Fysik - Måldokument Lena Folkebrant FYSIK ÅK 9 AKUSTIK OCH OPTIK Ljud är egentligen tryckförändringar i något material. För att ett ljud ska uppstå måste något svänga eller vibrera. När en gitarrsträng vibrerar, rör den sig fram och tillbaka. När den rör sig framåt pressar den ihop luftmolekylerna framför sig. Det blir alltså lite tätare med luftmolekyler framför strängen. Det har bildats en tryckökning. När gitarrsträngen rör sig bakåt, bildas i stället en trycksänkning framför strängen. Ljuskällor är föremål som själva sänder ut ljus, till exempel solen, en lampa eller ett stearinljus. Anledningen till att vi kan se andra föremål, som inte själva är ljuskällor, är att ljuset från någon ljuskälla reflekteras mot dessa föremål och därefter når våra ögon. Ögonen är alltså mottagare av ljus. Ljuset från solen träffar till exempel en bil. Bilen reflekterar solljuset. Det reflekterade solljuset når våra ögon. Hjärnan omformar sedan ljuset till en bild.
1 FYSIK AKUSTIK OCH OPTIK Efter kursen ska du veta att: Akustik I luft bildas ljudvågor genom att det uppstår förtätningar och förtunningar i luften. Med frekvens (svängningstal) menas antalet svängningar per sekund. Mäts i hertz (Hz). Avståndet mellan två förtätningar i en ljudvåg kallas för våglängd. En hög frekvens (hög ton) medför kort våglängd. En tunn sträng ger högre ton än en tjock. En kort sträng ger en högre ton än en lång. En sträng ger högre ton ju hårdare spänd den är. I blåsinstrument uppstår ljudet genom att en luftpelare (luftmolekylerna i röret) kommer i svängning. Ljudnivån (ljudets styrka) anges i decibel (db). Regelbundna svängningar ger upphov till toner. Oregelbundna svängningar ger upphov till buller. Våra öron kan normalt uppfatta toner med frekvenser mellan 20 och 20 000Hz. Förmågan att uppfatta höga toner avtar ju äldre vi blir. För att vi ska kunna höra ett ljud fordras ett ämne (exempelvis luft) som kan leda ljudet. Ljudets fart i luft är cirka 340 m/s. Efter följande område ska du ha kunskaper om följande (ur det centrala innehållet från Lgr11): Fysiken och vardagslivet -Hur ljud uppstår, breder ut sig och kan registreras på olika sätt. Ljudets egenskaper och ljudmiljöns påverkan på hälsan. -Ljusets utbredning, reflektion och brytning i vardagliga sammanhang. Förklaringsmodeller för hur ögat uppfattar färg. Fysiken och världsbilden -Historiska och nutida upptäckter inom fysikområdet och hur de har formats av och format världsbilder. Upptäckternas betydelse för teknik, miljö, samhälle och människors levnadsvillkor. Fysikens metoder och arbetssätt -Systematiska undersökningar. Formulering av enkla frågeställningar, planering, utförande och utvärdering. -Dokumentation av undersökningar med tabeller, diagram, bilder och skriftliga rapporter. [Ange innehållet på
2 Optik Ljusets fart är cirka 300 000 km/s. Ljusstrålar ritas som räta linjer. Strålarnas riktning visas med pilar. En ljuskälla ser vi därför att den själv sänder ut ljus. Andra föremål ser vi därför att de reflekterar (återkastar) ljus som träffar dem. Ljuset reflekteras alltid enligt reflektionslagen så att infallsvinkeln=reflektionsvinkeln, i = r. Parallella strålar som infaller mot en konkav spegel reflekteras mot brännpunkten (= fokus). En ljusstråle som går från ett optiskt tunnare ämne (t ex luft) till ett optiskt tätare ämne (t ex vatten) bryts mot normalen. Går strålen i motsatt riktning bryt den från normalen. En positiv (= konvex) lins bryter parallella strålar till ett konvergent strålknippe. En negativ (= konkav) lins bryter parallella strålar till ett divergent strålknippe. Strålar som går genom mittpunkten på en lins passerar linsen utan att brytas. Belysning anges i lux. Ett föremål får större belysning när ljuskällan har stor ljusstyrka och befinner sig nära föremålet. Vitt ljus kan delas upp i ett spektrum som innehåller färgerna rött, orange, gult, grönt, blått, indigo och violett. Hur ögat uppfattar färgerna på ett föremål beror dels på vilka färger föremålet kan reflektera och dels på färgen hos det ljus som träffar föremålet. Sambandet mellan ljus och ljud vid ett åskväder. Litteratur och sidhänvisningar: Tefy fysik s 66-76, s 85-96, s 99-101
3 Fysik - Måldokument Lena Folkebrant Skolverket: Centralt innehåll Undervisningen i kursen ska behandla följande centrala innehåll: Hur ljud uppstår, breder ut sig och kan registreras på olika sätt. Ljudets egenskaper och ljudmiljöns påverkan på hälsan. 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. Systematiska undersökningar. Formulering av enkla frågeställningar, planering, utförande och utvärdering. Dokumentation av undersökningar med tabeller, diagram, bilder och skriftliga rapporter. Detta kommer att bedömas Eleven har kunskaper om fysikaliska sammanhang och visar det genom att beskriva, kunna förklara varför och ge exempel på samband utifrån fysikens begrepp, modeller och teorier. Exempel: Fråga: Varför låter det när man blåser i en blockflöjt? Svar: I alla blåsinstrument uppstår ljudet genom att en luftpelare, luftmolekylerna i röret, kommer i svängning. Regelbundna svängningar ger upphov till toner. Oregelbundna svängningar ger upphov till buller. I blockflöjten omvandlas luften till regelbundna svängningar och vackra toner skapas. Eleven kan beskriva, förklara varför och ge exempel på samband inom några centrala naturvetenskapliga upptäckter och deras betydelse för människors levnadsvillkor. Exempel: Fråga: Ge exempel på en betydande upptäckt för mänskligheten och förklara varför du tycker att den är viktig. Svar: I en mikrofon kan man överföra ljud över långa avstånd. Luftmolekylernas svängningar i en ljudvåg kan omvandlas till elektriska svängningar i en mikrofon. Alexander Graham Bell insåg att man kan använda elektriska ledningar för att
4 transportera ljudet långa sträckor och detta resulterade i telefonen. Telefonen har fört människor närmare varandra och världen har så att säga blivit mindre. Eleven kan föra underbyggda resonemang där företeelser i vardagslivet och samhället kopplas ihop med ljus och ljud och visar då på fysikaliska samband. Exempel: Fråga: Du vet säkert att man genom att räkna tiden mellan en blixt och en åskknall kan ta reda på hur långt bort ett åskoväder befinner sig. Men vad är egentligen en blixt och en åskknall? Svar: I ett åskmoln samlas negativa laddningar i den nedre delen och positiva i den övre. När spänningsskillnaden mellan marken, som är positivt laddad, och molnet eller mellan molnets olika delar blir tillräckligt stor sker en snabb upphettning och det bildas en gnista, blixten. Åskdundret är ljudet som bildas vid den snabba upphettningen av luften. En tryck-och ljudvåg bildas. Nära nedslaget hörs åskdundret som ett gevärsskott men på längre håll blir det mest de lägre, dovare ljudvågorna som når fram. Eleven kan genomföra undersökningar utifrån givna planeringar och även formulera enkla frågeställningar och planeringar som det går att arbeta systematiskt utifrån. I undersökningarna använder eleven utrustning på ett säkert och fungerande sätt. Eleven kan jämföra resultaten med frågeställningarna och drar då slutsatser med koppling till fysikaliska modeller och teorier. Eleven för resonemang kring resultatens rimlighet och ger förslag på hur undersökningarna kan förbättras. Dessutom gör eleven dokumentationer av undersökningarna med tabeller, diagram, bilder och skriftliga rapporter. Betygen E - A styrs av hur väl eleven beskriver, förklarar och ger exempel inom kunskapsområdet, det vill säga från enkelt till utförligt, välutvecklat och komplext.
5 Fysik - Måldokument Lena Folkebrant Klass 9A Vecka Datum Planering: FYSIK Planering 45 Tor 6/11 Tvärgruppsdiskussion Tor 6/11 Fre 7/11 46 Tis 11/11 på ma-lekt Tor 13/11 Inläsning till genetikprov Akustik läran om ljudet Planeringar ut: Akustik och optik från Tefy Stationslaborationer Gymnasiemässa s. 89-90 Fre 14/11 Genomgång: Ljud s. 91-94 47 Tor 20/11* Lab: Gör en egen högtalare till din mobil Tor 20/11 Studieuppgifter ljud s. 99-101 Fre 21/11 Optik läran om ljuset s. 66-70 48 Tor 27/11* PRAO Tor 27/11 PRAO Fre 28/11 PRAO 49 Tor 4/12* Laboration med laserstrålar Tor 4/12 Genomgång: Ljus forts. s. 71-76 Fre 5/12 Studieuppgifter ljus s. 85-88 50 Tor 11/12* Prov fysik Akustik och optik Tor 11/12 Matematik (pga tis 11/11) s.89-94, 66-76 s. 99-101, 85-88 laborationerna Fre 12/12 Prov tillbaka 51 Tor 18/12* Tor 18/12 Fre 19/12 Julavslutning!!
6 Fysik - Måldokument Lena Folkebran Klass 9B Vecka Datum Planering: FYSIK Planering 45 Ons 5/11* Inläsning inför genetikprovet Tor 6/11 Akustik läran om ljudet s. 89-90 Planeringar ut: Akustik och optik från Tefy Fre 7/11 Genomgång: Ljud s. 91-94 46 Ons 12/11* Stationslaborationer Tor 13/11 Gymnasiemässa Fre 14/11 Studieuppgifter ljud s. 99-101 47 Ons 19/11* Optik läran om ljuset s. 66-70 Tor 20/11 Laboration med laserstrålar Fre 21/11 Genomgång: Ljus forts. s. 71-76 48 Ons 26/11* PRAO Tor 27/11 PRAO Fre 28/11 PRAO 49 Ons 3/12* Lab: Gör en egen högtalare till din mobil Tor 4/12 Studieuppgifter ljus s. 85-88 Fre 5/12 Tvärgruppsdiskussioner ljud och ljus 50 Ons 10/12* Inläsning inför provet Tor 11/12 Fre 12/12 51 Ons 17/12* Tor 18/12 Fre 19/12 Prov fysik Akustik och optik Prov tillbaka Julavslutning!! s.89-94, 66-76 s. 99-101, 85-88 laborationerna
7 Fysik - Måldokument Lena Folkebrant Klass 9C Vecka Datum Planering: FYSIK Planering 45 Mån 3/11* Tvärgruppsdiskussion Ons 5/11 Inläsning till genetikprov Tor 6/11 Akustik läran om ljudet Planeringar ut: Akustik och optik från Tefy 46 Mån 10/11* Stationslaborationer s. 89-90 Ons 12/11 Genomgång: Ljud forts. s. 91-94 Tor 13/11 Gymnasiemässa 47 Mån 17/11* Lab: Gör en egen högtalare till din mobil Ons 19/11 Studieuppgifter ljud s. 99-101 Tor 20/11 Optik läran om ljuset s. 66-70 48 Mån 24/11* PRAO Ons 26/11 PRAO Tor 27/11 PRAO 49 Mån 1/12* Laboration med laserstrålar Ons 3/12 Genomgång: Ljus forts. s. 71-76 Tor 4/12 Studieuppgifter ljus s. 85-88 50 Mån 8/12* Tvärgruppsdiskussioner ljud och ljus Ons 10/12 Inläsning inför provet Tor 11/12 Prov fysik Akustik och optik 51 Mån 15/12* Prov tillbaka s.89-94, 66-76 s. 99-101, 85-88 laborationerna Ons 17/12 Tor 18/12