100 år med flydende helium

Størrelse: px
Starte visningen fra side:

Download "100 år med flydende helium"

Transkript

1 100 år med flydende helium Af Finn Berg Rasmussen, Niels Bohr Institutet, Københavns Universitet. Hovedpunkter af lavtemperaturfysikkens historie gennemgås, med særlig vægt på den første begyndelse og på de eksperimentelle sider. Indledning Den 10. juli 1908 kan med god grund udnævnes til lavtemperaturfysikkens fødselsdag: det var på denne dag, at den sidste af de permanente gasser blev fortættet. Vi fik dermed adgang til et temperaturområde med helt ny fysik: superledning og superfluiditet. Efter opdagelsen af den kosmiske baggrundsstråling er det ydermere klart, at det var på denne dag, at mennesket for første gang passerede Universets laveste temperatur, 2,7 K. Første bedrift i Leiden: fortætningen af helium Da Heike Kamerlingh Onnes kl. 5 om morgenen den 10. juli 1908 tog ind til sit laboratorium, kunne han ikke med sikkerhed vide, at et tiårs systematiske forberedelser nu skulle bære frugt, men alt var klar: i dagene forud var opbygget et forråd på 75 l flydende luft, alt apparatur var pumpet ud, og gasbeholdningerne af brint og helium var omhyggeligt renset. Næste skridt var at fortætte en tilstrækkelig mængde flydende brint, og ca. 13:30 stod der 20 l. Nu blev helium-delen af apparatet forkølet, og tre timer senere begyndte komprimering og cirkulering af heliumgas. gas vil en sådan ekspansion ikke medføre nogen temperaturændring, men for reelle gasser kan temperaturen falde, hvis man begynder ved en temperatur, der er lavere end inversionstemperaturen (for helium ca. 23 K). Den afkølede gas føres tilbage således, at den kan køle den indkommende gas, og på den måde falder temperaturen lidt efter lidt, indtil gassen (måske) fortættes. Hvis helium skal afkøles (og fortættes) gennem Joule- Thomson processen, skal det derfor forkøles til en temperatur et stykke under 23 K, jo mere jo bedre. Brints kogepunkt er 20 K, men ved at lade brinten koge ved lavere tryk kan man sænke dens temperatur, indtil tripelpunktet nås ved 14 K, hvor brinten størkner (figur 2 og 3) Figur 1. Heike Kamerlingh Onnes ( ), leder af Leiden-laboratoriet gennem 40 år, var den første til at fortætte helium. Hos Kamerlingh Onnes blev både luft, brint og helium afkølet (og fortættet) ved hjælp af Joule-Thomson køling. I denne proces lader man gassen ekspandere frit igennem en dyse eller en porøs prop. For en ideal Figur 2. Verdens første heliumkryostat (udsnit af forsidebilledet). Yderst et glas med alkohol (forebygger dugdannelse), derefter: vakuum mellem to glasvægge, flydende luft, vakuum, flydende brint, vakuum, flydende helium. KVANT, juli

2 først påvist på Jorden i 1895, af W. Ramsay. Helium på Jorden kommer fra alpha-radioaktive stoffer. Onnes fik sit første helium fra en ladning thorium-holdigt sand fra North Carolina. Kemikere i Leiden arbejdede i månedsvis for at udskille heliumgassen. Ved den første fordråbning af helium var der 200 l gas til rådighed, og heraf blev over en femtedel fortættet. Som følge af knapheden på helium var Leiden alene om at kunne bruge flydende helium i de første 15 år. Fortætningen af brint og af helium var ganske naturligt genstand for et kapløb mellem Onnes i Leiden og Dewar i London. Mange interessante detaljer kan findes i ref. [2]. Figur 3. Verdens første heliumkryostat skematisk. Yderst et glas med alkohol (forebygger dugdannelse), derefter: vakuum mellem to glasvægge, flydende luft, vakuum, flydende brint, vakuum, flydende helium. Pilen til 258 peger fra flydende brint ved 15 K. I Kamerlingh Onnes laboratorium fulgte de temperaturen med et heliumgastermometer og en elektrisk sensor, og gennem nogle timer faldt temperaturen lidt, fladede ud og faldt igen. Kl. 18:30 var man under temperaturen af den flydende brint, men der var intet at se i heliumreservoiret inderst i apparaturet. En time senere stod termometeret bomstille, omkring 4 K. En kollega kiggede ind for at se, hvordan det gik, og konstaterede at det jo var som om termometeret stod i en kogende væske. Den bemærkning fik Kamerlingh Onnes til at kigge nøjere ind i kryostaten. Med lys faldende ind skråt nedefra sås tydeligt refleksen fra en væskeoverflade. Da overfladen først var set, tabte vi den ikke mere af syne. Beholdningen af flydende brint var næsten opbrugt på dette tidspunkt, så helium-kondenseringen måtte standses, og væsken stod nu roligt og fordampede (kogte!). Da der efter en times tid var 10 ml tilbage, blev trykket og dermed temperaturen reduceret for at se, om helium ligesom alle andre væsker ville blive fast, når man således pumpede sig ned til tripelpunktet. Et tryk på ca. 10 mbar blev nået, dvs. en temperatur under 2 K, men resultatet var negativt. Vi ved nu, at helium først kan gøres fast ved tryk på over 25 bar. Kamerlingh Onnes var tiltrådt som professor i eksperimentel fysik og meteorologi ved universitetet i Leiden i I sin tiltrædelsesforelæsning formulerede han mottoet door meten tot weten, gennem måling til viden. Van der Waals havde kort tid forinden formuleret sin modifikation af idealgasligningen, og Onnes begyndte omfattende eksperimentelle studier af gassers egenskaber ved lave temperaturer, hvor afvigelserne fra idealgasopførsel er størst. Brint blev første gang fortættet i 1898, af J. Dewar, opfinderen af dewarkarret (den vakuumisolerede glas-termoflaske). Helium var opdaget i solspektret i 1868, men blev Appelsinen i turbanen: superledning Efter opdagelsen af elektronen blev metallernes ledningsevne et særlig interessant emne. I Leiden kunne man efter 1908 studere den elektriske modstand til hidtil uhørt lave temperaturer, og i overensstemmelse med laboratoriets motto søgte man at etablere empiriske formler for temperaturafhængigheden. Efter guld og platin tog de fat på kviksølv, og i efteråret 1911 viste det sig, at kviksølvs modstand faldt til en umåleligt lille værdi indenfor et temperaturinterval på højst 20 mk lige omkring heliums kogepunkt 4,2 K (figur 4). Det er helt velgørende at se, hvor forsigtigt og omhyggeligt denne store (set med vores bagkloge øjne) opdagelse bliver beskrevet. Mange fejlkilder og mulige teoretiske forklaringer bliver forsøgt [3]. Figur 4. Fast kviksølvs elektriske modstand omkring 4,2 K, målt i Springet i modstand er målt til mindst en faktor Modstanden stiger ca. en faktor 500 fra 4,22 K til smeltepunktet 234 K år med flydende helium

3 I forsøg på at måle den forsvindende lille modstand blev der sendt høje strømstyrker gennem kviksølvet, hvorved det hurtigt blev opdaget, at der er en tærskelværdi for strøm (den kritiske strøm), over hvilken den superledende tilstand forsvinder, og den normaltledende tilstand vender tilbage. Først efter halvandet år dukker ordet superconductivity op, og kort efter bliver fænomenet også set i tin og bly. Det bliver angivet, at modstanden aftager med en faktor på mindst i forhold til modstanden ved stuetemperatur. Eksistensen af et kritisk magnetfelt bliver påvist. For disse superledere er det kritiske felt for svagt til, at superledende magnetspoler kunne være til gavn på den tid, men der blev eksperimenteret med vedvarende strømme i kortsluttede superledende spoler. Grundvidenskabeligt set åbnede opdagelsen af superledning en helt ny verden. Der skulle gå næsten et halvt århundrede, før en tilfredsstillende kvantemekanisk teori blev fremsat (Bardeen-Cooper- Schrieffer- eller BCS-teorien, 1957). Se fx [4]. Her blev det klart, at ledningselektronerne i en superleder danner en fælles kvantetilstand, et Bose-Einstein-kondensat [5], der strækker sig gennem hele det superledende materiale. I en superledende ring vil bølgefunktionen således være underkastet en kvantiseringsbetingelse med den virkning, at kun bestemte strømme vil være tilladt. De strømbærende partiklers ladning indgår i kvantiseringsbetingelsen, og det viser sig, at elektronerne optræder i par ( Cooper-par ) med ladningen 2e, hvor e betegner ladningen på en enkelt elektron. Det er et ret simpelt forsøg at fange en vedvarende strøm i en superledende blyring af fx 5 cm diameter. I denne sammenhæng kan ringen - eller i hvert fald elektronerne i den - betragtes som ét stort atom, selv om den altså er en genstand, som kan ses med det blotte øje. Hvis elektronerne i en superleder kan gå to forskellige veje og mødes igen, vil der opstå interferens, hvilket kan udnyttes til konstruktion af meget følsomme detektorer, kvanteinterferometre, for magnetfelt og dermed for strøm. Anvendelsesmæssigt begyndte det store gennembrud også omkring På den tid blev der opdaget en række metallegeringer med høje overgangstemperaturer og meget høje kritiske felter. Et eksempel er Nb 3 Sn, der bliver superledende ved 18,3 K og har et kritisk felt på 19 tesla. Det har vist sig muligt at fremstille kilometervis af superledende tråd i disse materialer og at vikle magnetspoler til sådanne høje felter, ofte med en særlig feltprofil, specielt meget homogene felter. Magneterne er meget brugt til grundforskning i fysik og kemi, fra små enkeltmandsforsøg over NMR-spektrometre (NMR = kernemagnetisk resonans, Nuclear Magnetic Resonance) til afbøjningsmagneterne i LHC ved CERN-forskningscenteret. NMRspektrometre spiller også en stor rolle i industriel forskning. NMR-teknikken har kunnet udvikles til billeddannelse og dermed er de superledende magneter stormet frem i den medicinske verden, hvor de trækker læsset i de såkaldte MR-scannere. Det sidste store kapitel i superledningens historie begyndte i 1986, da Bednorz og Müller [6] påviste superledning ved ca. 30 K i et cuprat af lanthan og enten barium, strontium eller calcium. Den hidtidige rekord lå ellers omkring 23 K, og det var teoretisk bevist, at 30 K var den absolut øverste grænse for superledning (med den mekanisme, som man regnede med på det tidspunkt). Få uger inde i 1987 var der fundet andre cuprater med langt højere overgangstemperaturer, fx 98 K for YBa 2 Cu 3 O 4+δ, populært kaldet YBCO. YBCO kan holdes superledende med det billige flydende nitrogen, hvis kogepunkt er 77 K. Der er siden fundet forbindelser med overgangstemperaturer i nærheden af 150 K, men fælles for dem alle er, at de er keramiske materialer, og det er derfor en stor udfordring at fremstille tråd af dem. En kendt dansk fysiker kom for skade at sammenligne opdagelsen med opfindelsen af hjulet, men nu, 20 år efter, har vi stadig en overbevisende teknisk anvendelse til gode. Superfluiditet Henimod slutningen af 1930 erne blev det klart, at når man afkølede flydende helium under sit eget damptryk, gik det over i en ny tilstand ved temperaturen 2,17 K. Nu taler vi om den superflydende tilstand eller fase; dengang brugtes den mere forsigtige betegnelse He II, hvor He I så betegnede den normaltflydende tilstand. Lige ved overgangstemperaturen divergerer varmekapaciteten; kurven minder om det græske bogstav λ, hvorfor denne temperatur kaldes lambda-punktet, T λ. Den superflydende væske kan flyde gennem snævre kanaler uden gnidningsmodstand (op til en vis kritisk hastighed), og den reagerer meget specielt på temperaturforskelle, fx som om dens varmeledningsevne er uendelig stor (igen til en grænse). Lettest at beskrive og måske mest aparte er fænomenet film flow. I figur 5 øverste række ses et glas, der er fyldt med superflydende helium. Væsken flyder i en tynd film op over kanten og drypper fra bunden ned i den ydre beholder, indtil væsken står i samme højde i de to beholdere. Omvendt flyder væsken fra den ydre beholder til den indre, hvis niveauet i den ydre er højest. Der er ikke noget specielt ved, at en overflade i kontakt med en væske dækkes af en film (prøv bare at vippe lidt med en kop te!), men heliumfilmen er særligt tyk, og desuden er strømningsmodstanden nul. Figur 5 viser resultatet af film flow, men for Kamerlingh Onnes, som viste figuren i et foredrag i 1922 [7], illustrerede den et mislykket forsøg på at gøre helium fast. Den viste anordning var helt omgivet af flydende helium ved 4,2 K, og ideen var at nå den lavest mulige temperatur under kogning ved lavt tryk i den inderste beholder, som er isoleret fra 4,2 K af en dobbelt vakuumisolering. Den inderste beholder var forsynet med en omrører i form af en lille vandret skive, der ville kunne vise, om væsken var blevet fast; men som også blev brugt som en ske til at øse væske til den ydre beholder. Kamerlingh Onnes formodede, at der foregik en destillationsproces, men processen forløb KVANT, juli

4 for hurtigt, så han erklærede, at videre undersøgelser var nødvendige. [8]. Med den metode kan man kontinuerligt opretholde temperaturer ned til nogle få millikelvin. Hvis man vil gøre 3 He fast, kræver det endnu højere tryk end for 4 He, men det er mere interessant at se på de forskelle, der skyldes, at 3 He-atomet er en fermion, medens 4 He-atomet er en boson. I flydende 3 He findes der ikke overgang til superfluiditet ved en temperatur, der kan sammenlignes med T λ for 4 He. Men i 1972 opdagede Osheroff, Richardson og Lee [9], [10] en faseovergang i flydende 3 He ved ca. 2,6 mk altså en tusindedel af T λ. I 3 He-kernen findes en uparret neutron, og derfor har kernen et spin på 1 og et magnetisk moment. Det 2 er dette, der gør 3 He til en fermion, og det giver anledning til et kompliceret fasediagram og en rigdom af magnetiske og andre fænomener. Fermion-karakteren bevirker, at den superflydende fase kvantemekanisk set minder mere om den superledende tilstand for elektroner end om superflydende 4 He. Således ligner varmekapacitens temperaturafhængighed, figur 6, til forveksling kurven for en superleder [11]. Figur 5. Film flow. Øverste række: inderbeholderen er først næsten fuld af superflydende helium og yderbeholderen er tom; væsken flyder op over kanten i en tynd film, og efter få minutter er der samme væskestand i yderog inderbeholder. Nederst: væsken fra inderbeholderen er øst ud (med en lille ske); niveauerne udlignes igen (Kamerlingh Onnes 1922). Med superfluiditet står vi igen overfor et makroskopisk kvantefænomen, blandt andet med den konsekvens, at der optræder kvantiserede hvirvler [5], når væsken roterer. Iøvrigt skyldes det også en kvantemekanisk effekt, at helium under sit eget damptryk som den eneste væske forbliver flydende til de laveste temperaturer: hvis man prøver at spærre et atom inde i et mindre volumen, stiger dets kinetiske energi (kan beregnes af Heisenbergs usikkerhedsrelation), og konkurrencen mellem denne nulpunktsenergi og tiltrækningen mellem atomerne bliver for heliums vedkommende vundet af den kinetiske energi. Helium-3 Den lette heliumisotop 3 He blev tilgængelig i 1950 erne. Den fremkommer ved henfald af tritium, 3 H (halveringstid ca.12 år), som bliver fremstillet ved neutronbombardement af lithium med henblik på anvendelse i brintbomber. Anskaffelsesprisen er høj, men man kan arbejde med små mængder og genbruge gassen. Som følge af 3 He-atomets mindre masse sammenlignet med 4 He er damptrykket højere, og det er let at pumpe flydende 3 He ned til en temperatur på 0,3 K (med 4 He er selv 1 K vanskelig at nå). En endnu mere effektiv køleproces er at opløse 3 He i 4 He, se fx Figur 6. Varmekapacitet af flydende 3 He langs smeltepunktskurven. Temperaturen er givet i enheden T A = 2, 6 mk. Magnetisk køling Den først kendte form for paramagnetisme i faste stoffer hidrører fra ioner med et magnetisk moment, hvis retning kan indstille sig frit, for eksempel i forhold til et ydre magnetfelt. Længe inden atomfysikken kunne forklare de magnetiske momenters eksistens, behandlede Langevin dette system ved hjælp af statistisk fysik. Så tidligt som 1905 forudsagde han, at når systemet blev anbragt i et magnetfelt, ville der komme en temperaturstigning. Årsagen er, at momenterne prøver at sænke deres energi ved at rette sig ind efter magnetfeltet i konkurrence med de termiske forstyrrelser og den overskydende energi kommer ud som varme. Hvis man afkøler materialet til udgangstemperaturen og derpå skruer ned for feltet, dvs. afmagnetiserer, vil der omvendt komme et temperaturfald. Ved høje temperaturer er disse effekter alt for svage til at år med flydende helium

5 bruges som kølemetode. Men i 1923 leverede Leidenlaboratoriet endnu et vigtigt bidrag. Woltjer og Kamerlingh Onnes opdagede, at nogle paramagnetiske salte, fx gadoliniumsulfat (hvor Gd-ionen har et magnetisk moment), stadig fulgte Langevins teori ved de laveste helium-temperaturer. Den magnetiske susceptibilitet er omvendt proportional med temperaturen, og derfor bliver effekterne store ved lav temperatur. Nogle år senere foreslog Debye og Giauque uafhængigt af hinanden at udnytte denne mulighed for køling, og i kunne tre forskellige grupper rapportere temperaturer ned til 0,25 K. Teknikken var i brug i de følgende fyrre år, først til at studere de paramagnetiske stoffer selv, siden til at køle andre systemer; der blev fx fundet nye superledere med overgangstemperaturer under 1 K. Ifølge den statistisk-fysiske beregning afhænger stoffets magnetisering, entropi osv af den helt afgørende Boltzmann-faktor exp( E ), hvor E i dette kt tilfælde er energien af det magnetiske moment i magnetfeltet, k er Boltzmanns konstant og T er temperaturen. E er proportional med magnetfeltet B, og under en adiabatisk, reversibel proces, hvor entropien er konstant, vil forholdet B/T derfor også være konstant. Man kan imidlertid ikke opnå T = 0, for hvert moment i stoffet er udsat for et lokalt, indre felt fra de omgivende momenter, og det sætter en nedre grænse for B. Til gengæld kan det indre felt give anledning til, at momenterne ordner sig i et eller andet mønster, og denne magnetiske orden kan være et mere interessant fænomen end en eventuel temperaturrekord. I metodens senere år var cerium-magnesium-nitrat (CMN) et populært salt, både til køling og til termometri. Her er det indre felt så svagt, at temperaturer ned til omkring 2 mk kunne nås. Som generel køleproces er metoden nu helt fortrængt af den ovenfor nævnte 3 He/ 4 He-blandingskøler, der kan holde en konstant, lav temperatur i lange tidsrum, om nødvendigt i flere måneder. Kernemagnetisk køling Atomkernernes magnetiske momenter er stort set tusind gange mindre end ioners momenter (som skyldes elektroner); det indre felt er derfor tusind gange mindre, og kernemomenternes energier i det indre felt er således en million gange mindre. Følgelig kan man forvente at kunne nå omkring 2 nk ved magnetisk køling med atomkerner. En pioner for denne metode var Nicholas Kurti (figur 7) i Oxford. Kurtis gruppe arbejdede med kernespinnene i kobber. Kobberet blev forkølet i et magnetfelt til ca. 12 mk ved hjælp af et paramagnetisk salt. Den påfølgende afmagnetisering bragte kernespinnenes temperatur i nærheden af 1 µk [12]. Man havde her den mærkværdige situation, at kernernes magnetiske momenter (eller spin) befandt sig ved 1 µk, mens metallets elektroner og krystalgitter havde temperaturen 12 mk. Varmeudvekslingen mellem de to systemer var ikke stærkere, end at det tog flere minutter, før kernespinnene atter var ved 12 mk. Denne relaksationstid er omvendt proportional med elektronernes temperatur og kan bringes op på hele dage. Figur 7. Nicholas Kurti ( ), bragte kernespinnene i kobber til en temperatur omkring 1 mikrokelvin under sine eksperimenter ved Oxford Universitets Clarendon laboratorium. Billedet er muligvis taget i forbindelse med et af Kurtis TV-programmmer. Kurti var en farverig personlighed, som ikke veg tilbage for at lade TV-seerne kigge med i en live transmission af en kernemagnetisk afmagnetisering i laboratoriet. Han optrådte også som Physicist in the Kitchen med en del utraditionelle opskrifter [13]. Fra omkring 1970 blev der ved Helsinki Tekniske Universitet opbygget et laboratorium, som i henseende til fokusering og til uddannelse og motivering af en teknisk og videnskabelig stab bringer Leidenlaboratoriet i erindring. Den drivende kraft var Olli V. Lounasmaa Figur 8. Olli V. Lounasmaa ( ), Helsinki Tekniske Universitet, indførte totrins kernemagnetisk køling. Indehaver af den nuværende lavtemperaturrekord: picokelvin. Under brug af to kernemagnetiske køletrin forbundet i serie ( i kaskade, som de yndede at kalde det) blev der her sat den ene rekord efter den anden i kernespintemperaturer. Formålet var dog mere dybsindigt: kernespinnene i mange metaller antages at udgøre et KVANT, juli

6 så simpelt system, at de i særlig grad egner sig til afprøvning af teorierne for magnetisme, herunder magnetisk orden. I 1982 blev der påvist ordning i kobber (ved 52 nk), i 1991 i sølv (560 pk). Køleteknikken var så effektiv, at de magnetiske strukturer har kunnet analyseres i detaljer med neutronstråling. Den laveste spintemperatur (ca. 100 pk) er nået i rhodium [14]; trods velbegrundede forventninger sås der ingen tegn på ordning. Nogle af disse forsøg er tidligere beskrevet i KVANT [8]. På det seneste er der fundet tegn på kernemagnetisk orden i lithium (ved ca. 300 nk). I forlængelse af de eksperimenter er det opdaget, at lithium som det foreløbig eneste alkalimetal bliver superledende, ved ca. 300 µk [15]. Konklusion Lavtemperaturfysikkens 100-årige udvikling er primært båret af grundvidenskabelige interesser og har medført overraskende opdagelser om stoffets egenskaber ved ekstremt lave temperaturer, foreløbig ned til omkring 0,1 nanokelvin. Da helium i 1908 for første gang blev fortættet, produceredes der ca. 60 ml væske efter to dages forberedelser. Nu tilbyder i hvert fald ét firma [16] en standardmaskine, der kan fremstille 280 l flydende helium i timen, og der tilbydes kapaciteter helt op til 3500 l/h. Denne teknologiske bedrift skyldes behovet for at køle superledende magneter, hvadenten de er beregnet til store acceleratorer som LHC i CERN, eller til hospitalernes MR-scannere. Ligesom på andre områder har der kunnet gå mange år, før tilsyneladende nytteløse opdagelser har fundet betydningsfulde anvendelser. Litteratur [9] D.D. Osheroff, W.J. Gully, R.C. Richardson, D.M. Lee: New magnetic phenomena i liquid 3 He. Phys. Rev. Lett. 29, (1972) [10] Finn Berg Rasmussen: Nobelprisen i fysik KVANT 8, nr.1, p (1997) [11] W.P. Halperin, C.N. Archie, F.B. Rasmussen, T.A. Alvesalo, R.C. Richardson: Specific heat of normal and superfluid 3 He on the melting curve. Phys. Rev. B13, (1976) [12] N. Kurti, F.N. Robinson, F. Simon, D.A. Spohr. Nature 178, 450 (1956) [13] N. Kurti and H. This-Benckhard: Chemistry and physics in the Kitchen. Scientific American April 1994, p.44-50, [14] record in low temperatures [15] J. Tuoriniemi, K. Juntunen-Nurmilaukas, J. Uusvuori, E. Pentti, A. Salmela, A. Sebedash: Superconductivity in lithium below 0.4 mk at ambient pressure. Nature 447, p (2007) [16] Finn Berg Rasmussen, har gennem sin tid som lektor ved Niels Bohr Instituttet studeret faste og flydende stoffer ved lave temperaturer (termiske, elektriske og magnetiske egenskaber). Er nu pensioneret. Medlem af KVANT s redaktion. [1] H. Kamerlingh Onnes: The liquefaction of helium. Communications from the Physical Laboratory at the University of Leiden, no.108 (1908), gengivet i: Boston Studies in the Philosophy of Science 124 (1991), med ialt 27 udvalgte artikler af Kamerlingh Onnes. [2] Dirk van Delft: Little cup of helium, big science. Physics Today March 2008, p [3] H. Kamerlingh Onnes: On the sudden change in the rate at which the resistance of mercury disappears. Communications from the Physical Laboratory at the University of Leiden, no.124c (1911), se [1]. [4] Per Hedegård: Forenede Elektroner A/S. Om superledning og kvanteteori, s (Munksgaard-Nysyn, København 1991) [5] Kasper T. Therkildsen og Jan W. Thomsen: Bose- Einstein-kondensation i atomare gasser. KVANT 19, nr. 2 (2008) dette nummer. [6] J.G. Bednorz and K.A. Müller. Z. Phys. B64, 189 (1986) [7] H. Kamerlingh Onnes: On the lowest temperature yet obtained. Communications from the Physical Laboratory at the University of Leiden, no.159 (1922), se [1]. [8] Kim Lefmann og Finn Berg Rasmussen: Verdens trediekoldeste eksperiment kernemagnetisk orden i sølv. KVANT 7, nr.4, p.1-10 (1996) år med flydende helium

Atomets bestanddele. Indledning. Atomer. Atomets bestanddele

Atomets bestanddele. Indledning. Atomer. Atomets bestanddele Atomets bestanddele Indledning Mennesket har i tusinder af år interesseret sig for, hvordan forskellige stoffer er sammensat I oldtiden mente man, at alle stoffer kunne deles i blot fire elementer eller

Læs mere

Atomare kvantegasser. Michael Budde. Institut for Fysik og Astronomi og QUANTOP: Danmarks Grundforskningsfonds Center for Kvanteoptik

Atomare kvantegasser. Michael Budde. Institut for Fysik og Astronomi og QUANTOP: Danmarks Grundforskningsfonds Center for Kvanteoptik Atomare kvantegasser Når ultrakoldt bliver hot Michael Budde Institut for Fysik og Astronomi og QUANTOP: Danmarks Grundforskningsfonds Center for Kvanteoptik Aarhus Universitet Plan for foredraget Hvad

Læs mere

Gymnasieøvelse i Skanning Tunnel Mikroskopi (STM)

Gymnasieøvelse i Skanning Tunnel Mikroskopi (STM) Gymnasieøvelse i Skanning Tunnel Mikroskopi (STM) Institut for Fysik og Astronomi Aarhus Universitet, Sep 2006. Lars Petersen og Erik Lægsgaard Indledning Denne note skal tjene som en kort introduktion

Læs mere

8 danske succeshistorier 2002-2003

8 danske succeshistorier 2002-2003 8 danske T E K N I S K - V I D E N S K A B E L I G F O R S K N I N G succeshistorier 2002-2003 Statens Teknisk-Videnskabelige Forskningsråd Små rør med N A N O T E K N O L O G I stor betydning Siliciumteknologien,

Læs mere

Appendiks 1. I=1/2 kerner. -1/2 (højere energi) E = h ν = k B. 1/2 (lav energi)

Appendiks 1. I=1/2 kerner. -1/2 (højere energi) E = h ν = k B. 1/2 (lav energi) Appendiks NMR-teknikken NMR-teknikken baserer sig på en grundlæggende kvanteegenskab i mange atomkerner, nemlig det såkaldte spin som kun nogle kerner besidder. I eksemplerne her benyttes H og 3 C, som

Læs mere

AFKØLING Forsøgskompendium

AFKØLING Forsøgskompendium AFKØLING Forsøgskompendium IBSE-forløb 2012 1 KULDEBLANDING Formålet med forsøget er at undersøge, hvorfor sneen smelter, når vi strøer salt. Og derefter at finde frysepunktet for forskellige væsker. Hvad

Læs mere

Forventet bane for alfapartiklerne. Observeret bane for alfapartiklerne. Guldfolie

Forventet bane for alfapartiklerne. Observeret bane for alfapartiklerne. Guldfolie Det såkaldte Hubble-flow betegner galaksernes bevægelse væk fra hinanden. Det skyldes universets evige ekspansion, der begyndte med det berømte Big Bang. Der findes ikke noget centrum, og alle ting bevæger

Læs mere

Big Bang og universets skabelse (af Jeanette Hansen, Toftlund Skole)

Big Bang og universets skabelse (af Jeanette Hansen, Toftlund Skole) Big Bang og universets skabelse (af Jeanette Hansen, Toftlund Skole) Har du nogensinde tænkt på, hvordan jorden, solen og hele universet er skabt? Det er måske et af de vigtigste spørgsmål, man forsøger

Læs mere

Er superledning fremtiden for fusion?

Er superledning fremtiden for fusion? Er superledning fremtiden for fusion? Drømmen om fusionsenergi er ikke nem at nå. I kampen for at fremtidens fusionskraftværker nogensinde skal blive en realitet, står videnskabsmænd over for et stort

Læs mere

Når enderne af en kobbertråd forbindes til en strømforsyning, bevæger elektronerne i kobbertråden sig (fortrinsvis) i samme retning.

Når enderne af en kobbertråd forbindes til en strømforsyning, bevæger elektronerne i kobbertråden sig (fortrinsvis) i samme retning. E2 Elektrodynamik 1. Strømstyrke Det meste af vores moderne teknologi bygger på virkningerne af elektriske ladninger, som bevæger sig. Elektriske ladninger i bevægelse kalder vi elektrisk strøm. Når enderne

Læs mere

Stern og Gerlachs Eksperiment

Stern og Gerlachs Eksperiment Stern og Gerlachs Eksperiment Spin, rumkvantisering og Københavnerfortolkning Jacob Nielsen 1 Eksperimentelle resultater, der viser energiens kvantisering forelå, da Bohr opstillede sin Planetmodel. Her

Læs mere

Fysik A. Studentereksamen

Fysik A. Studentereksamen Fysik A Studentereksamen stx132-fys/a-15082013 Torsdag den 15. august 2013 kl. 9.00-14.00 Side 1 af 9 sider Side 1 af 9 Billedhenvisninger Opgave 1 U.S. Fish and wildlife Service Opgave 2 http://stardust.jpl.nasa.gov

Læs mere

Undervisningsbeskrivelse

Undervisningsbeskrivelse Undervisningsbeskrivelse Stamoplysninger til brug ved prøver til gymnasiale uddannelser Termin Institution Uddannelse Fag og niveau Lærer(e) Hold Maj-juni 2016 Skoleår 2015/2016 Thy-Mors HF & VUC Stx Fysik,

Læs mere

FYSIK 3 / TERMODYNAMIK Københavns Universitet, 13. april, 2016, Skriftlig prøve

FYSIK 3 / TERMODYNAMIK Københavns Universitet, 13. april, 2016, Skriftlig prøve FYSIK 3 / TERMODYNAMIK Københavns Universitet, 13. april, 2016, Skriftlig prøve Benyttelse af medbragt litteratur, noter, lommeregner og computer uden internetadgang er tilladt. Der må skrives med blyant.

Læs mere

Resonans 'modes' på en streng

Resonans 'modes' på en streng Resonans 'modes' på en streng Indhold Elektrodynamik Lab 2 Rapport Fysik 6, EL Bo Frederiksen (bo@fys.ku.dk) Stanislav V. Landa (stas@fys.ku.dk) John Niclasen (niclasen@fys.ku.dk) 1. Formål 2. Teori 3.

Læs mere

Fysik og kemi i 8. klasse

Fysik og kemi i 8. klasse Fysik og kemi i 8. klasse Teori til fysik- og kemiøvelserne ligger på nettet: fysik8.dk Udgivet af: Beskrivelser af elevforsøg Undervisningsforløb om atomfysik, mål & vægt, hverdagskemi, sæbe, metaller,

Læs mere

Eksperimentelle øvelser, øvelse nummer 3 : Røntgenstråling målt med Ge-detektor

Eksperimentelle øvelser, øvelse nummer 3 : Røntgenstråling målt med Ge-detektor Modtaget dato: (forbeholdt instruktor) Godkendt: Dato: Underskrift: Eksperimentelle øvelser, øvelse nummer 3 : Røntgenstråling målt med Ge-detektor Kristian Jerslev, Kristian Mads Egeris Nielsen, Mathias

Læs mere

Skriftlig eksamen i Statistisk Mekanik den fra 9.00 til Alle hjælpemidler er tilladte. Undtaget er dog net-opkoblede computere.

Skriftlig eksamen i Statistisk Mekanik den fra 9.00 til Alle hjælpemidler er tilladte. Undtaget er dog net-opkoblede computere. Skriftlig eksamen i Statistisk Mekanik den 18-01-2007 fra 900 til 1300 lle hjælpemidler er tilladte Undtaget er dog net-opkoblede computere Opgave 1: I en beholder med volumen V er der rgon-atomer i gasfasen,

Læs mere

Fysikrapport: Rapportøvelse med kalorimetri. Maila Walmod, 1.3 HTX, Rosklide. I gruppe med Ulrik Stig Hansen og Jonas Broager

Fysikrapport: Rapportøvelse med kalorimetri. Maila Walmod, 1.3 HTX, Rosklide. I gruppe med Ulrik Stig Hansen og Jonas Broager Fysikrapport: Rapportøvelse med kalorimetri Maila Walmod, 1.3 HTX, Rosklide I gruppe med Ulrik Stig Hansen og Jonas Broager Afleveringsdato: 30. oktober 2007* *Ny afleveringsdato: 13. november 2007 1 Kalorimetri

Læs mere

Eksamen i fysik 2016

Eksamen i fysik 2016 Eksamen i fysik 2016 NB: Jeg gør brug af DATABOG fysik kemi, 11. udgave, 4. oplag & Fysik i overblik, 1. oplag. Opgave 1 Proptrækker Vi kender vinens volumen og masse. Enheden liter omregnes til kubikmeter.

Læs mere

July 23, 2012. FysikA Kvantefysik.notebook

July 23, 2012. FysikA Kvantefysik.notebook Klassisk fysik I slutningen af 1800 tallet blev den klassiske fysik (mekanik og elektromagnetisme) betragtet som en model til udtømmende beskrivelse af den fysiske verden. Den klassiske fysik siges at

Læs mere

HALSE WÜRTZ SPEKTRUM FYSIK C Energiregnskab som matematisk model

HALSE WÜRTZ SPEKTRUM FYSIK C Energiregnskab som matematisk model HALSE WÜRTZ SPEKTRUM FYSIK C Energiregnskab som matematisk model Energiregnskab som matematisk model side 2 Løsning af kalorimeterligningen side 3 Artiklen her knytter sig til kapitel 3, Energi GYLDENDAL

Læs mere

- erkendelsens begrænsning og en forenet kvanteteori for erkendelsen

- erkendelsens begrænsning og en forenet kvanteteori for erkendelsen Erkendelsesteori - erkendelsens begrænsning og en forenet kvanteteori for erkendelsen Carsten Ploug Olsen Indledning Gennem tiden har forskellige tænkere formuleret teorier om erkendelsen; Hvad er dens

Læs mere

Når strømstyrken ikke er for stor, kan batteriet holde spændingsforskellen konstant på 12 V.

Når strømstyrken ikke er for stor, kan batteriet holde spændingsforskellen konstant på 12 V. For at svare på nogle af spørgsmålene i dette opgavesæt kan det sagtens være, at du bliver nødt til at hente informationer på internettet. Til den ende kan oplyses, at der er anbragt relevante link på

Læs mere

1. Varme og termisk energi

1. Varme og termisk energi 1 H1 1. Varme og termisk energi Den termiske energi - eller indre energi - af et stof afhænger af hvordan stoffets enkelte molekyler holdes sammen (løst eller fast eller slet ikke), og af hvordan de bevæger

Læs mere

Undervisningsplan for fysik/kemi, 9.A 2015/16

Undervisningsplan for fysik/kemi, 9.A 2015/16 Undervisningsplan for fysik/kemi, 9.A 2015/16 Formålet med undervisningen er, at eleverne tilegner sig viden om vigtige fysiske og kemiske forhold i naturen og teknikken med vægt på forståelse af grundlæggende

Læs mere

Asbjørn Madsen Årsplan for 7. klasse Fysik/Kemi Jakobskolen

Asbjørn Madsen Årsplan for 7. klasse Fysik/Kemi Jakobskolen Periode Emne og materialer Faglige mål Evaluering / opgaver 33 Hvad er fysik/kemi? I alt 2. Vi skal her i den første dobbelt lektion introduceres til, hvad fysik/kemi er og handler om. Vi starter med en

Læs mere

Lærebogen i laboratoriet

Lærebogen i laboratoriet Lærebogen i laboratoriet Januar, 2010 Klaus Mølmer v k e l p Sim t s y s e t n a r e em Lærebogens favoritsystemer Atomer Diskrete energier Elektromagnetiske overgange (+ spontant henfald) Sandsynligheder,

Læs mere

Mørk energi Anja C. Andersen, Dark Cosmology Centre, Niels Bohr Institutet, Københavns Universitet

Mørk energi Anja C. Andersen, Dark Cosmology Centre, Niels Bohr Institutet, Københavns Universitet Mørk energi Anja C. Andersen, Dark Cosmology Centre, Niels Bohr Institutet, Københavns Universitet En af de mest opsigtsvækkende opdagelser inden for astronomien er, at Universet udvider sig. Det var den

Læs mere

Figur 1 Energetisk vekselvirkning mellem to systemer.

Figur 1 Energetisk vekselvirkning mellem to systemer. Energibånd Fysiske fænomener er i reglen forbundet med udveksling af energi mellem forskellige systemer. Udvekslingen af energi mellem to systemer A og B kan vi illustrere grafisk som på figur 1 med en

Læs mere

En lille verden Ny Prisma Fysik og kemi 8. Skole: Navn: Klasse:

En lille verden Ny Prisma Fysik og kemi 8. Skole: Navn: Klasse: En lille verden Ny Prisma Fysik og kemi 8 Skole: Navn: Klasse: For at løse nogle af opgaverne skal du benytte Nuklidtabel A og B på kopiark 6.4 og 6.5 i Kopimappe B, Ny Prisma 8. Opgave 1 Et atom består

Læs mere

Nedenfor er først en gennemgang af regler om eksamen, den praktiske afvikling.

Nedenfor er først en gennemgang af regler om eksamen, den praktiske afvikling. Husk at emner der ikke er med, kan optræde i bilag. Eksamensspørgsmål fysik B sommer 2016 2016-05-25. Nedenfor er først en gennemgang af regler om eksamen, den praktiske afvikling. Regler: Antal spørgsmål:

Læs mere

Bernoulli s lov. Med eksempler fra Hydrodynamik og aerodynamik. Indhold

Bernoulli s lov. Med eksempler fra Hydrodynamik og aerodynamik. Indhold Bernoulli s lov Med eksempler fra Indhold 1. Indledning...1 2. Strømning i væsker...1 3. Bernoulli s lov...2 4. Tømning af en beholder via en hane i bunden...4 Ole Witt-Hansen Køge Gymnasium 2008 Bernoulli

Læs mere

Universets opståen og udvikling

Universets opståen og udvikling Universets opståen og udvikling 1 Universets opståen og udvikling Grundtræk af kosmologien Universets opståen og udvikling 2 Albert Einstein Omkring 1915 fremsatte Albert Einstein sin generelle relativitetsteori.

Læs mere

Brombærsolcellen - introduktion

Brombærsolcellen - introduktion #0 Brombærsolcellen - introduktion Solceller i lommeregneren, solceller på hustagene, solceller til mobiltelefonen eller solceller til den bærbare computer midt ude i regnskoven- Solcellen har i mange

Læs mere

RAPPORT Karakteristik af tangtag nedbrydelighed og kemisk sammensætning

RAPPORT Karakteristik af tangtag nedbrydelighed og kemisk sammensætning RAPPORT Karakteristik af tangtag nedbrydelighed og kemisk sammensætning Forfattere: Lektor Erik Kristensen og Professor Marianne Holmer, Biologisk Institut, Syddansk Universitet, Campusvej 55, 523 Odense

Læs mere

Atomer er betegnelsen for de kemisk mindste dele af grundstofferne.

Atomer er betegnelsen for de kemisk mindste dele af grundstofferne. Atomets opbygning Atomer er betegnelsen for de kemisk mindste dele af grundstofferne. Guldatomet (kemiske betegnelse: Au) er f.eks. det mindst stykke metal, der stadig bærer navnet guld, det kan ikke yderlige

Læs mere

Protoner med magnetfelter i alle mulige retninger.

Protoner med magnetfelter i alle mulige retninger. Magnetisk resonansspektroskopi Protoners magnetfelt I 1820 lavede HC Ørsted et eksperiment, der senere skulle gå over i historiebøgerne. Han placerede en magnet i nærheden af en ledning og så, at når der

Læs mere

Kapitel 8. Magnetiske felter - natur, måleenheder m.v. 1 Wb = 1 Tesla = 10.000 Gauss m 2 1 µt (mikrotesla) = 10 mg (miligauss)

Kapitel 8. Magnetiske felter - natur, måleenheder m.v. 1 Wb = 1 Tesla = 10.000 Gauss m 2 1 µt (mikrotesla) = 10 mg (miligauss) Kapitel 8 Magnetiske felter - natur, måleenheder m.v. Natur Enhver leder hvori der løber en strøm vil omgives af et magnetfelt. Størrelsen af magnetfeltet er afhængig af strømmen, der løber i lederen og

Læs mere

Undervisningsbeskrivelse

Undervisningsbeskrivelse Undervisningsbeskrivelse Stamoplysninger til brug ved prøver til gymnasiale uddannelser Termin maj-juni 14 Institution VUC Thy-Mors Uddannelse Fag og niveau Lærer(e) Hold stx Fysik niveau B Knud Søgaard

Læs mere

Undervisningsbeskrivelse

Undervisningsbeskrivelse Undervisningsbeskrivelse Stamoplysninger til brug ved prøver til gymnasiale uddannelser Termin maj-juni 15 Institution VUC Thy-Mors Uddannelse Fag og niveau Lærer(e) Hold stx Fysik niveau B Knud Søgaard

Læs mere

Daniells element Louise Regitze Skotte Andersen

Daniells element Louise Regitze Skotte Andersen Louise Regitze Skotte Andersen Fysikrapport. Morten Stoklund Larsen - Lærer K l a s s e 1. 4 G r u p p e m e d l e m m e r : N i k i F r i b e r t A n d r e a s D a h l 2 2-0 5-2 0 0 8 2 Indhold Indledning...

Læs mere

Kolde atomare gasser Skræddersyet kvantemekanik. Georg M. Bruun Fysiklærerdag 2011

Kolde atomare gasser Skræddersyet kvantemekanik. Georg M. Bruun Fysiklærerdag 2011 Kolde atomare gasser Skræddersyet kvantemekanik Georg M. Bruun Fysiklærerdag Wednesday, January 6, Hovedbudskaber Bose-Einstein Kondensation = Identitetskrise for kvantepartikler BEC i atomare ultrakolde

Læs mere

Vikar-Guide. Den elektriske ladning af en elektron er -1 elementarladning, og den elektriske ladning af protonen er +1 elementarladning.

Vikar-Guide. Den elektriske ladning af en elektron er -1 elementarladning, og den elektriske ladning af protonen er +1 elementarladning. Vikar-Guide Fag: Klasse: OpgaveSæt: Fysik/Kemi 9. klasse Atomernes opbygning 1. Fælles gennemgang: Eleverne skal løse opgaverne i små grupper på 2-3 personer. De skal bruge deres grundbog, og alternativt

Læs mere

En ny definition for SI enheden for temperatur: Kelvin. Jan Hald, Dansk Fundamental Metrologi Jan Nielsen, Teknologisk Institut

En ny definition for SI enheden for temperatur: Kelvin. Jan Hald, Dansk Fundamental Metrologi Jan Nielsen, Teknologisk Institut En ny definition for SI enheden for temperatur: Kelvin Jan Hald, Dansk Fundamental Metrologi Jan Nielsen, Teknologisk Institut SI systemet Syv grundenheder: Masse Længde Tid Elektrisk strøm Luminositet

Læs mere

Fremstilling af ferrofluids

Fremstilling af ferrofluids Fremstilling af ferrofluids Eksperiment 1: Fremstilling af ferrofluids - Elevvejledning Formål I dette eksperiment skal du fremstille nanopartikler af magnetit og bruge dem til at lave en magnetisk væske,

Læs mere

Benjamin Franklin Prøv ikke at gentage forsøget!

Benjamin Franklin Prøv ikke at gentage forsøget! E1 Elektrostatik 1. Elektrisk ladning Benjamin Franklin Prøv ikke at gentage forsøget! Vi har tidligere lært, at ethvert legeme tiltrækker ethvert andet legeme med gravitationskraften, eller massetiltrækningskraften.

Læs mere

Marie og Pierre Curie

Marie og Pierre Curie N Kernefysik 1. Radioaktivitet Marie og Pierre Curie Atomer består af en kerne med en elektronsky udenom. Kernen er ganske lille i forhold til elektronskyen. Kernens størrelse i sammenligning med hele

Læs mere

Jordens skatte Ny Prisma Fysik og kemi 9 - kapitel 3 Skole: Navn: Klasse:

Jordens skatte Ny Prisma Fysik og kemi 9 - kapitel 3 Skole: Navn: Klasse: Jordens skatte Ny Prisma Fysik og kemi 9 - kapitel 3 Skole: Navn: Klasse: Opgave 1 Et metal er kendetegnet ved, at nogle af metallets elektroner danner en elektrongas. Her er en række udsagn om, hvad et

Læs mere

DETTE OPGAVESÆT INDEHOLDER 5 OPGAVER MED IALT 11 SPØRGSMÅL. VED BEDØMMELSEN VÆGTES DE ENKELTE

DETTE OPGAVESÆT INDEHOLDER 5 OPGAVER MED IALT 11 SPØRGSMÅL. VED BEDØMMELSEN VÆGTES DE ENKELTE DETTE OPGAVESÆT INDEHOLDER 5 OPGAVER MED IALT 11 SPØRGSMÅL. VED BEDØMMELSEN VÆGTES DE ENKELTE SPØRGSMÅL ENS. SPØRGSMÅLENE I DE ENKELTE OPGAVER KAN LØSES UAFHÆNGIGT AF HINANDEN. 1 Opgave 1 En massiv metalkugle

Læs mere

NATURFAG Fysik/kemi Folkeskolens afsluttende prøver Terminsprøve 2009/10

NATURFAG Fysik/kemi Folkeskolens afsluttende prøver Terminsprøve 2009/10 NATURFAG Fysik/kemi Folkeskolens afsluttende prøver Terminsprøve 2009/10 Elevens navn: CPR-nr.: Skole: Klasse: Tilsynsførendes navn: 1 Tilstandsformer Tilstandsformer Opgave 1.1 Alle stoffer har 3 tilstandsformer.

Læs mere

Opgaver. Superledning fremtidens teknologi: Opgaver. FYSIK i perspektiv Side 1 af 13

Opgaver. Superledning fremtidens teknologi: Opgaver. FYSIK i perspektiv Side 1 af 13 FYSIK i perspektiv Side 1 af 13 Opgaver 1. Måling på en superleder 2. Opbevaring af flydende nitrogen 3. Flydende nitrogen 4. Opbevaring af carbondioxid 5. Køling af et superledende kabel 6. Energitab

Læs mere

Det sure, det salte, det basiske Ny Prisma Fysik og kemi 9 - kapitel 1 Skole: Navn: Klasse:

Det sure, det salte, det basiske Ny Prisma Fysik og kemi 9 - kapitel 1 Skole: Navn: Klasse: Det sure, det salte, det basiske Ny Prisma Fysik og kemi 9 - kapitel 1 Skole: Navn: Klasse: Opgave 1 Den kemiske formel for køkkensalt er NaCl. Her er en række udsagn om køkkensalt. Sæt kryds ved sandt

Læs mere

Forløbet består af 5 fagtekster, 19 opgaver og 4 aktiviteter. Derudover er der Videnstjek.

Forløbet består af 5 fagtekster, 19 opgaver og 4 aktiviteter. Derudover er der Videnstjek. Atommodeller Niveau: 9. klasse Varighed: 8 lektioner Præsentation: I forløbet Atommodeller arbejdes der med udviklingen af atommodeller fra Daltons atomteori fra begyndesen af det 1800-tallet over Niels

Læs mere

Atomare elektroners kvantetilstande

Atomare elektroners kvantetilstande Stoffers opbygning og egenskaber 4 Side 1 af 12 Sidste gang: Naturens byggesten, elementarpartikler. Elektroner bevæger sig ikke i fastlagte baner, men er i stedet kendetegnet ved opholdssandsynligheder/

Læs mere

Undervisningsbeskrivelse

Undervisningsbeskrivelse Undervisningsbeskrivelse Stamoplysninger til brug ved prøver til gymnasiale uddannelser Termin Sommereksamen 2016 Institution Thy-Mors HF & VUC Uddannelse Fag og niveau Lærer(e) Hold STX Fysik A Knud Søgaard

Læs mere

Standardmodellen og moderne fysik

Standardmodellen og moderne fysik Standardmodellen og moderne fysik Christian Christensen Niels Bohr instituttet Stof og vekselvirkninger Standardmodellen Higgs LHC ATLAS Kvark-gluon plasma ALICE Dias 1 Hvad beskriver standardmodellen?

Læs mere

Undervisningsbeskrivelse

Undervisningsbeskrivelse Undervisningsbeskrivelse Stamoplysninger til brug ved prøver til gymnasiale uddannelser Termin Maj-juni 2018 Institution Uddannelse Fag og niveau Lærer Hold VUC Skive-Viborg Hfe Fysik B Claus Ryberg Nielsen

Læs mere

Lys på (kvante-)spring: fra paradox til præcision

Lys på (kvante-)spring: fra paradox til præcision Lys på (kvante-)spring: fra paradox til præcision Metrologidag, 18. maj, 2015, Industriens Hus Lys og Bohrs atomteori, 1913 Kvantemekanikken, 1925-26 Tilfældigheder, usikkerhedsprincippet Kampen mellem

Læs mere

Hvorfor bevæger lyset sig langsommere i fx glas og vand end i det tomme rum?

Hvorfor bevæger lyset sig langsommere i fx glas og vand end i det tomme rum? Hvorfor bevæger lyset sig langsommere i fx glas og vand end i det tomme rum? - om fysikken bag til brydningsindekset Artiklen er udarbejdet/oversat ud fra især ref. 1 - fra borgeleo.dk Det korte svar:

Læs mere

Teknologi & kommunikation

Teknologi & kommunikation Grundlæggende Side af NV Elektrotekniske grundbegreber Version.0 Spænding, strøm og modstand Elektricitet: dannet af det græske ord elektron, hvilket betyder rav, idet man tidligere iagttog gnidningselektricitet

Læs mere

MODUL 5 ELLÆRE: INTRONOTE. 1 Basisbegreber

MODUL 5 ELLÆRE: INTRONOTE. 1 Basisbegreber 1 Basisbegreber ellæren er de mest grundlæggende størrelser strøm, spænding og resistans Strøm er ladningsbevægelse, og som det fremgår af bogen, er strømmens retning modsat de bevægende elektroners retning

Læs mere

Undervisningsbeskrivelse

Undervisningsbeskrivelse Undervisningsbeskrivelse Stamoplysninger til brug ved prøver til gymnasiale uddannelser Termin Juni 2020 Institution Rybners-HTX (Teknisk gymnasium), Rybners Uddannelse Fag og niveau Lærer(e) Hold HTX

Læs mere

Måling af ph i syrer og baser

Måling af ph i syrer og baser Kemiøvelse 1 1.1 Måling af ph i syrer og baser Øvelsens pædagogiske rammer Sammenhæng Denne øvelse er tilpasset kemiundervisningen på modul 1 ved bioanalytikeruddannelsen. Øvelsen skal betragtes som en

Læs mere

Induktion Michael faraday var en engelsk fysiker der opfandt induktionstrømmen i Nu havde man mulighed for at få elektrisk lys og strøm ud til

Induktion Michael faraday var en engelsk fysiker der opfandt induktionstrømmen i Nu havde man mulighed for at få elektrisk lys og strøm ud til Jordens magnetfelt Jorderens magnetfelt beskytter jorden fra kosmiske strålinger fra solen. Magnetfeltet kommer ved at i jorderens kerne/ indre er der flydende jern og nikkel, dette jern og nikkel rotere

Læs mere

Nr. 6-2007 Grundstoffernes historie Fag: Fysik A/B/C Udarbejdet af: Michael Bjerring Christiansen, Århus Statsgymnasium, november 2008

Nr. 6-2007 Grundstoffernes historie Fag: Fysik A/B/C Udarbejdet af: Michael Bjerring Christiansen, Århus Statsgymnasium, november 2008 Nr. 6-007 Grundstoffernes historie Fag: Fysik A/B/C Udarbejdet af: Michael Bjerring Christiansen, Århus Statsgymnasium, november 008 Spørgsmål til artiklen. Hvilket grundstof, mente Hans Bethe, var det

Læs mere

Fusionsenergi Efterligning af stjernernes energikilde

Fusionsenergi Efterligning af stjernernes energikilde Fusionsenergi Efterligning af stjernernes energikilde Jesper Rasmussen DTU Fysik Med tak til Søren Korsholm, DTU Fysi UNF Fysik Camp 2015 Overblik Hvad er fusion? Hvilke fordele har det? Hvordan kan det

Læs mere

Forskning i materialers egenskaber har i de seneste

Forskning i materialers egenskaber har i de seneste 26 MATERIALEFYSIK Materialer, der kan lede en strøm på overfl aden, men ikke indeni, er et nyt varmt forskningsemne. Udover at være interessante i sig selv er de topologiske ers særlige egenskaber yderst

Læs mere

Gruppemedlemmer gruppe 232: Forsøg udført d. 6/ Joule s lov

Gruppemedlemmer gruppe 232: Forsøg udført d. 6/ Joule s lov Joule s lov 1 Formål I dette eksperiment vil vi eftervise Joules lov. Teori P = Watt / effekt R = Modstand /resistor Ω I = Ampere / spænding (A) Tid = Delta tid / samlet tid m = Massen c =Specifik varmekapacitet

Læs mere

Fysikforløb nr. 6. Atomfysik

Fysikforløb nr. 6. Atomfysik Fysikforløb nr. 6. Atomfysik I uge 8 begynder vi på atomfysik. Derfor får du dette kompendie, så du i god tid, kan begynde, at forberede dig på emnet. Ideen med dette kompendie er også, at du her får en

Læs mere

Naturvidenskabelig metode

Naturvidenskabelig metode Naturvidenskabelig metode Introduktion til naturvidenskab Naturvidenskab er en betegnelse for de videnskaber der studerer naturen gennem observationer. Blandt sådanne videnskaber kan nævnes astronomi,

Læs mere

Salte, Syre og Baser

Salte, Syre og Baser Salte, Syre og Baser Fysik/Kemi Rapport 4/10 2011 MO Af Lukas Rønnow Klarlund 9.y Indholdsfortegnelse: Formål s. 2 Salte og Ioner s. 3 Syrer og Baser s. 5 phværdi s. 5 Neutralisation s. 6 Kunklusion s.

Læs mere

Øvelse i kvantemekanik Elektron-spin resonans (ESR)

Øvelse i kvantemekanik Elektron-spin resonans (ESR) 14 Øvelse i kvantemekanik Elektron-spin resonans (ESR) 3.1 Spin og magnetisk moment Spin er en partikel-egenskab med dimension af angulært moment. For en elektron har spinnets projektion på en akse netop

Læs mere

Danmarks Tekniske Universitet

Danmarks Tekniske Universitet Danmarks Tekniske Universitet Side af 7 Skriftlig prøve, tirsdag den 6. december, 008, kl. 9:00-3:00 Kursus navn: ysik Kursus nr. 00 Tilladte hjælpemidler: Alle hjælpemidler er tilladt. "Vægtning": Besvarelsen

Læs mere

Kvantecomputing. Maj, Klaus Mølmer

Kvantecomputing. Maj, Klaus Mølmer Kvantecomputing Maj, 2009 Klaus Mølmer Virkelighed Drøm: Intel Pentium Dual Core T4200-processor, 2,0 GHz, 3072 MB SDRAM. (250 GB harddisk) 5.060 kr Kvantecomputer Ukendt processor 1 khz er fint, 100 Hz

Læs mere

Naturens byggeklodser

Naturens byggeklodser Naturens byggeklodser - Undersøgelse af materialers egenskaber Børnenes Universitet på DTU 2014 Workshopansvarlige: Christian Damsgaard og Louise Haaning Materialers egenskaber Materialers atomare opbygning

Læs mere

Lyset fra verdens begyndelse

Lyset fra verdens begyndelse Lyset fra verdens begyndelse 1 Erik Høg 11. januar 2007 Lyset fra verdens begyndelse Længe før Solen, Jorden og stjernerne blev dannet, var hele universet mange tusind grader varmt. Det gamle lys fra den

Læs mere

UNDERVISNINGSPLAN FOR FYSIK/KEMI 2014

UNDERVISNINGSPLAN FOR FYSIK/KEMI 2014 UNDERVISNINGSPLAN FOR FYSIK/KEMI 2014 Undervisningen følger trin- og slutmål som beskrevet i Undervisningsministeriets faghæfte: Fællesmål 2009 Fysik/kemi. Centrale kundskabs- og færdighedsområder Fysikkens

Læs mere

Øvelse i kvantemekanik Kvantiseret konduktivitet

Øvelse i kvantemekanik Kvantiseret konduktivitet 29 Øvelse i kvantemekanik Kvantiseret konduktivitet 5.1 Indledning Denne øvelse omhandler et fænomen som blandt andet optræder i en ganske dagligdags situation hvor et mekanisk relæ afbrydes. Overraskende

Læs mere

Opdrift i vand og luft

Opdrift i vand og luft Fysikøvelse Erik Vestergaard www.matematikfysik.dk Opdrift i vand og luft Formål I denne øvelse skal vi studere begrebet opdrift, som har en version i både en væske og i en gas. Vi skal lave et lille forsøg,

Læs mere

Benjamin Franklin Prøv ikke at gentage forsøget! hvor er den passerede ladning i tiden, og enheden 1A =

Benjamin Franklin Prøv ikke at gentage forsøget! hvor er den passerede ladning i tiden, og enheden 1A = E3 Elektricitet 1. Grundlæggende Benjamin Franklin Prøv ikke at gentage forsøget! I E1 og E2 har vi set på ladning (som måles i Coulomb C), strømstyrke I (som måles i Ampere A), energien pr. ladning, også

Læs mere

AARHUS UNIVERSITET. Det Naturvidenskabelige Fakultet Augusteksamen OPGAVESTILLER: Allan H. Sørensen

AARHUS UNIVERSITET. Det Naturvidenskabelige Fakultet Augusteksamen OPGAVESTILLER: Allan H. Sørensen AARHUS UNIVERSITET Det Naturvidenskabelige Fakultet Augusteksamen 2006 FAG: Elektromagnetisme OPGAVESTILLER: Allan H. Sørensen Antal sider i opgavesættet (inkl. forsiden): 6 Eksamensdag: fredag dato: 11.

Læs mere

1. Tryk. Figur 1. og A 2. , der påvirkes af luftartens molekyler med kræfterne henholdsvis F 1. og F 2. , må der derfor gælde, at (1.1) F 1 = P.

1. Tryk. Figur 1. og A 2. , der påvirkes af luftartens molekyler med kræfterne henholdsvis F 1. og F 2. , må der derfor gælde, at (1.1) F 1 = P. M3 1. Tryk I beholderen på figur 1 er der en luftart, hvis molekyler bevæger sig rundt mellem hinanden. Med jævne mellemrum støder de sammen med hinanden og de støder ligeledes med jævne mellemrum mod

Læs mere

Partikelacceleratorer: egenskaber og funktion

Partikelacceleratorer: egenskaber og funktion Partikelacceleratorer: egenskaber og funktion Søren Pape Møller Indhold Partikelaccelerator maskine til atomare partikler med høje hastigheder/energier Selve accelerationen, forøgelse i hastighed, kommer

Læs mere

Øvelsesvejledning: δ 15 N og δ 13 C for negle.

Øvelsesvejledning: δ 15 N og δ 13 C for negle. AMS 4C Daterings Laboratoriet Institut for Fysik og Astronoi Øvelsesvejledning: δ 5 N og δ 3 C for negle. Under besøget skal I udføre tre eksperientelle øvelser : Teltronrør - afbøjning af ladede partikler

Læs mere

Marie og Pierre Curie

Marie og Pierre Curie N Kernefysik 1. Radioaktivitet Marie og Pierre Curie Atomer består af en kerne med en elektronsky udenom. Kernen er ganske lille i forhold til elektronskyen. Kernens størrelse i sammenligning med hele

Læs mere

Undervisningsbeskrivelse

Undervisningsbeskrivelse Undervisningsbeskrivelse Stamoplysninger til brug ved prøver til gymnasiale uddannelser Termin August 2017 - juni 2019 Institution Hotel- og Restaurantskolen Uddannelse Fag og niveau Lærer(e) Hold HTX

Læs mere

Røntgenspektrum fra anode

Røntgenspektrum fra anode Røntgenspektrum fra anode Elisabeth Ulrikkeholm June 24, 2016 1 Formål I denne øvelse skal I karakterisere et røntgenpektrum fra en wolframanode eller en molybdænanode, og herunder bestemme energien af

Læs mere

The Big Bang. Først var der INGENTING. Eller var der?

The Big Bang. Først var der INGENTING. Eller var der? Først var der INGENTING Eller var der? Engang bestod hele universet af noget, der var meget mindre end den mindste del af en atomkerne. Pludselig begyndte denne kerne at udvidede sig med voldsom fart Vi

Læs mere

Arbejdet på kuglens massemidtpunkt, langs x-aksen, er lig med den resulterende kraft gange strækningen:

Arbejdet på kuglens massemidtpunkt, langs x-aksen, er lig med den resulterende kraft gange strækningen: Forsøgsopstilling: En kugle ligger mellem to skinner, og ruller ned af den. Vi måler ved hjælp af sensorer kuglens hastighed og tid ved forskellige afstand på rampen. Vi måler kuglens radius (R), radius

Læs mere

Stamoplysninger til brug ved prøver til gymnasiale uddannelser

Stamoplysninger til brug ved prøver til gymnasiale uddannelser Undervisningsbeskrivelse for Fag, Fysik B, 1c. 2012-2013 Stamoplysninger til brug ved prøver til gymnasiale uddannelser Termin Juni 2013 Institution Uddannelse Fag og niveau Lærer(e) Hold Teknisk Gymnasium

Læs mere

Undervisningsbeskrivelse

Undervisningsbeskrivelse Undervisningsbeskrivelse Stamoplysninger til brug ved prøver til gymnasiale uddannelser Termin Sommereksamen 2015 Institution Thy-Mors HF & VUC Uddannelse Fag og niveau Lærer(e) Hold STX Fysik A Knud Søgaard

Læs mere

Stofegenskaber. Tryk og opdrift Elektricitet. Start på kemi

Stofegenskaber. Tryk og opdrift Elektricitet. Start på kemi KOSMOS A KOSMOS B Færdigheds- og vidensmål Start på fysik Stofegenskaber Tryk og opdrift Elektricitet Start på kemi Stoffer i hverdagen Grundstoffer og kemiske forbindelser Ild Sol, Måne og stjerner Magnetisme

Læs mere

Til at beregne varmelegemets resistans. Kan ohms lov bruges. Hvor R er modstanden/resistansen, U er spændingsfaldet og I er strømstyrken.

Til at beregne varmelegemets resistans. Kan ohms lov bruges. Hvor R er modstanden/resistansen, U er spændingsfaldet og I er strømstyrken. I alle opgaver er der afrundet til det antal betydende cifre, som oplysningen med mindst mulige cifre i opgaven har. Opgave 1 Færdig Spændingsfaldet over varmelegemet er 3.2 V, og varmelegemet omsætter

Læs mere

Aalborg Universitet. Skriftlig eksamen i Grundlæggende Mekanik og Termodynamik. Mandag d. 11. juni 2012 kl. 9 00-13 00

Aalborg Universitet. Skriftlig eksamen i Grundlæggende Mekanik og Termodynamik. Mandag d. 11. juni 2012 kl. 9 00-13 00 Aalborg Universitet Skriftlig eksamen i Grundlæggende Mekanik og Termodynamik Mandag d. 11. juni 2012 kl. 9 00-13 00 Ved bedømmelsen vil der blive lagt vægt på argumentationen (som bør være kort og præcis),

Læs mere

Undervisningsbeskrivelse

Undervisningsbeskrivelse Undervisningsbeskrivelse Stamoplysninger til brug ved prøver til gymnasiale uddannelser Termin Maj-juni 2015 Institution Marie Kruses Skole Uddannelse STX Fag og niveau Fysik B (start jan. 2014) Lærer(e)

Læs mere

Syrer, baser og salte:

Syrer, baser og salte: Syrer, baser og salte: Salte: Salte er en stor gruppe af kemiske stoffer med en række fælles egenskaber I tør, fast form er de krystaller. Opløst i vand danner de frie ioner som giver vandet elektrisk

Læs mere

Universet. Fra superstrenge til stjerner

Universet. Fra superstrenge til stjerner Universet Fra superstrenge til stjerner Universet Fra superstrenge til stjerner Af Steen Hannestad unıvers Universet Fra superstrenge til stjerner er sat med Adobe Garamond og Stone Sans og trykt på Arctic

Læs mere

1. Beregn sandsynligheden for at samtlige 9 klatter lander i felter med lige numre.

1. Beregn sandsynligheden for at samtlige 9 klatter lander i felter med lige numre. NATURVIDENSKABELIG GRUNDUDDANNELSE Københavns Universitet, 6. april, 2011, Skriftlig prøve Fysik 3 / Termodynamik Benyttelse af medbragt litteratur, noter, lommeregner og computer uden internetadgang er

Læs mere

DETTE OPGAVESÆT INDEHOLDER 6 OPGAVER MED IALT 11 SPØRGSMÅL. VED BEDØMMELSEN VÆGTES DE ENKELTE

DETTE OPGAVESÆT INDEHOLDER 6 OPGAVER MED IALT 11 SPØRGSMÅL. VED BEDØMMELSEN VÆGTES DE ENKELTE DETTE OPGAVESÆT INDEHOLDER 6 OPGAVER MED IALT 11 SPØRGSMÅL. VED BEDØMMELSEN VÆGTES DE ENKELTE SPØRGSMÅL ENS. SPØRGSMÅLENE I DE ENKELTE OPGAVER KAN LØSES UAFHÆNGIGT AF HINANDEN. 1 Opgave 1 En cylinderkapacitor

Læs mere