9C-Atom och kärnfysik

Vi ska jobba med Atom och kärnfysik kap.10 under V.39-45.

Atom-

och

kärnfysik

 

 

 

Arbetshäfte

 

 

Namn: ……………………………………………………………………………………………………………………

 

Klass: 9C, 9D

 

 

Syftet med undervisningen är att du ska träna din förmåga att:

·         använda kunskaper i fysik för att granska information, kommunicera och ta ställning i frågor som rör energi, teknik, miljö och samhälle

·         använda fysikens begrepp, modeller och teorier för att beskriva och förklara fysikaliska samband i naturen och samhället

 

Centralt innehåll:

 

·         Fysikaliska modeller för att beskriva och förklara uppkomsten av partikelstrålning
och elektromagnetisk strålning samt strålningens påverkan på levande organismer.
Hur olika typer av strålning kan användas i modern teknik, till exempel inom sjukvård
och informationsteknik.

·         Historiska och nutida upptäckter inom fysikområdet och hur de har formats av och
format världsbilder. Upptäckternas betydelse för teknik, miljö, samhälle och
människors levnadsvillkor.

·         De fysikaliska modellernas och teoriernas användbarhet, begränsningar, giltighet
och föränderlighet.

·         Aktuella samhällsfrågor som rör fysik.

 

Tidsplanering:

9C	Tisdag (90min)	Torsdag (min 50)	Fredag (50min)
39	NO-prov Biologi	Planering Mål Repetition Atomens byggnad Atomnummer Molekyl, Kvark, Joner Övning. uppg. Rita elektronernas fördelning på skalen på de första 20	Lab.Na,Li,och Ca i vatten Kemi boken 243-245 Atommassan Kemi bok sid.250-253       Atom- och kärnfysik (Fy)
40	Atom- och kärnfysik (Fy) Kap.10.1	Atom- och kärnfysik (Fy) Kap.10.2 läs hemma sida273-278	Atom- och kärnfysik (Fy) Kao.10.1-10.2
41	Atom- och kärnfysik (Fy)10.3 Film strålning	Atom- och kärnfysik (Fy) 10.3	Atom- och kärnfysik (Fy)10.4
42	Atom- och kärnfysik (Fy) Kap.10.4 Film(kärnenergi)	Atom- och kärnfysik (Fy) Kap.10.4	Atom- och kärnfysik (Fy), kap.10.4 Repetition Film
43	Atom- och kärnfysik (Fy) Inlämnings uppgift	Atom- och kärnfysik (Fy) Inlämnings uppgift	Atom- och kärnfysik (Fy) Inlämnings uppgift
44	Höstlov	Höstlov	Höstlov
45	Prov 10.1-10.5

Källor:

·         Fysik spektrum s.269-299

·         www.stralskyddsmyndigheten.se

 

Vad bedöms?

·           Skriftligt prov

·           Deltagande, motiveringar och resonemang

·           Användning av begrepp, modeller och teorier.

·           Upptäckter som rör atom- och kärnfysik och dess betydelse för människans levnadsvillkor.

Kunskapskrav:

E	C	A
Eleven kan samtala om och diskutera frågor som rör energi, teknik, miljö och samhälle och skiljer då fakta från värderingar och formulerar ställningstaganden med enkla motiveringar samt beskriver några tänkbara konsekvenser.	Eleven kan samtala om och diskutera frågor som rör energi, teknik, miljö och samhälle och skiljer då fakta från värderingar och formulerar ställningstaganden med utvecklade motiveringar samt beskriver några tänkbara konsekvenser.	Eleven kan samtala om och diskutera frågor som rör energi, teknik, miljö och samhälle och skiljer då fakta från värderingar och formulerar ställningstaganden med välutvecklade motiveringar samt beskriver några tänkbara konsekvenser.
Eleven har grundläggande kunskaper om energi, materia och andra fysikaliska sammanhang och visar det genom att ge exempel och beskriva dessa med viss användning av fysikens begrepp, modeller och teorier.	Eleven har goda kunskaper om energi, materia och andra 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 har mycket goda kunskaper om energi, materia och andra fysikaliska sammanhang och visar det genom att förklara och visa på samband inom dessa och något generellt drag med god användning av fysikens begrepp, modeller och teorier.
Eleven använder fysikaliska modeller på ett i huvudsak fungerande sätt för att beskriva och ge exempel på partiklar och strålning.	Eleven använder fysikaliska modeller på ett relativt väl fungerande sätt för att förklara och visa på samband kring partiklar och strålning.	Eleven använder fysikaliska modeller på ett väl fungerande sätt för att förklara och generalisera kring partiklar och strålning.
Dessutom för eleven enkla och till viss del underbyggda resonemang kring ur människa och teknik påverkar miljön och visar på några åtgärder som kan bidra till en hållbar utveckling.	Dessutom för eleven utvecklade och relativt väl underbyggda resonemang kring ur människa och teknik påverkar miljön och visar på fördelar och begränsningar hos några åtgärder som kan bidra till en hållbar utveckling.	Dessutom för eleven välutvecklade och väl underbyggda resonemang kring ur människa och teknik påverkar miljön och visar ur olika perspektiv på fördelar och begränsningar hos några åtgärder som kan bidra till en hållbar utveckling.
Eleven kan ge exempel på och beskriva några centrala naturvetenskapliga upptäckter och deras betydelse för människors levnadsvillkor.	Eleven kan förklara och visa på samband mellan några centrala naturvetenskapliga upptäckter och deras betydelse för människors levnadsvillkor.	Eleven kan förklara och generalisera kring några centrala naturvetenskapliga upptäckter och deras betydelse för människors levnadsvillkor.

 

 

 

 

En vetenskaplig revolution                                                                         Fy Sp s.270-272

 

Mot slutet av 1800-talet trodde många forskare att det inte fanns mer att upptäcka
inom fysiken. Men i början av 1900-talet experimenterade man med atomer och
en ny värld öppnade sig!

 

1.     Vem var filosofen som ”upptäckte” atomen och för hur många år sedan var det?

 

2.    Atomen påstods vara odelbar till början på 1900-talet. Idag vet vi att atomen är
uppbyggd av mindre partiklar. Beskriv det försök som Rutherford utförde och som
ledde fram till vår atommodell.

 

3.    Runt vilket år hade forskarna tagit fram den atommodell som används än idag?

 

4.    Vilken nytta har partikelacceleratorer gjort för forskare?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Atomens inre                                                                                           Fy Sp s.273-278

 

1.      En atom består av tre olika partiklar. Vad heter partiklarna och vilken laddning har de?

2.     Hur många elektroner får det plats i de fyra första skalen: K, L, M, N?

3.     Vilken laddning har en atom som helhet?

4.     a) Vad visar atomnummer?         
b) Vad visar en atoms masstal?

 

5.     Ett grundämne kan ha isotoper.
a) Vad är gemensamt för två isotoper av samma grundämne?
b) Vad är det som skiljer?

6.     En natriumatom har atomnumret 11 och masstalet 23.
Hur många neutroner har kärnan?

 

7.     En isotop av magnesium skrivs                       ²³Mg

                                                                     ₁₂
a) Beskriv hur kärnan är uppbyggd.
b) Rita en atommodell och fördela isotopens elektroner på olika skal.

 

 

8.      Förklara hur ljus av olika färg uppkommer.

 

 

 

 

9.     a) Ge exempel på hur röntgenstrålning används.
b) Beskriv hur röntgenstrålning fungerar.

 

 

 

 

 

 

·         En guldatom har masstalet 179. En radonatom har masstalet 222.
Ändå har guld mycket högre densitet än radon.
Hur kan det komma sig?

 

 

 

 

 

 

 

 

Uppgift – Protoner, neutroner och elektroner                                             Fy Sp s.274-276                                    

 

I tabellen finns en del isotoper beskrivna.

Uppgiften är att fylla i de rutor som är tomma.

Använd tabellen på s.333 i grundboken eller s.174 i lightboken.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Radioaktivitet                                                                                          Fy Sp s.279-283

 

 

1.      Vilket år och hur upptäckte Henri Becquerel att uran avger strålning?

 

2.     Vilka tre typer av strålning finns det där atomkärnan sönderfaller?

 

3.     a) Hur är en alfapartikel uppbyggd?
b) Hur förändras sammansättningen hos en atomkärna som utsänder alfastrålning?

4.     a) Vad är betastrålning?
b) Hur förändras sammansättningen hos en atomkärna som utsänder betastrålning?

 

5.     På vilket sätt skiljer sig gammastrålning från alfa- och betastrålning?

 

6.     a) Vad menas med halveringstid?
b) Vilken är halveringstiden om strålningen från ett radioaktivt ämne minskar
    till en fjärdedel på 40 minuter?
c) Diagrammet visar en så kallad sönderfallskurva för isotopen ²¹⁴Bi.
    Massan startar på 100 g. Hur lång är halveringstiden?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.      Vilken räckvidd har de olika strålningarna?  

 

8.     Aktiviteten hos ett radioaktivt ämne mäts i becquerel (Bq).
a) Vad menas med 1 Bq?
b) Vad kallas instrumentet som används för att mäta radioaktiv strålning,
     och hur fungerar det?
c) Hur stor aktivitet är tillåten i Sverige på livsmedel?

 

 

·         Tänk dig att du har 40 g av ett radioaktivt ämne med halveringstiden 10 min
och 10 g av ett annat ämne med halveringstiden 20 min.
Hur länge dröjer det innan det återstår lika mycket av de båda radioaktiva
ämnena?

 

 

 

Radioaktivitet                                                                                          Fy Sp s.281-283

 

·         Med formler kan vi beskriva radioaktiva sönderfall. Fullborda formlerna
och ange vilken typ av strålning som det är fråga om.

a)     ²²⁸Ac       –>    ²²⁸Th  +      ?

b)     ²²⁸Th       –>        ?      +    ⁴He

c)     ²²⁴Ra       –>     ²²⁰Rn   +     ?

 

 

 

Alfasönderfall                                    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Betasönderfall                                    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Radioaktivitet i kroppen                                                                                              Fy Sp s.284-287

 

1.       Vad kan hända om våra kroppar utsätts för joniserande strålning?

 

2.      Vilken nytta gör ”Strålskyddsmyndigheten”?

 

3.      Hur används radioaktiva ämnen i sjukvårdens tjänst?

 

4.      Varför dör cancerceller av strålbehandling men inte friska celler?

 

5.      a) Vad kan hända om man andas in radondöttrar?
       b) Hur kan man komma tillrätta med strålningsproblemen om man bor i ett
           så kallat radonhus?

 

6.      Hur stor stråldos utsätts vi för i Sverige varje år, och hur stor del kommer
       från våra bostäder?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Kärnenergi                                                                                               Fy Sp s.288-295

 

1.      Ett grundämne kan omvandlas till ett annat grundämne genom radioaktivt sönderfall.
Men det kan även ske på konstgjord väg.
a) Vem var först med att lyckas med det?
b) Vilket år gjorde han det?
c) Hur tillverkade han ett nytt grundämne?

 

2.     Hur skapas kedjereaktionen i en atombomb?

 

3.     Vad heter den process som skapar energi inuti solen?

 

4.     Vad händer med bränslets massa efter en fission eller fusion?

 

5.     Resonera om fördelar och begränsningar med fusion angående
hur det kan bidra till en hållbar utveckling.

 

6.     Vad hette den fysiker som visade att materia kan omvandlas till energi?

 

·         En sockerbit väger 3 g. Tänk dig att sockerbiten helt och hållet kunde
omvandlas till energi. Hur mycket energi skulle i så fall frigöras?

 

·         Enligt Einsteins formel så är massa och energi två sidor av samma sak.
Innebär det att
a) ett nytt batteri väger mer än ett batteri som tagit slut?
b) ett varmt strykjärn väger mer än ett kallt strykjärn?

 

·         Bilden visar hur aluminium omvandlas till fosfor på konstgjord väg.
Skriv reaktionen med en formel.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Kärnkraftverk                                                                                     Fy Sp s.290-291

 

1.       Vilket ämne utgör bränsle i ett kärnkraftverk?

 

2.     Var sker kärnklyvningarna i ett kärnkraftverk?

 

3.     Vattnet i en kärnkraftsreaktor har två uppgifter. Vilka?

 

4.     Vad har styrstavarna i en kärnreaktor för funktion?

 

5.     Turbinen i ett kärnkraftverk driver en generator.
Vad är en generator?

 

6.     Vilket material används i konstruktionen av kärnkraftverkens väggar, och varför? 

 

7.     Sammanfatta och beskriv hur kärnkraftverkets ingående delar samverkar för att uppnå ändamålsenlighet och funktion. Använd ämnesspecifika begrepp i mesta möjliga mån!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Kärnkraft                                                                                     Fy Sp s.292 + 296-297

 

1.      När startades den första kärnreaktorn i Sverige?

 

2.     Varför beslöt politiker att satsa på kärnkraft på 1970-talet?

 

3.     Hur många reaktorer är i drift i Sverige idag?

 

4.     Hur stor del av den elenergi som Sverige använder idag kommer från kärnkraft?

 

5.     I vilken utsträckning kan vindkraftverk ersätta kärnkraftverk?

 

6.     Är det rätt att använda uran från andra länder, trots att vi har uran i Sverige?

 

7.     Ge exempel på olika radioaktiva avfall och ange hur länge de måste lagras
a) lågaktivt?
b) mellanaktivt?
c) högaktiva?

 

8.     Det finns planer för slutförvaringen av högaktivt avfall. Men det är ännu inte klart.
Planen är att gjuta in bränslet i kopparkapslar som placeras i urberget vid Forsmark
i 100.000 år.

På vilket sätt tar vi bäst ansvar för kommande generationer tycker du?

Alternativ 1: Bygga slutförvar i berggrunden enligt plan för att inte belasta nästa generationer med ”vårt” avfall?

Alternativ 2: Att fortsätta att mellanlagra allt avfall i väntan på en ännu säkrare
lösning för slutförvar.

 

9.     Tycker du att vi ska ha kärnkraft i Sverige?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Upptäckters betydelse                                     

 

 

1.      Vilken betydelse har upptäckten av röntgenstrålning haft för
teknik, miljö, samhälle och människors levnadsvillkor?

 

 

 

2.     Vilken betydelse har upptäckten av radioaktiva ämnen haft för
teknik, miljö, samhälle och människors levnadsvillkor?

 

 

 

3.     Vilken betydelse har upptäckten av kärnklyvning haft för
teknik, miljö, samhälle och människors levnadsvillkor?