Undervisningsbeskrivelse

Transkript

1 Undervisningsbeskrivelse Stamoplysninger til brug ved prøver til gymnasiale uddannelser Termin December 2018/Januar 2019 Institution Skolenr.: VUC Lyngby Uddannelse HFE Fag og niveau STX-Fysik B (Bekendtgørelse august 2017) Lærer(e) Hold Patrick Ipsen 18fysb41 Oversigt over gennemførte undervisningsforløb Titel 1 Titel 2 Titel 3 Titel 4 Titel 5 Titel 6 Titel 7 Titel 8 Titel 9 Titel 10 Titel 11 Titel 12 Energi I og varmelære; herunder introduktion til fysik og fysiske metoder - (repetition og udbygning fra fysc) Idealgasligningen Bølger, lyd og lys - (repetition og udbygning fra fysc) Partikel- og atomfysik Kernefysik Newtons love, opdrift og friktion Energi II og arbejde Bevægelse Ellære Eksperimentelt projekt Fysik i dagligdagen Kosmologi og verdensbilleder - (repetition og udbygning fra fysc) Repetition og eksamensforberedelse En lektion er på 1 time Grundbøger: (AB1) Fysik AB bogen 1, Finn Elvekjær & Torben Benoni. Systime udgave 3. oplæg. (AB2) Fysik AB bogen 2, Finn Elvekjær & Torben Benoni. Systime udgave 1. oplæg. Side 1 af 13

2 Titel 1 Energi I og varmelære; herunder introduktion til fysik og fysiske metoder - (repetition og udbygning fra fysc) Observation->Teori->Forudse->Observation. Fysiske størrelser, SI-enheder og titals præfikser. Formelhåndtering. Densitet, masse og rumfang. Væskers densitet. Energiformer, energiomdannelse, energikvalitet, termisk energi, indre energi og energibevarelse. Varmekapacitet, specifik varmekapacitet, Vands fasediagram, tilstandsformer, isens smeltevarme, specifik varmekapacitet for faste stoffer. Effekt og nyttevirkning. AB1: Siderne: 10-12, 14-15, 33-41, , , , (selvstudie). Naturvidenskabeligt grundforløb, H. Marker, L. Andersen m.fl. L&R Uddannelse 2012, 2. udgave 1. oplæg. Siderne: 6-12, 16-18, 21-25, 40-41, og (selvstudie). Fysikkens verden 1, Finn Elvekjær & Børge D. Nielsen. G.E.C. Gad 1996, 2. udgave 2. oplæg. Siderne: (selvstudie). Noter: Note 03 Energi I og Varmelære, Patrick Ipsen, 22. aug Noter: Vejledning til den gode fysikrapport. Noter: Energi I og Varmelære link og noter Noter: Øvelsesoplæg til fysikrapporter, journaløvelse og arbejdsark. Betydende cifre, fejlkilder, usikkerheder, procentvis afvigelse, matematiske modeller og introduktion til LoggerPro og regression. Termisk ligevægt og temperaturdefinition. AB1: Siderne: 13-14, 19-20, og (selvstudie). Fysikkens verden 1, Finn Elvekjær & Børge D. Nielsen. G.E.C. Gad 1996, 2. udgave 2. oplæg. Siderne: (selvstudie). Noter: Note 01 Introduktion til fysiske metoder, Patrick Ipsen, 30. august Side 2 af 13

3 Noter: Note 02 - Forberedelse til forsøg. Noter: Omregning af enheder. Noter: Mini guide til Excel. Noter: Regression med LoggerPro. Noter: Øvelsesoplæg til fysikrapporter, journaløvelse og arbejdsark. Journaløvelse nr. 01: Væskers densitet. Journaløvelse nr. 02: Vands specifikke varmekapacitet. Journaløvelse nr. 03: Specifik varmekapacitet for udvalgte stoffer. Journaløvelse nr. 04: Isens smeltevarme. Arbejdsark nr. 01: Fysiske metoder. Arbejdsark nr. 02: Usikkerhed, betydende ciffer og eksponentiel notation. Arbejdsark nr. 03: Tilstandsformer, smeltevarme og fordampningsvarme (Overgangsvarme). Anvendt uddannelsestid: 10,92 timer + 0 timer til skriftligt arbejde. regneark, LoggerPro), initiativ, lytte, læse, overskue og strukturerer, personlige, samarbejdsevner, selvrefleksion, selvstændighed, selvtillid, sociale og åbenhed og omgængelighed. Gruppearbejde, tavlegennemgang og eksperimentelt arbejde. Titel 2 Idealgasligningen Temperatur, tryk og rumfang. Gay-Lussacs 1. og 2. lov. Boyle-Mariottes lov. Idealgasligningen. Avogadros lov, stofmængde og gaskonstanten. AB1: Siderne: 90-92, , og Fysikkens verden 1, Finn Elvekjær & Børge D. Nielsen. G.E.C. Gad 1996, 2. udgave 2. oplæg. Siderne: Noter: Idealgasligningen link og noter Noter: Øvelsesoplæg til fysikrapport og arbejdsark. Fysikrapport nr. 01: Gay-Lussacs 1. lov og Boyle-Mariottes lov. Arbejdsark nr. 04: Opgaver i idealgasligningen. Journaløvelse nr. 05: Dataøvelse: Simulering af en gas. Side 3 af 13

4 Anvendt uddannelsestid: 8,67 timer + 3 timer til skriftligt arbejde. regneark, LoggerPro, Web-applet), initiativ, lytte, læse, overskue og strukturerer, personlige, samarbejdsevner, selvrefleksion, selvstændighed, selvtillid, sociale og åbenhed og omgængelighed. Gruppearbejde, klasseundervisning, opgaveregning og eksperimentelt arbejde. Titel 3 Bølger, lyd og lys - (repetition og udbygning fra fysc) Bølgertyper, længde- og tværbølger, bevægelsesretning, medie og energi. Bølgeegenskaber, amplitude, frekvens, bølgelængde, svingningstid, fart, resonans og lydens fart. Mekaniske bølger, trykbølger, vandbølger, lydbølger og snorbølger. Interferens, konstruktiv og destruktiv interferens. AB1: Siderne: og (selvstudie). Orbit 2, Morten Brydensholt, Tommy Gjøe m.fl.. Systime 2003, 2. udgave 2. oplæg. Siderne: Noter: Bølger lyd og lys link og noter Noter: Øvelsesoplæg til fysikrapporter, journaløvelser og arbejdsark. Stående bølger, bølger på en streng, grundtoner, overtoner/partialtoner, stående bølger i resonansrør, lukket, halvåbent og åbent. Refleksion, ringbølger, optisk gitter og gitterligningen. AB1: Siderne: , og (selvstudie). Orbit 2, Morten Brydensholt, Tommy Gjøe m.fl.. Systime 2003, 2. udgave 2. oplæg. Siderne: 92-94, Noter: Note 04 Bølger lyd og lys, Patrick Ipsen, 30. august Noter: Bølger af Gunnar Gunnarsson (GG). Noter: Note om dobbeltspalte og optisk gitter. Noter: Øvelsesoplæg til fysikrapporter, journaløvelser og arbejdsark. Side 4 af 13

5 Journaløvelse nr. 06: Lydensfart i atm. Luft. Journaløvelse nr. 07: Snorbølger - simulering af en guitarstreng. Journaløvelse nr. 08: Bølgelængde af laser, gitterkonstanten. Anvendt uddannelsestid: 7,17 timer + 0 timer til skriftligt arbejde. regneark, Web-applet), initiativ, lytte, læse, overskue og strukturerer, personlige, samarbejdsevner, selvrefleksion, selvstændighed, selvtillid, sociale og åbenhed og omgængelighed. Gruppearbejde, tavlegennemgang og eksperimentelt arbejde. Titel 4 Partikel- og atomfysik Atomers og atomkernens opbygning. Fotoners energi og Planck konstanten. Elektromagnetiske spektrum, lysets farver, emissions- og absorptionsspektrer. Bohrs atommodel, Rydbergsformel og Balmerserien. Hydrogen atomet og dens energidiagram. AB1: Siderne: og AB2: Siderne: og Fysikkens verden 2, Finn Elvekjær & Børge D. Nielsen. G.E.C. Gad udgave 1. oplæg. Siderne: og Noter: Øvelsesoplæg til fysikrapport og arbejdsark. Standardmodellen, Fermioner og Leptoner. Lepton-familien, Quark-familien, elektroner, elektron-neutrinoen, Upquark og Downquark. De 4 naturkræfter. Enheden elektronvolt. Fluorescens. Fysikkens verden 2, Finn Elvekjær & Børge D. Nielsen. G.E.C. Gad udgave 1. oplæg. Siderne: og Film: The Large Hadron Collider (LHC) The big bang experiment BBC4, Bryan Cox. Side 5 af 13

6 Noter: Partikelfysikkens standardmodel fra NatLex. Noter: Tabel over elementarpartikler. Noter: Atomfysik link og noter Noter: Øvelsesoplæg til fysikrapport og arbejdsark. Fysikrapport nr. 02: Gitterkonstant, Hydrogenatomet og udvalgte grundstoffers emissionsspektre. Arbejdsark nr. 05: Hydrogenatomet. Arbejdsark nr. 06: Rundt om atomet. Anvendt uddannelsestid: 12,42 timer + 3 timer til skriftligt arbejde. regneark, web-applet), initiativ, lytte, læse, overskue og strukturerer, personlige, samarbejdsevner, selvrefleksion, selvstændighed, selvtillid, sociale og åbenhed og omgængelighed. Gruppearbejde, klasseundervisning og eksperimentelt arbejde. Titel 5 Kernefysik Atomkernens opbygning, protoner, neutroner, massetal, radioaktivitet, kerneprocesser, radioaktiv- og ioniserende-stråling, alfa-, beta- og gamma-stråling, henfald, henfaldsserier, bevarede størrelser under henfald, kernekort, aktivitet, henfaldsloven og absorption af stråling. Masse/energi-relation, kerneenergi, Q-værdi, bindingsenergi, kernereaktioner, fission og fusion. AB2: Siderne: , 144, , og Noter: Øvelsesoplæg til fysikrapport, journaløvelser og arbejdsark. GM-rør. Afstandskvadrat loven. Kædereaktioner, kernesynteser i en stjerne. Triple alfa-processen og neutron indfagning. AB1: Siderne: AB2: Siderne: , og Side 6 af 13

7 Orbit 2, Gjøe, Jespersen mfl. Systime udgave 2. oplæg. Siderne: 23-24, og Noter: Kernefysik link og noter Noter: Øvelsesoplæg til fysikrapport, journaløvelser og arbejdsark. Fysikrapport nr. 03: Afstandskvadratloven med betakilde og absorption af gammastråling i bly. Journaløvelse nr. 09: Dataøvelse: Simuleret henfald terningkast. Journaløvelse nr. 10: Halveringstid for 137 Ba *. Arbejdsark nr. 07: Radioaktivt henfald. Arbejdsark nr. 08: Kernekort og henfaldsserier. Arbejdsark nr. 09: Opgaver i massedefekt og Q-værdi. Anvendt uddannelsestid: 16,17 timer + 3 timer til skriftligt arbejde. regneark, web-applet), initiativ, lytte, læse, overskue og strukturerer, personlige, samarbejdsevner, selvrefleksion, selvstændighed, selvtillid, sociale og åbenhed og omgængelighed. Gruppearbejde, klasseundervisning, opgaveregning og eksperimentelt arbejde. Titel 6 Newtons love, opdrift og friktion Newtons tre love, kraftbegrebet, Newtonmeter og masse. Tyngdekraften og tyngdeaccelerationen. Tryk, Archimides lov, opdrift i væske og luft, fortrængt væske og luft, densitet, rumfang og tryk i væsker og i luft. AB1: Siderne: 70-75, 77-81, og AB2: Siderne: Noter: Newtons love og opdrift link og noter Noter: Øvelsesoplæg til fysikrapport, journaløvelser og arbejdsark. Kraft som en vektor, angrebspunkt, kræfters parallelogram, resulterende kraft og kraftdiagram. Normalkraft, snorkraften, fjederkraften, friktionskraft og friktionskoefficient. Side 7 af 13

8 AB1: Siderne: Fysikkens verden 3, Finn Elvekjær & Børge D. Nielsen. G.E.C. Gad udgave 2. oplæg. Siderne: Orbit 3, Brydensholt, Gjøe, Jespersen mfl. Systime udgave 1. oplæg. Siderne: Noter: Øvelsesoplæg til fysikrapport, journaløvelser og arbejdsark. Fysikrapport nr. 04: Opdrift i væske (densitet og tyngdeacceleration) og friktionskoefficienten. Journaløvelse nr. 11: Friktionskoefficient med et Newtonmeter. Journaløvelse nr. 12: Bestemmelse af tyngdeaccelerationen med et Newtonmeter og med Picket Fence. Arbejdsark nr. 10: Sammensætning af kræfter. Anvendt uddannelsestid: 9,42 lektioner + 3 timer til skriftligt arbejde. regneark), initiativ, lytte, læse, overskue og strukturerer, personlige, samarbejdsevner, selvrefleksion, selvstændighed, selvtillid, sociale og åbenhed og omgængelighed. Gruppearbejde, klasseundervisning, tavlegennemgang og eksperimentelt arbejde. Titel 7 Energi II og arbejde Energibetragtninger, kinetisk- og potentiel-energi, energibevarelse og ændring af mekanisk energi og arbejde. AB1: Siderne: og , og 171. Noter: Øvelsesoplæg til journaløvelse og arbejdsark. Konstante kræfters arbejde. AB1: Siderne: Fysikkens verden 3, Finn Elvekjær & Børge D. Nielsen. G.E.C. Gad udgave 2. oplæg. Siderne: og Side 8 af 13

9 Fysikrapport nr. 05: Energibevarelse med matematisk pendul og basketbold samt bestemmelse af tyngdeaccelerationen. Arbejdsark nr. 11: Opgaver i Energi I og II, Newtons love og bevægelse. Arbejdsark nr. 12: Opgaver i mekanisk energi. Anvendt uddannelsestid: 7,17 lektioner + 3 time til skriftligt arbejde. regneark, LoggerPro), initiativ, lytte, læse, overskue og strukturerer, personlige, samarbejdsevner, selvrefleksion, selvstændighed, selvtillid, sociale og åbenhed og omgængelighed. Gruppearbejde, klasseundervisning, tavlegennemgang, eksperimentelt arbejde og opgaveregning. Titel 8 Bevægelse Newtons love og bevægelse, resulterende kraft og acceleration. Lineær bevægelse i én dimension, stedfunktion, hastighedsfunktion, acceleration, (t,s)- og (t,v)-grafer, gennemsnits-fart/-acceleration, hældning, areal, bevægelse med konstant fart og konstant acceleration. Frit fald uden luftmodstand i tyngdefelt. Lodret kast. AB2: Siderne: (selvstudie) og The Feynman lectures on physics volume I, R.P. Feynman, R.B. Leighton and M. Sands. Addison-Wesley oplæg. Siderne 8-1 til Orbit 3, Brydensholt, Gjøe, Jespersen mfl. Systime udgave 1. oplæg. Siderne: 72, Fysikkens verden 2, Finn Elvekjær & Børge D. Nielsen. G.E.C. Gad udgave 1. oplæg. Siderne: Noter: Øvelsesoplæg til fysikrapport, journaløvelse og arbejdsark. Frit fald med luftmodstand, formfaktor og luftmodstand. AB1: Siderne: Orbit 3, Brydensholt, Gjøe, Jespersen mfl. Systime udgave 1. oplæg. Siderne: og Side 9 af 13

10 Noter: Øvelsesoplæg til fysikrapporter, journaløvelser og arbejdsark. Fysikrapport nr. 06: Frit fald med og uden luftmodstand. Arbejdsark nr. 13: MC-opgaver. Arbejdsark nr. 14: Opgaver i fart, acceleration, frit fald osv. Anvendt uddannelsestid: 13,92 lektioner + 3 timer til skriftligt arbejde. regneark, LoggerPro), initiativ, lytte, læse, overskue og strukturerer, personlige, samarbejdsevner, selvrefleksion, selvstændighed, selvtillid, sociale og åbenhed og omgængelighed. Gruppearbejde, klasseundervisning, tavlegennemgang, eksperimentelt arbejde og opgaveregning. Titel 9 Ellære Stationære strømme, strømstyrke, spændingsfald, resistans og resistor, karakteristik og (U,I)-diagram. Elektrisk effekt, energiomsætning og Joules lov. Ohms lov. Sensorstyring med Arduino Uno. AB2: Siderne: 10-13, 16-17, 21-23, og The Arduino Projects Book, S. Fitzgerald and M. Shiloh. Arduino LLC Siderne Noter: Øvelsesoplæg til fysikrapport, journaløvelse og arbejdsark. Seriel- og parallel-forbindelse og resistivitet. AB2: Siderne: 18 og Orbit 1, Brydensholt, Gjøe, Jespersen mfl. Systime udgave 2. oplæg. Siderne: Noter: Øvelsesoplæg til fysikrapport, journaløvelse og arbejdsark. Fysikrapport nr. 07: Joules lov og karakteristik af udvalgte komponenter. Journaløvelse nr. 13: Dataøvelse: Resistivitet. Side 10 af 13

11 Journaløvelse nr. 14: Øvelser i simple kredsløb og eftervisning af udvalgte love. Journaløvelse nr. 15: Sensorstyring med Arduino. Arbejdsark nr. 15: Introduktion til simple kredsløbe. Anvendt uddannelsestid: 14,67 timer + 3 timer til skriftligt arbejde. Analytiske evner, ansvarlighed, symbolbehandling, initiativ, lytte, læse, IT (lommeregner, regneark, web-applet), overskue og strukturerer, personlige, samarbejdsevner, selvrefleksion, selvstændighed, selvtillid, sociale og åbenhed og omgængelighed. Gruppearbejde, klasseundervisning, tavlegennemgang, eksperimentelt arbejde. Titel 10 Omfang Eksperimentelt projekt Fysik i dagligdagen Måling af en genstandsfart ved brug af Doppler-effekt og Arduinoen (Emnet Bevægelse). Citronbatteri og Ohms 2. lov (Emnet Ellære). Sukkerkoncentration i læksedrikke og brydningsindeks (Emnet Bølger, lyd og lys). Tykkelsen af en øldåse vha. en radioaktiv kilde (Emnet Radioaktivitet). Eftervise Newtons 2. lov fx med Atwoods faldmaskine (Emnet Newtons love opdrift og friktion, Energi II og arbejde og Bevægelse. Udvalgte stoffers brændværdi (Emnet Energi I og Varmelære). Afstandsbestemmelse af stjerner fx med afstandskvadratloven (Emnet Kosmologi og verdensbilleder). Eftervise impulsbevarelse (Emnet Bevægelse). Kursisterne har selv fundet deres undervisningsmateriale. Materiale fra nettet, fysikbøger osv. Kursisternes 8 individuelle rapporter (Titel og litteratur offentliggjort efter UB-deadline). Fysikrapport nr. 08: Fysik i dagligdagen. Anvendt uddannelsestid: 10,42 timer + 4 timer til skriftligt arbejde. Analytiske evner, ansvarlighed, symbolbehandling, initiativ, læse, overskue og strukturerer, personlige, samarbejdsevner, selvstændighed, selvtillid, sociale og åbenhed og omgængelighed. Gruppearbejde, eksperimentelt arbejde og kursistoplæg. Side 11 af 13

12 Note Kursisterne har kommet med nogle bud på emner. Ud fra emner og hvad der kunne lade sig gøre har de fået tildelt et emne så tæt på deres egne ønsker. De fik 3 timer til forberede sig. 2,5 timer til forsøg og 4,92 timer til fremlæggelse. Hver gruppe afleverer deres egen rapport baseret på det valgte emne. Rapport og emne er lidt tværfagligt. Deres oplæg skal tage udgangspunkt i deres rapport. De skal forklare teori, vise forsøg og databehandling for resten af klassen. Der er afstat 0,5 timer til hvert gruppeoplæg. Kursisterne får efterfølgende udleveret hinandens rapporter (rettet for de væsentlige faglige fejl). Om muligt, vil disse forsøg og teori indgå i eksamensgrundlaget for såvel den praktiske prøve og den mundtlige prøve. Titel 11 Kosmologi og verdensbilleder - (repetition og udbygning fra fysc) Repetition af C-niveau stof. Newtons gravitationslov, potentiel energi i tyngdefelt og undvigelseshastigheden. Verdensbilleder, Aristoteles, Ptolemaios, Kopernikus, Tycho Brahe, geocentriske og heliocentriske billede, epicykler, retrogradbevægelse. Universets udvidelse, spektraklinjer, rødforskydning, Hubbles lov og stjernedannelse, Big-bang, Kosmologiske baggrundsstråling. AB1: Siderne: og AB2: Siderne: Vejen til Fysik C, Knud E. Nielsen, Esper Fogh. Forlagt HAX 2010, 1. udgave 7. oplæg. Siderne: Film: 10 er potenser og Olbers paradox fra Youtube. Film: Den bevægende jord, Lars-Becker Larsen. Noter: Øvelsesoplæg til journaløvelse og arbejdsark. Big-bang, baggrundsstråling, kernesynteser og stjernedannelse. Side 12 af 13

13 AB2: Siderne , og Fysikkens verden 2, Finn Elvekjær & Børge D. Nielsen. G.E.C. Gad 1995, 2. udgave 1. oplæg. Siderne: Noter: Øvelsesoplæg til journaløvelse og arbejdsark. Journaløvelse nr. 16: Måling på galakser vha. elastikker. Arbejdsark nr. 16: Universets alder. Anvendt uddannelsestid: 7,5 timer. Analytiske evner, ansvarlighed, symbolbehandling, initiativ, lytte, læse, overskue og strukturerer, personlige, samarbejdsevner, selvrefleksion, selvstændighed, selvtillid, sociale og åbenhed og omgængelighed. Gruppearbejde, klasseundervisning, tavlegennemgang, eksperimentelt arbejde. Titel 12 Omfang Repetition og eksamensforberedelse Diskussion af mundtlige spørgsmål. Fremvisning af udstyr brugt i undervisningen. Ekskursion til NBI, hvor vi brugte to timer på at bygge og lege med en mini PET-skanner. Basseret på Na-22 s beta-plus henfald og annihilationsprocessen. AB2: Siderne 179. (NBI lovede at sende noget materiale, men uvist, hvornår det kommer frem. Det er ikke modtaget efter deadline of UB.) Anvendt uddannelsestid: 7,25 timer. Analytiske evner, ansvarlighed, initiativ, overskue og strukturerer, samarbejdsevner, selvstændighed, sociale og åbenhed og omgængelighed. Gruppearbejde, klasseundervisning, tavlegennemgang, opgaveregning og kursistforedrag. Side 13 af 13