Holdet 2024 Fy_B/y - Undervisningsbeskrivelse

menu

Undervisningsbeskrivelse

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

Oversigt over gennemførte undervisningsforløb
Titel 1 Energiformer, varmelære og bæredygtig energifor...
Titel 2 Bølger, atomfysik og lys
Titel 3 Kosmologi
Titel 4 Nær astronomi
Titel 5 Energiformer, varmelære og bæredygtig energifor...
Titel 6 Ellære og atomfysik
Titel 7 Kernefysik
Titel 8 Studieretningsopgave
Titel 9 Galileo & Newton
Titel 10 Arkimedes på Mars
Titel 11 Verdensbilleder og exoplaneter
Titel 12 Selvvalgt projekt

Beskrivelse af de enkelte undervisningsforløb (1 skema for hvert forløb)
Titel 1 Energiformer, varmelære og bæredygtig energifor...

Energiformer, varmelære og bæredygtig energiforsyning

Kernestof
Beskrivelse af energi og energiomsætning, herunder effekt og nyttevirkning.
Indre energi og energiforhold ved temperatur- og faseændringer
Kinetisk og potentiel energi i tyngdefeltet nær Jorden ̶

Indhold og arbejdsformer
I det naturvidenskabelige grundforløb har eleverne mødt enkelte begreber som effekt, varmekapacitet og termisk energi.
Forløbet i 1.g indledtes med repetition af energibegrebet, energiformer, -omdannelser og -kæder med
energiomdannelsesbingo og opgaveregning.
Herefter er konceptet isoleret system samt termodynamikkens 1. og 2. hovedsætning er præsenteret med fokus på at skelne mellem begreberne varme (Q) og arbejde (A).
De tre typer varmeledning, konduktion, radiation og konvektion er behandlet gennem et kvalitativt
Elevforsøg med varmeledningsevnen af metal og pap.
Ud fra en gennemgang af vands opvarmningskurve har eleverne selvstændigt konstrueret opvarmningskurven for ætanol ud fra formlerne for termisk energi og smelte- og fordampningsvarme samt relevante fysiske konstanter.
Værdierne for vands specifikke varmekapacitet og fordampningsvarme er desuden bestemt
eksperimentelt.
Forløbet blev afsluttet med projektarbejde om forskellige energiforsyningsteknologier, Power-to-X, vindenergi, solceller, vandkraft, kraftvarmeværk, varmepumpe og kernekraftværk. Eleverne præsenterede indholdet for klassen.
Fra begyndelsen af 2.g blev forløbet suppleret med følgende indhold:
Termisk (indre) energi er repeteret og tilført termodynamikkens 1. og 2. hovedsætning samt begrebet varme og arbejde.
Under repetition til slut i skoleåret, er begrebet arbejde desuden berørt nu med brug af kraftbegrebet, som eleverne først mødte efter dette undervisningsforløb.
Mekanisk energi og energitab ved omdannelse mellem kinetisk og potentiel energi er undersøgt gennem videoanalyse af hoppende bold, samt regneopgaver.

Demonstrationsforsøg
Vands kogepunkt ved subatmosfærisk tryk.

Elevforsøg
Nyttevirkning af køkkenapparat
Vands specifikke varmekapacitet og fordampningsvarme.
Varmeledning af pap og metal.
Hoppende bold og videoanalyse

Produkter
Forsøgsjournal.
Poster og mundtlig præsentation.

Materialer
FysikCbogen, kapitel 2
https://fysikc.systime.dk/?id=506
https://fysikabbogen.systime.dk/?id=368#c1716
https://fremtidensenergi.systime.dk/?id=144
https://fremtidensenergi.systime.dk/?id=147
https://fysikabbogen.systime.dk/?id=159 FysikABbogen, Kap 9. Termisk energi og varme.
https://fremtidensenergi.systime.dk/?id=144
https://fremtidensenergi.systime.dk/?id=147
[=url] https://fysikabbogen.systime.dk/?id=368 [/url] Kap. 9.1+.2
[=url] https://fysikabbogen.systime.dk/?id=258 [/url] Kap. 8.1
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 12,00 moduler
Dækker over: 8 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 2 Bølger, atomfysik og lys

Kernestof
Atomers og atomkerners opbygning
Fotoners energi, atomare systemers emission og absorption af stråling, spektre

Indhold og arbejdsformer
Forløbet indledtes med generelle bølgebegreber, bølgeligningen og interferens, og en øvelse med tonegenerator som demonstrerer frekvensens betydning for lydbølger.
Videre arbejde indeholdt en tegneøvelse om og en eksperimentel kvalitativ undersøgelse af diffraktion og gitterligningen.
Det elektromagnetiske spektrum, linje- og absorptionsspektre introduceres og er undersøgt eksperimentelt med bl.a. hydrogen-gasudladningsrør.
Bohrs atommodul og postulater med udgangspunkt i hydrogen er bearbejdet gennem en øvelse med en trappe som model, ved simulatorøvelse, gennem produktion af stop motion video og gennem mundtlig præsentation via screen cast.

Demonstrationsforsøg
Hydrogens linjespektrum med håndspektrometer.

Elevforsøg
Lasere med to farver gennem to forskellige optiske gitre.

Produkter
Stop motion video
Screen cast

Materialer
https://fysikc.systime.dk/?id=630 Kap. 3.1,2,5 og 6
https://fysikc.systime.dk/?id=512 Kap. 4.1,2 og .3
Indhold
Omfang Estimeret: 4,00 moduler
Dækker over: 4 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 3 Kosmologi


Kosmologi
Kernestof
Grundtræk af den nuværende fysiske beskrivelse af Universet og dets udviklingshistorie, herunder Universets udvidelse og spektrallinjers rødforskydning

Indhold og arbejdsformer
Eleverne har arbejdet med det kosmologiske princip, universets udvidelse og Hubbles lov og Hubbletiden som metode for at bestemme universets alder. Eleverne har udført øvelsen med elastik som model for universet og Big Bang er behandlet gennem dokumentarfilm og en øvelse om rødforskydning.

Elevforsøg
Elastikuniversets udvidelse

Produkter
Journal

Materialer
BASISFYSIK C, s. 293
Dokumentar: Vores uendelige univers, afsnit 6 ”Big bang”
[=url]https://fysikc.systime.dk/?id=649[/url] Kap. 6.1+2+3
[=url]https://fysikabbogen.systime.dk/?id=563&L=10[/url]
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 5 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 4 Nær astronomi

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

Indhold og arbejdsformer
Eleverne har arbejdet selvstændigt med et underemne. De har både arbejdet med en række simulatorer, der viser nedenstående fænomener og med udarbejdelse af en fysisk model. Dette dannede grundlag for præsentationer i mindre grupper med fremvisning af gruppens fysiske model.

Underemner:
- Længdegrader og breddegrader på Jorden
- Jordens rotation og fænomenerne dag og nat.
- Jordens bevægelse om solen.
- Årstiderne på Jorden ud fra begreberne solhøjde og dagsbue.
- Fænomenerne midnatssol og polarnat ud fra begrebet dagsbue.
- Månens bevægelse om Jorden, herunder månens faser.
- Måneformørkelse og solformørkelse

Forløbet blev afsluttet med eksperimentel undersøgelse af afstandskvadratloven.

Elevforsøg
Eleverne lavede ifm. mundtlige oplæg fysiske modeller med globus, bolde, lamper mm. demonstrationer af fænomenerne.

Afstandskvadratlov på kraftig glødepære.

Produkter
Mundtlig præsentation

Materialer
Vejen til fysik c, kap. 1 Nær astronomi
BASISFYSIKC, side. 259-261
Simulatorer
[=url]https://javalab.org/en/daylight_map_en/[/url]
[=url]https://astro.unl.edu/naap/motion1/animations/seasons_ecliptic.html[/url]
[=url]https://www.khanacademy.org/science/cosmology-and-astronomy/earth-history-topic/earth-title-topic/pi/season-simulator[/url]
[=url]https://javalab.org/en/phase_of_moon_2_en/[/url]
[=url]https://ccnmtl.github.io/astro-simulations/lunar-phase-simulator/[/url]
[=url]https://www.earthspacelab.com/app/eclipse/[/url]


Indhold
Omfang Estimeret: 4,00 moduler
Dækker over: 8 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 5 Energiformer, varmelære og bæredygtig energifor...

Titel: Energiformer, varmelære og bæredygtig energiforsyning

Dette var forløbets anden del.

Se den samlede uv-beskrivelsen under forløbet i begyndelsen af 1.g.
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 4,00 moduler
Dækker over: 4 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 6 Ellære og atomfysik

Forløbet inddeles i to dele. Den første del er klassisk ellære med kredsløbslære. Der er i denne del af forløbet også fokus på, at eleverne skal blive bedre til at planlægge deres egne forsøg. Den anden del er et mere undersøgelsesbaseret forløb der handler om at forstå en kredsløbskomponent (lysdioden) i stor detalje. I denne del af forløbet introduceres eleverne også til normalfordelte usikkerheder.

 Forløbet dækker følgende kernestof
-”Simple elektriske kredsløb med stationære strømme beskrevet ved hjælp af strømstyrke, spændingsfald, resistans og energiomsætning, herunder eksempler på kredsløb med elektriske sensorer.”
-”Atomers og atomkerners opbygning.”
-”Fotoners energi, atomare systemers emission og absorption af stråling, spektre.”

Forløbet dækker følgende supplerende stof
- Båndstrukturer i faste stoffer.
- P-dopede og n-dopede halvledere, pn-overgange.
- Lysdioders opbygning.

Pensum til forløbet er følgende kapitler i I-bogen "En Verden af Fysik B"
Kapitel 6.1.1 Ladning https://enverdenaffysikb.systime.dk/?id=153
Kapitel 6.1.2 Strømstyrke https://enverdenaffysikb.systime.dk/?id=154
Kapitel 6.1.3 Spændingsforskel https://enverdenaffysikb.systime.dk/?id=155
Kapitel 6.1.4 Elektrisk effekt https://enverdenaffysikb.systime.dk/?id=156
Kapitel 6.2.1 Resistans og Ohms lov https://enverdenaffysikb.systime.dk/?id=158
I kapitel 6.2.1 har vi sprunget den alternative form af Joules lov i udledningsboksen over. I stedet har vi brugt formlen E=R*t*I2.
Kapitel 6.2.2 Erstatningsresistans https://enverdenaffysikb.systime.dk/?id=159
Kapitel 6.3.1 Energibånd i faste stoffer https://enverdenaffysikb.systime.dk/?id=163
Kapitel 6.3.4 TEMA: Dioder https://enverdenaffysikb.systime.dk/?id=166

Vi har desuden brugt følgende engelsksprogede videomateriale:
Veritasium: ”Why It Was Almost Impossible to Make the Blue LED” (hele videoen) https://www.youtube.com/watch?v=AF8d72mA41M

Mere specifikt er følgende emner behandlet:
- Opstilling af elektriske kredsløb (herunder tegning af kredsløbsdiagrammer).
- Strømstyrke.
- Spændingsforskel.
- Resistans, resistorer og Ohms lov.
- Elektrisk effekt.
- Kirchhoffs 1. og 2. lov.
- Erstatningsresistans for seriekoblede og parallelkoblede resistorer (inkl. udledning)
NB! Ved udledningen af formlerne for erstatningsresistans har klassen været delt i to, og de har arbejdet med hver deres formel, hvorefter de præsenterede for hinanden.
- (U,I)-karakteristik af komponenter i kredsløb (lysdiode, resistor og elpære).
- Termoføler som et eksempel på en sensor.  
- Energibånd i faste stoffer (leder, halvleder og isolator).
- LED-fysik (pn-overgang, hvad der afgør de forskellige farver i lysdioder, den hvide diodes virkemåde).

Eksperimentelt arbejde (i elevgrupper):
- Kredsløbsforsøg med strømstyrke og Kirchhoffs 1. lov.
- Kredsløbsforsøg med spændingsforskel og Kirchhoffs 2. lov.
- Forsøg med Joules lov (aflevering, efter elevernes egen vejledning).
- Opstilling af kredsløb der kan bruges til at eftervise formlerne for erstatningsresistans.
- Bygge en termoføler ud fra to forskellige metaltråde.
- (del af LED projekt) Karakteristik af resistor, elpære og lysdioder i forskellig farve.
- (del af LED projekt) Bestemmelse af Plancks konstant vha. lysdioder  

Demonstrationsforsøg:
- Natriumlampe og flammeskygge.

Arbejdsformer:
- Læreroplæg.
- Grupperegning.
- Forsøg efter fast vejledning.
- Forsøg efter elevernes egen vejledning.
- Forsøgsplanlægning i grupper.
- Udledningsvideoer/andre forklarende videoer.
- Demonstrationsforsøg.
- Summeøvelser.
Indhold
Kernestof:

Skriftligt arbejde:
Titel Afleveringsdato
Rapport: Joules lov 19-09-2025
LED- rapport del 1 10-10-2025
Dioderapport del 2 14-11-2025
Omfang Estimeret: 17,00 moduler
Dækker over: 22 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 7 Kernefysik

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

Kernestof
Atomers og atomkerners opbygning.
Radioaktivitet, herunder henfaldstyper, aktivitet og henfaldsloven.
Naturens mindste byggesten, herunder atomer som grundlag for forklaring af makroskopiske egenskaber ved stof og grundstoffernes dannelseshistorie
Indhold og arbejdsformer
Forløbet indledtes med udarbejdelse af personlige plancher over bestemt grundstof med fokus på terminologi og nomenklatur. Planchen blev omdrejningspunkt for arbejde med atomets struktur inklusive nukleonernes opbygning med kvarker, ladning af partikler samt de naturkræfter der virker i atomet og atomkernen.
Planchen blev udvidet med radioaktive isotoper efter introduktion til henfaldstyper, bindingsenergi og massedefekt, samt udregning af Q-værdi for radioaktive henfald.
Endelig kobledes den samlede teori til fusionsprocesser i stjerner af varierende størrelse med fokus på grundstofdannelse i universet.
Henfaldsloven er undersøgt eksperimentelt med isotopgeneratorforsøg med Ba-137 med efterfølgende databehandling og journal. I den forbindelse er den matematiske sammenhæng mellem henfaldskonstant og halveringstid udledt.
Forløbet indeholdt desuden et virksomhedsbesøg ved ekskursion til Copenhagens Atomics, som fungerede som karrierelæring, eksempel på kernefysik i anvendelse samt et indspark til det tidligere forløb om bæredygtige energiforsyningsteknologier.

Elevforsøg
Halveringstid af Ba-137

Produkter
Forsøgsjournal, planche og præsentationer.

Materialer
https://fysikabbogen.systime.dk/?id=548
https://fysikabbogen.systime.dk/?id=566, Kap. 14.1-5
https://fysikabbogen.systime.dk/?id=574
https://fysikleksikon.nbi.ku.dk/g/grundstofdannelse_i_stjerner/
https://fysikabbogen.systime.dk/?id=649 De fire naturkræfter
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 9 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 8 Studieretningsopgave

Indhold og arbejdsformer
Eleverne arbejdede i deres studieretningsprojekt med følgende problemformulering:
Hvad styrer farven af et stof i forhold til elektromagnetisk stråling og absorption samt kemiske strukturer, og hvordan kan man bedømme et stofs farve, samt kvantiteten af farvestof tilstede i en vandig opløsning? Diskuter desuden hvordan man kan anvende spektrofotometri i den virkelige verden.
Projektet var tværfagligt med kemi og indholdsmæssigt er forløbet tæt forbundet med Kvantefysik og lys og i nogen grad Ellære og atomfysik, da eleverne kiggende på absorptionsspektre af farvestoffer i kemi gennem forsøg med spektrofotometri. Eleverne berørte på forskellig vis hvordan molekylers spektre kan sammenlignes med dem af én-atomare gasser.
Produkter
Skriftlig opgave

Materialer
Elevernes egne kilder
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 4 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 9 Galileo & Newton

Kernestof
Kinematisk beskrivelse af bevægelse i én og to dimensioner, kraftbegrebet, herunder tyngdekraft samt Newtons love anvendt på bevægelser i én og to dimension.
Indhold og arbejdsformer
Forløbet indledtes med induktivt arbejde med Det vandrette kast og frie fald, med videoanalyse af en kugle der faldt ned fra og trillede ud over en bordkant.
Bevægelsesligningerne er herefter introduceret teoretisk med brug af differentialregning, hvor hastighed og acceleration er vist at være den afledte og dobbelt afledte af stedfunktionen, for bevægelse med konstant fart og acceleration. Det er desuden vist hvordan funktionerne i for bevægelse i to dimensioner skal opskrives som vektorfunktioner.
Med kinematik som fundament er eleverne introduceret til kraftbegrebet og Newtons love gennem kraftdiagrammer og Brian Cox’ video af fjer og bowlingkugle der falder frit med og uden luftmodstand. Kræfter er behandlet som vektorer og der er tegnet kraftdiagrammer med vektorer ud fra ét fælles angrebspunkt og i det punkt kraften virker.
Med trafiksikkerhed som tema har eleverne gennem forsøg undersøgt friktion i tørt og vådt føre, samt bremseformlen for opbremsning af cykel/bil. Bremseformlen er udledt. Eleverne har desuden undersøgt statisk gnidningskoefficient på skråplan og har udledt udtrykket mu=tan(vinkel for skråplan). Endelig har forløbet kigget på betydningen af ABS-bremser i relation til statisk og dynamisk gnidning.
Ved repetition af forløbet udførte eleverne desuden det klassiske forsøg med Galileis faldlov.

Demonstrationsforsøg
Frit af kugler med éns diameter med forskellig masse.

Elevforsøg
Frit fald og vandret kast.
Skråplan og statisk gnidning.
Dynamisk gnidning i tørt og vådt føre.
Galileos faldlov.

Produkter
Rapport
Mundtlig præsentation
Regneopgave

Materialer
https://youtu.be/mlLYJW-yIIg?si=A__QyBfdFdZBVwzk
https://youtu.be/E43-CfukEgs?si=X6bEPmxW_CcKdUTf
https://youtu.be/ui2eM0XPgjs?si=C9abSyN4hjr5AQWr
https://fysikabbogen.systime.dk/?id=576
https://fysikabbogen.systime.dk/?id=645
https://fysikabbogen.systime.dk/?id=208 Minus kap. 5.3
https://fysikabbogen.systime.dk/?id=585
https://fysikabbogen.systime.dk/?id=586 Minus skråt kast
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 14 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 10 Arkimedes på Mars

Kernestof
Tryk og opdrift.
Indhold og arbejdsformer
Forløbets primære indhold er kernestoffet, men som titlen på forløbet angiver er det i en kontekst af planeten Mars og den overfladeforhold.
Forløbet repeterede kort termodynamikkens hovedsætninger og varmelæren, og indledte med et demonstrationsforsøg af vands fasediagram og kogepunkt ved subatmosfærisk tryk. Forsøget inkluderede desuden saltvand og lidt tilhørende teori om saltvands påvirkning på vands fasediagram.  
Eleverne har udledt udtrykkene for tryk i en væskesøjle som er undersøgt gennem forsøg med vand og sat i relation til den tynde atmosfære på Mars som forårsager det meget lave tryk på overfladen, og dermed sandsynligvis ikke tillader flydende vand medmindre der er opløst salte deri.   
Arkimedes lov er desuden også udledt og undersøgt eksperimentelt men overvejende kvalitativt.

Demonstrationsforsøg
Kogepunkt for vand og saltvand ved subatmosfærisk tryk.

Elevforsøg
Tryk i en vandsøjle.
Arkimedes lov.

Produkter
Regneopgaver

Materialer
https://fysikabbogen.systime.dk/?id=218 Kap 6.1-3
https://besoegmars.systime.dk/?id=139
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 5 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 11 Verdensbilleder og exoplaneter

Kernestof
Fysikkens bidrag til det naturvidenskabelige verdensbillede og grundtræk af den nuværende fysiske beskrivelse af Universet.
Indhold og arbejdsformer
Forløbet fungerede som optakt til og efterbehandling af studietur til Firenze med et overordnet tema om renæssancen og tilblivelsen af naturvidenskabelig metode. Desuden bygger forløbet oven på forløbet om nær astronomi fra 1.g.
Første del af forløbet omhandlede Nikolaus Kopernikus, Tycho Brahe, Galileo Galilei, Johannes Kepler og Isaac Newton hvor eleverne lavede en kort præsentation i mindre grupper der hver havde en person som emne. Fokus lå overvejende på deres bidrag til verdensbilledet og naturvidenskab generelt. Dette opsamledes med ”Den bevægede jord”.
Forløbet bygger videre på elevernes kendskab til passagemetoden / transitmetoden for måling af planeters omløbstids om deres stjerne og sammen med introduktion af Newtons gravitationslov og Keplers love. Dette kobles i materialet fra NBI hvor det vises hvordan Keplers 3. lov leder til en formel (T^2/a^3=4*pi^2/G*M), der gør det muligt at bestemme massen af stjernen, som en planet kredser om når afstanden er kendt eller omvendt. Det skal bemærkes at eleverne ikke har kendskab til mekanik med cirkelbevægelse.
Eleverne har arbejdet med en lyskurvesimulator der viser parametre som påvirker data for en planetpassage.

Produkter
Præsentation

Materialer
Film: Den bevægede Jord
[=url]https://ifysikb.systime.dk/?id=244[/url]
[=url]https://fysikabbogen.systime.dk/?id=198[/url]
[=url]FYSIKHISTORIE.dk[/url]
[=url]https://exo.systime.dk/?id=143[/url]
[=url]https://exo.systime.dk/?id=146[/url]
[=url]https://fysikabbogen.systime.dk/?id=595[/url]
[=url]https://fysikleksikon.nbi.ku.dk/k/keplerslove/ [/url]
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 11 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 12 Selvvalgt projekt

Indhold og arbejdsformer

Eleverne arbejde selvstændigt med et eksperimentelt projekt, ud fra deres samlede viden og  erfaringer med de seneste to års undervisning.

Der vil af praktiske årsager ikke blive eksamineret i indholdet, da det netop er spænder over vidt forskellige grene af fysikken.
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 3 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer