Holdet 2024-FyB-1z - Undervisningsbeskrivelse

menu

Undervisningsbeskrivelse

Stamoplysninger til brug ved prøver til gymnasiale uddannelser
Termin(er) 2024/25 - 2025/26
Institution Roskilde Gymnasium
Fag og niveau Fysik B
Lærer(e)
Hold 2024-FyB-1z (1z-FyB, 2z-FyB)

Oversigt over gennemførte undervisningsforløb
Titel 1 Energi 1
Titel 2 Bølger - introduktion og lydbølger
Titel 3 Lys og atomer
Titel 4 Atomer og kernefysik
Titel 5 Repetition og forberedelse til årsprøve
Titel 6 Solsystemet, Verdensbilleder
Titel 7 Bevægelse
Titel 8 Dynamik
Titel 9 Programmering, simulering og sensorer
Titel 10 Tryk og opdrift
Titel 11 Ellære og elektriske kredsløb
Titel 12 SRO skråt kast
Titel 13 Repetition og løse ender
Titel 14 Kosmologi

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

Første energiforløb og introduktion til faget.

SI-enheder.
10talspotenser og brug af præfiks.
Fysiske størrelser og enheder.

Energien som besvaret størrelse.
De forskellige energiformer og energikæder. Eksempler på omdannelse mellem energiformer.
Effekt. Nyttevirkning.
Enheder for energi. Joule og kWh.

Mekanisk energi. Potentiel energi, kinetisk energi og omsætning mellem disse.
Kemisk energi og brændværdi.
Termisk energi. Opvarmning og afkøling. Temperatur og kelvinskalaen.
Tilstandsformer. Smeltevarme og fordampningsvarme.
*Kort* fokus på energiforsyning i virtuelt modul.

Eksperimenter:
- Bestemmelse af densitet af forskellige materialer, herunder metal og vurdering af hvilket.
- Miniforsøg: ændring af en bolds hoppehøjde, dens mængde af og tab i potentiel energi.
- Nyttevirkning af en elkedel (effekt aflæst med effektmåler)
- Bestemmelse af specifik varmekapacitet for metal samt bestemmelse af relativ afvigelse. Imens lille kvalitativ undersøgelse af varmeudveksling vha. IR kamera.
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 14 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 2 Bølger - introduktion og lydbølger

Bølgeudbredelse generelt. Harmonisk og periodisk bølge. Tværbølger og længdebølger.
Frekvens og periode (svingningstid).
Bølgeligningen.
Amplitude og interferens: Konstruktiv og destruktiv.

Lydbølger og lydbølgers udbredelse.
Lydens hastighed og afhængighed af temperaturen.

Resonans og egenfrekvenser.
Svingende streng og stående bølger. Strenginstrumenter.
Blæseinstrumenter/stående bølger i et rør.

Vandbølgers bevægelse og udbredelse, lavvandsbølger ift. dybvandsbølger samt tsunamiers udbredelse.

Eksperimenter:
-Miniforsøg: kvalitativ undersøgelse af bølgeudbredelse vha. slinky
-Simulering (phet): ændre på frekvens, aflæse bølgelængde og bestemme v ved beregning
-Svingende streng. Herunder undersøgelse af resonansfrekvenser, snorbølgernes hastighed samt dennes afhængighed af snorspændingen.
-Vandbølgers hastigheds afhængighed af dybden for lavvandsbølger og sammenligning med teoretisk beregnet værdi. Perspektivering til tsunamier.
Indhold
Kernestof:

Supplerende stof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 13 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 3 Lys og atomer

Det elektromagnetiske spektrum med fokus på bølgelængde- og frekvensområder samt anvendelse og opdagelse. Gruppeoplæg.

Lysets hastighed og bølgeligningen for lys.

Opbygningen af atomer og et gennemgang af udviklingen i atommodellen, herunder beskrivelse af Rutherfords forsøg og model.

Bohrs atommodel. Bohrs postulater.
Energiniveauer, grundtilstand, exciteret tilstand
absorption, emission
fotonenergi

Forståelse af hvordan et optisk gitter virker, og anvendelse af gitterligningen
laser og gitter på https://ophysics.com/l5b.html


Eksperimenter:
-Kvalitativ undersøgelse af lys fra forskellige kilder set gn. gitter/håndspektrometer (sollys, elpærer, forskellige spektrallamper)
- bestemmelse af bølgelængden af en laser
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 11 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 4 Atomer og kernefysik

Stof: Basis fysik B s 370-398

Læringsmål:
- At kende til atomets opbygning
- At have en forståelse for kræfterne i atomkernen, og forstå hvorfor nogle kerner er ustabile og vil
henfalde
- At kunne regne på massedefekter, bindingsenergier og Q-værdier
- At kunne afstemme en henfalds reaktion ud fra bevarelse af ladning og nukleontal
- At kende de forskellige henfaldstyper
- At kunne forklare bevægelserne på et isotopkort ved de forskellige henfaldstyper, samt følge en
henfaldskæde på et isotopkort.
- At kunne forklare henfaldsloven og begrebet aktivitet, samt anvende disse i opgaver
- At kende til kilder for baggrundsstålingen

Elevøvelser:
- Afstandskvadratloven for en gammakilde i luft
- Halveringstiden for Ba-137
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 12 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 5 Repetition og forberedelse til årsprøve

Elever har arbejdet et modul med at forberede oplæg af et eksamensspørgsmål.

Modulet efter har grupperne parvis fremlagt for hinanden på tavler i kantinen. Og der har været to grupper som har fremlagt for hele klassen.
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 2 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 6 Solsystemet, Verdensbilleder

Stof:
Basis Fysik B: s 81-98

Læringsmål:
At kunne
- forklare hvad der forstås ved det heliocentriske og geocentriske verdensbillede
- forklare Mars' retrograd bevægelse i det heliocentriske og geocentriske verdensbillede
- forklare at Venus faser kombineret med en en maksimal sigtevinkel mellem Solen og Venus ikke kan forklares i det geocentriske verdensbillede
- forklare afstandsbestemmelse ved parallaksemetoden
- forklare og bruge Keplers love
- forklare og bruge gravitationsloven

Elevøvelser:
Afstandsbestemmelse på Domkirkepladsen vha. parallaksemetoden
Måling af Solens diameter, og døgnets længde vha. "nedløbsrør"
Exceløvelse om Keplers love og planetbevægelserne i solsystemet
Simulering af planetbevægelser i NetLogo
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 4,5 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 7 Bevægelse

Stof:
Basis Fysik B: s 39-50

Læringsmål:
At kunne
- omregne mellem km/t og m/s
- definitionerne på hastighed og acceleration
- bevægelsesligningerne for bevægelse med konstant acceleration
- bevægelsesligningerne for bevægelse med konstant acceleration lig med nul
- redegøre for tyngdeaccelerationen
- løse bevægelsesopgaver med bevægelsesligningerne

Elevøvelse:
Bestemmelse af fart ved at gå på Domkirkepladsen
Bestemmelse af acceleration af en bil der starter
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 4,00 moduler
Dækker over: 4 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 8 Dynamik

Stof:
En verden af Fysik B: s 94-112 + s 124

Læringsmål:
At
- kunne bestemme den resulterende kraft af to eller flere kræfter når de er paralelle
- at kunne arbejde med kræfter som vektorer
- at kende og kunne anvende Newtons 1. ,2. og 3. lov
- at kende og kunne anvende gravitationsloven
- at kunne finde tyngdeaccelerationen ud fra gravitationsloven
- vide at tangenthældningen på en (t,s) graf er øjeblikshastigheden og at sekanthældningen er gennemsnitshastigheden
- vide at tangenthældningen på en (t,v) graf er øjebliksaccelerationen og at sekanthældningen er gennemsnitsaccelerationen
- vide at arealet under en (t,v) graf er lig med den tilbagelagte strækning (når bevægelsen er i én retning)
- vide at arealet under en (t,a) graf er lig med ændringen af hastigheden (når bevægelsen er i én retning)
- kende formlen for luftmodstand
- kunne simulere et fald med luftmodstand i et regneark vha. Eulers metode

Elevøvelse: Måling af fald med kageforme, undersøgelse af luftmodstanden.
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 6 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 9 Programmering, simulering og sensorer

I dette forløb har vi lavet forskellig programmering til at simulere fysiske fænomener, samt til at styre sensorer.

Vi har også haft et modul om digital dannelse, herunder anvendelse af AI.

Vi har anvendt programmerne til forskellige formål:
- Arduino   (styring af sensorer til blindestok)
- Netlogo   (simulering af planetbevægelser)
- Excel        (Eulers metode til beregning af frit fald og fald med luftmodstand)
- Python, Colab på GoogleDrev (samme anvendelse som Excel)

Arduino:
Til optakt undersøgte klassen opbygningen af et breadboard, og fik en diode til at blinke ved at spørge efter kode til det på ChatGPT, og efterfølgende ved at åbne "Blink" eksemplet i Arduino.
Herefter fik vi besøg fra SDU, hvor eleverne arbejde med at lave en blindestok.

Netlogo:
Det meste af koden er givet på forhånd, men den modificeres og anvendes af eleverne. Vi lavede en undersøgelse af Keplers love vha. simuleringerne, og lavede et setup, så lovenes undersøgelse blev automatiseret.

Excel og Colab:
Eleverne lavede frit fald simuleringer i Excel, og sammenlignede resultaterne med de eksakte bevægelsesligninger. Efterfølgende blev simuleringen udvidet til at inkludere luftmodstand. Colab delen blev præsenteret for klassen, men ikke anvendt af klassen.
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 7 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 10 Tryk og opdrift

Materiale: Basis Fysik B, s146 -162

Læringsmål:
At kunne:
- Definitionen på tryk
- Omregne mellem forskellige tryk enheder
- udlede og anvende formlen for tryk i en væskesøjle
- anvende og argumentere for Archimedes lov for opdrift
- idealgasligningen pV=nRT
- forklare hvad der får en varmluftballon til at flyve, samt en gas ballon

Elevøvelser:
- måling af tryk som funktion af dybde
- eftervisning af Archimedes lod
- Hvor mange lodder kan der ligge i en fyrfadsbåd?
- Hvor varm skal luften i en luftballon(affaldspose) være for at den kan lette
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 12 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 11 Ellære og elektriske kredsløb

Stof:
BasisFysikB: s 223-233 + 235-243 + 245-269

Læringsmål:
- At kende til elektriske kræfter gennem statisk elektricitet
- At kende og kunne anvende Kirchhoffs lov
- At kunne beregne erstatningsresistanser, og udlede formlerne herfor
- At kende definitionen på spændingsfald og strømstyrke
- At kunne udlede og anvende  P = U*I
- At kunne udlede og anvende  P = R*I^2
- At kunne udlede Ohms 2. lov
- At argumentere for at der afsættes størst effekt fra en spændingsforsyning, når den ydre modstand er lig med den indre modstand
- At kunne forklare formlen for resistansen i en metaltråd
- At kunne håndtere et multimeter
- At kunne samle kredsløb på et fumlebræt

Demoøvelse:
- Statisk elektricitet med tape(det matte), ens ladninger frastøder hinanden, mens forskellige ladninger tiltrækker hinanden.

Spændingsfald illustreret ved at måle spændingsforskellen mellem to punkter på en ledning forbundet til et batteri, mens det ene punkt gradvis rykkes tættere på det andet.

Elevøvelser:
- lave simple kredsløb i PHET-simulator
- Eftervisning af Ohms lov med radiomodstande
- Eftervisning af formlerne for erstatningsresistans ved serie og parallel kobling (vha. radiomodstande)
- fumlebræt med simple kredsløb og måle på erstatningsresistanser
- Eftervisnings af Ohms 2. lov for et batteri
- Måling af karakteristik for resistor og glødepære.
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 13,00 moduler
Dækker over: 16 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 12 SRO skråt kast

Eleverne skal skrive en studieretningsopgave i fagene fysik og matematik.

Opgaven skal omhandle skråt kast, og eleverne vælger selv hvordan de vil lave forsøg.
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 5 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 13 Repetition og løse ender

Blandet repetition

Teoretisk:
Mere om gnidning og arbejde
- Arbejde, gnidningskraftens arbejde og ændring i et systems mekaniske energi  
- Coulombs gnidningslov
- Bestemmelse af den dynamiske gnidningskoefficient for en klods som glider på et skråplan

Bølger
- Udledning af formler for ståede bølger.
- Huygens' princip, og udledning af gitterligningen
- samt online "måling"  på https://ophysics.com/l5b.html

Mekanisk energi og bevægelsesligninger
- Udledning af bevægelsesligningerne for bevægelse med konstant acceleration vha. integralregning
- Repetition af mekanisk energi

Modellering
- modellering af fald med luftmodstand vha. Eulers metode i regneark

Termometre
- opgave med forskellige termometer typer, princippet for virkemåden af et termopar

Forsøg:
- Bestemmer gnidningskoefficient på 3 forskellige måder, træk med dynamometer, skråplan, skub gennem fotocelle.
- Forsøg med fald af muffinsforme
- måling med laser og gitter
- Måling på hoppende bold,  nu også med elektronisk databehandling. Undersøgelse af boldens stedfunktion, bevarelsen af mekaniske energi under fald og den mistede energi under vekselvirkningen mellem bold og gulv.
- Laver et termopar og kalibrerer det

Opgaveregning, herunder:
- atomer og kerneprocesser
- kinematik og gnidning
- ellære
- tryk og opdrift

Selvstændigt elevarbejde:
- Der arbejdes i mindre grupper med foreløbige eksamensspørgsmål. Der forberedes elevoplæg, som filmes og deles på klassen inden for forskellige emner.

TILLADTE HJÆLPEMIDLER
https://kernekort.dk/
Phyphox på telefon
Vernier Graphical analysis
Vernier Video Analysis
Geogebra
Nspire
Regneark (Excel eller andet)
NetLogo
https://phet.colorado.edu/en/simulations/filter?subjects=physics&type=html
https://ophysics.com/index.html
Indhold
Kernestof:

Supplerende stof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 21 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 14 Kosmologi

Stof
BasisFysikB: s 409-414 + 420-421 + 426-427 + 429-443

Læringsmål:
Læringsmål:
- At kunne forklare hvordan man måler afstande i Universet
- At kunne forklare hvordan man måler hastigheder af galakser i Universet
- At kunne forklare Hubbles lov, Hubble konstanten og Hubbletiden
- At kende til Big Bang teorien
- At kunne udlede formlen for rødforskydningen
Elevøvelser:
- parallakse målinger
- Hubbles lov på elastikker
- måling af frekvensskift vha phyphox (det virkede kun delvist)
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 5 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer