Fysik 1a: Modern fysik och kärnfysik

Modern fysik är ett samlingsnamn som används för den fysik som presenterades på 1900-talet. Begreppet ”modern” syftar till att fysiken inte enbart baseras på Newtons mekanik. För att klassas som modern fysik bör teorierna innehålla delar från antingen kvantfysik eller från Einsteins relativitetsteorier, eller från båda dessa teorier. Kvantfysik eller kvantteori, är en övergripande teori inom den moderna fysiken och även inom kemin. Den formulerades under 1900-talets första hälft och är en framgångsrik beskrivning av materiens och energins beteende i mikrokosmos. Kvantmekaniska effekter märks oftast inte på makroskopisk nivå, men för att beskriva system som atomer, metaller, molekyler och subatomära system är kvantmekaniken nödvändig.

Vad?

Atom historia, Kvanthypotesen, Röntgenstrålning, Radioaktivitet, Kärnfysik, Relativitetsteori och standardmodell 

 

Hur?

Arbete med boken Ergo, Kapitel 10-12

Filmer och diskussioner

Skriftliga uppgiften (inlämning via classroom) med redovisning 

 

Bedömning: 

Redovisning

 

 

När?

Planering: fem veckor arbete

Läroplanskopplingar

Centralt innehåll

• Orientering om Einsteins beskrivning av rörelse vid höga hastigheter: Einsteins postulat, tidsdilatation och relativistisk energi.
• Orientering om aktuella modeller för beskrivning av materiens minsta beståndsdelar och av de fundamentala krafterna samt om hur modellerna har vuxit fram.
• Kärnenergi: atomkärnans struktur och bindningsenergi, den starka kraften, massa-energiekvivalensen, kärnreaktioner, fission och fusion.
• Radioaktivt sönderfall, joniserande strålning, partikelstrålning, halveringstid och aktivitet.
• Orientering om elektromagnetisk strålning och ljusets partikelegenskaper.
• Växelverkan mellan olika typer av strålning och biologiska system, absorberad och ekvivalent dos. Strålsäkerhet.
• Tillämpningar inom medicin och teknik.
• Hur modeller och teorier utgör förenklingar av verkligheten och kan förändras över tid.
• Det experimentella arbetets betydelse för att testa, omvärdera och revidera hypoteser, teorier och modeller.
• Ställningstaganden i samhällsfrågor utifån fysikaliska förklaringsmodeller, till exempel frågor om hållbar utveckling.

Kriterier

• Eleven redogör utförligt och nyanserat för innebörden av begrepp, modeller, teorier och arbetsmetoder från vart och ett av kursens olika områden. Eleven använder dessa med säkerhet för att söka svar på frågor samt för att beskriva och generalisera kring fysikaliska fenomen och samband. Utifrån några exempel redogör eleven utförligt och nyanserat för hur fysikens modeller och teorier utvecklas. Eleven värderar också modellers giltighet och begränsningar med nyanserade omdömen.
• Eleven redogör utförligt för innebörden av begrepp, modeller, teorier och arbetsmetoder från vart och ett av kursens olika områden. Eleven använder dessa med viss säkerhet för att söka svar på frågor samt för att beskriva och exemplifiera fysikaliska fenomen och samband. Utifrån några exempel redogör eleven utförligt för hur fysikens modeller och teorier utvecklas. Eleven värderar också modellers giltighet och begränsningar med enkla omdömen.
• Eleven redogör översiktligt för innebörden av begrepp, modeller, teorier och arbetsmetoder från vart och ett av kursens olika områden. Eleven använder dessa med viss säkerhet för att söka svar på frågor samt för att beskriva och exemplifiera fysikaliska fenomen och samband. Utifrån något exempel redogör eleven översiktligt för hur fysikens modeller och teorier utvecklas. Eleven värderar också modellers giltighet och begränsningar med enkla omdömen.
• Eleven identifierar, analyserar och löser komplexa problem i bekanta och nya situationer med gott resultat. Detta gäller såväl i det teoretiska som i det praktiska arbetet. I arbetet formulerar eleven relevanta hypoteser och formulerar med säkerhet komplexa egna frågor. Eleven planerar och genomför efter samråd med handledare experiment och observationer på ett tillfredsställande sätt. Dessutom hanterar eleven material och utrustning på ett säkert sätt. Vidare tolkar eleven sina resultat, utvärderar sina metoder med nyanserade omdömen och motiverar sina slutsatser med välgrundade och nyanserade resonemang. Vid behov föreslår eleven också förändringar.
• Eleven identifierar, analyserar och löser komplexa problem i bekanta situationer med tillfredsställande resultat. Detta gäller såväl i det teoretiska som i det praktiska arbetet. I arbetet formulerar eleven relevanta hypoteser och formulerar med viss säkerhet egna frågor. Eleven planerar och genomför efter samråd med handledare experiment och observationer på ett tillfredsställande sätt. Dessutom hanterar eleven material och utrustning på ett säkert sätt. Vidare tolkar eleven sina resultat, utvärderar sina metoder med enkla omdömen och motiverar sina slutsatser med välgrundade resonemang.
• Eleven identifierar, analyserar och löser enkla problem i bekanta situationer med tillfredsställande resultat. Detta gäller såväl i det teoretiska som i det praktiska arbetet. I arbetet formulerar eleven relevanta hypoteser och formulerar med viss säkerhet enkla egna frågor. Eleven planerar och genomför i samråd med handledare experiment och observationer på ett tillfredsställande sätt. Dessutom hanterar eleven material och utrustning på ett säkert sätt. Vidare tolkar eleven sina resultat, utvärderar sina metoder med enkla omdömen och motiverar sina slutsatser med enkla resonemang.
• Eleven diskuterar utförligt och nyanserat komplexa frågor som rör fysikens betydelse för individ och samhälle. I diskussionerna för eleven fram välgrundade och nyanserade argument och redogör utförligt och nyanserat för konsekvenser av flera tänkbara ställningstaganden. Eleven föreslår också nya frågeställningar att diskutera.
• Eleven diskuterar utförligt frågor som rör fysikens betydelse för individ och samhälle. I diskussionerna för eleven fram välgrundade argument och redogör utförligt för konsekvenser av något tänkbart ställningstagande.
• Eleven diskuterar översiktligt frågor som rör fysikens betydelse för individ och samhälle. I diskussionerna för eleven fram enkla argument och redogör översiktligt för konsekvenser av något tänkbart ställningstagande.
• Eleven använder med säkerhet ett naturvetenskapligt språk och anpassar till stor del sin kommunikation till syfte och sammanhang. Dessutom använder eleven olika typer av källor och gör välgrundade och nyanserade bedömningar av informationens och källornas trovärdighet och relevans.
• Eleven använder med viss säkerhet ett naturvetenskapligt språk och anpassar till stor del sin kommunikation till syfte och sammanhang. Dessutom använder eleven olika typer av källor och gör välgrundade bedömningar av informationens och källornas trovärdighet och relevans.
• Eleven använder med viss säkerhet ett naturvetenskapligt språk och anpassar till viss del sin kommunikation till syfte och sammanhang. Dessutom använder eleven olika typer av källor och gör enkla bedömningar av informationens och källornas trovärdighet och relevans.
• När eleven samråder med handledare bedömer hon eller han med säkerhet den egna förmågan och situationens krav.
• När eleven samråder med handledare bedömer hon eller han med viss säkerhet den egna förmågan och situationens krav.