Undervisningsbeskrivelse

Transkript

1 Undervisningsbeskrivelse Stamoplysninger til brug ved prøver til gymnasiale uddannelser Termin Institution Uddannelse Fag og niveau Lærer(e) Hold Termin hvori undervisningen afsluttes: maj-juni 10/11 Københavns Tekniske Skole, Vibenhus htx Fysik B Flemming Kai Hansen 2U Oversigt over gennemførte undervisningsforløb Titel 1 Introduktion Fysikkens verdensbillede Titel 2 Energiomdannelser Titel 3 Gasser Titel 4 Elektricitet Titel 5 Lys og atomer En strålende familie Titel 6 Lyd og materialer (forventet) Titel 7 Mekanik - Tid til bevægelse og Kræfter på spil(forventet) Titel 8 Astronomi Lys i mørket (forventet) Litteratur: Orbit B, HTX, 1. udgave, 3. oplag Brydensholt et al. SYSTIME A/S, 2008 Side 1 af 8

2 Titel 1 Introduktion Fysikkens verdensbillede Kernestof: 1. Universet fra det største 2. Solsystemet 3. Jorden 4. Atomer til det mindste Sider: timer Faglige mål: 1. Ajourføring af folkeskolens pensum og Fysik C 2. Regning med 10-er potenser og eksponentiel notation 3. Beskrivelse af tyngdekraften 4. Stoffers densitet atomer vejer noget og fylder noget 5. Atomers bestanddele Skriftlige øvelsesopgaver Rapportforsøg: Tyngdekraften ved Vibenhus Demonstrationer: 1. Fylder atomer noget? - Massefylden af vand og andre materialer 2. Atomer tiltrækker atomer? Tyngdekraft tiltrækkende eller frastødende? 3. Kommer den ned igen? - Luftraketten og kasteparabler. 4. Fjederkraften lineær vækst og fjedre i serie og parallel 5. Kan papir og røg bremse stråling fra Am-241? 6. Rækkevidde af α, β og γ stråling i luft 7. Hvem kommer først? Galileis faldforsøg tunge og lette følges vel ad? Titel 2 Energiomdannelser Kernestof: 1. Energi-former 2. Effekt 3. Varmekapacitet og temperatur 4. Energibevarelse 5. Tilstandsformer Side 2 af 8

3 6. Nyttevirkning Sider: timer Faglige mål: 1. Opbygge kendskab til fysikkens mest centrale begreber 2. Opstilling og brug af forsimplende modeller i fysik 3. Planlægning og gennemførelse af gentagelige forsøg 4. Dokumentation af udført arbejde Almene mål 1. Læsning af fysiske tekster 2. Opøvelse af præcision i observation og dokumentation Skriftlige øvelsesopgaver Rapportforsøg: Blandingstemperatur for koldt og varmt vand Demonstrationer: 1. Flyder det over? - Smeltning af is smeltevarme. 2. Kan man høre kogning? - Energimåling og opvarmning af vand. 3. Koldere end koldt? - Underafkøling og kuldeblanding 4. Hoppebolden og Kaffekoppen eksponentiel ændring og energitab Titel 3 Gasser Kernestof: 1. Tryk, areal og kraft 2. Archimedes Lov 3. Idealgas loven Sider: timer Faglige mål 1. Molekylær forklaring af tryk, temperatur og faseovergang 2. Lære om opdrift og grænser for intuition 3. Opstilling og anvendelse af ideal lov for gassers adfærd Skriftlige øvelsesopgaver Side 3 af 8

4 Demonstrationer: 1. Havde Fahrenheit feber? - Forskellige temperaturskalaer 2. Bliver sodavandsbobler større? - Tryk i væskesøjle. 3. Hvem er stærkest? - Idealgasligningen og pneumatik. 4. Overfladisk Spænding - Papirklips i vandoverflade 5. Elefanter på stilethæle er sjældne Hvorfor mon? Titel 4 Elektricitet Kernestof: 1. Strømstyrke 2. Spændingsforskel 3. Elektrisk effekt 4. Resistans 5. Ohms ideal-lov 6. Strøm- og spændingskilder Sider: timer Faglige mål: 1. Ladningsbevarelse og Kirchhoffs 1. Lov 2. Energibevarelse og omsætning 3. Sammensætning af resistanser og erstatningskredsløb 4. Kendskab til ikke-ohmske komponenter (diode, pære, transistor) Interaktivt programmel til øvelsesopgaver Skriftlige øvelsesopgaver Journalforsøg: Ohms lov for variabel resistans Demonstrationer: 1. Er atomer sammensatte? Elektroskopet - statisk elektricitet fra rav, plast, glas og metal. 2. Vandring i flok? Serie og parallelkobling af batterier; atomers ladning kan skilles ad. 3. Lettere eller sværere? Karakteristik for ohmsk modstand, pære, diode og transistor. 8. Varmeudvikling i modstandstråd og Resistansens temperaturafhængighed 9. Lysdioden spændingsfald og farve 10. Cosinus med fotocelle Side 4 af 8

5 Titel 5 Lys og atomer En strålende familie 20h Frekvens, Bølgelængde, Hastighed Spektrum Mikrobølger, varmestråling, UV Planck stråling Lyskvanter (fotoner) Partikel/bølge dualitet Bohrs atommodel Hydrogenspektret Røntgenstråling. Fysisk/Matematisk model Eksponentiel sammenhæng vækst ved multiplikation 1. Lysintensitet ved absorption Potensafhængighed vækst ved kvotient 1. Stefan-Boltzmanns strålingslov 2. Perspektiv, gravitation og lysudbredelse Sinus og cosinus ingen vækst? 1. Projektion 2. Lys-indfald 3. Lyd og lys, interferens og brydning Klasseundervisning. Skriftlig opgave løsning. Programdemo: Microsoft excel Programdemo: Physlets java appletter der simulerer forskellige fænomener. Demo forsøg: 1. Længden af en bit på en CD laserlysets bølgelængde målt med gitter. 2. Lys og farve flammer og lampetyper 3. Lyskilder og spektre set i håndspektroskop 4. Lysets brydning i et gitter. 5. Spejling og brydning i vand. 6. Totalrefleksion og brydningsindeks af vand 7. Regnbuen i en vandholdig glaskugle. 8. Optisk gitter og prisme brydes lyset ens? 9. Konkave og konvekse linser nærsyn og langsyn. 10. Bohrs atommodel og gaslamper set gennem gitter. 11. Det elektromagnetiske spektrum og ultraviolet lampe 12. Tykkelsen af et hår målt med diffraktion 13. Hvorfor blinker stjernerne? Laserlys og kogeplade 14. Billeddannelse i luft over overhead. 15. Antænding af papir i overheadfokus Eksperimentelt arbejde: Spektralanalyse med gitter, Spektrum fra Atomer Side 5 af 8

6 Titel 6 Lyd og materialer 20h Frekvens, Bølgelængde, Hastighed Spektrum og lydstyrke Brydning, Spejling Stående og vandrende bølger Lydkvanter (fononer) Partikel/bølge dualitet Dopplereffekt Sammenhængen mellem materielsammensætning og lydudbredelse. Fællestræk og forskellighed mellem lys og lyd Fysisk/metamatisk model: Lineær sammenhæng vækst ved addition 1. Lyd og massefylde af faste stoffer og væsker 2. Fjederkraft 3. Jævn, retlinet bevægelse Eksponentiel sammenhæng vækst ved multiplikation 1. Dæmpning af pendul 2. Lydintensitet ved absorption Potensafhængighed vækst ved kvotient 3. Areal og volumen 4. Strålingslov udbredelse af lyd 5. Sinus og cosinus ingen vækst? 4. Masse på fjeder 5. Lyd-indfald og udfald 6. Lyd og lys, interferens og brydning Kvadratrod vækst ved reciprok 1. Diffusion og støj og tilfældig vandring Interaktivt programmel til øvelsesopgaver, Skriftlige øvelsesopgaver Demo forsøg 1. Sammenstød eller gennemløb? Vandrende bølger på fjeder longitudinal og transversal. 2. Sympatisk medsvingning (resonans) mellem stemmegafler 3. Stødtoner (svævetoner) med stemmegafler. 4. Lukket, Åbent og Halvåbent resonansrør halv- eller kvartbølge forstærker? 5. Hvor er lyden? Interferens med højttalere faseforskydning. 6. Hvor langt er der til England? Overfladebølger i vand. 7. Forskel på støj og toner? Lyde optaget med mikrofon og set i frekvenspektrum. 8. Svinger det? Hookes lov for en fjeder og Pendulets svingningstid. 9. Newtons bolide impulsbevarelse vist med fem penduler. 10. Koblede svingninger ved gafler på elastik Side 6 af 8

7 11. Kold og varm stemmegaffel Eksperimentelt arbejde: Den mindste lyd, Energi i lyd? Titel 7 Mekanik - Tid til bevægelse og Kræfter på spil Hvordan og hvorfor bevæger ting sig? Kræfter, Resulterende kraft Tyngdekraften Bevægelse, hvile, hastighed, acceleration, jævn bevægelse, konstant acceleration Newtons 3 love Arbejde, mekanisk energi, cirkelbevægelse, skråt kast, kollision og impuls, harmonisk bevægelse. 20h Fysisk/Matematisk model Linær sammenhæng vækst ved addition 1. Fjederkraft 2. Jævn, retlinet bevægelse Eksponentiel sammenhæng vækst ved multiplikation 1. Hoppebold 2. Dæmpning af pendul Potensafhængighed vækst ved kvotient 1. Acceleration Sinus og cosinus ingen vækst? 1. Masse på fjeder Klasseundervisning. Skriftlig opgave løsning. Programdemo: Physlets java appletter der simulerer forskellige fænomener. Demo forsøg: 1. Luftraketten og kasteparabler 2. Biler og lineær vækst strækning, tid og fart 3. Fjederkraften lineær vækst og fjedre i serie og parallel 4. Varmluftballoners løfteevne overflade og rumfangsafhængighed 5. Galileis faldrende Newtons første og anden lov. 6. Hastigheden af en vogn og bremsekræfter. 7. Kraft, forskydning og arbejde 8. Kasteparabel med fjederkanon. 9. Raketleddet der forsvandt i Newtons 2. lov. 10. Hoppebolde eksponentiel funktion og energitab. 11. Hookes lov for en fjeder. 12. Pendulets svingningstid. 13. Foucaults pendul og Jordens omløbstid. Side 7 af 8

8 14. Galileis faldforsøg tunge og lette følges ad. 15. Newtons bolide impulsbevarelse vist med fem penduler. Eksperimentelt arbejde: Energiforhold ved kast og fald, Pendulets svingningstid, På hovedet i rutchebanen fiktive kræfter? Titel 8 Astronomi Lys i mørket (forventet) Hvad består vi og resten af Universet af? Hvor stort og hvordan udvider U sig? 1. Afstande i universet 2. Parallaksemetoden, 3. Størrelsesklasse og supernova, 4. Universets udvidelse og rødforskydning, 5. Hubbles lov 6. Mørkt stof og Mørk energi som nutidens største gåder 20h Matematisk model Potensafhængighed vækst ved kvotient 1. Areal og volumen 2. Acceleration 3. Stefan-Boltzmanns strålingslov 4. Perspektiv, gravitation og lysudbredelse Tema Mars. Den røde kriger, Marsbiler, vand på Mars, Afstanden til Mars. Tema Planeterne og deres måner Planeters og måners historie, sammensætning, bevægelse (Kepler) og placering set med planetarieprogrammet SkyView. Liv på Mars, Europa, Titan eller i andre solsystemer? Klasseundervisning. Skriftlig opgave løsning. Programdemo: Java-simulationer af Jupiter-systemet og Mars i falske farver, SkyView astronomisk observatorium, Google Earth 3D fremstilling af Jorden. Demo forsøg: 1. Hvorfor blinker stjernerne? Laserlys og kogeplade 2. Foucaults pendul og Jordens omløbstid. 3. Raketleddet der forsvandt i Newtons 2. lov. Eksperimentelt arbejde: Afstandsbedømmelse i Universet Side 8 af 8