Undervisningsbeskrivelse
Stamoplysninger til brug ved prøver til gymnasiale uddannelser
|
Termin(er)
|
2023/24 - 2024/25
|
|
Institution
|
Silkeborg Gymnasium
|
|
Fag og niveau
|
Fysik B
|
|
Lærer(e)
|
Philip Kruse Jakobsen
|
|
Hold
|
2023 23 Fy/z (1z Fy, 2z Fy)
|
Oversigt over gennemførte undervisningsforløb
Beskrivelse af de enkelte undervisningsforløb (1 skema for hvert forløb)
|
Titel
1
|
1.1 Kig op! - Kan dommedag forudsiges?
I dette indledende forløb undersøger vi energibegreber og tyngdekraft i sammenhæng med nær astronomi. Vi arbejder med Newtons gravitationslov og tyngdeacceleration for at forstå, hvordan masse og afstand påvirker tyngdekraften. Vi bestemmer tyngdeaccelerationen på månen og på Jorden.
Energi behandles gennem forskellige former: potentiel, kinetisk og termisk energi. Dette udnyttes til at undersøge model for meteorkratere og koble det til en case.
Vi undersøger vi faseovergange, herunder fordampning og smeltning, og bruger den specifikke varmekapacitet og fordampningsvarme. Dette kobles til undersøgelse af muligheden for fordampe af alt vand på Jorden ved et Near Earth Object (NEO).
Øvelser:
• Bestemmelse af vands fordampningsvarme
• Bestemmelse af varmekapacitet for et stof
• Beregning af meteornedslagets energi (Dinosaurernes udryddelse)
• Bestemmelse af tyngdeaccelerationen på Månen og Jorden
|
|
Indhold
|
Kernestof:
|
|
Omfang
|
Estimeret:
Ikke angivet
Dækker over:
16 moduler
|
|
Særlige fokuspunkter
|
|
|
Væsentligste arbejdsformer
|
|
|
Titel
2
|
1.2 Bølger, lyd
I dette forløb undersøger eleverne lyd som fysisk fænomen og anvender det til at analysere og beskrive klang, frekvens og lydbølger. Der arbejdes med både objektiv måling og subjektiv oplevelse af lyd i deres afsluttende miniprojekt. Eleverne har fx. undersøg om de kan måle systematiske forskelle på engelske og amerikanske udtaler (fonetisk analyse). Eleverne arbejder med begreber som interferens, stående bølger, resonans, overtoner og frekvensspektrum. Øvelserne spænder fra klassiske forsøg med lydhastighed og stående bølger til digitale analyser af lydoptagelser. Forløbet er projektbaseret og munder ud i en præsentation, hvor eleverne præsenterer egne undersøgelser og konklusioner.
Øvelser:
• Stående bølger på en streng
• Frekvensspektre: optag og analyse af lyd
• Måling af lydens udbredelseshastighed inde og ude
• Mål din høregrænser
• Taleanalyse med spektrogram: vokaler vs. konsonanter
|
|
Indhold
|
Kernestof:
|
|
Omfang
|
Estimeret:
Ikke angivet
Dækker over:
12 moduler
|
|
Særlige fokuspunkter
|
|
|
Væsentligste arbejdsformer
|
|
|
Titel
3
|
1.3 SRP2 - Hvorfor har vi årstider? (MA-Fy)
Forløbet undersøger den fysiske forklaring på årstidernes opståen med særligt fokus på solindstrålingens afhængighed af jordens hældning, bane og afstand til Solen. Eleverne lærer at analysere variationer i solindstråling med trigonometriske metoder og afstandskvadratloven. Gennem eksperimenter og modeller vurderes, hvordan vinklen på indstråling påvirker energien pr. areal. Forløbet lægger desuden vægt på argumentation og formidling, herunder kritisk analyse af udbredte misforståelser. Forløbet afsluttes med en screencast, hvor eleverne forklarer og argumenterer ud fra modeller og data.
Øvelser:
• Afstandskvadratloven og lysintensitet
• Vinkelafhængighed af solindstråling
• Argumentanalyse: Flat Earth-video og kritik af misforståelser
|
|
Indhold
|
Kernestof:
|
|
Omfang
|
Estimeret:
Ikke angivet
Dækker over:
7 moduler
|
|
Særlige fokuspunkter
|
|
|
Væsentligste arbejdsformer
|
|
|
Titel
4
|
1.4 Elektricitet og den grønne omstilling
Dette forløb introducerer elektriske grundbegreber og kobler dem til aktuelle problemstillinger omkring bæredygtig energiproduktion, -transport og -lagring. Vi arbejder med strømstyrke, spænding, ladning og resistans, og undersøger hvordan disse størrelser indgår i elektriske kredsløb. Joules lov anvendes til beregning af varmeudvikling, og eleverne lærer at beregne elektrisk energi og effekt. Desuden analyseres forskellige energiteknologier (bl.a. solceller) med fokus på nyttevirkning og energitab. Forløbet giver eleverne redskaber til at diskutere fysikkens rolle i den grønne omstilling.
Øvelser:
• Nyttevirkning af din egen vandvarmer
• Forsøg med Joules lov
• Måling af solcellers effektivitet og temperaturafhængighed
• Resistansmodel og resistivitet i ledere
|
|
Indhold
|
Kernestof:
|
|
Omfang
|
Estimeret:
Ikke angivet
Dækker over:
14 moduler
|
|
Særlige fokuspunkter
|
|
|
Væsentligste arbejdsformer
|
|
|
Titel
5
|
1.5 Mini-klimaprojekt
I dette forløb arbejder eleverne projektbaseret i grupper med selvvalgte emner inden for tre centrale geofaglige problemstillinger: albedo og klima, havniveaustigninger eller fremtidens energiforsyning. Målet er at undersøge en konkret problemstilling eksperimentelt og formidle resultaterne fagligt gennem en videnskabelig plakat (poster), som både skal trykkes og fremlægges for klassen. Plakaten danner desuden grundlag for ét af de mulige teoretiske spørgsmål til årsprøven.
Forløbet indeholder både planlægning, eksperimentelt arbejde, databehandling, faglig formidling og refleksion. Undervejs opbygges forståelse for metodevalg, fejlkilder og vurdering af resultaters gyldighed.
De tre mulige emner er:
1. Albedo og Jordens klima – fokus på hvordan ændringer i albedo (fx ved afsmeltning af is og sne) påvirker klimaet, og hvordan albedo kan måles og dokumenteres eksperimentelt.
2. Havniveaustigninger – undersøgelse af hvordan opvarmning og afsmeltning påvirker havniveauet, herunder eksperimenter med termisk udvidelse af vand og modellering af fremtidige scenarier.
3. Fremtidens energiforsyning – analyse af energilagring med særligt fokus på brint og brændselsceller, herunder eksperimentel bestemmelse af nyttevirkning og diskussion af teknologiens perspektiver.
Forløbet afsluttes med præsentation af plakaterne og aflevering af et elevformuleret spørgsmål til årsprøven.
Arbejdspunkter og aktiviteter:
Gruppearbejde med udgangspunkt i et af de tre emner
Planlægning og gennemførelse af relevante eksperimenter
Udarbejdelse af faglig poster efter fælles skabelon
Fremlæggelse af poster for klassen
Udarbejdelse af eget årsprøvespørgsmål
|
|
Indhold
|
|
|
Omfang
|
Estimeret:
Ikke angivet
Dækker over:
8 moduler
|
|
Særlige fokuspunkter
|
|
|
Væsentligste arbejdsformer
|
|
|
Titel
6
|
2.1 Lys og kosmologi
Forløbet handler om det naturvidenskabelige verdensbillede for Universet (Kosmologi) og hvordan vi kan vide/argumentere for dette. Forløbet hedder egentlig ”How - not Why we came to be”, da det samtidigt er en opvarmning til deres ophold i Boston, USA. Eleverne ser at studiet af rummet kræver viden om lys. Der arbejdes med de to forskellige processer der kan skabe lys (emission og planckstråling/varmestråling).
Først introduceres lys og atomfysik gennem Bohrs atommodel, emission/absorption og spektralanalyse. Vi undersøger hvordan lys kan afsløre stjerners temperatur, afstand og sammensætning.
Dernæst bevæger vi os over i kosmologi, hvor eleverne lærer om universets udvikling, Hubbles lov og Big Bang. Forløbet afsluttes med en kreativ aflevering (artikel/podcast) om stjernestøv og menneskets plads i universet.
Øvelser:
• Småforsøg med lys: interferens, brydning og farvespektrum
• Fotoelektrisk effekt (demonstration)
• Afstandskvadratloven for lys
• Emissionsspektre og identifikation af grundstoffer
• Gittermålinger og bølgelængdeberegning (laser)
• Måling af linjespektre og sammenligning med reference
• Hubbles lov og beregning af ”Hubbletiden” baseret på data (hjemmeside)
|
|
Indhold
|
Kernestof:
|
|
Omfang
|
Estimeret:
Ikke angivet
Dækker over:
14 moduler
|
|
Særlige fokuspunkter
|
|
|
Væsentligste arbejdsformer
|
|
|
Titel
7
|
2.2 Mekanik (opsaml fra Boston)
Eleverne har arbejdet med Kinematik og mekanisk arbejde som en del af deres ophold i Boston (college).
Klassisk mekanik anvendes til at analysere trafikale problemstillinger. Vi arbejder med bevægelse med konstant acceleration, sted- og hastighedsfunktioner, standselængde og luftmodstand. Eleverne laver praktiske forsøg og dataanalyse, bl.a. med Logger Pro og simuleringer.
Øvelser:
• Reaktionstid og standselængde (simulering)
• Videoanalyse af bevægelse og acceleration i 1 D
• Luftmodstand og formfaktor af muffinform med ultralydssensor
|
|
Indhold
|
Kernestof:
|
|
Omfang
|
Estimeret:
Ikke angivet
Dækker over:
5 moduler
|
|
Særlige fokuspunkter
|
|
|
Væsentligste arbejdsformer
|
|
|
Titel
8
|
2.3 Bevægelse i 2-D (SRO-forløb)
I dette tværfaglige forløb forbereder eleverne sig til SRO (Studieretningsopgave) med et eksperimentelt og teoretisk projekt i fysik og matematik. Eleverne skal undersøge en selvvalgt bevægelse og analysere den gennem både fysiske og matematiske modeller. Projektet munder ud i en opgaveformulering, der danner grundlag for den egentlige SRO, som skrives i december.
Formålet med forløbet er at udvikle elevernes evne til at koble eksperimentel dataindsamling med analyse af kræfter og matematisk modellering, særligt gennem vektorfunktioner. Forløbet er bygget op omkring tre dele: eksperiment, fysisk analyse og matematisk analyse, og der gives løbende vejledning i opbygning, metode og problemstilling.
Faglige mål:
Gennemføre en eksperimentel undersøgelse af en selvvalgt bevægelse
Identificere og analysere de kræfter, der påvirker et objekt under bevægelse
Opstille vektorfunktioner og beskrive bevægelsen matematisk
Færdigheder i fokus:
Tværfaglig anvendelse af fysik og matematik
Videobaseret dataindsamling og analyse (fx med Logger Pro )
Modellering og anvendelse af funktioner i to dimensioner
Refleksion over metode og naturvidenskabelig arbejdsform
|
|
Indhold
|
Kernestof:
|
|
Omfang
|
Estimeret:
Ikke angivet
Dækker over:
6 moduler
|
|
Særlige fokuspunkter
|
|
|
Væsentligste arbejdsformer
|
|
|
Titel
9
|
2.4 Radioaktivitet og kernefysik
Forløbet omfatter atomkernen og radioaktive processer, herunder henfaldstyper, halveringstid, aktivitet og energiberegning via Q-værdier. Eleverne arbejder med isotopkort, kernekraft og strålingsbeskyttelse, og lærer at analysere og tolke kernereaktioner og henfaldskæder. Vi diskuterer baggrundsstråling og strålekilder samt sammenhæng mellem masse og energi (E=mc²). Afleveringen består af en casebaseret opgave om en radioaktiv katastrofe.
Øvelser:
• Halveringstid for Ba-137
• Halveringstykkelse for bly
• Terningskastanalogi for henfald
|
|
Indhold
|
Kernestof:
|
|
Omfang
|
Estimeret:
Ikke angivet
Dækker over:
14 moduler
|
|
Særlige fokuspunkter
|
|
|
Væsentligste arbejdsformer
|
|
|
Titel
10
|
2.5 Tryk og Opdrift
Eleverne arbejder med væskers og gassers egenskaber, herunder tryk, opdrift, idealgasloven og absolut temperatur. Vi kobler modeller med praktiske eksperimenter og undersøger, hvorfor skibe flyder og hvordan man kan bygge en varmluftballon.
Øvelser:
• Eksperiment: Bestemmelse af absolut nulpunkt
• Bestemmelse af densitet for sten og sand
• Tryk i en væskesøjle (mælk eller saltvand)
• Opdrift på et lod
• Opdriftsforsøg: "Kan den synke?"
• Byg en varmluftsballon
|
|
Indhold
|
Kernestof:
|
|
Omfang
|
Estimeret:
Ikke angivet
Dækker over:
14 moduler
|
|
Særlige fokuspunkter
|
|
|
Væsentligste arbejdsformer
|
|
|
Titel
11
|
2.6 Exoplaneter - Jagten på en Earth 2.0
2.6 Exoplaneter – Jagten på en Earth 2.0
I dette forløb arbejder eleverne undersøgende med data om exoplaneter fundet af rumteleskopet Kepler. Målet er at opnå forståelse for de vigtigste metoder til at opdage exoplaneter, analysere observationer og vurdere sandsynligheden for beboelighed. Eleverne arbejder med fire konkrete exoplaneter og anvender både fysiske modeller og astronomiske data til at bestemme radius, masse, densitet, overfladetemperatur og evne til at fastholde en atmosfære.
Forløbet bygger på virkelige måledata og simulerede observationer og lægger op til en afsluttende konferencefremlæggelse, hvor grupperne præsenterer deres resultater i form af screencasts. Undervejs arbejder eleverne med Keplers love, dopplereffekt, transitkurver og modeller for strålingsbalance og atmosfæretab.
Faglige fokusområder:
Opdagelsesmetoder for exoplaneter: radialhastighedsmetoden og transitmetoden
Dopplereffekt for lys og bestemmelse af exoplaneters masse
Transitkurver og beregning af exoplaneters radius
Keplers tredje lov og beregning af omløbsafstand
Beregning af overfladetemperatur ud fra strålingsbalance
Vurdering af beboelighed gennem masse, densitet, atmosfæretab og ESI (Earth Similarity Index)
Centrale begreber og modeller:
Radialhastighed og dopplereffekt
Transitmetoden og lyskurver
Keplers 3. lov
Tyngdekraft og undvigelseshastighed
Strålingsbalance og ligevægtstemperatur
Densitet og albedo
Atmosfærebevarelse og middelhastighed for gasmolekyler
Earth Similarity Index
Øvelser og aktiviteter:
Illustration af dopplereffekt med lydforsøg
Analyse af Kepler-data for fire exoplaneter (lysdata og stjernedata)
Beregning af radius ud fra transitdybde
Anvendelse af Keplers 3. lov til at bestemme afstande
Beregning af masse og densitet ud fra radialhastighed og transitdata
Udledning og anvendelse af ligning for ligevægtstemperatur
Vurdering af atmosfæretab vha. undvigelseshastighed og molekylehastigheder
Afsluttende screencast-konference med præsentation af resultater og vurdering af beboelighed
Afsluttende produkt:
Grupperne udarbejder et screencast (max. 12 min), hvor de formidler deres undersøgelse som var det et oplæg til en NASA-konference. Screencastet skal præsentere hovedresultater, udvalgte beregninger og en diskussion af, hvorvidt deres planet kunne være beboelig – herunder vurdering af Earth Similarity Index.
|
|
Indhold
|
Kernestof:
|
|
Omfang
|
Estimeret:
Ikke angivet
Dækker over:
11 moduler
|
|
Særlige fokuspunkter
|
|
|
Væsentligste arbejdsformer
|
|
|
Titel
12
|
2.7 Projekt Elektriske sensorer
Dette forløb introducerer eleverne til brugen af sensorer i elektriske kredsløb og til målinger med mikrokontrolleren Arduino. Eleverne lærer om spændingsdeleren – en grundlæggende elektronisk opbygning – og anvender den til at bygge og kalibrere egne måleinstrumenter.
Der arbejdes med både teori (Ohms lov, spændingsdeling, resistans og sensorprincipper) og praksis (kredsløbsopbygning, programmering og databehandling). Forløbet afsluttes med et miniprojekt, hvor eleverne designer, dokumenterer og demonstrerer deres eget elektroniske måleinstrument.
Centrale begreber og modeller:
Spændingsdeler og Ohms lov
Sensorers fysiske afhængigheder (temperatur, lys, lyd, tryk)
Analog måling og signalbehandling med Arduino
Kalibrering og konvertering mellem signal og fysisk størrelse
Grundlæggende programmering og styringslogik
Øvelser og aktiviteter:
Beregning og analyse af spændingsdelere
Opbygning og kalibrering af temperatursensor med NTC og Arduino
Regression og databehandling i forbindelse med kalibrering
Afsluttende projekt: Byg dit eget måleinstrument
Grupperne designer og bygger et måleinstrument med sensor og Arduino, som måler en fysisk størrelse og visualiserer data. Projektet dokumenteres i en kort rapport med teori, kode, kredsløb, målinger og refleksion. Desuden demonstreres det hele ved en lille messe.
|
|
Indhold
|
Kernestof:
|
|
Omfang
|
Estimeret:
Ikke angivet
Dækker over:
13 moduler
|
|
Særlige fokuspunkter
|
|
|
Væsentligste arbejdsformer
|
|
|
Titel
13
|
Repetition
|
|
Indhold
|
Kernestof:
|
|
Omfang
|
Estimeret:
Ikke angivet
Dækker over:
4 moduler
|
|
Særlige fokuspunkter
|
|
|
Væsentligste arbejdsformer
|
|
{
"S": "/lectio/248/stamdata/stamdata_edit_student.aspx?id=666\u0026prevurl=studieplan%2fuvb_hold_off.aspx%3fholdid%3d58612153315",
"T": "/lectio/248/stamdata/stamdata_edit_teacher.aspx?teacherid=666\u0026prevurl=studieplan%2fuvb_hold_off.aspx%3fholdid%3d58612153315",
"H": "/lectio/248/stamdata/stamdata_edit_hold.aspx?id=666\u0026prevurl=studieplan%2fuvb_hold_off.aspx%3fholdid%3d58612153315"
}