Atom & kärnfysik samt energianvändning MP 20-21

Samhällets energiförsörjning är en framtidsfråga där fysiken har en central roll med viktiga kunskaper för att skapa en hållbar utveckling. I detta arbete ställs olika frågor. Hur påverkar människan, miljön och klimatet varandra? Vilket energislag kommer att ge värme i svenska hus? Hur fungerar en elmotor och en generator? Först kommer vi att gå igenom hur vi får elenergi i Sverige för att sen gå vidare till atom och kärnfysiken

Arbetsområdets namn

Atom och kärnfysik samt energi

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.

Undervisningens innehåll

Hela vår värld är uppbyggd av atomer. Massa kan omvandlas till energi, enligt Einsteins berömda formel E = mc². Atomkärnan, där den mesta av massan är samlad, innehåller massor av energi. Omvandlingen av atomkärnornas massa till energi har vi lärt oss utnyttja i kärnkraftverk. Energin från dessa små partiklar kan också göra enorm skada. Du har kanske sett det svampliknande molnet från en atombomb. Vi börjar det här arbetsområdet med att studera atombomber och provsprängningar. Sedan tittar vi närmare på atomfysik, kärnkraft, strålningsfysik och biologiska verkningar av olika typer av strålning.

Vi människor är beroende av energi. Vi behöver elenergin i uttagen, till exempel för att få värme eller laga och kyla mat.

Men varifrån kommer den elektriska energin? Och vad är egentligen energi? Kan vi lagra energi? Hur använder vi energi idag, hur gjorde vi förr och hur kommer vi att göra i framtiden? Alla dessa frågor ska vi diskutera i det här arbetsområdet.

Tid

v.46-v.7

Detta ska du kunna

• 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.

Arbetssätt

Genomgångar

Samtal och diskussioner

Läsa vetenskapliga texter inom området

Laborationer

Skriftlig inlämningsuppgift

Skriftligt prov?

Detta kommer att bedömas

Skriftlig inlämningsuppgifter

Aktiviteter under lektioner

Genomförande av undersökningar

Diskussioner och Presentationer

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

• Energins flöde från solen genom naturen och samhället. Några sätt att lagra energi. Olika energislags energikvalitet samt deras för- och nackdelar för miljön.
• Elproduktion, eldistribution och elanvändning i samhället.
• Försörjning och användning av energi historiskt och i nutid samt tänkbara möjligheter och begränsningar i framtiden.
• Fysikaliska modeller för att beskriva och förklara jordens strålningsbalans, växthuseffekten och klimatförändringar.
• 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.
• Sambanden mellan spänning, ström, resistans och effekt i elektriska kretsar och hur de används i vardagliga sammanhang.
• Sambandet mellan elektricitet och magnetism och hur detta kan utnyttjas i vardaglig elektrisk utrustning.
• 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.
• 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.
• Sambandet mellan fysikaliska undersökningar och utvecklingen av begrepp, modeller och teorier.
• Dokumentation av undersökningar med tabeller, diagram, bilder och skriftliga rapporter, såväl med som utan digitala verktyg.
• Källkritisk granskning av information och argument som eleven möter i olika källor och samhällsdiskussioner med koppling till fysik, såväl i digitala som i andra medier.

Kriterier

• 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.
• I diskussionerna ställer eleven frågor och framför och bemöter åsikter och argument på ett sätt som till viss del för diskussionerna framåt.
• Eleven kan söka naturvetenskaplig information och använder då olika källor och för enkla och till viss del underbyggda resonemang om informationens och källornas trovärdighet och relevans.
• Eleven kan använda informationen på ett i huvudsak fungerande sätt i diskussioner och för att skapa enkla texter och andra framställningar med viss anpassning till syfte och målgrupp.
• Eleven kan genomföra undersökningar utifrån givna planeringar och även bidra till att formulera enkla frågeställningar och planeringar som det går att arbeta systematiskt utifrån.
• I undersökningarna använder eleven utrustning på ett säkert och i huvudsak fungerande sätt.
• Eleven kan jämföra resultaten med frågeställningarna och drar då enkla slutsatser med viss koppling till fysikaliska modeller och teorier.
• Eleven för enkla resonemang kring resultatens rimlighet och bidrar till att ge förslag på hur undersökningarna kan förbättras.
• Dessutom gör eleven enkla dokumentationer av undersökningarna med tabeller, diagram, bilder och skriftliga rapporter.
• Eleven har grundläggande kunskaper om energi, materia, universums uppbyggnad och utveckling och andra fysikaliska sammanhang och visar det genom att ge exempel och beskriva dessa med viss användning av fysikens begrepp, modeller och teorier.
• Eleven kan föra enkla och till viss del underbyggda resonemang där företeelser i vardagslivet och samhället kopplas ihop med krafter, rörelser, hävarmar, ljus, ljud och elektricitet och visar då på enkelt identifierbara fysikaliska samband.
• Eleven använder fysikaliska modeller på ett i huvudsak fungerande sätt för att beskriva och ge exempel på partiklar och strålning.
• Dessutom för eleven enkla och till viss del underbyggda resonemang kring hur människa och teknik påverkar miljön och visar på 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.