9789140685278

I Synpunkt-serien ingår även kursböckerna Synpunkt 1a1 (Nk 1a1, 50 p) för yrkesförberedande program och Synpunkt 1b (Nk 1b, 100 p) för studieförberedande program.

Dessutom ingår webbtjänster till kursböckerna.

Läs mer på www.gleerups.se.

Omslag_Synpunkt_2.indd 1

2

Naturkunskap 2 100 p

Anders Henriksson

Anders Henriksson

Anders Henriksson har undervisat i naturkunskap, biologi och kemi på gymnasieskolan i ca 20 år. Nu arbetar Anders som läromedelsförfattare och naturfotograf.

Han har samarbetat med Gleerups sedan 1994, vilket har resulterat i flera kända läromedel i naturkunskap, biologi och kemi.

Synpunkt

Naturkunskap 2 100 p

Boken har följande kapitelindelning: 1 Vetenskapligt perspektiv 2 Vår plats i universum 3 Människan och kemin 4 Kol och kolföreningar 5 Evolution 6 Cellen i funktion 7 Kroppen i funktion 8 Forskning och konsekvens

Synpunkt 2

Synpunkt 2 är kursbok till gymnasiekursen Naturkunskap 2 (100 p) och anpassad till Gy11.

2013-06-04 14:40

INNEHÅLL 1 Vetenskapligt perspektiv ...................... 6 En vetenskap växer fram .................................. 7 Utblick – Dominanta och recessiva ....... 14 Vetenskapligt arbete .................................... 16 Sammanfattning .................................... 20 Testa dig själv ........................................ 21

Vatten ......................................................... 70 Syror och baser ........................................... 72 Utblick – Surt regn urlakar marken ....... 75 Materia och energi ...................................... 76 Utblick – Einstein tänkte annorlunda .... 76 Sammanfattning del 2 ............................ 77 Testa dig själv ........................................ 78

2 Vår plats i universum ........................... 22 Människan och universum .......................... 23 Utblick – Hur stor är jorden? ................ 24 Utblick – Något om satelliter ................. 27 Från Big Bang till dig .................................. 29 Utblick – Liv i universum ...................... 31 Sammanfattning ................................... 32 Testa dig själv ....................................... 33

4 Kol och kolföreningar ......................... 80 Tron på en livskraft .................................... 81 Material av enbart kol ................................ 82 Kolväten ..................................................... 84 Utblick – Bensin .................................... 87 Utblick – Ämnen med bensenringar ...... 91 Alkoholer ................................................... 92 Utblick – Destillation ............................... 94 Organiska syror .......................................... 96

3 Människan och kemin .......................... 34 Kemi nu och då .......................................... 35 Tidiga tankar om materia ........................... 36 Den moderna kemin föds ........................... 37 Atommodellens utveckling .......................... 40 Utblick – Ofattbart små partiklar ......... 43 Det periodiska systemet .............................. 46 Rent ämne eller blandning .......................... 50 Reaktioner ger nya ämnen .......................... 51 Ädelgasstruktur .......................................... 52

Estrar .......................................................... 97 Lipider ........................................................ 98 Kolhydrater .............................................. 100 Utblick – Kläder av cellulosa ................ 104 Proteiner ................................................... 105 Kolets kretslopp ........................................ 106 Energiflöden ............................................. 107 Sammanfattning .................................. 108 Testa dig själv ...................................... 109

Sammanfattning del 1 ............................ 53

5 Evolution ............................................... 110

Joner och salter .......................................... 54

Utveckling utan mål .................................. 111

Molekyler ................................................... 56

DNA och gener ......................................... 112

Jordskorpans innehåll ................................. 62

Selektion av arvsanalag ............................. 118

4

Synpunkt2 inlaga.indb 4

2013-06-04 16:05

Nya arter .................................................. 120

Allergier .................................................... 202

Mikro- och makroevolution ..................... 122

Blodgrupper .............................................. 204

Spår av makroevolutionen ........................ 123

Sammanfattning del 2 ......................... 206

Sammanfattning del 1 ......................... 128

Utsöndring ................................................ 207

En livlös planet får liv ............................... 129

Huden ...................................................... 210

Syre och flercelligt liv ................................ 133

Skelettet .................................................... 212

Människans utveckling ............................. 138

Musklerna ................................................ 215

Utblick – Människan och språket ........ 142

Sammanfattning del 3 ......................... 217

Utblick – DNA avslöjar ursprunget ..... 143

Nervsystemet ............................................ 218

Sammanfattning del 2 ......................... 145

Våra sinnen .............................................. 228

Testa dig själv ...................................... 146

Hormonsystemet ...................................... 235 Utblick – Stress ................................... 237

6 Cellen i funktion ................................. 148 Livets minsta enhet ................................... 149 Olika men ändå lika ................................. 150

Könsorgan och graviditet .......................... 240 Sammanfattning del 4 ......................... 243 Testa dig själv ..................................... 244

Utblick – Mikroskop för olika behov .. 151 Ämnestransport ........................................ 153

8 Forskning och konsekvens ............... 248

Celldelning och tumörer ........................... 157

Datorernas utveckling ............................. 249

Sammanfattning .................................. 160

Kärnkraft .................................................. 250

Testa dig själv ...................................... 161

Bioteknik .................................................. 254 Utblick – HeLa-celler .......................... 255

7 Kroppen i funktion ............................. 162 Personkemi .................................................... 163

Sammanfattning ................................. 258 Testa dig själv ..................................... 259

Allt för dina celler ..................................... 164 Kroppens arbetsenheter ............................ 166 Matspjälkning .......................................... 168 Utblick – I symbios med bakterier ....... 175

Register .................................................. 260 Bildförteckning ..................................... 264

Andning .................................................... 176 Sammanfattning del 1 ......................... 182 Blodkärlssystemet ..................................... 183 Lymfan och lymfkärlen ............................. 193 Blodet ....................................................... 194 Immunsystemet ......................................... 197 Utblick – Smittkoppor och vaccin ....... 201

5

Synpunkt2 inlaga.indb 5

2013-06-04 16:05

Vår plats i universum

När en stor stjärna ”dör” sker en dramatisk explosion då materia slungas ut och ger upphov till ett lysande moln, en nebulosa. Ur detta moln kan nya stjärnor och planeter bildas. Bilden visar den berömda Orionnebulosan.

22

Synpunkt2 inlaga.indb 22

2013-06-04 16:06

Syfte och mål Syften i ämnesplanen Utveckla förmågan att använda kunskap om naturvetenskap för att diskutera, göra ställningstaganden och formulera olika handlingsalternativ.

Utveckla kunskaper om de naturvetenskapliga teoriernas betydelse för samhällens framväxt och för människans världsbild.

Mål i kapitlet Få ett idéhistoriskt perspektiv på människans kunskap om solsystemet och universum.

Få inblick i universums och himlakroppars utveckling samt känna till det kosmiska kretsloppet.

Människan och universum Stjärnhimlen har alltid väckt nyfikenhet och obesvarade frågor. I skiftande historiska kulturer har människor även haft praktisk användning av himlakropparna. Stjärnkartor har hjälpt människor att navigera. Lägesbeskrivningar av månen, solen och stjärnorna har fungerat som almanackor osv.

Människor har ägnat sig åt astrologi i fl era tusen år. Denna spådomskonst bygger på uppfattningen att vår personlighet och våra liv påverkas av stjärnor, planeter och andra himlakroppar. Den västerländska astrologin utvecklades troligen för ca 4000 år sedan i det forntida riket Babylonien (i nuvarande södra Irak). Den traditionella astrologin grundar sig på avancerade beräkningar och studier av himlakroppars positioner. Fram till modern tid i Europa tillämpades astrologin främst på händelser som rörde hela riken och deras ledare.

Att förutsäga ”vanliga medborgares” levnadsöden med ledning av himlakroppars positioner vid födseln (att upprätta horoskop), är en ganska modern företeelse.

Astrologin saknar vetenskapligt stöd och klassas idag som pseudovetenskap. Vetenskapen om himlakropparna och universum heter astronomi. Under lång tid var astronomin nära förknippad med astrologiska och religiösa traditioner. Som exempel kan vi nämna att den kände astronomen Johannes Kepler (se sidan 26) var anställd som både hovmatematiker, astronom och astrolog i Prag under tidigt 1600-tal. Därmed var han både vetenskapsman och skyldig att upprätta horoskop åt kejsaren inför viktiga beslut.

En offerplats till solen i inkafolkets rike i nuvarande Peru.

Under hela världshistorien har människor dyrkat solen. I t.ex. den nordiska mytologin personifieras solen av en gudinna som heter just Sol och i den egyptiska mytologin heter solguden Ra.

23

Synpunkt2 inlaga.indb 23

2013-06-04 16:06

Jorden är ett klot En av antikens många kända filosofer hette Pythagoras (ca 580 – 500 f.Kr.). Han kom från Grekland och grundade senare en filosofskola i Italien där man bl.a. gjorde matematiska framsteg. Vi känner igen filosofens namn i ”Pythagoras sats” som beskriver sambandet mellan sidornas längder i en rätvinklig triangel.

Pythagoras ansåg att klotet och cirkeln var de mest fullkomliga geometriska figurerna. Han menade också att himlakropparna var gudomliga. Därför drog han slutsatsen att t.ex. jorden, månen och solen var formade som klot och att deras rörelser följde cirkelformade banor.

Utblick Hur stor är jorden?

En av de första någorlunda riktiga beräkningarna av jordens storlek gjordes av Eratosthenes (276 – 194 f.Kr.) som bodde i Alexandria i norra Egypten.

Eratosthenes visste exakt när solen stod i zenit i staden Syene (nuvarande Assuan) som låg 850 km söder om Alexandria. Det var känt genom att solen vid det tillfället lyste rakt ner i en djup brunn i Syene. Vid samma tidpunkt studerade Eratosthenes skuggan av en lodrät stav som stack upp från marken i Alexandria. Skuggan, staven och den tänkta solstrålen bildade en rätvinklig triangel enligt bilden till höger.

Vinkeln v1 i triangeln bestämdes till 7,2°.

Eftersom solstrålarna mot jorden kan antas vara parallella är vinkeln v2 också 7,2°.

7,2° är 1/50 av ett helt varv (360°). Det innebär att jordens omkrets är 50 gånger större än avståndet mellan Syene och Alexandria. Jordens omkrets beräknades alltså till 50 850 km = 42500 km. Det är bara ca 5 % för mycket.

.

24

Synpunkt2 inlaga.indb 24

solstrålar

stav i Alexandria

v1 brunn i Syene

v2

jordens medelpunkt

Eratosthenes beräkning av jordens omkrets.

Vinkeln v1 = v2 = 7,2°.

7,2° är 1/50 av ett helt varv (360°).

Avståndet Syene – Alexandria uppmättes av en löpare till 850 km.

Jordens omkrets: 50 850 km = 42 500 km

.

2 – Vår plats i universum

2013-06-04 16:06

Jorden i centrum Aristoteles (se sidan 8) var en av de filosofer i antikens Grekland som ansåg att månen, solen och stjärnorna rörde sig i cirkelrunda banor runt jorden. Han hade vad man kallar en geocentrisk världsbild, dvs. en bild av världen med jorden i centrum. I Europa dominerade denna världsbild ända fram till 1600-talet. Filosofer som Aristoteles kom nämligen att prägla kyrkan, vilket bidrog till att få ifrågasatte den geocentriska världsbilden.

Solen i centrum Naturvetenskap har betydelse för hur människans världsbild förändras. Som exempel på detta ska vi presentera några historiska personer som medverkade till att den geocentriska världsbilden övergavs.

Nicolaus Kopernikus (1473 – 1543).

Nicolaus Kopernikus Polacken Nicolaus Kopernikus (1473 – 1543) analyserade himlakropparnas rörelser med hjälp av matematik och kom fram till att solen borde vara universums centrum. Kopernikus föreslog att jorden rörde sig kring solen på ett år och att jorden roterade ett varv kring sin axel på ett dygn. Idag tycker vi att detta är självklart, men på 1500-talet var det en djärv hypotes. Kopernikus höll inne med sina slutsatser på grund av respekt för kyrkan, men blev till sist övertalad att publicera dem. Det skedde år 1543, samma år som Kopernikus dog. En världsbild med solen i centrum sägs vara heliocentrisk (helios = sol).

Tycho Brahe Under senare delen av 1500-talet fick den skånske astronomen och astrologen Tycho Brahe (1546 – 1601) i uppdrag av den danske kungen att bygga ett observatorium på ön Ven i Öresund. Det blev en av dåtidens största och bäst utrustade anläggning för att studera himlakroppar. Där gjorde Brahe mycket noggranna mätningar av himlakropparnas positioner, trots att han saknade kikare.

Brahe observerade även kometer. Jämfört med planeter är kometer små himlakroppar som kretsar i utdragna banor runt solen. Brahe insåg att kometer rör sig på stora och varierande avstånd från solen och jorden. Detta stred mot de cirkelrunda banor som bl.a. Aristoteles beskrev. Trots att Brahes observationer kom att stödja den heliocentriska världsbilden, ville han aldrig erkänna denna fullt ut.

2 – Vår plats i universum

Synpunkt2 inlaga.indb 25

Tycho Brahes observatorium på ön Ven i Öresund. Brahe byggde stora instrument som gjorde det möjligt att mäta planeters och stjärnors positioner med mycket stor noggrannhet.

Han konstaterade bl.a. att stjärnornas positioner förändrades långsamt och därför måste de befinna sig mycket långt från jorden jämfört med Mars och övriga planeter.

25

2013-06-04 16:06

Johannes Kepler planet B

A

brännpunkt sol C

Kepler visade att varje planet rör sig i en elliptisk bana runt solen. Solen finns i ellipsens ena brännpunkt. (I verkligheten är planeternas banor mindre utdragna än vad figuren antyder.) Kepler formulerade även lagar för planeternas hastigheter och omloppstider. Han kom bl.a. fram till att den tänkta linjen mellan solen och en planet sveper på lika långa tider över lika stora areor, t.ex. areorna A, B och C i figuren. Det betyder att en planet rör sig fortast när den är nära solen.

I början av 1600-talet tog den tyske astronomen Johannes Kepler (1571 – 1630) del av Tycho Brahes mätresultat.

Med hjälp av detta material, och genom egna observationer av främst planeten Mars, kunde Kepler formulera lagar för planeternas rörelser (se bilden intill). Kepler insåg bl.a. att planeterna rör sig i ellipsformade banor runt solen. Därmed hade Kepler slopat både uppfattningen att jorden vilar i centrum och tron på cirkelrunda banor.

Galileo Galilei Italienaren Galileo Galilei (1564 – 1642) står för ett naturvetenskapligt nytänkande. Han krävde att all vetenskap skulle baseras på mätresultat och fakta från experiment och observationer. Han nöjde sig inte med abstrakta spekulationer.

Galilei lär ha varit först med att studera himlakropparna med hjälp av kikare. Han utvecklade kikaren och kunde t.ex. se att månen hade berg. Han såg också Jupiters fyra största månar och hur dessa kretsade runt jätteplaneten. Det var alltså uppenbart att jorden inte utgjorde centrum för alla himlakroppars rörelser.

När Galilei presenterade stöd för den heliocentriska världsbilden kom han i onåd hos kyrkan. Galilei ställdes inför den katolska inkvisitionen och dömdes till livstids husarrest. Dessutom tvingades han avsäga sig all tro på att jorden inte utgjorde centrum av universum.

Domen upphävdes först år 2000.

Isaac Newton

Isaac Newton (1642 – 1727).

26

Synpunkt2 inlaga.indb 26

Under senare delen av 1600-talet bidrog engelsmannen Isaac Newton (1642 – 1727) med nya förklaringar till planeternas rörelser runt solen. Newton hävdade att alla föremål påverkar varandra med en sorts dragningskraft som kallas gravitation (= tyngdkraft). Kraften är stor mellan föremål som har stor massa (som väger mycket) och kraften ökar om föremålen närmar sig varandra.

Det är gravitationen mellan t.ex. jorden och solen som håller kvar jorden i en omloppsbana runt solen. Utan denna kraft hade jorden rört sig rakt fram utan att ändra riktning. Om det nu finns en dragningskraft mellan solen och jorden, varför faller då inte jorden ”ner” på solen? Jo, det beror på att jorden har en rörelse som gör att den hela tiden ”missar” solen. Se utblicken på nästa sida.

2 – Vår plats i universum

2013-06-04 16:06

Utblick Något om satelliter Tänk dig att du står överst på ett mycket högt torn och kastar en sten. Kastet blir längre ju hårdare du kastar, dvs. ju större utgångshastighet stenen får.

På bilden till höger visas tre teoretiska kastbanor från tornet. Kastbana A visar stenens bana efter det lösaste utkastet.

Kunde du kasta stenen så att den fick hastigheten 7 km/s (ca 25 000 km/h) skulle den gå nästan ett varv runt jorden innan den föll ner. Överskrids denna hastighet något följer stenen kastbana C i figuren till höger. Vi ser att stenen hamnar i en omloppsbana runt jorden och blir därmed en satellit. Även satelliten påverkas av jordens gravitation, men med rätt avpassad hastighet blir ”kastbanans” krökning lika stor som jordytans.

En satellit som rör sig alltför nära jorden kommer dock att falla ner till jordytan efter ett tag. Det beror på att satelliten bromsas av luftmotståndet i atmosfären. För att en satellit ska stanna kvar i sin omloppsbana runt jorden måste den därför skjutas ut utanför atmosfären. Där påverkas den

A

B C

Jorden

A, B och C är tre tänkta ”kastbanor” som en sten får efter tre olika hårda utkast från ett högt torn.

inte av luftmotstånd, utan behåller den fart den en gång har fått.

Om man accelererar en satellit så att hastigheten överskrider ca 11 km/s, övervinner den jordens dragningskraft och fortsätter ut i rymden bort från jorden.

Planeter betraktas som satelliter till stjärnor och följer samma fysikaliska lagar som satelliter kring jorden.

Den internationella rymdstationen ISS har hastigheten 7,8 km/s och hinner ca 17 varv runt jorden under ett dygn. Personalen på rymdstationen har bl.a. utfört olika experiment i tyngdlöst tillstånd.

2 – Vår plats i universum

Synpunkt2 inlaga.indb 27

27

2013-06-04 16:06

Andromedagalaxen är en av Vintergatans galaxgrannar. Man kan faktiskt se den med blotta ögat från norra halvklotet, trots att den befinner sig 2 miljarder ljusår från jorden.

En galax kan innehålla hundratals miljarder stjärnor. Om du räknar en stjärna i sekunden tar det över 3000 år innan du kommer till 100 miljarder.

Solen är inte unik Under 1600-talet väcktes medvetenheten om att solen är en stjärna bland andra stjärnor i världsrymden. När detta stod klart tvingades man begränsa den heliocentriska världsbilden till att gälla vårt eget solsystem, dvs. till solen med sina planeter. Astronomerna insåg med andra ord att solen inte var centrum för hela universum.

Stjärnor är samlade i galaxer En galax är en samling av stjärnor. Solen och hundratals miljarder andra stjärnor bildar tillsammans en diskusformad galax som vi kallar Vintergatan. Eftersom vi befinner oss inne i galaxen ser vi en del av Vintergatan som ett ljust stråk på natthimlen.

Redan på 1700-talet framfördes tanken att det finns mängder av andra galaxer utanför Vintergatan. Det var dock först på 1900-talet som astronomerna lyckades bekräfta denna hypotes.

En av våra galaxgrannar heter Andromedagalaxen. Den är det mest avlägsna astronomiska objektet man kan se med blotta ögat.

Ofantliga avstånd De långa avstånden i rymden mäts i ljusår. Ett ljusår är den sträcka ljuset hinner på ett år. Som en jämförelse kan nämnas att ljuset hinner färdas från solen till jorden på 8 minuter.

Avståndet till solens närmaste stjärngranne i Vintergatan är 4 ljusår. Det vi upplever av den stjärnan idag är hur den var för fyra år sedan. När du vänder blicken mot stjärnorna ser du tillbaka i tiden.

28

Synpunkt2 inlaga.indb 28

2 – Vår plats i universum

2013-06-04 16:06

Från Big Bang till dig Astronomerna ser att avståndet mellan galaxerna i universum ökar.

Det innebär att universum växer. Man kan räkna baklänges på tillväxttakten och komma fram till en tidpunkt då allt som finns i universum var samlat på ett och samma ställe. Så bör det ha varit för ca 14 miljarder år sedan. Flertalet forskare anser att universum började växa ur detta ”koncentrerade” tillstånd genom en plötslig händelse som vi kallar Big Bang. I samband med Big Bang lär inte bara materia ha uppkommit utan även rum och tid. Med denna utgångspunkt blir frågor om vad som finns utanför universum meningslösa. Enligt teorin existerar ju bara utrymme i universum.

I takt med att universum utvidgades och svalnade kunde energi omvandlas till materia. Troligen uppstod protoner, neutroner och elektroner redan under den första sekunden efter Big Bang. Senare slog sig dessa partiklar samman så att det bildades atomer. Det blev i första hand väte- och heliumatomer. Väte och helium är ju de båda grundämnen som har minst atomer. Det är också de vanligaste grundämnena i universum.

Med tiden uppstod ojämnheter i fördelningen av universums materia. På vissa ställen drogs materia ihop och packades på grund av gravitationen. Det uppstod himlakroppar där tätheten och trycket var så stort att kärnreaktioner startade. I första hand förenades vätekärnor under bildning av heliumkärnor. Samtidigt frigjordes energi så att himlakropparna utstrålade värme och ljus. Det bildades med andra ord stjärnor.

2 – Vår plats i universum

Synpunkt2 inlaga.indb 29

Om universum innehåller så många stjärnor och galaxer som vi tror, kunde man förvänta sig en ljus natthimmel. Åt vilket håll man än ser borde nämligen blicken hamna på en stjärna, nära eller ofantligt långt borta. Varför är då natthimlen till största delen svart? Mörkret beror på att universum och galaxerna har existerat under begränsad tid. Ljuset från de mer avlägsna galaxerna har helt enkelt inte hunnit nå fram till jorden.

29

2013-06-04 16:06

Stjärnor föds och dör

Denna amerikanska ”robot” har placerats på Mars där den bl.a. borrar och analyserar innehållet i marken.

Ett syfte är att undersöka förekomsten av flytande vatten och eventuella spår av mikroskopiska livsformer. Bilden togs hösten 2012.

Venus

Det bildas ständigt nya stjärnor. Stjärnan solen bildades för ”bara” cirka fem miljarder år sedan. Det tog flera miljoner år för solen att födas ur ett gasmoln, en så kallad nebulosa, i rymden. Vi vet att solen utstrålar energi som frigörs då vätekärnor slår sig samman och bildar heliumkärnor (energin frigörs genom fusion, se Synpunkt 1b).

Jorden och de andra planeterna som kretsar kring solen bildades av material som ”blev över” i samband med solens tillkomst. Man räknar med att jorden uppstod för ca 4,6 miljarder år sedan. Vi återkommer till jordens tidiga historia i kapitel fem som bl.a. handlar om livets uppkomst och utveckling.

En stjärnas storlek är avgörande för hur den kommer att utvecklas. Solen, som är en ganska liten stjärna, beräknas lysa i 10 miljarder år. Det återstår alltså fem miljarder år av dess livstid. Därefter tar bränslet i form av vätekärnor slut. Under denna energikris sväller solen och blir en röd jättestjärna. I den kommer heliumkärnor att förenas till grundämnen med ännu större atomkärnor, t.ex. kol och syre. De tyngre grundämnena som ingår i universums himlakroppar har bildats på detta sätt under slutfasen av stjärnors liv.

När nästan all kärnenergi är förbrukad i den röda jättestjärnan krymper denna till jordklotets storlek och blir en vit dvärg. Efter ytterligare några miljoner år blir denna kall och mörk och slutar som en svart dvärg.

Mars

Merkurius Jorden

Solen

Uranus Jupiter

Neptunus Pluto

Saturnus

En storleksjämförelse mellan solen och de olika planeterna i vårt solsystem. Bilden visar även den inbördes ordningen mellan planeterna. Däremot stämmer inte avstånden mellan planeterna. År 2006 blev Pluto nedgraderad till en så kallad småplanet. Det beror bl.a. på att man har hittat fler himlakroppar av Plutos storlek som kretsar kring solen och man vill skilja dessa från ”äkta” planeter. Enligt definitionen har alltså solen endast åtta planeter.

30

Synpunkt2 inlaga.indb 30

2 – Vår plats i universum

2013-06-04 16:06

Utblick Liv i universum Avståndet mellan solen och jorden är det bästa möjliga för liv på en planet. Det gäller åtminstone för sådana levande varelser som finns på jorden och som är beroende av vatten. Jordens planetgrannar Venus och Mars finns utanför eller i utkanten av den zon där livet är möjligt.

Venus kretsar närmare solen än vad jorden gör och har en medeltemperatur på 400 grader. På Mars är klimatet mer gynnsamt. Vid polerna understiger medeltemperaturen –100 grader, men vid ekvatorn kan det bli några plusgrader. Trots detta finns det ytterst lite vatten i flytande form på Mars yta. På grund av atmosfärens mycket låga tryck övergår

nämligen is direkt till vattenånga utan att först vara flytande (is sublimerar direkt till vattenånga).

Spår som liknar uttorkade floddalar tyder på att Mars har haft en tätare atmosfär och ett varmare klimat under sin tidigare historia. Därför har man fortfarande hopp om att hitta spår av bakterieliknande livsformer på Mars.

Ska vi möta högre liv i universum får vi hoppas på planeter som kretsar kring andra stjärnor än solen. Då är inte bara avståndet, utan också tiden, en svår barriär.

Människan har bara funnits en försvinnande kort tid jämfört med universums flera miljarder år gamla historia. Ska utomjordingar hitta oss måste de leta vid exakt rätt tillfälle, dvs. medan det finns människor på jorden.

Neutronstjärnor och svarta hål Stjärnor som är mycket tyngre än solen avslutar sin tid med större dramatik. De exploderar och slungar ut mängder av materia i rymden. Därmed bildas jättelika, lysande gasmoln som kallas supernovor.

Den materia som inte slungas ut under en supernovaexplosion kan pressas ihop till en neutronstjärna. Den bildas då trycket på atomerna är så stort att elektronerna trycks in i atomkärnorna. Där förenas elektronerna med protoner och bildar neutroner. Dessa är så tätt packade att en bit av en neutronstjärna som väger 1 miljon ton kan vara lika liten som ett knappnålshuvud.

Materialet som återstår efter de allra tyngsta stjärnornas ”död” kan packas ännu mer än i en neutronstjärna. Då bildas svarta hål.

Det svarta hålets gravitation är så stark att till och med infallande ljus hålls kvar.

Du ingår i ett kosmiskt kretslopp Vi har sett att döende stjärnor kan explodera så att materia sprids ut i rymden. Denna materia kan sedan bygga upp nya stjärnor och stjärnsystem. Faktum är att t.ex. alla kolatomer som ingår i socker, fett och protein har bildats under slutfasen av en annan stjärnas existens.

Atomerna i din kropp och allt du ser omkring dig har en gång varit i en stjärna som bildats och sedan ”dött”.

2 – Vår plats i universum

Synpunkt2 inlaga.indb 31

Nebulosan Örnen i Vintergatan. I nebulosans överkant finns knoppliknande former. Där håller gas- och stoftmolnet på att förtätas för att så småningom bli stjärnor.

31

2013-06-04 16:07

Sammanfattning Astrologi är en pseudovetenskap som bygger på uppfattningen att våra liv påverkas av stjärnor och planeter. Astronomi är vetenskapen om himlakropparna och universum.

Den händelse som fick universum att börja växa för ca 14 miljarder år sedan kallas Big Bang. I samband med Big Bang uppstod såväl materia som tid och rum.

Aristoteles hade en geocentrisk världsbild. Han såg jorden som universums medelpunkt, kring vilken solen och andra himlakroppar kretsade.

Solen föddes ur ett gasmoln, en så kallad nebulosa, för 5 miljarder år sedan och beräknas lysa i ytterligare 5 miljarder år. Därefter sväller den till en röd jättestjärna innan den slutligen slocknar och krymper.

Upptäckter av bl.a. Kopernikus, Brahe, Kepler och Galilei ledde fram till en heliocentrisk världsbild.

Enligt denna kretsade jorden och andra himlakroppar runt solen. Galilei betonade dessutom vikten av att vetenskap baserades på resultat från mätningar och experiment.

Större stjärnor än solen slutar sina ”liv” med större dramatik. De kan explodera och bilda supernovor.

Resten av materialet från stjärnorna kan pressas ihop till neutronstjärnor eller svarta hål.

När det stod klart att solen var en stjärna bland alla andra stjärnor i universum fick den heliocentriska världsbilden begränsas till att gälla vårt eget solsystem.

Newton kom fram till att alla föremål påverkar varandra med en kraft som kallas gravitation (tyngdkraft). Det är gravitationen som t.ex. håller kvar planeterna i sina omloppsbanor runt solen.

Stjärnor är samlade i galaxer. Solen tillhör galaxen Vintergatan. Andromedagalaxen är en av Vintergatans galaxgrannar. Den är synlig med blotta ögat trots att den befinner sig 100 000 ljusår bort. Ett ljusår är den sträcka ljuset hinner färdas på ett år.

32

Synpunkt2 inlaga.indb 32

Tyngre atomer än t.ex. väte och helium bildas i samband med den dramatiska slutfasen av en stjärnas ”liv”. Materia från före detta stjärnor kan åter förenas och bilda nya stjärnsystem. Det innebär att t.ex. solen med sina planeter består av materia från stjärnor som inte längre finns. Detta inkluderar atomerna i din kropp och allt du ser i din omgivning.

Materian ingår i ett kosmiskt kretslopp.

2 – Vår plats i universum

2013-06-04 16:07

Testa dig själv 2.1 Hur motiverade Pythagoras hypotesen att jorden är formad som ett klot?

2.2 a Beskriv Aristoteles geocentriska världsbild. b Formulera hur din världsbild ser ut.

Ta reda på 2.12 Ibland säger personer att de ser ”stjärnfall” på natthimlen. Förklara vad de egentligen ser.

2.13 Vad är en komet?

2.3 Följande personer bidrog om ökad kunskap om universum. Nämn något om vars och ens bidrag. a Nicolaus Kopernikus b Tycho Brahe c Johannes Kepler d Galileo Galilei e Isaac Newton 2.4 a Vad är en galax? b Vad heter den galax som solen tillhör? c Namnge en annan galax.

2.5 Att se ut i rymden är att se tillbaka i tiden. Varför?

2.6 Förklara vad en astronom menar med Big Bang.

2.14 Välj en annan planet än jorden i vårt solsystem och beskriv denna planet.

2.15 Redan på 1600-talet såg Galilei ringberg (kratrar) på månen. Hur har dessa bildats?

2.16 Hur uppstår tidvatten?

2.17 Hur uppstår a solförmörkelse b månförmörkelse 2.18 I vissa äventyrsfilmer kan man höra smällar från vapen och explosioner när det utkämpas rymdkrig. När detta sker har filmskaparen gjort ett misstag. Förklara varför.

2.7 Vad är en nebulosa?

2.8 a b c d

När bildades solen?

Hur lång tid återstår av solens ”liv”?

Varför kommer solen att slockna?

Beskriv vad som kan antas hända under slutfasen av solens ”liv”.

2.19 Beskriv livet ombord på en rymdstation (t.ex. den internationella rymdstationen ISS). Ta reda på hur man sköter sin hygien, hur man motionerar, hur man torkar tvätt, hur man återanvänder vatten, hur man äter osv.

2.9 Hur bildas en supernova?

2.10 Vad är en a neutronstjärna b ett svart hål 2.11 Du ingår i ett kosmiskt kretslopp. Förklara detta påstående.

WEBBSTÖD:

2 – Vår plats i universum

Synpunkt2 inlaga.indb 33

www.gleerups.se

33

2013-06-04 16:07

I Synpunkt-serien ingår även kursböckerna Synpunkt 1a1 (Nk 1a1, 50 p) för yrkesförberedande program och Synpunkt 1b (Nk 1b, 100 p) för studieförberedande program.

Dessutom ingår webbtjänster till kursböckerna.

Läs mer på www.gleerups.se.

Omslag_Synpunkt_2.indd 1

2

Naturkunskap 2 100 p

Anders Henriksson

Anders Henriksson

Anders Henriksson har undervisat i naturkunskap, biologi och kemi på gymnasieskolan i ca 20 år. Nu arbetar Anders som läromedelsförfattare och naturfotograf.

Han har samarbetat med Gleerups sedan 1994, vilket har resulterat i flera kända läromedel i naturkunskap, biologi och kemi.

Synpunkt

Naturkunskap 2 100 p

Boken har följande kapitelindelning: 1 Vetenskapligt perspektiv 2 Vår plats i universum 3 Människan och kemin 4 Kol och kolföreningar 5 Evolution 6 Cellen i funktion 7 Kroppen i funktion 8 Forskning och konsekvens

Synpunkt 2

Synpunkt 2 är kursbok till gymnasiekursen Naturkunskap 2 (100 p) och anpassad till Gy11.

2013-06-04 14:40