Undervisningsbeskrivelse

Transkript

1 Undervisningsbeskrivelse Stamoplysninger til brug ved prøver til gymnasiale uddannelser Termin Sommer 14/15 Institution 414 Københavns VUC Uddannelse Fag og niveau Lærer(e) Hold stx Fysik B Finn Mølgaard Poulsen g1fyb2c5 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 Fysik i sport og naturvidenskabelige arbejdsmetoder. Elektricitet. Bohrs atommodel fra 1913 i historisk perspektiv og elektromagnetisk stråling fra stof. Radioaktivitet Mekanik 1. del kinetik Mekanik 2. del Newtons kraftbegreb og love (dynamik) Berømte kræfter og bevægelsestyper En krafts arbejde Bølgemodellen Den nære astronomi og historiske verdensbilleder Afstande og måling af afstande i Universet. Det moderne Univers (Verdensbillede) Energi og energiomdannelse

2 Titel 1 Titel 2 Fysik i sport og naturvidenskabelige arbejdsmetoder. Fysik i sport er et opstartsforløb i mekanik udover at vi også ser på det naturvidenskabelige særkende med eksperimentet som et centralt element. Naturvidenskabelige variable og en variabels værdier Hypotese test med falcificering Variabelkontrol Målinger af idrætspræstationer Udvikling af sportsudstyr og forbedring af sportspræstationer Kinetisk- og potentielenergi Loven om energibevarelse Grænsen for springhøjden i idrætsdisciplinen stangspring Tyngdepunktet og tyngdepunktets bevægelse under et spring Fysik i sport af Finn M. Poulsen, KVUC noter s Div. PowerPoint. Journalforsøg(fokus på eksperiment/forsøg, databehandling og konklusion) Måling på frekvensen af lyd fra rørende Fysikrapport(hele formidlingen af en naturvidenskabelig undersøgelse): Bevægelse i tyngdefeltet. Bevarelse af mekanisk energi i lodret opspring og fald af golfbold fald (model for det ideelle stangspring). Anvendt uddannelsestid: 15 moduler á 55 min. Elektricitet Grundbegreber indenfor elektricitet: Ladningsmængde (Q), elektrisk strømstyrke (I), spændingsforskel (U), elektrisk modstand (R) Elektrisk energi (E el), elektrisk effekt (P) Love (sammenhænge) indenfor elektricitet: P = U I Kirchoff's to love for dels strøm og dels spænding Ohms to love Jules lov. Lovene anvendes i forskellige sammenhænge (perspektivering): Tabet i elnettet og hvordan det kan reduceres ved at øge spændingen. En model for et batteri Orbit BA 2. udgave 2. oplag 2012 side Div. PowerPoint og div. arbejdsark. Af Finn M. Poulsen. Div. Måling af energiomsætning per ladning i dyppekoger Måling af div. modstande med et ohmmeter og sammenhæng mellem en tråds længde og dens modstand Måling på en model for et batteri Fysikrapport: Karakteristikker for modstand, glødelampe og lysdioder Anvendt uddannelsestid 25 moduler á 55 min.

3 Titel 3 Bohrs atommodel fra 1913 i historisk perspektiv og elektromagnetisk stråling fra stof Bohrs atommodel fra 1913 er kulmination på en 'global' forskningsindsat inden for dels strålingsegenskaber og dels naturens mindste byggesten, atomet. Bohrs model anvendes til at forklare virkemåden af en lysdiode og fluorescens. Wiens forskydnings lov anvendes til at forklare farven på eksempelvis stjerner. Fraunhofers spektrallinjer Kontinuert- versus linjespektrum, emission versus absorptionsspektrum. Grundstoffers fingeraftryk Rydbergs formel for brints spektrallinjer Varmestråling, Planckkurver, Wiens forskydningslov og Stefan Boltzmanns lov Fotonen og Plancks formel for foton energi Fotoelektrisk effekt og dens anvendelse på LED-lampen Thomsons rosinbolle model for atomet Rutherfords forsøg og planetmodel for atomet Bohrs postulater og atommodel (stationære tilstande og frekvensbetingelsen) Fænomenet fluorescens Orbit BA 2. udgave 2. oplag 2012 s , og Arbejdsark i Videnskab om stråling og atomet før Bohrs atommodel fra 1913.(Søgning på nettet). Bohrs atommodel og postulater i historisk perspektiv (kort opsummering) af Finn M. Poulsen. Powerpoint med Bohrs atommodel i perspektiv Neon_og_fluorescent.ppt af Finn M. Poulsen. Måling på lyskilder med spektrofotometer koblet til Loggerpro. Linje- versus kontinuert spektrum. Bestemmelse af maks. bølgelængden for div. LED-lampers lysudsendelse. Måling af løsrivelsesenergien for elektronen i div. LED-lamper og eftervisning af tilnærmelsesvis proportionalitet mellem LED lampens fotonenergi og løsrivelsesenergien. Anvendt uddannelsestid 23 moduler á 55 min. Titel 4 Radioaktivitet Detektion af radioaktivitet med GM-røret Grundstoffer og isotoper Alfa-, beta- og gammahenfald samt elektron indfangning Bevarelsessætningerne for radioaktivt henfald Eksempler på henfald Kernekort Aktivitet og henfaldsloven(halveringskonstant og halveringstid) Datering med C-14 metoden Dosisbegrebet Medicinsk anvendelse af radioaktivitet Q-værdi og kerneenergi Orbit BA 2. udgave 2. oplag 2012 side , og Div. arbejdsark: Radioaktivitet_Begreber_symbolsprog.doc, Kernefysik_tekniske_medicinsk_anvendelser_del_1.doc og Kernefysik_tekniske_medicinsk_anvendelser_del_2.doc. Af Finn M. Poulsen. Måling af radioaktivitet i nærmiljøet med GM-rør og Loggerpro.

4 Titel 5 Undersøgelse af absorptions og spredningsegenskaber for alpha, beta og gamma stråling. Fysikrapport: Halveringstid for Ba-137 og afprøvning af en terningmodel for et radioaktivt henfald. Anvendt uddannelsestid 24 moduler á 55 min. Mekanik 1. del kinematik 1. del af mekanikforløb er beskrivelse (modeller) af forskellige bevægelsestyper. Det mekaniske begrebsapparat introduceres. Stedfunktion, hastighed og acceleration Matematisk beskrivelse (formler og grafer) af lineær bevægelse: Konstant hastighed (jævn bevægelse) Konstant acceleration (jævn accelereret bevægelse) Bevægelsesbegrebet udvidet til at omfatte periodiske bevægelse. Orbit BA 2. udgave 2. oplag 2012 side Div. arbejdsark i bevægelse. Af Finn M. Poulsen. Bevægelse i laboratoriet. Måling af stedfunktion med Ultralydssensor (lodret fald af kageform og æble, rullende cylinder på vandret og skråt bord og svingende golfbold i fjeder). Bevægelse i virkeligheden. Måling af stedfunktion med Videoanalyse i Loggerpro (krydstogtskib og kitesurfer). Anvendt uddannelsestid 9 moduler á 55 min Titel 6 Mekanik 2. del Newtons kraftbegreb og love (dynamik) I 2. del. er der fokus på årsag til bevægelse og forudsigelse af forskellige bevægelsestyper. Newtons kraftbegreb. Resulterende kraft. Newtons tre kraft love. Orbit BA 2. udgave 2. oplag 2012 side Div. arbejdsark i bevægelse. Af Finn M. Poulsen. Måling af kræfter med kraftsensor koblet til Loggerpro(tyngdekraft, gnidningskraft). Måling med newtonmeter (tyngdekraft). Anvendt uddannelsestid 10 moduler á 55 min

5 Titel 7 Titel 8 Berømte kræfter og bevægelsestyper Forløbet supplerer Newtons love med nogle specielle kræfter med egne navne: Newtons Gravitations kraft Coulombs gnidningskraft Hookes kraft Archimedes opdrift De tre første kræfter forudsiger tre forskellige bevægelsestyper: Jævn cirkelbevægelse (simpel model for jordens omløb om solen) eller bevægelse med konstant acceleration (frit fald) Bevægelse med konstant acceleration(deacceleration). Coulomb. Harmonisk svingning eller sinus-svingning. Hooke Archimedes opdrift forudsiger eksempelvis virkemåden af en varmlufts ballon. Orbit BA 2. udgave 2. oplag 2012 side 89 94, s. 103, s , s Div. arbejdsark i berømte kræfter. Af Finn M. Poulsen. Archimedes opdrift. Coulombs gnidningskraft. Fysikrapport: Newtons 1. og 2. lov samt bevægelse nær jordoverfladen. Hooks lov anvendt på fjeder med lodder. Anvendt uddannelsestid 10 moduler á 55 min En krafts arbejde Begrebet en krafts arbejde og sammenhæng mellem arbejde, potentielenergi og ændring i kinetisk energi (arbejdssætningen). Kun kræfter der er konstante behandles (dvs. konstant værdi og retning). En krafts arbejde Arbejdssætningen Virkemåden af et spil Orbit BA 2. udgave 2. oplag 2012 side Supplerende: Kopi af The Manga Guide To Physics af Hideo Nitta, m.fl. Ohmsha side og s Anvendt uddannelsestid 3 moduler á 55 min

6 Titel 9 Bølgemodellen Forløbet dels repeterer og dels opgraderer bølgemodellen kendt fra fysik C. Væsentlige stikord Bølgemodellens grundbegreber, symboler og måleenheder: Periode, frekvens, bølgelængde, amplitude og udbredelsesfart. Bølgetyper: Transversale og longitudinale. Sammenhænge og anvendelser: Brydningsloven som følge af bølgers forskellig udbredelsesfart i forskellige stoffer. Begrebet total indre refleksion og anvendelse i forskellige optiske komponenter som lyslederkabel og prismer. Karakteristiske bølgefænomener som bølgers interferens og bøjning(optisk gitter) vist ved forsøg med lyd og lysbølger. "Snapshot af smiley til forskellige tidspunkter" af Finn M. Poulsen s.1-2. "Interferens mellem bølger med samme frekvens" af Finn M. Poulsen s. 1-7 "Lysets afbøjning" af Finn M. Poulsen s.1-2. "Brydningsloven" en Powerpointfil af Finn M. Poulsen. "Optisk gitter i perspektiv" af Finn M. Poulsen. s Supplerende tekst: Kopier fra Spektrum FYSIK II af C. Clausen m.fl. Gyldendal 2004, side 19 32, 38 42, og Optisk gitter og sporafstand på CD Interferens i rør med bund Fysikrapport: Brydningsloven for lys Anvendt uddannelsestid 15 moduler á 55 min Titel 10 Den nære astronomi og historiske verdensbilleder Forløbet repeterer og dels supplerer emnet Den nære astronomi og historiske modeller for verdens opbygning kendt fra fysik C. Dag og nat. Årstider Månes faser. Sol- og måneformørkelse. Udvalgte astronomiske fænomener med udgangspunkt i almanakken 2015 (Ellipsebaner (Keplers 1. lov), opposition, konjunktion, elongation, jævndøgn, solhverv) Historiske Verdensbilleder Geocentriske verdensbillede, Heliocentriske verdensbillede, Tycho Brahes verdensbillede Argumentation for/imod de forskellige verdensbilleder. Retrograd bevægelse, epicykel, stjerners parallakse. Tycho Brahe, Johannes Kepler Kopi af Almanakken 2015, side 54. på arbejdsark. Div. Powerpoint (verdensbilleder, modeller) Alternativ: Kopi af: C. Clausen m.fl. Spektrum II s Anvendt uddannelsestid 6 moduler á 55 min

7 Titel 11 Titel 12 Afstande og måling af afstande i Universet. Det moderne Univers (Verdensbillede) Et forløb om de afstandsmål der anvendes i universet og hvordan afstande i universet måles. Sidst i forløbet Det moderne Univers(verdensbillede) i lyset af Hubble. Forløbet er en udvidelse af astronomiforløbet fra fysik C. En astronomisk enhed (A.U) Parallakse, parsec (pc), lysår(ly) Målemetoder: Stjerners parallakse måling (astrometri = trigonometri) Lysmåling(fluxmåling = fotometri) og anvendelse af afstandskvadratloven Cepheide- og supernova metoden Begrebet rødforskydning og Hubbles lov Kosmologi Det moderne Univers i lyset af Hubble Universets udvidelse, Big Bang. Belæg for Big Bang Astronomiske afstande og afstandsmåling (del 1-4) af Finn M. Poulsen Afstande_dopplereffekt_Hubble.ppt, arbejdsrk: Afstandsmetode_Hubble_KVUC_2015.doc Universet_kosmologi_udfra_Hubble.ppt Alternativ til PowerPoint: Kopi af Orbit C, 2. udgave, 2. opl 2011: s Fysikrapport: Afstandsmåling ved hjælp af lysmålinger og afstandskvadratloven. Glødelampe og lavenergi lampe anvendt som model for stjerner. Anvendt uddannelsestid 12 moduler á 55 min Energi og energiomdannelse I 1. forløb om Fysik i sport er begrebet energi, energiomdannelse i spil. Væsentlig i 1. forløb er omdannelsen mellem kinetisk- og potentielenergi. I 8. forløb om en krafts arbejde er begrebet en krafts arbejde og kinetisk energi i spil. Det aktuelle forløb repeterer C-niveau stof om energiomdannelse og energiomdannelse ved et faseskift mellem to tilstandsformer samt begrebet nyttevirkning. Energiformer fx stråling, elektrisk, termisk, kemisk, kerne, kinetisk og potentiel energi Forskellige energienheder fx J, cal, kwh og ev og omregning fra en enhed til en anden Energikæder (omdannelse mellem energiformer) Nyttevirkning Perspektiver på nyttevirkning indenfor belysning og tøjtørring Specifik varmekapacitet Specifik smelte- og fordampningsvarme Energi i fysik af Finn M. Poulsen (udleveret under rep. af fysik C stof), Kopi af Aktiv Fysik af Bjarning Grøn m.fl. s Div. PowerPoint Bestemmelse af nyttevirkning af el-apparat til vandovarmning Bestemmelse af nyttevirkning af model for dyppekoger Vands specifikke fordampningsvarme ved kogepunktet 100 o C. Specifik varmekapacitet af granitsten. Anvendt uddannelsestid 12 moduler á 55 min

8