Holdet 23-g-fy - Undervisningsbeskrivelse

menu

Undervisningsbeskrivelse

Stamoplysninger til brug ved prøver til gymnasiale uddannelser
Termin(er) 2024/25
Institution Haderslev Katedralskole
Fag og niveau Fysik C
Lærer(e) Erik Vestergaard
Hold 23-g-fy (23-g-fy)
Oversigt over gennemførte undervisningsforløb
Titel 1 Energi
Titel 2 Bølger generelt samt optik
Titel 3 Fysik og musik
Titel 4 Stråling og atomer
Titel 5 Solsystemet og den nære astronomi
Titel 6 Universet

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

Øvelser:
Øvelse 1 - Varmefylde af vand og nytteværdi af elkedel
Øvelse 2 - Brændværdi for stearin
øvelse 3 - Mekanisk energi og kugle på skråplan
Øvelse 4 - Specifik fordampningsvarme for vand
Øvelse 5 - Specifik smeltevarme for vand

Det mest nødvendige med begreber som fysiske størrelser, enheder, betydende cifre præfikser og 10-potenser blev gennemgået kort og målrettet mod emnet energi.

Forskellige energiformer og omsætning mellem disse. Ellers typiske emner fra varmelære: Energi, effekt, varmefylde, faseovergang, nyttevirkning. Kilowatttime. Begreberne kinetisk og potentiel energi blev gennemgået, også lidt via tillægget. Meget vigtigt tillæg: Forskellige faser af H2O, hvor forståelsen af "trappediagrammet" pointeres.

-----------------------------

Kernestof:
Orbit C:  side 30-48.
Tillæg: Tillæg i mekanisk energi i fysik C, side 1-3.
Indhold
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 0 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 2 Bølger generelt samt optik

Øvelser:
Øvelse 2 - Bølgelængde af laserlys
Øvelse 3 - Brydning af lys i akryl

Generelt: Mekaniske bølger, bølgetyper, det stedmæssige og tidsmæssige forløb af en bølge. I forbindelse med det bølgelængde, svingningstid, frekvens, bølgehastighed og amplitude. Formlen som sammenknytter bølgelængde, frekvens og bølgehastighed (Bølgeligningen). Interferens, diffraktion i gitter, refleksion, brydning, totalrefleksion og brydningsformlen. Et optisk gitter og gitterformlen. Farvespektrum med gitter. Mange eksempler på hvor optik har en betydning i hverdagen: Regnbuer, fatamorgana, briller, kameraer, lysledere, lysets brydning og totalreflestion i diamanter og lysledere (optiske kabler). Se også linket til min egen hjemmeside med Totalrefleksion. "Hands-on" med laserlys gennem samlelinse, spredelinse og firkantet prisme (se også her link til hjememside). Videoer vist med lysets totalrefleksion i en diamant - diamanten slibes efter brilliantslibning.  

Fra tillægget "Interferens og gitterformlen" er vist begreber som interferens, konstruktiv og destruktiv interferens, ringbølger, optisk gitter, gitterformlen (uden udledning). Der er også et tillæg, hvor det vises, hvordan bølgelængden af lys kan findes ved hjælp af et gitter. Demonstration af farvespredning, når en tynd stråle af hvidt lys sendes gennem optisk gitter.

Lysets bølgenatur illustreret ved video med dobbeltspalte og min egen demonstration med enkeltspalte (der kommer prikker på en skærm, som kun kan forklares ved lysets bølgenatur. Gitterligningen ikke udledt, det er kun omtalt, at prikkerne på skærmen skyldes interferens af ringbølger, som opstår bag gitteret.

Elektromagnetisk stråling med det synlige spektrum fra 400-700 nm også omtalt.

-----------------------------------

Kernestof:
Orbit C: side 58-66.
Tillæg: Brydning, refleksion og totalrefleksion, side 1-14.
Tillæg: Interferens og gitterformlen, side 1-9.
Tillæg: Tillæg om bølger, side 1-2.
Indhold
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 0 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 3 Fysik og musik

Øvelser:
Lydens hastighed i luft

Lydbølgehastighedens afhængighed af temperatur og gas, bølgers stedmæssige og tidsmæssige forløb, interferens, rene og sammensatte toner, stødtoner, stående bølger, snorbølger, guitarens fysik, orgelpibers fysik, lydstyrke og lydintensitet. Vi så også YouTube videoer af personer, som taler i helium og svovlhexaflourid, som eksempel på gasser, hvor lydhastigheden er henholdsvis større og mindre end i almindelig luft. Det medfører ifølge bølgeligningen i tilfældet med helium, at lydens frekvens bliver større, så stemmen forekommer lysere, mens stemmen i tilfældet med svovl-hexaflourid giver en mindre frekvens dvs. en dybere stemme.

Tre videoer understøttede nogle pointer i noten "Fysik og musik":
Guitarens fysik
Orgelpipers fysik
Rene og sammensatte toner  

Et af de vigtigste nye begreber i dette emne er stående bølger, fordi de spiller en afgørende rolle i musikinstrumenter og giver anledning til grundtoner og overtoner. Stående bølger illustreres meget visuelt ved stående bølger på en streng. Rapporten har også det med.

-----------------------------

Kernestof:
Orbit C: side 81-86.
Note: Fysik & musik, side 3-14, 17-18.

Indhold
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 0 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 4 Stråling og atomer

Øvelser:
Øvelse 2 - Bølgelængde af laserlys
Øvelse 4 - Hydrogenspektret


Det elektromagnetiske spektrum, herunder gammastråling, UV-stråling, Infrarød stråling. Det sidste blev illustreret med termisk kamera. Det synlige spektrum fra 400 nm til 700 nm. Varmestråling: Planck-kurven og Wiens forskydningslov (kort), fotoner og deres energi samt bølgelængde og frekvens.

Bohr atommodel. Energier i hydrogenatomet. Eleverne regnede på bølgelængderne for de forskellige spring mellem baner (Balmerserien). Vi så, at det stemte med resultaterne fra forsøget med hydrogenrøret. Absorption. Håndspektrometre blev anvendt til at påvise forskellen på et kontinuert spektrum fra Solen. Bemærk, at hvad angår Bohrs atommodel, så har jeg valgt at benytte mit eget tillæg fremfor Orbit C-bogen.

Forsøget med optisk gitter viser, hvordan man med et gitter kan adskille lys med forskellige bølgelængder i et gitter: Lys med forskellig bølgelængde brydes i forskellige vinkler i det optiske gitter, ifølge Gitterformlen. Spektrene fra forskellige grundstoffer finder anvendelse i astronomi til at identificere grundstoffer (Atomets fingeraftryk).

------------------------------

Kernestof:
Orbit C, side 114-120, 129-130.
Tillæg: Bohrs atommodel, side 1-5.

Indhold
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 0 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 5 Solsystemet og den nære astronomi

Øvelser:
Ingen øvelser helt målrettet til emnet, men øvelsen "Hydrogenspektret" kan til nød gå ind under dette, da der er hydrogen i Solens og vi derfor oplever spektre med hydrogen fra Solen.  


Stof fra mit tillæg "Fysik C - Tillæg til planeter" er gennemgået sammen med stof fra Orbit C stx fra side 155-169. Sidstnævnte har meget overlap med mit tillæg.

Jordens gradnet (bredde og længdegrad), planeterne i Solsystemet, sten og gasplaneter. Keplers tre love (se også skærmvideo). Årstider, indstrålingsvinkel, Solformørkelse og måneformørkelse, månefaser. Kometer: Banen for Halleys komet. Side herom samt animation:

Halleys komet (Wikipedia)

The Sky Live

At Jordens egen rotationsakse hælder 23,5 grader i forhold det plan, såsom Jorden bevæger sig omkring Solen i, betyder, at vi har forskellige årstider. Dagens længde er forskellig, kan man se. Derudover er indstrålingsvinklen for Solens lys mindre om vinteren end om sommeren. Sagt på en anden måde: Om sommeren står Solen højere på himlen, end den gør om vinteren, og dagene er længere.

Vi har set tre små YouTube videoer om Keplers love og jeg har selv indtalt to skærmvideoer:

Den nære astronomi 1

Den nære astronomi 2

Eleverne udregner omløbstiden for Halleys komet.

----------------------------

Orbit C: side 156-169.
Tillæg: Fysik C - Tillæg til emnet planeter, side 2-9.

Indhold
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 0 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 6 Universet

Øvelser:
Øvelse 4 - Hydrogenspektret
Øvelse 5 – Universet på en elastik


Hvad er et lysår. Vi droppede parallaksemetoden og talte kun overordnet om, at man kan bruge den observerede lysstyrke set fra Jorden til at vurdere afstanden for en galakse (dette er selvfølgelig en meget kraftig simplificering, da objekter ikke udsender lige meget lys, ligesom der kan være gasser mellem Jorden og objekterne, som forstyrrer).  Afstandskvadratloven kommer ind her som vigtig pointe.

Bohrs atommodel fra forrige emne om "Stråling og atomer" er yderst relevant her på grund af spektrene vi ser fra stjernerne/galakserne. Journaløvelsen med hydrogenspektret. Den anden journaløvelse er med til at styrke forståelsen for linjespektre. Også håndspektrometre blev anvendt til at illustrere forskellen på kontinuert spektrum (varmestråling) og linjespektrum fra atomers emission.

Ellers blev der gjort ret meget ud af rødforskydning med henblik på at bestemme galaksers hastighed væk fra os/hen mod os via rødforskydningstallet.

Universets udvidelse blev illustreret i timen ved en ballon med indtegnede prikker, som pustes op. I modellen repræsenterer overfladen af ballonen Universet (som ikke har noget midtpunkt!) og de indtegnede prikker repræsenterede galakser. Når ballonen pustes op skal det symbolisere Universets udvidelse. Prikkerne (galakserne) fjerner sig fra hinanden ...

Dopplereffekt - som er det fænomen, som rødforskydning kommer af - blev demonstreret via en glimrende video med en ambulance ...

Jeg har selv indtalt en skærmvideo til emnet:

Spektre, rødforskydning og universet

---------------------------------

Kernestof:
Orbit C: side 172-173, 175-182.  
Tillæg: Rødforskydning, side 1
Indhold
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 0 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer