Holdet 1ks Fy (2025/26) - Undervisningsbeskrivelse

Undervisningsbeskrivelse

Stamoplysninger til brug ved prøver til gymnasiale uddannelser
Termin(er) 2025/26
Institution X - Odense Katedralskole
Fag og niveau Fysik B
Lærer(e)
Hold 2025 Fy/GSKs (1ks Fy)

Oversigt over gennemførte undervisningsforløb
Titel 1 01. Klassisk mekanik
Titel 2 02. Mekanisk energi
Titel 3 03. Termisk energi
Titel 4 04. Lys som bølgefænomen
Titel 5 05. Lyd som bølgefænomen
Titel 6 06. Kerne- og atomfysik
Titel 7 07. Radioaktivitet
Titel 8 08. Elektricitet
Titel 9 09. Universets fysik

Beskrivelse af de enkelte undervisningsforløb (1 skema for hvert forløb)
Titel 1 01. Klassisk mekanik

Klassisk mekanik - Teorinote
Nikolai Holt
Sidst redigeret juni 2024
Side 1-26

Brian Cox visits the world's biggest vacuum
Link: https://www.youtube.com/watch?v=E43-CfukEgs&ab_channel=BBC
Besøgt den 10. juli 2024

Deltagerne er blevet introduceret til de gængse begreber tid, sted, hastighed og acceleration. Bevægelsesligningerne med konstant hastighed og konstant acceleration er blevet udledt og anvendt i forbindelse med bevægelse i én dimension. Der er blevet talt om, at en tilbagelagt strækning kan bestemmes som arealet under en graf, hvor hastigheden er afbildet som funktion af tiden, dog udelukkende for konstant acceleration. Deltagerne har arbejdet med kraftbegrebet og Newtons love. Der har været særlig fokus på gravitationskraften, normalkraften, gnidningskraften (statisk og dynamisk), luftmodstand og opdrift. I forbindelse med opdrift har deltagerne desuden arbejdet en smule med begreberne densitet og tryk.

Demonstrationer:
01. Trillende bold.
02: Accelererende legetøjsbil.
03. Overgang mellem statisk og dynamisk friktion.
04. Trykændring ned gennem sprit.
05. Opdrift på isterning i vand og sprit.

Øvelser:
01. Bevægelse med konstant hastighed.
02. Bevægelse med konstant acceleration.
03. Statisk friktion.
04. Dynamisk friktion.
05. Luftmodstand på kaffefilter.
06. Densitet af væsker.
07. Tryk i vand og sprit.
08. Opdrift i vand.

Evaluering:
Løbende samtaler på klassen.
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 12 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 2 02. Mekanisk energi

Mekanisk energi - Teorinote
Nikolai Holt
Sidst redigeret juni 2024
Side 1-8

Med afsæt i den klassiske mekanik er deltagerne blevet introduceret for kræfters arbejde med henblik på energianalyser af bevægelser. Den kinetiske energi og potentielle energi er blevet indført for bevægelse i et tyngdefelt nær Jorden. Hertil blev den mekaniske energi indført som summen af den kinetiske energi og den potentielle energi. Der blev snakket om, hvornår den mekaniske energi er bevaret (konservative kræfters arbejde) samt, hvordan man kan identificere situationer, hvor den ikke er bevaret (ikke-konservative kræfters arbejde).

Demonstrationer:
06. Mekanisk energi for pendul (bowlingkugle ophængt i wire).

Øvelser:
09. Mekanisk energi for hoppende bold.
10. Mekanisk energi for rullende cylinderlod.

Evaluering:
Løbende samtaler på klassen.
Indhold
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 8 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 3 03. Termisk energi

Termisk energi - Teorinote
Nikolai Holt
Sidst redigeret juni 2024
Side 1-14

Deltagerne er blevet introduceret for opbygningen af stof og tilstandsformer. Herfra blev temperaturbegrebet indført med afsæt i molekyle/atombevægelse og den indre mekanisk energi. Inden for varmetransport blev konduktion, konvektion og varmestråling indført. Energiligningerne knyttet til opvarmning/afkøling af stof, smeltning/størkning af stof samt fordampning/kondensering af stof blev indført, diskuteret og anvendt i forbindelse med øvelser og opgaver. I den forbindelse var der særlig fokus på den specifikke varmekapacitet, den specifikke smeltevarme og den specifikke fordampningsvarme. Som afrunding af forløbet blev begreberne effekt og nyttevirkning diskuteret i tilknytning til energiomsætning mellem energiformer.

Demonstrationer:
07. Underafkøling af vand.
08. Kogepunkt for vand ved lavt tryk.

Øvelser:
11. Specifikke varmekapacitet for metaller.
12. Specifikke smeltevarme for is.

Evaluering:
Løbende samtaler på klassen.
Indhold
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 8 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 4 04. Lys som bølgefænomen

Lys som bølgefænomen - Teorinote
Nikolai Holt
Sidst redigeret juni 2024
Side 1-23

Deltagerne er blevet introduceret til emnet lys med afsæt i den klassiske simple bølgemodel. Begreberne bølgelængde, bølgefrekvens, bølgeperiode, bølgehastighed, amplitude, bølgetop og bølgedal er blevet indført. Hertil blev der argumenteret for bølgeligningen. Desuden er der set på længdebølger, tværbølger samt en kombination heraf, ligesom at begreberne diffraktion og interferens er studeret. Begreberne mekaniske bølger og elektromagnetiske bølger er indført, og der er kigget på opbygningen af det elektromagnetiske spektrum. Herfra snakkede vi om partikel- og bølgedualiteten og brugte Thomas Youngs dobbeltspalteeksperiment som forklaring på, at lys i visse situationer opfører sig som bølger. Gitterligningen blev udledt og efterfølgende anvendt i forbindelse med forskellige eksperimenter. Herfra blev der arbejdet med brydning og totalrefleksion, hvor brydningsloven blev grundigt analyseret og udledt. Lysdispersion blev kort omtalt i forlængelse af foregående, ligesom, at der blev snakket om, hvordan en regnbue skabes.

Demonstrationer:
09. Analyser af forskellige lyskilder med spektrometer.

Øvelser:
13. Bølgelængde af laserlys.
14. Bestemmelse af gitterkonstant.
15. Bølgelængder fra hvid lyskilde.
16. Bredde af enkeltspalte.
17. Brydningsindeks og totalrefleksion.

Evaluering:
Løbende samtaler på klassen.
Indhold
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 12 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 5 05. Lyd som bølgefænomen

Lyd som bølgefænomen - Teorinote
Nikolai Holt
Sidst redigeret juni 2024
Side 1-19

Acoustic Standing Waves and the Levitation of Small Objects
Link: https://www.youtube.com/watch?v=XpNbyfxxkWE&ab_channel=HarvardNaturalSciencesLectureDemonstrations
Besøgt den 18. juli 2024

Med afsæt i bølgemodellen gennemgået i foregående emne, er deltagerne blevet introduceret til fænomenet lyd som trykforstyrrelser i materialer. I forlængelse heraf har deltagerne set på begreberne lydintensitet og lydstyrke. I forbindelse med lydfrembringelse er der set på stående bølger på en streng samt stående bølger i resonansrør (åbne og halvåbne). Hertil er formlerne for resonansfrekvenserne blevet udledt. Deltagerne har selv læst et lille afsnit om Dopplereffekt.

Demonstrationer:
10. Resonansrør med stempel og stemmegaffel.
11. Dopplereffekt for stemmegaffel (1000 Hz).
12. Mobiltelefon frekvensgenerator.
13. High speed optagelse af svingende streng (480 fps).

Øvelser:
18. Resonansfrekvenser for guitarstreng.
19. Resonansfrekvenser for udspændt streng.
20. Lydhastighed med mikrofoner.
21. Lydhastighed med resonansrør.

Evaluering:
Løbende samtaler på klassen.
Indhold
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 8 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 6 06. Kerne- og atomfysik

Kerne- og atomfysik - Teorinote
Nikolai Holt
Sidst redigeret juni 2024
Side 1-20

Was Einstein Wrong About Quantum Physics?
Link: https://www.youtube.com/watch?v=ISdBAf-ysI0&ab_channel=Spark
Besøgt den 19. juli 2024

Forløbet tog afsæt i en beskrivelse af atomets opbygning samt partikel/bølgedualiteten, altså behovet for også at have en partikelmodel for lys. Deltagerne så dokumentaren "Was Einstein Wrong About Quantum Physics?", hvorefter der blev set nærmere på Bohrs atommodel med afsæt i hydrogenatomet. Der blev regnet på elektronovergange i hydrogenatomet med afsæt i formlen for fotonenergi og Rybergformlen, som forinden blev udledt. I den forbindelse så deltagerne på forskellige absorptions- og emissionsspektre, herunder en beskrivelse af, hvordan de skabes. Herfra blev atomkernen studeret ved at se på massedefekter med tilhørende bindingsenergier samt Q-værdier for kerneprocesser. Som eksempler på kerneprocesser var deltagerne omkring fusion og fission og delvis radioaktive henfald som optakt til næste forløb.

Demonstrationer:
14. Emissionsspektrum for hydrogen.

Evaluering:
Løbende samtaler på klassen.
Obligatorisk undervisningsevaluering.
Indhold
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 8 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 7 07. Radioaktivitet

Radioaktivitet - Teorinote
Nikolai Holt
Sidst redigeret juni 2024
Side 1-19

Med afsæt i deltagernes kendskab til kernefysikken er de forskellige henfaldstyper (alfahenfald, betaplushenfald, betaminushenfald, gammahenfald og elektronindfangning) blevet gennemgået. I forbindelse med betahenfaldene blev der snakket om kvarkomdannelse i protonerne og neutronerne. Desuden er der blevet arbejdet med kernekortet og isotopbegrebet. For konkrete henfald har eleverne udregnet processernes Q-værdier og betydningen af disse energier er blevet diskuteret/repeteret fra foregående forløb. Herfra har deltagerne set på henfaldsloven, begrebet aktivitet, halveringstid, afstandskvadratloven, absorptionsloven og halveringstykkelse. I forbindelse med den eksperimentelle del, blev deltagerne oplyst om begrebet baggrundsstråling samt usikkerhedsbestemmelse på enkeltmålinger.

Demonstrationer:
15. Tilfældige henfald for Cs-137 kilde.
16. Halveringstid for Ba*-137.

Øvelser:
22. Absorption af gammastråling.
23. Afstandskvadratloven for gammastråling.

Evaluering:
Løbende samtaler på klassen.
Indhold
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 8 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 8 08. Elektricitet

Elektricitet - Teorinote
Nikolai Holt
Sidst redigeret juni 2024
Side 1-22

How led light work?
Link: https://www.youtube.com/watch?v=Z6M3R6RjEas&ab_channel=Let%27sGrowUp
Besøgt den 25. juli 2024

Deltagerne er blevet introduceret til atomets opbygning, herunder hvad der giver anledning til en elektrisk strøm i en leder. Begreberne strømstyrke, spændingsforskel, modstand og effekt er behandlet grundigt både eksperimentelt og teoretisk. Hertil har deltagerne set på serie- og parallelkoblinger, ligesom begreberne resistivitet og temperaturkoefficient er indført. Der er blevet snakket en smule teoretisk omkring, hvordan halvledere er opbygget samt snakket om sensorer med særlig fokus på NTC-termistoren og LDR-fotoresistoren. Som afrunding på forløbet har deltagerne arbejdet med et eksperimentelt projekt inden for elektricitet og kodning af sensorer. Et Arduinosæt blev anvendt, hvor små elektriske kredsløb blev opbygget med dioder, modstande NTC-termistorer, LDR-fotoresistorer, ultralydssensorer samt små DC-elektromotorer.  

Demonstrationer:
17. Opbygning af elektriske kredsløb.
18. Elektrisk kredsløb med saltvand.
19. Stående bølger med glødende metaltråde
20. Spænding over komponenter i serie- og parallelkobling.
21. Erstatningsresistans for serie- og parallelkobling.
22. Resistans af metaltråd som funktion af længde og tværsnit.
23. Resistans af metaltråd som funktion af temperatur.
24. Ideen bag NTC-termistorer og LDR-fotoresistorer.

Øvelser:
24. Karakteristik for resistor.
25. Karakteristik for glødepære.
26. Joules lov.
27. Karakteristik for NTC-termistor.
28. Karakteristik for LDR-fotoresistor.

29. Eksperimentelt projekt: Arduinoøvelser med sensorer.

Evaluering:
Løbende samtaler på klassen.
Indhold
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 12 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 9 09. Universets fysik

Universets fysik - Teorinote
Nikolai Holt
Sidst redigeret juni 2024
Side 1-37

Den bevægede Jord
Link: https://filmcentralen.dk/grundskolen/film/den-bevaegede-jord
Besøgt den 29. juli 2024

How Did The Universe Begin?
Link: https://www.youtube.com/watch?v=pVnc3BhLbcI&ab_channel=Klonusk
Besøgt den 30. juli 2024

Forløbet startede med en historisk beskrivelse af verdensbillede, hvor deltagerne så dokumentaren "Den bevægede Jord". Herfra blev der kortvarigt arbejdet med de historiske og nutidige verdensbilleder med fokus på personerne Aristoteles, Ptolemæus, Kopernikus, Brahe og Kepler. I den forbindelse blev Keplers love og ikke mindst Newtons gravitationslov (allerede kendt fra mekanikforløbet) omtalt, ligesom at begreberne ellipse og excentricitet blev indført. Deltagerne har beskæftiget sig med en beskrivelse af universet med henblik på teorien omkring Big Bang samt en begrundelse for denne model med afsæt i Edwin Hubbles opdagelser (fokus på rødforskydning og afstandsbestemmelser). Dannelsen af de tidligere partikler og grundstoffer er blevet diskuteret ligesom dannelsen af stjerner og galakser er blevet omtalt (inklusiv grundstofdannelse i stjerner). Stjernes død samt dannelsen af de ekstra tunge grundstoffer blev også inddraget ligesom supernovaer, sorte huller og neutronstjerner kort blev nævnt. Undervejs i forløbet beskæftigede deltagerne sig desuden med observerbare naturfænomener som dag/nat, årstider, månefaser, formørkelser og tidevand.

Evaluering:
Løbende samtaler på klassen.
Indhold
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 8 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer