Holdet 2024 2g3g Fy - Undervisningsbeskrivelse

menu

Undervisningsbeskrivelse

Stamoplysninger til brug ved prøver til gymnasiale uddannelser
Termin(er) 2024/25
Institution Mulernes Legatskole
Fag og niveau Fysik B
Lærer(e) Per Haystrup Feddersen
Hold 2024 2g3g Fy (2g3g Fy)
Oversigt over gennemførte undervisningsforløb
Titel 1 Energi
Titel 2 Mekanik
Titel 3 Tryk og opdrift
Titel 4 Elektricitet og eksperimentelt forløb
Titel 5 Bølger
Titel 6 Kvantefysik
Titel 7 Kernefysik
Titel 8 Kosmologi - Det fjerne
Titel 9 Nær kosmologi

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

Med udgangspunkt i elevernes forforståelse fra 1.g samt Orbit B er der arbejdet med Energi som samlet begreb.
Der er arbejdet med forskellige energiformer og energikæder samt effekt. I denne sammenhæng blev der udført et forsøg hvor vi sammenlignede nyttevirkningen af en elkedel.
Derefter så vi på termisk energi og på hvordan den påvirkede bevægelsen af molekyler ved forskellige tilstandsformer, samt på faseovergange. Vi arbejde med faseovergange ud fra eksempler. Derudover så vi på kemisk energi og forbrænding, særligt undersøgte vi brændværdien af en gas ved afbrænding på gasblus.
Som afslutning på forløbet arbejdede vi mekanisk energi som optakt til emnet Mekanik. Herunder så vi på vindmøllens effekt og søgte information om vindmøllers elproduktion i lokalområdet.

Fra bekendtgørelsen:

Faglige mål:

kende og kunne opstille og anvende modeller til en kvalitativ eller kvantitativ forklaring af fysiske fænomener og
sammenhænge

ud fra grundlæggende begreber og modeller kunne foretage beregninger af fysiske størrelser

ud fra en given problemstilling kunne tilrettelægge, beskrive og udføre fysiske eksperimenter med givet udstyr og
præsentere resultaterne hensigtsmæssigt

̶ kunne behandle eksperimentelle data ved hjælp af blandt andet it-værktøjer med henblik på at afdække og diskutere
matematiske sammenhænge mellem fysiske størrelser

gennem eksempler kunne perspektivere fysikkens bidrag til såvel forståelse af naturfænomener som teknologi- og
samfundsudvikling

Kernestof:

beskrivelse af energi og energiomsætning, herunder effekt og nyttevirkning

kinetisk og potentiel energi i tyngdefeltet nær Jorden

indre energi og energiforhold ved temperatur- og faseændringer
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 8,00 moduler
Dækker over: 9 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 2 Mekanik

Ud fra Orbit B er der arbejdet med emnet mekanik. Der er arbejdet med kontaktkræfter og fjernkræfter eksemplificeret med tyngdekraft, normalkraft og friktion. Tyngdeacceleration er bestemt eksperimentelt som en indledende øvelse. Der er arbejdet med resulterende kraft og kræfternes parallellogram som værktøj. Hvordan kraft og bevægelse hænger sammen er behandlet og der er arbejdet med position, hastighed og acceleration for legemer i jævn bevægelse og i frit fald. Newtons love er blevet anvendt til at forstå Coulombs gnidningslov som også er blevet testet eksperimentelt, via bestemmelse af dynamisk og statisk gnidningskoefficient for en given kontaktflade. Der er arbejdet med at gøre relevante antagelser inden man regner en opgave. Vi har desuden kvalitativt udledt bevægelsesligningerne for det fri fald ud fra differentation af positionsfunktionen. Formlerne for potentiel, kinetisk og mekanisk energi er desuden udledt ud fra en række overvejelser omkring kræfters arbejde i forskellige situationer, og der er udført videoanalyse af et lodret kast med henblik på at undersøge mekanisk energibevarelse i tyngdefeltet.

Desuden har vi undersøgt det skrå kast teoretisk .

Fra bekendtgørelsen:

Faglige mål:

kende og kunne opstille og anvende modeller til en kvalitativ eller kvantitativ forklaring af fysiske fænomener og
sammenhænge

ud fra en given problemstilling kunne tilrettelægge, beskrive og udføre fysiske eksperimenter med givet udstyr og
præsentere resultaterne hensigtsmæssigt

ud fra grundlæggende begreber og modeller kunne foretage beregninger af fysiske størrelser

kunne behandle eksperimentelle data ved hjælp af blandt andet it-værktøjer med henblik på at afdække og diskutere
matematiske sammenhænge mellem fysiske størrelser

kunne formidle et emne med et fysikfagligt indhold til en valgt målgruppe

kunne demonstrere viden om fagets identitet og metoder

Kernestof:

kinematisk beskrivelse af bevægelse i én dimension

Newtons love anvendt på bevægelser i én dimension

beskrivelse af energi og energiomsætning, herunder effekt og nyttevirkning

kinetisk og potentiel energi i tyngdefeltet nær Jorden
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 10,00 moduler
Dækker over: 9 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 3 Tryk og opdrift

Ud fra sider i Orbit B er der arbejdet med tryk og opdrift. Formlen for trykket i en væskesøjle er udledt kvantitativt og testet fælles for atmosfæren vha Pocketlabs. Archimedes lov er udledt og brugt til at beregne opdriften på forskellige geometriske former som også blev testet eksperimentelt. Slutteligt blev der arbejdet kort med nogle egenskaber ved gasser, herunder idealgasloven, luftens tryk og gaslovene. Gay-Lussacs 1. lov er blevet undersøgt eksperimentelt og blevet brugt til at bestemme det absolutte nulpunkt. Derudover er der arbejdet med gassernes arbejde, varmelærens 1. hovedsætning og fysikken bag et køleskab.

Fra Bekendtgørelsen:

Faglige mål:

kende og kunne opstille og anvende modeller til en kvalitativ eller kvantitativ forklaring af fysiske fænomener og
sammenhænge

ud fra grundlæggende begreber og modeller kunne foretage beregninger af fysiske størrelser

ud fra en given problemstilling kunne tilrettelægge, beskrive og udføre fysiske eksperimenter med givet udstyr og
præsentere resultaterne hensigtsmæssigt

kunne behandle eksperimentelle data ved hjælp af blandt andet it-værktøjer med henblik på at afdække og diskutere
matematiske sammenhænge mellem fysiske størrelser

gennem eksempler kunne perspektivere fysikkens bidrag til såvel forståelse af naturfænomener som teknologi- og
samfundsudvikling

kunne demonstrere viden om fagets identitet og metoder

Kernestof:

kraftbegrebet, herunder tyngdekraft, tryk og opdrif
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 10,00 moduler
Dækker over: 9,5 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 4 Elektricitet og eksperimentelt forløb

Dette forløb blev afviklet over 2 dage som det eksperimentelle projekt hvor halvdelen af hvert modul foregik med at bygge kredsløb som langsomt ledte os hen mod at konstruere vores egen spændingsdeler til sidst i forløbet.
Ud fra kapitel 6 i Orbit B er der arbejdet med elektricitet.
De grundlæggende begreber ladning, strøm, spændingsforskel, modstand, energi og effekt er gennemgået. Derudover er der arbejdet med Ohms love, karakteristikker og brugen af elektriske komponenter i den virkelige verden, eksempelvis elektriske sensorer som spændingsdelere i moderne husholdningsapparater.

Særlige fokus har været på de eksperimentelle færdigheder. Målet har været at der skulle konstrueres kredsløb i hver time, så eleverne langsomt opbyggede mere og mere komplicerede kredsløb, som så kunne bruges i det eksperimentelle arbejde der dækkede over: Karakteristikker af udvalgte komponenter og Eftervisning af Joules lov for en resistor. Derudover demogennemgang af Ohms 2. lov for spændingskilden.
Derudover er der arbejdet med den elektriske sensor og aktuator og muligheden for at konstruere kredsløb med elektriske sensorer.
Fra Bekendtgørelsen:

Faglige mål:

ud fra en given problemstilling kunne tilrettelægge, beskrive og udføre fysiske eksperimenter med givet udstyr og
præsentere resultaterne hensigtsmæssigt

kunne behandle eksperimentelle data ved hjælp af blandt andet it-værktøjer med henblik på at afdække og diskutere
matematiske sammenhænge mellem fysiske størrelser

gennem eksempler kunne perspektivere fysikkens bidrag til såvel forståelse af naturfænomener som teknologi- og
samfundsudvikling

Kernestof:

simple elektriske kredsløb med stationære strømme beskrevet ved hjælp af strømstyrke, spændingsfald, resistans og
energiomsætning, herunder eksempler på kredsløb med elektriske sensorer
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 9,00 moduler
Dækker over: 9 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 5 Bølger

Ud fra kapitel 3, 4 og dele af 5 i Orbit 5 er der arbejdet med bølger.
De grundlæggende begreber er gennemgået: Amplitude, frekvens, periode, bølgelængde, bølgeligninge, Mekaniske og EM-bølger, længde og tværbølger. Bølgefænomener såsom diffraktion, interferens, brydning og spejling er gennemgået og vist med eksempler. Ud fra demonstrationsforsøg med stående bølger på en streng har vi set på sammenhænge mellem frekvens og bølgelængde på en streng. Derudover har vi behandlet åbne og halvåbne rør som resonatorer og fundet grundtoner eksperimentelt for forskellige rør.


Under lys har vi arbejdet med det optiske gitter og optik. Vi har bestemt bølgelængden af en LASER ved at bruge et optisk gitter og trigonometriske beregninger. Derudover har vi undersøgt hvordan man kan bestemme brydningsindekset af et materiale ved at se dels på brydningen inde i materialet, men også vha. totalrefleksion og den kritiske vinkel.

Fra Bekendtgørelsen:

Faglige mål:

kende og kunne opstille og anvende modeller til en kvalitativ eller kvantitativ forklaring af fysiske fænomener og
sammenhæng

ud fra en given problemstilling kunne tilrettelægge, beskrive og udføre fysiske eksperimenter med givet udstyr og
præsentere resultaterne hensigtsmæssigt

̶ kunne behandle eksperimentelle data ved hjælp af blandt andet it-værktøjer med henblik på at afdække og diskutere
matematiske sammenhænge mellem fysiske størrelser


̶ kunne demonstrere viden om fagets identitet og metoder

Kernestof:

grundlæggende egenskaber: bølgelængde, frekvens, udbredelsesfart og interferens

Lyd og lys som eksempler på bølger

̶ det elektromagnetiske spektrum
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 10,00 moduler
Dækker over: 9,5 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 6 Kvantefysik

Ud fra Orbit BA er der arbejdet med Kvantefysik.

Først og fremmest er der blevet arbejdet med det elektromagnetiske spektrum og fotoner som udtryk for en mulig kvantisering af lyset i form af fotoner. Fotonernes energi er undersøgt og koblet til bølgelængden af det pågældende lys. Den fotoelektriske effekt er forklaret, men ikke undersøgt nærmere. UV og IR er kort gennemgået og Wiens forskydningslov repeteret fra 1. g. Bogens udledning af formlerne for energien og bølgelængden af Röntgenstråling er gennemgået som eksempel på K-indfangning.
Bohrs atommodel er behandlet og eksemplificeret med hydrogenatomet. Slutteligt er spektre og grundstofidentifikation gennemgået og der er lavet øvelse med spektralanalyse af forskellige gasser med goniometre.
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 7,00 moduler
Dækker over: 7 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 7 Kernefysik

Ud fra Kapitel 3 i Orbit B er der arbejdet med atomers kerner og dele af kernefysikken.

Med udgangspunkt i stærk kraft og elektromagnetisk kraft har vi diskuteret hvordan en atomkerne er konstrueret og hvad det er der gør at nogle kerner er stabile og ustabile. Vi har arbejdet med kernekortet og hvordan moder og datterkerner kan placeres i kortet samt hvordan stabilitetslinjen spiller en helt central rolle i at forudsige hvilken type af henfald vi kan forvente fra en kerne. Reglerne for kernehenfald er gennemgået og eksemplificeret med beta-henfaldene.

Med en parallel til terningekast som stokastisk proces er der arbejdet med henfaldsloven, henfaldskonstanten og halveringstid. Henfaldsloven er dog udledt på en anden måde end i bogen - nemlig med et kvalitativt argument omkring halveringstid.

Vi har gennemgået forskellige måder at detektere radioaktiv stråling på, herunder GM-røret og dets muligheder/begrænsninger. Derefter har vi arbejdet med de centrale begreber masseenergi, massedefekt bindingsenergi og Q-værdi, samt beregnet eksempler på dem alle. Vi har undersøgt hvorfor nogle kerner fusionerer, mens andre fissionerer og hvordan man kan vide om en kerne gør det ene eller det andet.

Vi har set på hvordan radioaktiv stråling kan bremses og begrebet halveringstykkelse . Til slut og som optakt til kosmologien, har vi set på hvordan grundstoffer dannes i stjerner og hvordan vi kan få grundstoffer med højere grundstofnummer end jern.

Vi har i laboratoriet bestemt halveringstykkelsen af bly for en gammakilde, eftervist afstandskvadratloven for stråling (demo) og bestemt halveringstiden for Ba-137 med en Cs-137 generator.

Som overgang til næste forløb (kosmologi) har vi undersøgt hvordan grundstoffer dannes i stjerner via kernefusion.
Fra Bekendtgørelsen:

Faglige mål:

ud fra en given problemstilling kunne tilrettelægge, beskrive og udføre fysiske eksperimenter med givet udstyr og
præsentere resultaterne hensigtsmæssigt


kende og kunne opstille og anvende modeller til en kvalitativ eller kvantitativ forklaring af fysiske fænomener og
sammenhænge

ud fra grundlæggende begreber og modeller kunne foretage beregninger af fysiske størrelser

kunne behandle eksperimentelle data ved hjælp af blandt andet it-værktøjer med henblik på at afdække og diskutere
matematiske sammenhænge mellem fysiske størrelser

̶ gennem eksempler kunne perspektivere fysikkens bidrag til såvel forståelse af naturfænomener som teknologi- og
samfundsudvikling

̶ kunne demonstrere viden om fagets identitet og metoder

Kernestof

ækvivalensen mellem masse og energi, herunder Q-værdi ved kernereaktioner

naturens mindste byggesten, herunder atomer som grundlag for
forklaring af makroskopiske egenskaber ved stof og
grundstoffernes dannelseshistorie

atomers og atomkerners opbygning

radioaktivitet, herunder henfaldstyper, aktivitet og henfaldsloven
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 10,00 moduler
Dækker over: 12 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 8 Kosmologi - Det fjerne

Med undgangspunkt i kapitel 12 i Orbit B er der arbejdet med den fjerne kosmologi.

Der er så at sige arbejdet baglæns, da vi i forlængelse af det foregående forløb startede ud med at diskutere det tidlige univers, kernesyntese og den følgende udvikling. Dernæst vendte vi tilbage til en uddybning af grundstofdannelsen i stjerner og regnede adskillige opgaver omkring emnet.

Derefter gennemgik vi de forskellige argumenter for Big Bang teorien, som grundlag for vores forståelse af universet. CMB, Mikrovariationer i CMB, Olbers Paradox blev alle gennemgået som forklarende elementer til at Big Bang måtte slå Steady State modellen. Rødforskydning og Hubbles lov som argumenter for universets udvidelse blev gennemgået i dybden.

Afstandsstigen til at bestemme afstande i universet blev gennemgået, med særligt fokus på parallaksemetoden og afstandsbestemmelse vha. lysstyrkeforhold. 1A supernovaer som galaktiske fyrtårne er gennemgået noget overfladisk.

En kvalitativ øvelse er udført for at vise begrænsningerne ved parallakse metoden med lasere og vinkelmålere.
Kvantitativt har vi arbejdet med modelforsøg af afstandskvadratloven.

Fra Bekendtgørelsen:

Faglige mål

kende og kunne opstille og anvende modeller til en kvalitativ eller kvantitativ forklaring af fysiske fænomener og
sammenhænge

ud fra grundlæggende begreber og modeller kunne foretage beregninger af fysiske størrelser

gennem eksempler kunne perspektivere fysikkens bidrag til såvel forståelse af naturfænomener som teknologi- og
samfundsudvikling

Kernestof:

grundtræk af den nuværende fysiske beskrivelse af Universet og dets udviklingshistorie, herunder Universets udvidelse og
spektrallinjers rødforskydning

Ud fra kapitel 9 i Orbit B er der arbejdet med solsystemet og den nære astronomi.

Som udgangspunkt er der arbejdet med forklaringer på dag/nat, årets forløb, formørkelser og månens betydning for tidevand. Alt dette er repetition fra 1.g, så det blev hurtigt gennemgået. Der var fokus på at tegne himmellegemerne og deres indbyrdes påvirkning.

En kort historisk gennemgang over gangen fra Geocentrisk til Heliocentrisk verdensbillede

Keplers love blev gennemgået, og der blev udført beregninger på om Keplers 3. lov hold for planeterne i solsystemet.

Fra bekendtgørelsen:

Faglige mål:
gennem eksempler kunne perspektivere fysikkens bidrag til såvel forståelse af naturfænomener som teknologi- og
samfundsudvikling


Kernestof:

̶ Jorden som planet i solsystemet som grundlag for forklaring af umiddelbart observerbare naturfænomener

grundtræk af den nuværende fysiske beskrivelse af Universet og dets udviklingshistorie, herunder Universets udvidelse og
spektrallinjers rødforskydning
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 6,00 moduler
Dækker over: 5 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 9 Nær kosmologi

Ud fra kapitel 9 i Orbit B er der arbejdet med solsystemet og den nære astronomi.

Som udgangspunkt er der arbejdet med forklaringer på dag/nat, årets forløb, formørkelser og månens betydning for tidevand. Alt dette er repetition fra 1.g, så det blev hurtigt gennemgået. Der var fokus på at tegne himmellegemerne og deres indbyrdes påvirkning.

En kort historisk gennemgang over gangen fra Geocentrisk til Heliocentrisk verdensbillede

Keplers love blev gennemgået, og der blev udført beregninger på om Keplers 3. lov hold for planeterne i solsystemet.

Fra bekendtgørelsen:

Faglige mål:
gennem eksempler kunne perspektivere fysikkens bidrag til såvel forståelse af naturfænomener som teknologi- og
samfundsudvikling


Kernestof:

̶ Jorden som planet i solsystemet som grundlag for forklaring af umiddelbart observerbare naturfænomener

grundtræk af den nuværende fysiske beskrivelse af Universet og dets udviklingshistorie, herunder Universets udvidelse og
spektrallinjers rødforskydning
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 5,00 moduler
Dækker over: 8 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer