Ljus och strålning Namn: Klass: 9H
Dessa förmågor ska du träna: använda fysikens begrepp, modeller och teorier för att beskriva och förklara fysikaliska samband i naturen och samhället genomföra systematiska undersökningar Centralt innehåll: Ljusets utbredning, reflektion och brytning i vardagliga sammanhang. Förklaringsmodeller för hur ögat uppfattar färg. Historiska och nutida upptäckter inom fysikområdet och hur de har formats av och format världsbilder. Upptäckternas betydelse för teknik, miljö, samhälle och människors levnadsvillkor. Aktuella samhällsfrågor och aktuella forskningsområden inom fysik. Dokumentation av undersökningar med tabeller, diagram, bilder och skriftliga rapporter. Arbetssätt: Uppgifter i arbetshäfte Genomgångar Filmer Undersökningar Tidsplanering: vecka Tisdag Onsdag Ljus kap.5 i fysik boken Nationella prov (SO) 16 sid.130-137 Mål planering Kunskapskraven Ljus och reflektioner 17 Nationella prov (EN) Spektrum sid.138-143 Spektrum sid.144-148 Ljusets brytning och linser 18 Helgdag Spektrum sid.149-157 Labb om reflektion och brytning i olika medier Nationella prov (MA) 19 Elektromagnetisk strålning. Utvärdering 20 Idrottsdagen Utvärdering, repetition, prov. 21 Optiska instrument eget Optiska instrument eget arbete arbete 22 Redovisning optiska Repetition instrument 9:00 Aulan Nationaldagen 23 Avslutning 8 juni - Glad sommar! 2
Litteratur att söka i: Fysik Spektrum Lgr11 (svart bok): Ljusets utbredning och reflektion s.132-137 Ljusets brytning s.138-143 Optiska instrument s.144-148 Ljus och färg s.149-160 Sammanfattning s.162-163 Viktiga begrepp som du ska kunna förklara och sätta i sammanhang: Reflektion Ljusets hastighet Infallsvinkel Reflektionsvinkel Konkav Konvex Brännpunkt/fokus Brytningsvinkel Normal Totalreflektion Optisk fiber Lins Vågor Våglängd Vågberg Vågdal Spektrum ROGGBIV Färger 3
Kunskapskrav: E C A Eleven kan formulera ställningstaganden med enkla motiveringar samt beskriver några tänkbara konsekvenser. Eleven kan formulera ställningstaganden med utvecklade motiveringar samt beskriver några tänkbara konsekvenser. Eleven kan formulera ställningstaganden med välutvecklade motiveringar samt beskriver några tänkbara konsekvenser. I undersökningarna använder eleven utrustning på ett säkert och i huvudsak fungerande sätt. Eleven kan jämföra resultaten med frågeställningarna och drar då enkla slutsatser med viss koppling till fysikaliska modeller och teorier. Eleven för enkla resonemang kring resultatens rimlighet och bidrar till att ge förslag på hur undersökningarna kan förbättras. Dessutom gör eleven enkla dokumentationer av undersökningarna med tabeller, diagram, bilder och skriftliga rapporter. Eleven har grundläggande kunskaper om fysikaliska sammanhang och visar det genom att ge exempel och beskriva dessa med viss användning av fysikens begrepp, modeller och teorier. Eleven kan föra enkla och till viss del underbyggda resonemang där företeelser i vardagslivet och samhället kopplas ihop med ljus och visar då på enkelt identifierbara fysikaliska samband. Eleven kan ge exempel på och beskriva några centrala naturvetenskapliga upptäckter och deras betydelse för människors levnadsvillkor. I undersökningarna använder eleven utrustning på ett säkert och ändamålsenligt sätt. Eleven kan jämföra resultaten med frågeställningarna och drar då utvecklade slutsatser med relativt god koppling till fysikaliska modeller och teorier. Eleven för utvecklade resonemang kring resultatens rimlighet och ger förslag på hur undersökningarna kan förbättras. Dessutom gör eleven utvecklade dokumentationer av undersökningarna med tabeller, diagram, bilder och skriftliga rapporter. Eleven har goda kunskaper om fysikaliska sammanhang och visar det genom att förklara och visa på samband inom dessa med relativt god användning av fysikens begrepp, modeller och teorier. Eleven kan föra utvecklade och relativt väl underbyggda resonemang där företeelser i vardagslivet och samhället kopplas ihop med ljus och visar då på förhållandevis komplexa fysikaliska samband. Eleven kan förklara och visa på samband mellan några centrala naturvetenskapliga upptäckter och deras betydelse för människors levnadsvillkor. I undersökningarna använder eleven utrustning på ett säkert, ändamålsenligt och effektivt sätt. Eleven kan jämföra resultaten med frågeställningarna och drar då välutvecklade slutsatser med god koppling till fysikaliska modeller och teorier. Eleven för välutvecklade resonemang kring resultatens rimlighet i relation till möjliga felkällor och ger förslag på hur undersökningarna kan förbättras och visar på nya tänkbara frågeställningar att undersöka. Dessutom gör eleven välutvecklade dokumentationer av undersökningarna med tabeller, diagram, bilder och skriftliga rapporter Eleven har mycket goda kunskaper om fysikaliska sammanhang och visar det genom att förklara och visa på samband inom och något generellt drag med god användning av fysikens begrepp, modeller och teorier. Eleven kan välutvecklade och väl underbyggda resonemang där företeelser i vardagslivet och samhället kopplas ihop med ljus och visar då på komplexa fysikaliska samband. Eleven kan förklara och generalisera kring några centrala naturvetenskapliga upptäckter och deras betydelse för människors levnadsvillkor. 4
Uppgift Ljuskällor och skuggor Fy Spektrum s.132-133 1. Ge exempel på minst 4 olika ljuskällor. 2. Förklara varför du kan se föremål runt omkring dig. 3. Varför är månen ingen ljuskälla trots att vi kan se den? 4. Luft och glas är genomskinliga ämnen. Varför kan vi se glas men inte luft? 5. Hur rör sig ljus? 6. Ovanför molnen lyser alltid solen. Hur ser skuggan ut när det är molnfritt jämfört med när det är molnigt? Motivera. 5
Uppgift Plana speglar och vinklar Fy Spektrum s.134 1. Blir bilden förstorad, förminskad eller oförändrad om du speglar dig i plana speglar? 2. Hur stor reflektionsvinkel (r) har en ljusstråle om den infallande vinkeln är a) 43 b) 0 3. Rita vad som händer när en ljusstråle träffar en plan spegel. a) b) 4. Hur stor infallsvinkel har ljusstrålarna i bilderna ovan? Mät med gradskiva i bilden. Vinkeln mäter du mellan normalen och strålen. a) b) 5. Rita strålarnas fortsatta väg. a) b) 6. Rally tittar på sig själv i en plan spegel med ett avstånd på 1,5 meter. a) Hur långt ifrån sig själv är Rallys spegelbild? b) Rally blinkar med sitt högeröga. Vilket öga blinkar spegelbilden med? 6
Uppgift Plana speglar Fy Spektrum s.134 7. Ett ljus står framför en plan spegel enligt bilden. Rita strålgången och den spegelbild som bildas på andra sidan spegeln. 7
Uppgift - Buktiga speglar konkav Fy Spektrum s.135-136 1. Speglar som bukar inåt kallas för konkava speglar. Rita in i modellen var de parallella strålarna tar vägen efter att de studsat i en den konkava spegeln. Markera brännpunkten med F. 2. Om en metallbägare med vatten placeras i brännpunkten på en konkav spegel, börjar vattnet att koka. Förklara hur fenomenet uppstår. 3. Ge fler förslag på vad konkava speglar användas till. 4. Titta dig själv i en konkav spegelbild på nära avstånd. Beskriv din spegelbild. 5. Titta dig själv i en konkav spegelbild på långt avstånd. Beskriv din spegelbild. 8
Uppgift Strålkastare Fy Spektrum s.136 6. Undersök vad som händer om du stoppar en lampa i brännpunkten istället. Rita in strålarnas riktning i bilden. 9
Uppgift Buktiga speglar konvex Fy Spektrum s.135-136 1. Speglar som bukar utåt kallas för konvexa speglar. Rita in i modellen var de parallella strålarna tar vägen efter att de studsat i en den konvexa spegeln. Markera brännpunkten med F. 2. Ge förslag på vad konvexa speglar kan användas till. 3. Titta dig själv i en konvex spegelbild på nära avstånd. Beskriv din spegelbild. 4. Titta dig själv i en konvex spegelbild på långt avstånd. Beskriv din spegelbild. 5. a) Rita in normalerna i bilden. b) Markera infallsvinklarna (i ). c) Hur stora är infallsvinklarna? d) Mät och rita in reflektionsstrålarna i bilden. e) Markera reflektionsvinklarna (r ). f) Hur stor är brännvidden? 10
Uppgift Brytningsvinklar Fy Spektrum s.138 1. Vilken hastighet har ljus i a) luft? b) vatten? c) glas? 2. Varför är ljusets hastighet högre i luft än i glas? 3. Studera bild 1. och pilarnas riktning, och svara på frågorna. Bild 1. a) Går ljusstrålen från ett tunnare eller ett tätare ämne? b) Vad kallas vinkel LUFT A B A. B. C. VATTEN C 4. Bild 2. visar en ljusstråle som träffar en vattenyta underifrån. Bild 2. a) Rita hur strålen reflekteras och bryts i bilden. b) Markera infalls- och brytningsvinkel i bilden. c) Bryts strålen mot eller från normalen? 5. En ljusstråle träffar en glasskiva på det sätt som bilden visar. Rita strålens fortsatta väg. 11
Uppgift Brytningsvinklar Fy Spektrum s.139-140 6. Om du ser ett föremål som ligger på sjöbotten är det svårt att avgöra hur djupt det är. a) Befinner sig föremålet djupare ner i verkligheten än vad ser ut som? b) Förklara varför det blir så med hjälp av en bild. 7. En undervattenslampa sänder ut ljusstrålar. Vad händer om en stråle träffar vattenytan med en infallsvinkel som är större än 49? Förklara och rita in strålens riktning i bilden. 8. Visa hur infallsstrålen bryts i glasprismat nedan. a) Rita in normaler där ljusstrålen bryts. b) Markera infallsvinklar. c) Markera brytningsvinklar. d) Rita pilar som visar ljusets riktning. 12
Uppgift - Fiskmåsen Krax Fiskmåsen Krax seglar omkring i luften över en sjö. Plötsligt ser Krax en fisk blänka till när solens strålar reflekteras på fiskens fjäll. Nu är det bråttom. Fiskmåsen Krax siktar in sig på fisken och dyker ner på jakt efter den. 1. Visa hur solens strålar når Krax öga efter att den reflekterats på fisken. Rita normaler, infallsvinklar och brytningsvinklar samt strålarna från sidan sett. 2. Var tycker fiskmåsen Krax att fisken befinner sig egentligen? Rita in fisken. LUFT VATTEN 13
Uppgift Fiberoptik Fy Spektrum s.140-141 1. När inträffar totalreflektion i glas? 2. Förklara hur en optisk fiber är konstruerad (tillverkad). 3. Visa hur infallsstrålen totalreflekteras i den fiberoptiska kabeln. a) Rita in normaler, reflektionsstrålar, infallsvinklar, reflektionsvinklar. b) Markera brytningsvinkeln när strålen bryts i gränsytan mellan glas och luft. LUFT GLAS 4. Nämn minst tre fördelar med signalöverföring över fiberoptiska kablar jämfört med elektriska signaler i kopparledningar. 5. Ge exempel på hur läkare kan använda fiberoptiken inom medicin. 6. Nämn några fördelar med fiberoptik vid operationer jämfört med traditionella operationsmetoder? 14
Uppgift Linser Fy Spektrum s.142-143 1. a) Vad för slags lins är det här? b) Rita strålarnas fortsatta väg i bilden. c) Hur lång är brännvidden? Mät med linjal. 2. Ger konvexa linser en förstorad eller förminskad bild? 3. Ge några exempel på vad konvexa linser används till. 4. a) Vad för slags lins är det här? b) Rita strålarnas fortsatta väg i bilden. 5. Ger konkava linser en förstorad eller förminskad bild? 6. Ge några exempel på vad konkava linser används till. 7. a) Vilken sorts lins finns i de övre glasögonen? b) Vilken sorts lins finns i de nedre glasögonen? 15
Uppgift Våglängder och färger Fy Spektrum s.149-151 + 161 1. Ljus kan uppfattas som en vågrörelse. Markera i modellen a) ett vågberg b) en vågdal c) en våglängd 2. Hur lång våglängd har vågen i modellen? Mät med linjal. 3. Hur stora våglängder kan våra mänskliga ögon uppfatta? 4. Vilka 7 färger ingår i regnbågen (spektrum)? 5. a) Vilken av regnbågens 7 färger har längst våglängd? b) Vilken av regnbågens 7 färger har kortast våglängd? 6. Vilken färg får man om alla spektrums färger blandas? 7. En blå tröja lyser ju inte av sig själv, men ändå ser vi tröjan och den blå färgen. Varför ser tröjan blå ut? 8. Systrarna Ebba och Thea dricker saft i solen en varm sommardag. Ebba har en svart tröja på sig och Thea har en vit tröja på sig. Vem av systrarna bör teoretisk sett vara svalast? Förklara! 9. Vad tror du skulle hända om man belyste en grön växt med bara grönt ljus? 16
Uppgift Skoj med spegel. 1. Titta på pappret genom spegeln du har framför dig. Dra en linje från start in i ruta A och runda bokstaven. Fortsätt sedan till ruta B, C och D fram till mål, utan att lyfta pennan på pappret! START A. B. D. C. MÅL 2. Titta i spegeln och skriv ditt namn i rutan. Namnet ska kunna läsas rättvänt i spegeln. 3. Följ banan på pappret genom att titta i spegeln. Du får inte lyfta pennan! 17