Öra och öga, akustik och optik

Fysik, vecka 34-38

Innehåll

Vi kommer att arbeta med allt som har att göra med öron och ögon. Öronen och ögonen är våra viktigaste verktyg för att uppfatta vår omvärld. Vi utgår från bilder över hur öronen och ögonen är uppbyggda, utifrån det går vi igenom vad ljud och ljus är för något. Vi tar reda på hur elektromagnetiska och mekaniska vågrörelser med hjälp av våra sinnesorgan blir till syn- och hörselintryck i hjärnan.

Varför låter gitarrens olika strängar annorlunda? Varför är starka ljud skadliga för örat? Varför ser vi färger? Varför kan vissa typer av ljus vara farligt? Varför blir föremål större när vi använder en kikare? 

Dessa frågor kommer vi förhoppningsvis få svar på under de kommande veckorna.

Undervisningen i fysik skall behandla följande centrala innehåll:

• hur ljud bildas och sprids
• varför vi ser blixten före vi hör mullret från åskan
• vad som menas med ultraljud och infraljud
• skillnaden mellan frekvens och ljudnivå
• vad resonans är för någonting
• örats funktion
• balansorganet, samverkan mellan olika sinnen
• risker med höga ljudnivåer, tinnitus och hörselnedsättningar

• hur ljus reflekteras i olika slags speglar
• hur ljus bryts i olika slags linser
• hur vi kan se olika färger
• olika former av elektromagnetisk strålning
• hur optiska redskap som kikare och glasögon fungerar
• ögats funktion

Viktiga begrepp inom optik och akustik

Öra

Trumhinna

Hammaren, städet och stigbygeln

Snäckan

Frekvens

Ljudnivå

Toner

Buller

Resonans

Öga

Lins

Näthinna

Tappar och stavar

Konkav och konvex

Reflektion

Brännpunkt

Brytning

Spektrum

Undervisningen

• genomgångar av de viktigaste momenten för alla
• praktiska experiment inom områderna
• se några relevanta filmer inom området
• instuderingfrågor till texten

Redovisning och Bedömning

• Inlämningsuppgifter
• Praktiska uppgifter
• Muntiliga diskussionsuppgifter.

• Skriftligt eller muntligt prov

Läroplanskopplingar

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

• Ljusets utbredning från vanliga ljuskällor och hur detta kan förklara ljusområdens och skuggors form och storlek samt hur ljus uppfattas av ögat.
• 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.
• Hur ljud uppstår, breder ut sig och kan registreras på olika sätt. Ljudets egenskaper och ljudmiljöns påverkan på hälsan.
• Systematiska undersökningar och hur simuleringar kan användas som stöd vid modellering. Formulering av enkla frågeställningar, planering, utförande och utvärdering.
• Dokumentation av undersökningar med tabeller, diagram, bilder och skriftliga rapporter, såväl med som utan digitala verktyg.

Uppgifter

Optik och akustik (C- och A-uppgifter, frivilliga)

Inlämningsuppgift Unikum Gör minst två av uppgifterna, motivera dina svar väl. Lycka till! 1) Tidigare använde vi i stor utsträckning elektriska kopparledningar för att överföra information. Idag ersätts dessa i allt större utsträckning av optiska fibrer. Samtidigt utbyter vi mycket information med hjälp av elektromagnetiska vågor (radio- och mikrovågor). Vilka fördelar finns med att använda optiska fibrer jämfört med de andra alternativen? Motivera ditt svar. 2) Linser har använts sedan 1200-talet och hör till en av våra mest betydelsefulla uppfinningar. Ge exempel på en uppfinning som innehåller linser och beskriv dess betydelse för människan. 3) Buller är idag ett stort samhällsproblem, till exempel inom industrin, vid husbyggen samt vid motorvägar. Ge några exempel på hur vi kan göra för att minska bullernivåerna i vårt samhälle. 4) Ljudet från en tung lastbil kan ha ljudstyrkan 100 dB medan ljudet från ett tåg kan motsvara 110 dB. Hur upplever våra öron dessa ljud i förhållande till varandra? Beskriv även hur Decibelskalan är utformad.