niveau Fysik C
Lærer(e) Kasper Astrup Eriksen
Hold 2024 fy/2k (2k fy)
Oversigt over gennemførte undervisningsforløb
Titel 1 Energi
Titel 2 NV
Titel 3 bølger og lyd
Titel 4 solsystemet
Titel 5 lys
Titel 6 Universet

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

Kvantitativt

Potentiel energi  E_pot = m*g*h   Typisk taget g= 10 J/(kg m)
Kinetisk energi  E_kin = 1/2 m v^2
Varme energi (opvarmning) =m*c*tempstigning. Hovedsagelig regnet på vands opvarmning men også set på afkøling.
Elektrisk energi.   E_el =P_el*tidsrum

Energien er bevaret


Kvalitativt
Andre energiformer såsom fordampning (faseskift), lydenergi, kemisk energi.
Omdannelse imellem energiformer


Effekt
Nyttevirkning
Pris på elektrisk energi er lille. Muligt at skifte elproducent.

1kWh = 3,6 millioner Joule = 3,6 MJ

Energimærke af Elpærer.
Tegn diagram over energiomsætning for bl.a. elpærer.
Perspektiveret til hvordan man "forbød" ineffektive pære. Man forbød lav nyttevirkning og ikke en speciel teknologi som glødepæren (Undgå konkurrenceforvreidning). Foregik på EU-niveau (eleverne havde et forløb om EU i samfundsfag, som vi trak lidt på.)

Forsøg:
Løb op ad trappe. Udregn pris ud fra prisen på elektrisk energi svarende til det arbejde der er udført ved løb op ad trappen

Lad et objekt falde og regn på omsætningen imellem potentiel og kinetisk energi

Drej på en håndgenerator og mærk forskel i hvor hårdt du skal arbejde afhængig af belastningen. Kvalitativt. Fulgt af løs snak om udfordringer for elnettet, når belastning ændres.

Mål den samlede elektriske energiomsætning ved opvarmning af vand med en dyppekoger som funktion af tiden. Behandl data grafisk i loggerPro og identificer hældning som effekt.

Mål nyttevirkningen af en dyppekoger.

Hjemmeforsøg: mål nyttevirkningen ved opvarmningen af vand derhjemme.

Demoforsøg:
Diverse faldende objekter.
Opvarmning af den samme mængde vand og olie på en kogeplade. hvad bliver varmest. Mængde er her både masse og volumen så tre bægerglas.
Blev også brugt til at diskutere variabelkontrol fra NV.





Orbit C: 26-30, 37-39, 50, 52-54    (12 sider)

se også materialet direkte på timerne.

https://www.nordpoolgroup.com/  (Elbørspriser)
https://www.borger.dk/Handlingsside?selfserviceId=df3efd28-1ab3-4fe7-bcc2-e2edebb631af&cookiebanner=true   (sammenlign forbruger elpriser. Man kan skifte energieleverandør)

Databehandling af dyppekogerforsøg:
https://efif-my.sharepoint.com/personal/kae_cabh_dk/_layouts/Doc.aspx?sourcedoc={025060BD-2E7A-4BAF-9BAD-BDDD8536A096}&wd=target%28Energi.one%7C38DF2406-569F-44A5-B395-FFD28135EE17%2FDyppekogerfors%C3%B8g%7C328702FC-F0C1-4BC4-96F0-3187003BD21F%2F%29&wdpartid={3DB544C2-751C-00E1-2B64-8528E676F838}{1}&wdsectionfileid={38DF2406-569F-44A5-B395-FFD28135EE17}

Energimærke og elpærer:
https://www.lyskilderdirekte.dk/blog/energiemaerke-2021
https://www.lyskilderdirekte.dk/energimaerke-a-belysning?switch=1126938075324195106
https://theledspecialist.co.uk/blog/post/understanding-the-new-energy-efficiency-rating-in-lighting/

10-tals besvarelse af energihistorie:
https://efif-my.sharepoint.com/personal/kae_cabh_dk/_layouts/Doc.aspx?sourcedoc={025060BD-2E7A-4BAF-9BAD-BDDD8536A096}&wd=target%28Energi.one%7C38DF2406-569F-44A5-B395-FFD28135EE17%2F10-tals%20besvarelse%20p%C3%A5%20energihistorie.%20%283%5C%29%7C9EDDD2E8-7083-40B3-96CD-06A600DF1746%2F%29&wdpartid={BBC0C485-605C-02E7-382F-39B8D01664BC}{1}&wdsectionfileid={38DF2406-569F-44A5-B395-FFD28135EE17}


Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 11 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 2 NV

Især densitet og variabelkontrol. Lå i grundforløbet så elever på forskellige hold, men de har alle haft om densitet og forsøgsplanlægning. Variabelkontrol og kontrolforsøg ( i hvert fald i biologi). Om alle har haft lidt om omdrift er jeg usikker på.

Variabel kontrol kvalitativ kvantitativ er repeteret løbende.
Udførelse af eksperimenter.
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 1 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 3 bølger og lyd

Bølgelængde, amplitude, form, svingningstid og frekvens

Tegn en bølge og aflæs på en optagelse af lyd
lydspektrum
overtoner
Interferens
Stående bølger i kvartbølgerør og halvbølgerør
Hypotesetest


Dans til at illustrere molekylebevægelserne i et åbent og halvåbent rør.

Svingninger i broer (og kort omtalt bygninger)
Især Tacoma og milleniumbridge.

Gode antenner er cirka en kvart bølgelængde. Eksempler radio 100FM, mobiltelefoner.

Eksperimenter:
Mål svingningstid og frekvens af en vibrator.(mere præcist at måle på 10 svingninger end 1 svingning)
Optagelse af lyd (egen stemme, lyd fra rør). Bestem frekvens og svingningstid ud fra tid, udsving grafen i loggerPro. Sammenlign med FFT-spektrum i loggerpro.
Slå på et rør og optag spektrum og bestem længden af røret
Gangfrekvens ( i forbindelse med milleniumbroens svingninger)

Stående snorbølger. Mål sammenhæng imellem frekvens og bølgelængde. Bestem derudfra farten af snorbølgerne.

Lav en "tegnefilm" over to bølger som møder hinanden, ved at tegne sekvenserne for hvordan to bølger støder sammen.

Orbit C: 64-67, 70-72, 92-102    (18 sider)

Onenotesektionen om Bølger: https://efif-my.sharepoint.com/personal/kae_cabh_dk/_layouts/Doc.aspx?sourcedoc={025060BD-2E7A-4BAF-9BAD-BDDD8536A096}&wd=target%28B%C3%B8lger.one%7C43801BCA-667D-4348-A1CC-92CC10055CF1%2F%29&wdsectionfileid={FE3757B3-4F59-4B9D-A7EA-C81D3CB73D8A}

Millenium bridge youtube video
https://www.youtube.com/watch?v=eAXVa__XWZ8  (1min)
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 12 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 4 solsystemet

Dag og nat. Årstider. Formørkelser (både måne og sol. Fuld, delvis og annular). Månens faser og verdenshjørner. solhøjden henover året forskellige steder på jorden.

Induktivt forkøb, hvor eleverne fra egne observationer skal prøve at udlede solsystemets indretning.
Herunder
månenens omløbstid og egenrotation. Orientering af rotationsakser.
Dark side of the moon. Jorden er samme sted på himlen set fra månen.

Kort omtalt de andre planeter og rækkefølgen historisk set blev bestemt af deres omløbstid (hvor hurtigt de flytter sig i forhold til fiksstjernerne), men som sagt kort.

Eksperimenter
elerverne har tegnet månen mindst 3 gange (derhjemme) og noteret verdenshjørne og tidspunkt og bemærket om kraterne er nogenlunde samme sted hver gang.

Har også analyseret fotosekvens af Venuses faser og størrelsen af Venus set fra jorden.

Har set efter og identificeret mønster i formørkelsesdata fra NASA. Forklaret ud fra at månens bane hælder 9 grader i forhold til ekliptika

Leget med globusser.



Sluttet af med læse lidt i orbit C 188-193

onenoten med materialer:
https://efif-my.sharepoint.com/personal/kae_cabh_dk/_layouts/Doc.aspx?sourcedoc={025060BD-2E7A-4BAF-9BAD-BDDD8536A096}&wd=target%28M%C3%A5ne%20sol.one%7CB480E887-17AB-4186-8810-334C6C59F8FE%2F%29&wdsectionfileid={0C35E18E-D709-4D60-B484-9E3EF0721AC5}
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 7 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 5 lys

lys
fotoners farve og energien af en foton Efoton = 200aJnm/lambda.
Vi har meget konsekvent kun snakket om bølgelængde og næsten ikke frekvens.
EM spektrum, mest synligt, IR og UV, men også radiobølger, mikrobølger, røntgen og gamma kort.

Identifikation af stoffer ud fra spektret

CIE systemet og RGB koblet til en model af nethindens virkemåde.

fotoelektrisk effekt. REgnet på energibevarelse og demoforsøg.

Bohrs atommodel
Emission og absorbtion af lys. (toppe og dale i spektret)
Spektret for emission og absorbtion og hhv. toppe og dale de samme steder, da energiforskellene er de samme imellem energiniveauerne i atomet.
Der skal 2,18 aJ til ionisere hydrogen og ofte mindre til at ødelægge molekyler.

Korbølget UV-stråling er skadeligt, da fotonerne har energi nok til at ødelægge molekyler i huden og man kan derfor på sigt få hudkræft.

Stråling fra atomer.
Kort omtalt at varmestråling skyldes at ladninger(elektroner) skrifter tilstand ved at ændre deres (kinetiske) energi og man derfor får et bredt kontinuert spektrum, hvor toppens placering afhænger af temperaturen (dvs. den gennemsnitlige energi af elektronerne).

Omtalt, at når en trøje er rød er det fordi at de blå fotoner absorberes og tilsvarende for en blå trøje.
Kort at glas er gennemsigtigt, fordi der ikke er nogen energiniveauforskelle med en fotonenergi i det synlige spektrum.

Eksperimenter
Måling af spektret fra diverse lyskilder især atomer, sparepære, belysningen i lokalet, solen (eller rettere den blå himmel).

Bestemmelse af stoffer ud fra deres spektrum.
Måling af spektret fra solen både for at identificere stoffer på solen. Herunder Hydrogen og Helium.

Afladning af et elektroskob med en svag lampe der har en anelse UV lys, men ikke fra en af de kraftige malerlamper.

Måling af spektret fra RGB indstillinger af ens skærm. Derfra bestemt CIE værdien i loggerpro. Herved set på blanding af lysfarver og hvordan man kombinerer to farver i CIE-diagrammet. Snakket om at en bedre skærm har pære der er længere ude mod hjørnerne for så kan man vise flere forskellige farver på en skærm. Regnbuen (de rene spektralfarver) kan ikke vises på en skærm.


ORbit C: 102-128, 135-139, 142-145, 148

Onenoten: https://efif-my.sharepoint.com/personal/kae_cabh_dk/_layouts/Doc.aspx?sourcedoc={025060BD-2E7A-4BAF-9BAD-BDDD8536A096}&wd=target%28B%C3%B8lger.one%7C43801BCA-667D-4348-A1CC-92CC10055CF1%2F%29&wdsectionfileid={FE3757B3-4F59-4B9D-A7EA-C81D3CB73D8A}

herunder den fotoelektriske effekt fra Khan:
Fotoelektrisk effekt:
https://da.khanacademy.org/science/hs-physics/x215e29cb31244fa1:electromagnetic-radiation/x215e29cb31244fa1:electromagnetic-radiation-and-matter/v/the-photoelectric-effect

Og især !!!
https://en.khanacademy.org/science/highschool-physics/x6679aa2c65c01e53:electromagnetic-radiation/x6679aa2c65c01e53:particle-behaviors-of-em-radiation/v/the_photoelectric_and_photovoltaic_effects

Med øvelsen
https://en.khanacademy.org/science/highschool-physics/x6679aa2c65c01e53:electromagnetic-radiation/x6679aa2c65c01e53:particle-behaviors-of-em-radiation/e/apply-the-photoelectric-and-photovoltaic-effects

Spektret fra atomer:
https://en.khanacademy.org/science/highschool-physics/x6679aa2c65c01e53:electromagnetic-radiation/x6679aa2c65c01e53:particle-behaviors-of-em-radiation/v/atomic_spectra

Og øvelsen:
https://en.khanacademy.org/science/highschool-physics/x6679aa2c65c01e53:electromagnetic-radiation/x6679aa2c65c01e53:particle-behaviors-of-em-radiation/e/apply-atomic-spectra
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 7 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 6 Universet

Dopplereffekten ud fra videoen
https://www.youtube.com/watch?v=h4OnBYrbCjY
og egen tegnefilm


Galaksespektre
Fart af galakser ud fra deres spektrum. Udregn z fra dopplerforskydning, som også kan fortolkes som procentvis forøgelse af universet siden lysets udsendelse.
Vi har især set på Ca-linjer og Halpha(656nm) linjen.

Vurder afstand til en galakse ud fra hvor stor galakser ser ud på himlen. Antagelse om at de i gennemsnit har samme størrelse i alle afstande/aldre.

Big bang. universets udvidelse

Universets historie ud fra videoerne
https://www.youtube.com/watch?v=wg1fs6vp9Ok  (fra 50 sek til 8,5 min)
https://www.youtube.com/watch?v=KMQk6MveZOE (kun frem til cirka 8min)

Øvelse
Mål Hubbles lov:
"Først har vi ud fra hjemmesiden: http://depts.washington.edu/astroed/HubbleLaw/spectra.html
udvalgt galakser som var nogenlunde ens (især havde en emissionstop omkring 660nm)
Dernæst har vi målt rødfoskydningen af galaksen og størrelsen af galaksen. http://depts.washington.edu/astroed/HubbleLaw/galaxies.html
Størrelsen har vi brugt til at udregne afstanden til galaksen ud fra at en spiralgalakse typisk er 70 000 lysår i diameter  afstand = (70/(vinklen i milliradianer)) millioner lysår og rødforskydningnen z er farten v=z*c målt i enheder af lysets fart. Vi lavede Hubblegrafen med fart ud ad x-aksen og afstand op ad y-aksen. Hældningen er så universets alder.".

Fundet alderen for, hvornår universet blev gennemsigtigt, dvs. når fotonenergierne kom under ioniseringsenergien for hydrogren (2,18 aJ)  og der derfor blev dannet Hydrogen-atomer istedet for plasma. Fundet ved at sammenligne med bølgelængden af mikrobølgebaggrunden på cirka 2mm.


Vi har kun arbejdet med en model hvor universet udvider sig proportionalt med tiden.
Så når universet bliver dobbelt så gammelt, så bliver universet dobbelt så stort og bølgelængden af lys bliver dobbelt så stor.

Afstand til en klassekammerat ud fra måling af størrelsen af en kammerat i afstanden 1m (vinkelmålet i radianer) og kendskab til kammeratens højde.

Side 3, 5, og 7-11 i en note om doppler.
side 14.15 i spektrumII sektion om sort brag
6 siders egen tekst om universets udvidelse.
Ovennævnte videoer om universets historie.
Selvlavet hubblegraf.


https://efif-my.sharepoint.com/personal/kae_cabh_dk/_layouts/Doc.aspx?sourcedoc={025060BD-2E7A-4BAF-9BAD-BDDD8536A096}&wd=target%28Univers%20materialer%20fra%20lectio.one%7C481B00B8-1282-4C4E-800D-1CB3BC15002D%2F%29&wdsectionfileid={BCB1C41D-E40C-4DAF-B2EB-420967D562AA}
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 7 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer