Undervisningsbeskrivelse
Stamoplysninger til brug ved prøver til gymnasiale uddannelser
|
Termin(er)
|
2024/25
|
|
Institution
|
NEXT
|
|
Fag og niveau
|
Astronomi C
|
|
Lærer(e)
|
Anton Bischoff
|
|
Hold
|
A 2022/2023 as/htx,stx VF (A 2+3g as/htx,stx VF)
|
Oversigt over gennemførte undervisningsforløb
Beskrivelse af de enkelte undervisningsforløb (1 skema for hvert forløb)
|
Titel
1
|
Den Nære Astronomi
Beskrivelse
Forløbet starter med en kort introduktion af faget, efterfulgt af basal (primært kvalitativ) teori om lys, for at få alle introduceret til det. Herefter følger en gennemgang af de astronomiske fænomener vi kan opleve fra Jordens overflade, og deres forklaringer. Vi benytter os af programmet Stellarium til at observere nogle af fænomenerne, og vænne os til at finde rundt på stjernehimlen. Vi diskuterer skift i det videnskabelige verdensbillede, og slutter med at måle Jordens Omkreds apropos Erasthotenes' målinger i det gamle Grækenland.
Faglige begreber (ikke udtømmende liste)
- Det elektromagnetiske spektrum (Bølgelængder osv)
- Lysets hastighed, c
- Jordens bevægelse(r)
- Døgnet
- Årstider (Jordens aksehældning, ekliptika, solhøjde, solhverv, jævndøgn)
- Månen (Dannelse, faserne, bunden rotation, Måneden)
- Solformørkelse (Total, Annular og Partiel + Halvskygge og helskygge)
- Måneformørkelser
- Knudepunkterne og månens baneplan der hælder ift Ekliptika.
- Længdegrader og breddegrader
- Rektascension (alpha eller RA) og Deklination.
Kapitler i bogen (Astronomi på Systime)
https://astronomi.systime.dk/
2.1 - Hvad er Lys?
2.2 - Tilbage til fortiden
2.3 - Jorden og Solen
2.4 - Jorden og Månen
2.5 - Jorden, Solen og Månen
12.3 - Aristoteles - for 2.350 år siden
2.6 - Find vej på stjernehimlen
Andet materiale
- COSMOS: A Space Odessey (Jordens Tabte Verdener) gennem CFU.
- https://www.kalender-365.dk/manen/manens-aktuelle-position.html
- Stellarium og opgaver dertil fra Observatoriet.dk
- Cool Worlds - A Journey to the End of the Universe (https://www.youtube.com/watch?v=b_TkFhj9mgk)
- Kurzgesagt: You are not where You Think You Are (https://www.youtube.com/watch?v=Pj-h6MEgE7I)
Opgaver/Øvelser til porteføljen
- Døgnet og Årstider
- Jord og Måne
- Eleverne fotograferer Månen i mindst to faser.
- Formørkelser
- Video-opgave: Solsystemet i 3D (4D? Tid inkluderet)
- Forsøg - Måling af Jordens Omkreds med GPS (Apropos Erastothenes)
- Opgaver til Stellarium
- Aktiviteter i mange af bogens kapitler
|
|
Indhold
|
Kernestof:
|
|
Omfang
|
Estimeret:
Ikke angivet
Dækker over:
14 moduler
|
|
Særlige fokuspunkter
|
|
|
Væsentligste arbejdsformer
|
|
|
Titel
2
|
Solsystemet
Beskrivelse
Forløbet starter med at sætte Solsystemets plads i universet i perspektiv, med en øvelse om størrelsesforhold der afslører, at relativt til andre planeter, er andre stjerner ufatteligt langt væk fra os. Herefter gennemgås planeternes bevægelse og hastigheder gennem Keplers love, og effekter på himlen eksemplificeres med Mars' retrograde bevægelse, der også påvises i Stellarium. Keplers tredje lov eftervises ved lineær regression på data fra Solsystemet.
Dannelsen af Solsystemet beskrives fra sammentrækning af gas/støvsky til protosolen antændes. Argumenter for dannelsen og alderen diskuteres gennem tegn på planeter (krater-tæthed) og højteknologiske undersøgelser som OSIRIS-REX missionen der indsamler materiale fra asteroiden Bennu, for at undersøge Solsystemets byggesten. Processerne der former planeterne i solsystemet diskuteres (en smule ekstra fokus på albedo), og alle elever udvælger et konkret objekt i solsystemet og udformer en præsentation om dette.
Faglige begreber (ikke udtømmende liste)
- Størrelsesordner
- Lysår og astronomisk enhed (AE) som enheder
- Keplers Love (Ellipser og tilhørende begreber, halve storakse, omløbstider, Keplers konstant)
- Retrograd bevægelse
- Undvigelseshastighed
- Heliocentrisme vs geocentrisme
- Protoplanetar skive, protostjerne, klippe/gasplaneter, snegrænsen
- Albedo, tidevandskræfter, drivhuseffekt
Kapitler i bogen (Astronomi på Systime)
https://astronomi.systime.dk/
1.1 - Det Kosmiske Zoom
3.1 - Planeters og rumsonders baner og bevægelse i Solsystemet
3.1.1 - Keplers love
3.1.2 - Banebevægelser
3.2 - Hvordan opstod Solsystemet, og hvorfor ser det ud, som det gør?
3.3 - Hvilke processer former overfladen og atmosfæren på planeterne og månerne?
12.3 - Aristoteles - for 2350 år siden
12.4 - Kopernikus - for 500 år siden
Andet materiale
- Epic Spaceman: The Mind-blowing scale of the Milky Way (https://www.youtube.com/watch?v=VsRmyY3Db1Y)
- National Geographic: Moon 101:
https://www.youtube.com/watch?v=6AviDjR9mmo
- En annular solar eclipse:
https://www.youtube.com/watch?v=UJfpqSj7cCs
- Videnskab.dk: Komet kan ses fra Danmark i oktober 2024: Sådan spotter du C/2023 A3 (Tsuchinshan-ATLAS)
Artikel om OSIRIS-REX:
https://videnskab.dk/rummet/nasa-sonde-vender-tilbage-vigtige-asteroide-proever-lander-nu-i-utah-efter-syv-aar-i-rummet/
- Video: BBC Earth Science: Eight Wonders Of Our Solar System | The Planets | BBC Earth Science
Opgaver/Øvelser til porteføljen
- Størrelsesforhold, et verdenskort
- Solsystemet - Keplers Love
- Banebevægelser
- Solsystemets dannelse og OSIRIS-REX
- Solsystemet - Processer i Solsystemet
- Præsentation af objekt i Solsystemet
|
|
Indhold
|
Kernestof:
|
|
Omfang
|
Estimeret:
Ikke angivet
Dækker over:
18 moduler
|
|
Særlige fokuspunkter
|
|
|
Væsentligste arbejdsformer
|
|
|
Titel
3
|
Stjerner er ikke bare stjerner - HR-diagrammet
Beskrivelse
I dette forløb er der fokus på hvilke informationer vi kan få fra stjernerne, og hvordan vi tolker den data og systematiserer den i HR-diagrammet. Vi starter med et lyn-kursus i Bohrs atommodel, for at forklare spektrallinjer i stjernespektre. Herefter bruger vi Wiens Forskydningslov til at forklare hvordan man kan tage temperaturen på en stjerne. Herefter taler vi om absolut og relativ lysstyrke, og introducerer Stefan-Boltzmanns lov og Afstandskvadratloven. Vi taler (kort) om den historiske baggrund for størrelsesklasserne. Vi arbejder med parallaksemålinger af stjerner til afstandsbedømmelse, og slutter af med at gennemgå HR-diagrammet (T,L) på baggrund af den information vi nu forstår hvordan vi finder.
Faglige begreber (ikke udtømmende liste)
- Elektromagnetisk spektrum (absorptions og emissions spektrum)
- Absorption og Emission fra atomer (energiniveauer og Bohrs atommodel)
- Sortlegemestråling
- Wiens forskydningslov
- Absolut lysstyrke (Luminositet - en stjernes effekt)
- Tilsyneladende lysstyrke
- Størrelsesklasser (tilsyneladende og absolut)
- Parallakse
- Intro til Hvide dværge, Hovedserien, Kæmpestjerner og Superkæmper
Kapitler i bogen (Astronomi på Systime)
4.1 - Hvad kan vi måle?
4.2 - En stjernes spektrum
4.2.2 - Sortlegemestråling (Black Body Radiation)
4.3 - Observation af stjerner
4.3.1 - Astronomiske størrelsesklasser
4.4 - Herzsprung-Russell-diagrammet
4.5 - Afstandsbestemmelse ved hjælp af stjerner
5.2 - Hvad kendetegner stjernerne?
Andet materiale
- Astrum på Youtube: Astrum: What NASA Unexpectedly Discovered When They Opened the Bennu Sample
- Interaktivitet: Balmer Serien
- Simulation: Sortlegemestråling fra NAAP
- Interaktivitet: Balmer Serien
- Kurzgesagt: The Last Thing To Happen In The Universe
- NAAP Simulation: HR Diagrammet
Opgaver/Øvelser
- Quiz om grundstoffernes fingeraftryk og Wiens Forskydningslov (Fra Orbit B)
- Øvelse: Temperaturen på stjerner
- Lysstyrke og størrelsesklasser
- HR-diagrammet med NAAP
- Afstand til stjerner - Parallaksen
|
|
Indhold
|
Kernestof:
|
|
Omfang
|
Estimeret:
Ikke angivet
Dækker over:
14 moduler
|
|
Særlige fokuspunkter
|
|
|
Væsentligste arbejdsformer
|
|
|
Titel
4
|
Stjerners liv og død - Vi er alle stjernestøv
Beskrivelse
I dette forløb fortsætter vi stjernelæren. Vi dykker ned i processerne i stjerner, fra dannelse over hovedserie til kæmpefasen og død. Alle faser bearbejdes selvstændigt med opgaver og simulation. Vi besøger undervejs Kroppedal Museum og tager spektra af stjerner og ser på Solen i et teleskop (Med H-alpha filter). Vi diskuterer den overordnede grundstofsyntese i forbindelse med hovedseriens pp- og CNO-fusion samt de tungere grundstoffers dannelse i forbindelse med stjernedød - og hvordan vi alle er lavet af stjernestøv.
Faglige begreber (ikke udtømmende liste)
- Hydrostatisk Ligevægt (HSLV)
- Stjernedannelse
- Hovedserien (tiden afhængig af massen)
- H-fusion (primært fokus på p-p fusion, CNO-cyklus kun nævnt)
- Kæmpefasen
- Helium glimt
- He-fusion (tredobbelt alpha-fusion af He til C)
- Stjerners endeligt og produkter
- Løgmodellen i store stjerner
- Planetare tåger, supernovaer, hvide dværge, neutronstjerner og sorte huller
- Grundstofsyntese
- r- og s- processer (kort forklaret) relateret til Det Periodiske System
- Den beboelige Zone
Kapitler i bogen (Astronomi på Systime)
5.1 - En Sol i forandring
5.2 - Hvad kendetegner stjernerne?
5.3 - Et overblik over stjerneudviklingen
5.5 - Hovedserien
5.6 - Kæmpestjerner
5.7 - Stjerners endeligt
Andet materiale
- Kurzgesagt: The Largest Star in the Universe.
- YouTube: Star Size Comparison
- Solen netop nu (SOHO - NASA)
- Veritasium: Do People Understand the Scale of the Universe?
- Be Smart - The Strange Cosmic Origin of Earth’s Most Precious Metals
- En masse simulerede videoer af stjerners vej gennem HR-diagrammet, lavet på Digital Demo Room - Stellar Structure and Evolution Simulator
Opgaver/Øvelser
- Stjerneudvikling 1
- Produktion af egne figurer til hver fase i stjerners liv.
- Stjerners vej gennem HR-diagrammet (analyse af simulationer/videoer)
- En stjernesaga: En novelle om to stjerner
- Simulation af stjerneudvikling i relation til den beboelige zone
- På ekskursion: Stjernespektre. Måling og Klassifikation af Solens spektrum.
|
|
Indhold
|
Kernestof:
|
|
Omfang
|
Estimeret:
Ikke angivet
Dækker over:
16 moduler
|
|
Særlige fokuspunkter
|
|
|
Væsentligste arbejdsformer
|
|
|
Titel
5
|
Hvor er rumvæsenerne?! Exoplaneter og astrobiologi
Beskrivelse
Forløbet tager udgangspunkt i Fermi Paradokset, med en undren over hvorfor vi ikke ser civilisationer overalt omkring os. Så taler vi om hvad en exoplanet er, og kort hvilke typer man inddeler dem i for tiden. Vi går i dybden med observationer af exoplaneter gennem transit-metoden og Kepler-missionen og modellerer, ved at fitte lyskurver til data ved at justere parametrene for exoplaneten og det system den er en del af. Vi diskuterer også kort hvilke tegn man kan lede efter, for at undersøge om der er liv på en planet (spektre af atmosfærer (med fokus på JWST teleskopet) eller techno-signaturer).
Faglige begreber (ikke udtømmende liste)
- Definition på en (exo)planet
- Fermi-paradokset og Det Store Filter
- Transitmetoden (/Planetpassager) og lyskurver
- Kepler-missionen
- Relevante parametre der påvirker lyskurven
(størrelser, omløbstider, hældning af banen ift. Jorden)
- Biosignaturer/technosignaturer (tegn på liv)
- James Webb teleskopet (til spektralanalyser)
Kapitler i bogen (Astronomi på Systime)
6.1 - Dannelse og opbygning af exoplanetsystemer
6.2 - Observationer af exoplaneter
6.2.1 - Planetpassager og Kepler missionen
6.2.3 - Data fra Kepler-missionen
6.2.3 - Bestemmelse af exoplaneters masse (ikke indholdet af kapitlet, men data fra siden)
6.4 - Forskellige typer af Exoplaneter
6.5 - Astrobiologi: Er der liv derude?
Andet materiale
Kurzgesagt på YouTube:
- The Fermi Paradox - Where Are All The Aliens?
- The Fermi Paradox II - Solutions And Ideas
- Why Alien Life Would Be Our Doom - The Great Filter
med flere...
- Hjælp forskerne med at finde planeter i deres lyskurve-data!
Zooniverse - Planet Hunters
- Artikel: Videnskab.dk - James Webb leder efter liv på exoplaneter
- Dokumentar: Cool Worlds - The Fate of Our Sun
Opgaver/Øvelser
- Opgave: Fermi paradokset
- Hvordan finder man exoplaneter? (Transit-metoden)
- Transitmetoden Level 2
- Beregninger til analyse af Kepler Data (Maple-ark)
- Fælles modellering på Kepler Data
- Modellering: Fit modeller til Kepler-data ved at justere parametre.
- Astrobiologi - Liv i Rummet
|
|
Indhold
|
Kernestof:
|
|
Omfang
|
Estimeret:
Ikke angivet
Dækker over:
12 moduler
|
|
Særlige fokuspunkter
|
|
|
Væsentligste arbejdsformer
|
|
|
Titel
6
|
Galakser og mørkt stof
Beskrivelse
Et kort forløb om galakser og mørkt stof. Først taler vi om de forskellige typer af galakser, simplificeret til klassifikation ved Hubbles stemmegaffel. Eleverne får et overbliksbillede over hvad der (typisk) karakteriserer de forskellige galaksetyper, og finder eksempler på dem, og beskriver grundtrækkende i Mælkevejens opbygning. Herefter ser vi på rotationskurver og hvordan data fra galakser og galaksehobe blev grundlaget for teorien om mørkt stof.
Forløbet afsluttes af et oplæg gennem "Lej en forsker" til forskningens døgn, hvor Nikolaj B Sillesen kom og holdt et oplæg for os: "Kosmiske Superstrukturer" om de største strukturer i universet, og Nikolaj's egen aktive forskning. (slides ligger på Teams)
Faglige begreber
- Hubbles stemmegaffel (klassifikation af galakser)
- Spiral-, elliptiske og irregulære galakser
- Bule, bjælke, spiralarme, halo, satellitgalakser,
- Radial- og tangentiel hastighed
- Repetition af Keplers tredje lov (den harmoniske)
- Rotationskurver
- Mørkt stof
- Gravitationelle Linser
Kapitler i bogen (Astronomi på Systime)
8.1 - Galakseformer
7.1 - Mælkevejens opbygning
11.1 - Mørkt Stof
Opgaver/Øvelser
- Find galakser til stemmegaflen
- Tegn og beskriv Mælkevejen med faglige begreber
- Argumentationen for mørkt stof ved rotationskurver og linseeffekter
|
|
Indhold
|
Kernestof:
|
|
Omfang
|
Estimeret:
Ikke angivet
Dækker over:
6 moduler
|
|
Særlige fokuspunkter
|
|
|
Væsentligste arbejdsformer
|
|
|
Titel
7
|
Kosmologien og afrunding
Beskrivelse
Et forløb der slår det empiriske grundlag for Big Bang fast. Med udgangspunkt i Hubbles lov og forståelsen af kosmologisk rødforskydning, udføres et eksperiment der efterviser denne sammenhæng i et udvidende (elastik-) univers. Herefter gennemgår vi to yderligere argumenter der cementerer Big Bang som mest sandsynlige hypotese for universets begyndelse.
Vi samler op på småting vi mangler bagefter ved at gennemgå teorien om sorte huller (hvordan vi kan beskrive dem, hvordan de dannes, og hvilken empiri der beviser dem), og afslutningsvist får et overblik over metoder til afstandsbedømmelse (der jo lægger til grund for empirien om Big Bang) gennem afstandsstigen.
Faglige begreber
- Rødforskydning (Doppler vs. kosmologisk)
- Rødforskydningstal, z, og beregning af hastighed med c
- Recessionshastighed
- Hubbles lov (Lineær sammenhæng)
- Big Bang teorien
- Den kosmiske mikrobølgebaggrundsstråling
- Grundstoffordelingen i universet (Syntese af grundstoffer ved Big Bang)
Sorte Huller
- Singularitet
- Begivenhedshorisont
- Schwarzschild-radius
- Undvigelseshastighed
- Accretion Disk (Accretionsskive)
- Supermassive vs stellare sorte huller
- Aktive/inaktive sorte huller (ultrakort om kvasarer)
- Empirien der bekræfter at de findes, herunder tyngdebølger i LIGO
Afstandsstigens metoder (eleverne fokuserer primært på én)
- Radar
- Parallaksemetoden
- Variable stjerner - Cepheidemetoden
- Type Ia Supernovaer
- Hubbles Lov
Begreber:
- Standard lyskilder
- Afstandskvadratloven
- Intensitet vs Luminositet
Kapitler i bogen (Astronomi på Systime)
10.2 - Universets Udvidelse
11.4 - Universets historie
10.3 - Big Bang teorien
Til Sorte Huller:
9.1 - Hvad er et sort hul?
9.2 - Store og små sorte huller
(en lille smule) 9.4 - Når sorte huller støder sammen.
Til afstandsstigen:
1.1 - Det kosmiske Zoom
1.2 - Afstandsstigen
Opgaver/Øvelser
- Quizzer fra systime: Rødforskydning (kvali- og kvantitativt)
- Forsøg: Hubbles Lov med elastik og lineær regression
- Forklar Big Bangs empiriske grundlag (formidling)
- Fremlæg om (mindst) en af afstands-metoderne (matrix)
Ekstra materiale, ikke gennemgået men tilgængeligt og awesome
- Universe Size Comparison 2020 - Youtube
- Kurzgesagt - Black Holes Explained
- 3Blue1Brown - Terence Tao on how we measure the cosmos | The Distance Ladder Part 1
- How to measure the universe | The Cosmic Distance Ladder Part 2
|
|
Indhold
|
Kernestof:
|
|
Omfang
|
Estimeret:
Ikke angivet
Dækker over:
11 moduler
|
|
Særlige fokuspunkter
|
|
|
Væsentligste arbejdsformer
|
|
{
"S": "/lectio/43/stamdata/stamdata_edit_student.aspx?id=666\u0026prevurl=studieplan%2fuvb_hold_off.aspx%3fholdid%3d67267540980",
"T": "/lectio/43/stamdata/stamdata_edit_teacher.aspx?teacherid=666\u0026prevurl=studieplan%2fuvb_hold_off.aspx%3fholdid%3d67267540980",
"H": "/lectio/43/stamdata/stamdata_edit_hold.aspx?id=666\u0026prevurl=studieplan%2fuvb_hold_off.aspx%3fholdid%3d67267540980"
}