Holdet 2024 Fy/e - Undervisningsbeskrivelse

menu

Undervisningsbeskrivelse

Stamoplysninger til brug ved prøver til gymnasiale uddannelser
Termin(er) 2024/25 - 2025/26
Institution Støvring Gymnasium
Fag og niveau Fysik B
Lærer(e) Peter Aaquist Nissen
Hold 2024 Fy/e (1e Fy, 2e Fy)

Oversigt over gennemførte undervisningsforløb
Titel 1 Intro og energi
Titel 2 Den nære astronomi
Titel 3 Bølger, lyd og lys
Titel 4 Atomer og spektre
Titel 5 Intro, repetition og usikkerheder
Titel 6 Mekanik1: kinematik (og FS2)
Titel 7 Mekanik2: kræfter og bevægelse
Titel 8 Satellitter og jordobservation, strålingslovene
Titel 9 El
Titel 10 Kernefysik - medicinsk fysik
Titel 11 Kerneenergi, stjerner, grundstoffer og kosmologi

Beskrivelse af de enkelte undervisningsforløb (1 skema for hvert forløb)
Titel 1 Intro og energi

Bygger videre på energiforløb fra NV, som har omhandlet energiomdannelse og mekanisk energi, særligt kinetisk energi.

Energi, energiformer, energibevarelse, energiomdannelse, energikæder

Mekanisk energi, kinetisk, potentiel, bevarelse af mekanisk energi,

Effekt og elektrisk energi, omregning mellem enheder

Varmetransport: varmeledning, konvektion, varmestråling, (ikke behandlet i dybden)

Temperatur, termisk energi, atom/molekyle-bevægelse, tilstandsformer, faseovergange, specifik varmekapacitet, specifik smelte- og fordampningsvarme
Nyttevirkning

Begreber, symboler, SI-enhed, andre enheder
Regne med symboler og enheder
Variable i forsøg og udførelse af forsøg med variabelkontrol

Forsøg (midlertidig liste):
Bremselængde (NV, rapport)
Varmetransport ved stearinlys (kvalitativt miniforsøg)
Varmefylde af fast stof (egen forsøgsvejledning)
Dyppe termometer og finger i vand og sprit (kvalitativt miniforsøg, fordampningsvarme)
Fordampning af vand (specifik fordampningsvarme, videorapport)
Indhold
Kernestof:

Skriftligt arbejde:
Titel Afleveringsdato
R1: Bremselængde 08-12-2024
R2: Fordampningsvarme for vand 09-02-2025
Omfang Estimeret: 13,00 moduler
Dækker over: 14 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 2 Den nære astronomi

Der arbejdes i fysik med forskellige former for modeller for jord-sol-måne-systemet (fysisk model, animationer, figurer/skitser i bøger) og hvordan man ud fra modeller laver forudsigelser/forklaringer, som kan testes i forsøg eller mod observationer (kendskab til dagligdagsfænomener).
Vi arbejder med at forklare dagligdagsfænomener ud fra arbejde med modeller og figurer baseret på vores moderne billede af solsystemet.

Dagligdagsfænomener: dag/nat, Jordens bane om Solen, ekliptika, aksehældning, årstider, Solens højde på himlen, dagens længde, månens faser, sol- og måneformørkelser

Ud fra dokumentaren "Faldet af i svinget" (eng. "Behind the curve") arbejdes med naturvidenskabelig metode og hvordan man ud fra en hypotese opstiller falsificerbare forudsigelser, som testes i konkrete eksperimenter.

"Modellerings"øvelser:
Jordens rotation og bane, dag/nat og dagslængde
Årstider (aksehældnings effekt på dagslængde og solens højde på himlen)
Månens faser og sol- og måneformørkelse

Forsøg:
Årstider
- Varierende afstand til Solen (afstandskvadratloven)
- Solens højde på himlen (intensitet ved jordoverfladen og afhængighed af vinkel)
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 5,00 moduler
Dækker over: 5 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 3 Bølger, lyd og lys

Grundlæggende egenskaber ved bølger
mekaniske bølger
elektromagnetiske bølger
længdebølger
tværbølger
Bølgetop, bølgedal
amplitude, A
Bølgelængde, λ (lambda)
Periode, T
Frekvens, f
Fart, v
bølgeligningen, v=λ·f
Diffraktion, refleksion og interferens, stående bølger

lyd og lys som bølger - forskelle og ligheder, relation til sanser.

Lydens fart
Stående bølger på en fjeder og guitar
Frekvenserne af partialtonerne, fₙ= n·f₁.
Frekvensspektrum, særligt for stående bølge på snor,

Lys, diffraktion, ringbølger, interferens og gitterligningen
Brug af gitterligningen i beregninger og forsøg.
Perspektivering, strukturelle farver (CD og dyr)

Aktivitet:
Undersøgelse af bølgefænomener på slinky, særligt interferens og stående bølger, samt perspektiver til guitar.

Forsøg:
Solens spektrum med en CD (Gitterligningen med CD, laserpen og glødepære/sol)
Stående bølger på en snor - hvad bestemmer grundfrekvensen? (fokus på metode og variabelkontrol)
Model for stemmen (eleverne lærer om frekvensspektret for en lyd, og bruger dem til at undersøge en simpel model for stemmen - løber over fire moduler, "rapport" i form af poster)
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 13,00 moduler
Dækker over: 12 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 4 Atomer og spektre

Det elektromagnetiske spektrum
Varmestråling og kontinuert spektrum: synligt lys fra Solen (meget kort)

Fotoner, lys som partikler
Energi af en foton ud fra frekvens og bølgelængde, formel og simpel beregning af fotonenergi.
Bohrs atommodel, stationære tilstande og elektronspring ved overgange
Absorption, emission af fotoner og energibetingelser
Hydrogens energiniveauer, og kobling til dets emissionsspektrum, inkl. beregning.


Aktivitet/demo:
Fotoelektrisk effekt
Undersøgelse af spektre med håndspektroskob (lysstofrør, glødepære),
Måling af hydrogens emissionsspektrum med Pasco spectrofotometer

Forsøg:
Måling af hydrogens spektrum med spektroskob med gitter og goniometer og sammenligning med beregnede overgange
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 6,00 moduler
Dækker over: 5 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 5 Intro, repetition og usikkerheder

Repetition af C-niveau emner og eksperiment:
-bølger og lyd, stående bølger

Introduktion af usikkerhed ved målinger og beregninger. Spredning i målinger og brug af betydende cifre (introduceret ved aktivitet med måling på tændstikæsker)

Brug af AI til at give feedback på skrevet tekst - brugt på teoriafsnit i rapport.

Forsøg:
-farten af en snorbølge (rapportforsøg: perspektivering af teori og målinger til at spille på guitar/strengeinstrument. Fokus på brug af enheder og betydende cifre, samt måleusikkerheder og fejlkilder.).

fokus på øget selvstændighed i eksperiment og vurdering af fejlkilder og usikkerheder ved eksperimentet.
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 4,00 moduler
Dækker over: 4 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 6 Mekanik1: kinematik (og FS2)

Forløbet starter ud med et tværfagligt samarbejde med historie, hvor den naturvidenskabelige revolution i renæssancen og Galileos sammenstød med kirken er opdrejningspunktet.
I fysik arbejder eleverne med spørgsmålet: Falder tunge ting hurtigere end lette ting?
Arbejdet tager udgangspunkt i elevernes umiddelbare undersøgelser af spørgsmålet og går videre med, at de introduceres for Galileos faldlov, og at de "gentager" Galileos forsøg med en kugle i en faldrende for at se om faldloven kan bekræftes, hvor der er fokus på forsøgsdesign, naturvidenskabelig metode og eksperimentel metode,
• Umiddelbar undersøgelse og konklusioner?
○ Kritik af forsøg
• Galileos faldlov og naturvidenskabelig metode
• Eksperimentel undersøgelse med faldrende og vandur.
• Overvejelser om metode
○ Variabelkontrol
○ Måleusikkerhed
○ Gentagelse
○ Reduktion og generalisering
Historisk kontekst for den naturvidenskabelige metode

Matematisk beskrivelse af bevægelse i 1 dimension, brug af orienteret akse
Bevægelsesligningerne for konstant acceleration og konstant hastighed:
-Sted-, hastighed-, og accelerationsfunktioner
-De tilhørende grafer: (t,s)-graf, (t-v)-graf, (t.a)-graf

Sammenhæng mellem acceleration, hastighed og sted: a(t)=v'(t)=s''(t)

Videoanalyse af bevægelse i Capstone og analyse af data i excel og Capstone:
-(t,s)-graf, (t-v)-graf, (t.a)-graf
-kobling til bevægelsesligningerne (regressionsanalyse på hele eller dele af bevægelsen og tolkning af regression ud fra bevægelsesligningerne)
-kunne bruge begreber som konstant hastighed eller konstant acceleration på hele eller dele af bevægelse)
Areal under (t,v)-graf som ændring i position

aktiviteter:
-gå-og-gæt en stedkurve

forsøg:
Forsøg med faldrende
Videoanalyse af løb - intro til videoanalyse og kobling til bevægelsesligningerne
Videoanalyse af fald mod gulv - optage video selv, analyse og kobling til bevægelsesligningerne (videorapport)
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 10,00 moduler
Dækker over: 10 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 7 Mekanik2: kræfter og bevægelse

Kraftbegrebet og tyngdekraft
Vektoraddition af kræfter og projektion af kræfter (opdeling i komposanter)

Kræfter og bevægelse, Newtons love og deres brug i analyse af kræfter og bevægelse, særligt resulterende kraft.
Simple kraftdiagrammer til analyse af resulterende kraft.
Tryk og opdrift (i vand og luft), trykket i en væskesøjle, archimedes' lov og formel for opdrift

Opgaveregning - krav til eksamen på A-niveau

Aktivitet:
Analyse af gifs med newtons love
Knus en dåse med luftens tryk
Vand, vægt, lod og newtonmeter (Forudsig-undersøg-forklar med archimedes lov)

Forsøg:
Galileis faldlov på luftpudeskinne
Måling af densitet af væske og lod (tryk i væskesøjle og opdrift)
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 10,00 moduler
Dækker over: 12 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 8 Satellitter og jordobservation, strålingslovene

Et forløb om anvendelse af satellitter til jordobservationer, hvor man kommer ind på betydningen af satellitternes baner og hvordan forskellige dele af det elektromagnetiske spektrum udnyttes satellitters observationer af jorden.
Kort om satellitkonstruktion med særligt fokus på dele der kan knyttes til strålingslove (energi fra solpaneler og termisk stråling)
Afslutning med besøg som satellitvirksomheden SpaceInventor

Læringsmål for satellitbaner:
-Forskellige typer af satellitter og satellitbaner og kan forklare sammenhænge mellem satellittype og bane gennem 2 eksempler.
-Sammenhæng mellem afstand i bane om Jorden og omløbstid beskrevet vha formler.


Læringmål for jordobservationer
- Det elektromagnetiske spektrum som grundlag for jordobservationer fra satellitter - fokus på UV-VIS-IR.
- Strålingsintensitet og afstandskvadratloven som grundlag for sammenhæng mellem banehøjde og begrænsninger i opløsning.
- Reflekteret sollys fra jordoverflade (herunder albedo) og varmestråling (herunder planck-kurve, Stefan-Boltzmanns lov og Wiens lov) som eksempler på strålingskilder ved jordobservation.
-Udvalgte eksempler på jordobservationer, herunder mørke skibe, temperaturmåling og én anden selvvalgt - koble disse eksempler til observationbånd og relevante formel-sammenhænge.



Strålingslovene: Varmeståling (termisk stråling), Planck-kurve (uden formel, kvalitativ ændring med temperatur), Wiens forskydningslov, Stefan-Boltzmanns lov, afstandskvadratloven.

Desuden relateres varmestråling til IR-termometer og Stefan-Boltzmanns lov, hvor emissivitet introduceres for at skelne mellem objekter som opfører sig som sortelegemer og de der ikke gør (måler man den faktiske temperatur eller ej).


Forsøg:
Måling af albedo på skolen (kort forsøg med to målinger)
Hvordan virker et IR-termometer (åbent og undersøgende)
Satellithøjde og strålingsintensitet (Afstandskvadratloven med pære og pyranometer)
Indhold
Kernestof:

Skriftligt arbejde:
Titel Afleveringsdato
FS2 (fysik) 31-10-2025
R6: 2xposter om satellitter 03-12-2025
Omfang Estimeret: 10,00 moduler
Dækker over: 12 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 9 El

Om grundlæggende begreber og elevernes egne analogier for elektriske kredsløb og tilhørende begreber

Kredsløb, ladning, strømstyrke, strømloven (Kirchhoffs 1. lov), spændingsfald og energitransport i kredsløb, resistans, Ohms lov, resistor,

(I,U)-karakteristikker, kredsløbsdiagrammer og symboler for komponenter: spændingskilde, resistor, glødepære, diode, lysdiode, variabel resistor, amperemeter, voltmeter.
Resistivitet og resistans

Spændingskilder, model for batteri, indre resistans, Ohms udvidede lov, karakteristik for batteri, ydre effekt og nyttevirkning

Serie- og parallelforbindelse, strømstyrke og spændingsfald for komponenter i begge typer forbindelser, erstatningsresistans.

Elektrisk effekt, joules lov


Aktiviteter:
Leg ladninger i et kredsløb
Lav din egen analogimodel for energitransport i elektrisk kredsløb
Byg og mål på kredsløb - serie- og parallel-forbindelser
Tegn, byg mål og beregn - erstatningsresistans (serie. og parallel)
"Fængselslighteren" - maksimering af afsat ydre effekt fra 9V batteri.

Forsøg:
Karakterstikker af resistorer, glødepære, diode (eller lysdiode) (rapport: induktiv, opdag selv ohms lov)

Karakteristik og ydre effekt for batteri - kobling til design af "fængselslighter"
Indhold
Kernestof:

Skriftligt arbejde:
Titel Afleveringsdato
R7: karakteristikker 06-02-2026
Omfang Estimeret: 10,00 moduler
Dækker over: 14 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 10 Kernefysik - medicinsk fysik

Tematisk forløb med fokus på medicinsk brug af stråling - detektion og behandling af kræft. Der arbejdes gennem forløbet løbende med at tage stilling til hvilke nuklider fra en liste, som kunne være egnede ift brug som radioaktivt sporstof ud fra egenskaber som henfaldskæde, halveringstid, strålingstype.

Atomkernen, elementarpartikler, radioaktivitet, henfaldstyper (alfa, beta-plus og -minus, elektronindfangning, gamma), bevarelseslovene, kernekort, henfaldskæde

Henfaldsloven for kerner, henfaldskonstant og haveringstid.
Henfaldskonstant som sandsynlighed.
Aktivitet som henfald per tid og "udledning af" henfaldslov for aktivitet og A=k·N.

Måling på henfald: sammenhæng mellem aktivitet og tælletal, usikkerhed på tælletal, baggrundsstråling og korrigeret tælletal.

Bortskaffelse af affald fra forsøg:

Gennemtrængningsevne af stråling og absorption af stråling, absorptionsloven, halveringstykkelse.
Relateret til beskyttelse mod stråling og forskel på strålingkilder der er uden for kroppen eller inden i kroppen.

Dosis, ækvivalent dosis, kvalitetsfaktor, enhederne gray og sievert

Om radioaktive sporstoffer og isotopgenerator (Tc-99).
Der er ved forsøg også målt på udviklingen af strålingen fra "malko-koen" (mini-generatoren) efter der er udtrukket væske fra den. Dette sammenlignes med hvad der sker i isotopgenerator.


Forsøg:
-henfaldslov for ukendt isotop (halveringstid, rapport)

Demo:
-absorption af stråling - forskellige strålingtypers gennemtrængningsevne af papir, aluminium, bly (kvalitativt, meget kort forsøg)
-Halveringstykkelse for gamma-stråling i vand (meget kort, bruges til at relatere til brug af gammakilder som radioaktive sporstoffer)
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 9,00 moduler
Dækker over: 8 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 11 Kerneenergi, stjerner, grundstoffer og kosmologi

Forløbet starter med at se på kerneenergi:
energi-masse ækvivalens,  E=m×c², massetilvækst, Q-værdi ved henfald og fission.
Beregning af Q-værdi for forskellige henfald

Herefter skiftes der til at se på stjerner, hvor der samles op på viden fra tidligere forløb (atomer og spektre, strålingslovene) og bruger det til at belyse, hvordan vi kan få målinger, som har udviklet og underbygget vores model for universets opbygning og udvikling.

Stjerners livscyklus og grundstoffernes dannelse. Bindingsenergi, massedefekt og energi fra fusion. Stjerners udvikling og dannelse af grundstoffer ved fusion. Stjernes endeligt og dannelsen af grundstoffer tungere end jern, herunder supernova og kilonova og neutronindfangning

Universets "opbygning" og afstande i universet (kosmisk zoom): solsystemer, galakser (Mælkevejen), galaksehobe, superhobe og storskalastruktur.

Lys fra stjerner og afstande i universet. Lysår og parsec. Parallaksemåling og heliocentrisk og geocentrisk verdensbillede, bueskund og parallakse for de nærmeste stjerner, Gaia-satellitten og mikrobuesekund-måling

Rødforskydning af spektre og fart, Hubbles lov og universets udvidelse (elastik/ballon-model), kosmologisk rødforskydning.
Big Bang modellen og dens grundlag:
-universets udvidelse (Hubbles lov),
-baggrundsstrålingen (rødforskydning af varmestråling fra universets fødsel, kobling til Wiens forskydningslov)
-og grundstoffordelingen (75% H og 25% He).

Udover tekst fra lærebøgerne er dokumentaren "Begyndelsen og enden på universet 1" set gennemgår observationerner som understøtter Big Bang-teorien.

Forsøg (som der kobles til):
Afstandskvadratloven med pære.
Hydrogens spektrum

Videoer og internetressourcer:
(4:35)  En film med flotte animationer og fokus på guld:
https://youtu.be/jf_4z4AKwJg

(9:52) Dannelse af de tunge grundstoffer: supernova kan ikke forklare det hele, vi har brug for kolliderende neutronstjerner - hvilket kaldes en kilonova:
https://youtu.be/o9_TArqcZ74
  
(8:41) Mere om neutronstjerner:
https://youtu.be/udFxKZRyQt4

Kosmisk zoom:
• https://scaleofuniverse.com/en
(video)The known universe: https://www.youtube.com/watch?v=17jymDn0W6U
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 9,00 moduler
Dækker over: 9 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer