Atom- och kärnfysik HT21 9B

I det här arbetsområdet undersöker vi hur grundämnen kan omvandlas till andra grundämnen. Vi kanske har lärt oss från kemin att grundämnen inte kan skapas ur andra ämnen, men det är faktiskt möjligt! För att lyckas behöver vi bygga om ämnenas grundläggande beståndsdelar: atomerna!

Mål

Efter avklarat arbetsområde ska du kunna:

• Förklara vad som händer när radioaktiva atomer sönderfaller
• Förklara skillnaden mellan de tre huvudtyperna av joniserande strålning
• Beskriva hur olika typer av joniserande strålning kan vara skadlig för människor och djur
• Beskriva hur vi kan skydda oss mot olika typer av joniserande strålning
• Räkna ut hur snabbt ett radioaktivt ämne sönderfaller om du känner till halveringstiden
• Ta reda på halveringstiden för ett visst ämne genom att studera sönderfallskurvor
• Ge exempel på naturliga och onaturliga strålningskällor
• Ge exempel på olika användningsområden för radioaktiva ämnen
• Beskriva hur radiometrisk datering fungerar.
• Föreslå lämpliga isotoper för datering av olika föremål.
• Kunna förklara den fysikaliska skillnaden mellan olika typer av ljus
• Kunna skilja på olika typer av spektrum
• Kunna förklara hur olika typer spektrum bildas och hur detta kan relateras till olika grundämnen.

Arbetssätt

• Genomgångar på tavlan och med bildspel (anteckningar)
• Quiz (plickers)
• Egen läsning i läroböcker
• Laborationer och rapportskrivning
• Film
• Diskussioner

Bedömning

Du kommer bedömas utifrån:

• Dina muntliga resonemang under lektioner och laborationer
• Ditt genomförande av laborationerna
• Inlämnade labbrapporter
• Skriftligt prov

Planering

v.39: Repetition från åk 8, mål, Radioaktivitet & strålning

v.40: Halveringstid och strålsäkerhet

v.41: Kol-14-metoden, Kärnkraft, Repetition

v.42: Prov (måndag fm), Ljus från atomer (måndag em)

v.43 Laboration + Rapportskrivning

Läromedel

Böcker:

• Fysik Lpo Bok 3 (Lpo)
• Makro fysik (Makro)

Övrigt:

• Lektionsanteckningar
• Bildspel från genomgångar (läggs på Teams i klassens NO-kanal under "filer")
• Begreppslistan i denna planering

Samtliga delar av boken som vi ska kunna går vi igenom på lektioner och antecknar i våra skrivhäften.

 

Begreppslista över nya begrepp

• Radioaktiv - Ett radioaktivt ämne som inte är stabilt sägs vara radioaktivt. Atomerna som bygger upp ett radioaktivt ämne kommer förr eller senare att "gå sönder". När atomerna går sönder sänder de ut olika typer av strålning. Radio betyder strålning, så radioaktiv betyder något som sänder ut strålning.
• Atom - En partikel som utgör minsta delen av ett grundämne. Atomer innehåller alltid lika många negativa elektroner som positiva protoner. Atomer är alltid neutralt laddade (antalet positiva laddningar i atomen = antalet negativa laddningar i atomen).
• Jon - En jon bildas då en atom drar till sig eller släpper ifrån sig elektroner. Joner har *inte* lika många protoner som elektroner och är därför antingen positivt eller negativt laddade.
• Joniserande strålning - Gemensamt namn för den strålning som bildas av radioaktiva ämnen (ibland kallas joniserande strålning felaktigt för "radioaktiv strålning"). Ordet "joniserande" kommer från att strålningen innehåller så mycket energi att den kan slå bort elektroner från atomer så att joner bildas.
• Partikelstrålning - En namn för "strålning" som egentligen består av små partiklar som kastats iväg med hög hastighet.
• Alfastrålning - En typ av joniserande strålning som består av två protoner och två neutroner. Det här är en typ av partikelstrålning.
• Betastrålning - En typ av joniserande strålning som består av en elektron. Det här är en typ av partikelstrålning.
• Gammastrålning - En typ av joniserande strålning som består av osynligt ljus med extremt hög frekvens (inte partikelstrålning!)
• Halveringstid - Den tid det tar för antalet atomkärnor att halveras.
• Strålningskälla - Något som sänder ut strålning
• Radiometrisk datering - När man använder radioaktiva ämnen för att ta reda på hur gammalt något är
  
• Masstal - Antalet protoner + antalet neutroner i en atomkärna
• Atomnummer - Antalet protoner i en atomkärna
• Isotop - olika varianter av ett grundämne. T ex Kol-14 är en isotop av kol som innehåller 6 protoner och 8 neutroner, Kol-12 är en annan isotop av kol som innehåller 6 protoner och 6 neutroner.
• Spektrum - Regnbågen är ett exempel på ett spektrum. I regnbågen syns färger från rött till blått. Färgernas ordning i regnbågen (och i spektrumet) är ljusets våglängd. Rött ljus har en längre våglängd än blått ljus.
• Det elektromagnetiska spektrumet - Allt ljus är elektromagnetiska vågor, men det finns även elektromagnetiska vågor som vi inte kan se. Det elektromagnetiska spektrumet visar vilken våglängd olika typer av strålning har.
• Kontinuerligt spektrum - Ett spektrum som innehåller alla våglängder (ser ut ungefär som en bit av en regnbåge)
• Linjespektrum  - Ett spektrum där endast vissa färger finns med (den syns några färgade linjer)
• Absorptionsspektrum - Ett spektrum där det saknas vissa linjer (ser ut som ett kontinuerligt spektrum med några svarta linjer)

 

 

Om Ingressbilden:

Bilden visar en behållare med ett ämne som används inom vården. Ämnet innehåller kol-11, en radioaktiv isotop av kol. Att kol-11-atomer är radioaktiva betyder att atomerna faller sönder av sig själva och sänder ut strålning. Ämnet används inom vården för att undersöka hjärntumörer.

Kol-11 förekommer inte i naturen utan måste tillverkas genom att bombardera kväveatomer med protoner, sedan måste det snabbt användas innan atomerna faller sönder. Kol-11 har en halveringstid på 23 minuter, det betyder att efter 23 min finns hälften av atomkärnorna kvar, efter 23+23=46 min min finns bara 1/4 kvar, efter 23+23+23=69 min finns bara 1/8 kvar. Därför kommer kommer nästan allt kol-11 ha försvunnit ur kroppen några timmar efter undersökningen. Fotograf: Sahehco CC-BY-4.0

 

Läroplansmål

Syfte

• använda kunskaper i fysik för att granska information, kommunicera och ta ställning i frågor som rör energi, teknik, miljö och samhälle,
• genomföra systematiska undersökningar i fysik, och
• 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.
• Aktuella samhällsfrågor som rör fysik.
• 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 forskningsområden inom fysik, till exempel elementarpartikelfysik och nanoteknik.
• De fysikaliska modellernas och teoriernas användbarhet, begränsningar, giltighet och föränderlighet.
• Systematiska undersökningar och hur simuleringar kan användas som stöd vid modellering. Formulering av enkla frågeställningar, planering, utförande och utvärdering.
• Mätningar och mätinstrument och hur de kan kombineras för att mäta storheter, till exempel fart, tryck och effekt. Elektriska sensorer för mätning och registrering av egenskaper hos omgivningen.
• Dokumentation av undersökningar med tabeller, diagram, bilder och skriftliga rapporter, såväl med som utan digitala verktyg.

Uppgifter

Skriftligt prov: Atom och kärnfysik

Se bifogad fil för en läsanvisning inför provet.

Tänk på att det finns material att hämta på Teams i klassens NO-kanal, se fliken "filer".

Läsanvisning prov_ atom- och kärnfysik- ej ljusemission (1).pdf

Labbrapport: Spektrum från olika gaser

På måndag 25/10 genomför vi en labb där du använder en spektrometer för att studera ljuset från olika gaser.

Du skriver sedan en labbrapport om din undersökning enligt den bifogade mallen. För den här labbrapporten jobbar vi bara med Analysen av ditt resultat, du behöver alltså inte skriva någon inledning eller metod.

Laboration-Spektrum.docx