9789147115228 by Smakprov Media AB

In le d ni n g

FYSIK LÄRARHANDLEDNING

Lennart Undvall Anders Karlsson Spektrum Fysik Lärarhandledning © Författaren och Liber AB

Kopiering tillåten!

redaktion Thomas Aidehag formgivning Lotta Rennéus teckningar Integra, Typoform, Anders Nyberg

Fjärde upplagan 1

ko p i e r i n g

Detta verk är skyddat av upphovsrättslagen. Kopiering är tillåten av de sidor som är markerade med Kopiering tillåten. Kopiering får dock endast ske till eleverna på den egna skolan, och kopiorna får inte på något sätt spridas utanför den egna skolans verksamhet. Intrång i upphovsmannens rättigheter enligt upphovsrättslagen kan medföra straff (böter eller fängelse), skadestånd och beslag/förstöring av olovligt framställt material. Såväl analog som digital kopiering regleras i BONUS-avtalet. Läs mer på www.bonuspresskopia.se.

Liber AB tfn 08-690 92 00 www.liber.se kundservice tfn 08-690 93 30, fax 08-690 93 01 e-post : kundservice. liber@liber.se

Spektrum Fysik Lärarhandledning © Författaren och Liber AB

Kopiering tillåten!

Inledning 6

3. Ljud

Spektrums idé 6 Komponenter 6 Spektrums struktur 7 Struktur på Liber Online 9 10 Metodiskt upplägg Prov och bedömning 11 12 Spektrum Fysik Centrala innehållet vs Spektrum Fysik 12 13 Att tänka på vid demonstrationsförsök Att tänka på i samband med laborationer 13 13 Samarbete med andra ämnen Grupparbeten 14

Pedagogisk planering 159 Demonstrationer 162 Laborationer och uppgifter – Kopieringsunderlag 168 Laborationer och uppgifter – Lärarkommentarer 183 191 Bilder Facit och kommentarer – Testa Dig Själv, Finalen och Perspektiv 196 Prov och bedömning 203

1. Solsystemet

Pedagogisk planering 15 Demonstrationer 18 Laborationer och uppgifter – Kopieringsunderlag 21 33 Laborationer och uppgifter – Lärarkommentarer Bilder 40 Facit och kommentarer – Testa Dig Själv, Finalen och Perspektiv 45 Prov och bedömning 54

2. Elektricitet

Pedagogisk planering 70 Demonstrationer 74 Laborationer och uppgifter – Kopieringsunderlag 80 Laborationer och uppgifter – Lärarkommentarer 111 Bilder 127 Facit och kommentarer – Testa Dig Själv, Finalen och Perspektiv 139 Prov och bedömning 151

Spektrum Fysik Lärarhandledning © Författaren och Liber AB

4. Värme och väder

159

211

Pedagogisk planering 211 Demonstrationer 214 Laborationer och uppgifter – Kopieringsunderlag 219 251 Laborationer och uppgifter – Lärarkommentarer Bilder 266 Facit och kommentarer – Testa Dig Själv, Finalen och Perspektiv 271 282 Prov och bedömning

5. Ljus

297

Pedagogisk planering 297 Demonstrationer 301 Laborationer och uppgifter – Kopieringsunderlag 311 Laborationer och uppgifter – Lärarkommentarer 339 Bilder 353 Facit och kommentarer – Testa Dig Själv, 361 Finalen och Perspektiv Prov och bedömning 375

Kopiering tillåten!

6. Rörelse och kraft

386

9. Energi och effekt

596

Pedagogisk planering 386 Demonstrationer 389 395 Laborationer och uppgifter – Kopieringsunderlag Laborationer och uppgifter – Lärarkommentarer 414 422 Bilder Facit och kommentarer – Testa Dig Själv, Finalen och Perspektiv 426 Prov och bedömning 435

Pedagogisk planering 596 Demonstrationer 599 603 Laborationer och uppgifter – Kopieringsunderlag Laborationer och uppgifter – Lärarkommentarer 624 633 Bilder Facit och kommentarer – Testa Dig Själv, Finalen och Perspektiv 635 Prov och bedömning 642

7. Tryck

10. Atom- och kärnfysik

443

657

Pedagogisk planering 443 Demonstrationer 446 Laborationer och uppgifter – Kopieringsunderlag 453 472 Laborationer och uppgifter – Lärarkommentarer Bilder 481 Facit och kommentarer – Testa Dig Själv, Finalen och Perspektiv 483 491 Prov och bedömning

Pedagogisk planering 657 Demonstrationer 660 Laborationer och uppgifter – Kopieringsunderlag 662 681 Laborationer och uppgifter – Lärarkommentarer Bilder 692 Facit och kommentarer – Testa Dig Själv, Finalen och Perspektiv 697 706 Prov och bedömning

8. Elektricitet och magnetism

11. Vår energiförsörjning

506

Pedagogisk planering 506 Demonstrationer 510 Laborationer och uppgifter – Kopieringsunderlag 521 Laborationer och uppgifter – Lärarkommentarer 554 Bilder 570 Facit och kommentarer – Testa Dig Själv, 578 Finalen och Perspektiv Prov och bedömning 588

Spektrum Fysik Lärarhandledning © Författaren och Liber AB

714

Pedagogisk planering 714 Demonstrationer 717 Laborationer och uppgifter – Kopieringsunderlag 720 Laborationer och uppgifter – Lärarkommentarer 734 Bilder 741 Facit och kommentarer – Testa Dig Själv, 746 Finalen och Perspektiv Prov och bedömning 753

Kopiering tillåten!

12. Universum

764

Pedagogisk planering 764 Demonstrationer 767 770 Laborationer och uppgifter – Kopieringsunderlag Laborationer och uppgifter – Lärarkommentarer 780 786 Bilder Facit och kommentarer – Testa Dig Själv, Finalen och Perspektiv 790 Prov och bedömning 796 Bildförteckning 807

Spektrum Fysik Lärarhandledning © Författaren och Liber AB

Kopiering tillåten!

In le d n i n g

INLEDNING

KOMPONENTER Spektrum finns i alla de tre naturorienterade ämnena: Biologi, Fysik och Kemi. Innehållet är utformat utifrån kursplanernas centrala innehåll för årskurs 7–9. Det betyder att Spektrumserien framför allt är avsedd för högstadiet. Men det finns många skolor som introducerar Spektrum redan under årkurs 6, dels av organisatoriska skäl, dels för att möta elever som är vetgiriga och har energi att lära mer. Spektrumserien består i vart och ett av de tre ämnena av följande komponenter: Komponent

Att förstå naturens egenheter har fascinerat människan i alla tider. Vi är sannolikt nyfikna av vår natur och drivs av att vilja förstå hur livet på jorden och materien runt omkring oss fungerar. Alla vi som jobbar med naturvetenskap professionellt har hittat fascinationen någon gång under uppväxten och sedan utvecklat den vidare. Spektrums bärande idé är just viljan att locka fram nyfikenheten hos våra unga och lotsa dem till nya kunskaper som fascinerar. Det är kanske viktigare än någonsin eftersom flera av våra viktiga samhällsfrågor kopplar samman vårt sätt att leva på jorden med våra kunskaper i naturvetenskap. Vår förhoppning är att du som lärare och framför allt eleverna kommer uppleva att Spektrum gör resan mot nya kunskaper enklare och roligare.

Spektrum Fysik Lärarhandledning © Författaren och Liber AB

Onlinebok

Grundbok

√

Lightbok

√

Lärarhandledning

SPEKTRUMS IDÉ

Tryckt bok

Nedladdningsbar fil

√

Grundboken finns både som digital bok (Onlinebok) och tryckt bok. Det finns även en alternativ faktabok som heter Spektrum Light. Den kännetecknas av ett “smalare”innehåll och är framför allt avsedd för elever som kanske inte just nu strävar efter att nå de högsta betygen eller som har problem med längre texter. Alla punkter i det centrala innehållet finns emellertid med, men förklaringarna och beskrivningarna är kortare. Här i Lärarhandledningen hittar du material till det viktiga laborativa arbetet, tillsammans med teoretiska uppgifter och demonstrationer. Här finns också information till din pedagogiska planering presenterad kapitelvis, samt lärarkommentarer, facit, prov och bedömningsstöd.

Kopiering tillåten!

In le d n i n g

Faktaboken Spektrums bärande idé är att locka fram nyfikenheten hos våra unga och lotsa dem till nya kunskaper som fascinerar. Vägen dit går via både teori och praktiska experiment. Kursplanerna poängterar vikten av att ge eleverna möjlighet att utveckla kunskaper om naturvetenskapliga sammanhang och skapa intresse för att undersöka omvärlden. Ett viktigt syfte som också nämns är att eleverna ska ges möjlighet att använda sina nyvunna kunskaper för att formulera egna argument och granska andras. För att på bästa sätt kunna möta dessa krav ger vi dig som lärare en välutrustad verktygslåda som gör det möjligt att arbeta med teori och laborationer på ett integrerat sätt. Spektrumserien är lätt att använda. Strukturen i alla tre faktaböckerna är klassisk. Med det menar vi att varje bok är indelad i ett antal kapitel som speglar ämnets allmänna uppdelning i delområden. Varje kapitel är i sin tur indelat i ett antal mindre avsnitt. Vår tanke är att avsnitten ska utgöra grunden i den pedagogiska planeringen. Ett avsnitt omfattar ett inte alltför stort faktaområde och här i lärarhandledningen finns förslag på demonstrationer, laborationer och teoretiska uppgifter som hör till respektive avsnitt. Varje avsnitt i faktaboken avslutas med frågor kallade Testa dig själv som mest rör avsnittets teoretiska aspekter, det vill säga förmågan att Beskriva och förklara begrepp, modeller och teorier (Förmåga 3). I varje kapitel finns en aktuell samhällsfråga inom naturvetenskap med syfte att utveckla elevernas förmåga att Diskutera och ta ställning (Förmåga 1). Frågan består av flera delfrågor som presenteras på ett uppslag i boken med rubriken Perspektiv. Varje kapitel avslutas med en del kallad Finalen med frågor som i många stycken har samma karaktär som frågorna på de nationella ämnesproven.

Spektrum Fysik Lärarhandledning © Författaren och Liber AB

kapitelstart

1. solsystemet

ta med ett teleskop ut en klar och mörk kväll så öppnas en ny värld. Hur bär man sig åt för att hitta Polstjärnan?

Varför blir det mörkt på natten och varför har vi olika årstider?

SOLSYSTEMET Vårt hem i universum är möjligt bland annat tack vare närheten till vår stjärna solen. Tusentals människor jobbar varje dag med att undersöka rymden. Med hjälp av

Det kostade enormt mycket pengar att landsätta Curiosity på Mars år 2012. Är det vettigt att lägga ner så mycket pengar på att utforska andra planeter? Vad tycker du?

här får du lära dig

iNNEhåll

•

hur solsystemet är uppbyggt och hur det ser ut på solen och de olika planeterna

1.1 Jorden — vår planet

•

skillnaden mellan asteroid, meteorit, meteor, meteoroid och komet

1.3 Vårt solsystem

•

hur det vetenskapliga arbetssättet ständigt gör att våra kunskaper om solsystemet förbättras

•

att det är jordens lutning och rörelser som ger oss dag och natt samt årstider

•

hur nya kunskaper i fysik kunnat avfärda vidskepliga föreställningar om månen, solen och våra planeter

•

använda dina kunskaper i fysik till att samtala om och argumentera för eller emot rymdresor till Mars

•

hur historiska och nutida upptäckter i astronomi format vår världsbild

Vi lever alla på planeten Jorden, ett litet klot i det väldiga Universum. Det

1.2 Månen — vår närmaste granne PersPektiV Är det viktigt att resa till planeten Mars?

teleskop, rymdresor och rymdsonder har vi lärt känna både vår egen planet, månen och våra planetgrannar.

11/02/14 3:01 PM 006-039 Kap 1 ny.indd 7

006-039 Kap 1 ny.indd 6

11/02/14 3:01 PM

Bilderna är tänkta som underlag för diskussioner kring de förmågor eleverna förväntas utveckla. Till varje bild finns en fråga med syfte att skapa förförståelse och nyfikenhet inför vad kapitlet ska handla om. avsnitt

2. elektricitet

Elektrisk laddning

Spektrums struktur

Blixtar är ett av naturens mest påfallande skådespel. Bilden visar hur elektriska laddningar skapar blixtar som möter askan och röken från en vulkan i Chile.

2.1

Elektrisk laddning

Åska har fascinerat och skrämt oss människor sedan urminnes tider. Men det dröjde ända fram till mitten av 1700-talet innan vi kunde förklara sambandet mellan blixtar och elektricitet. Ytterligare 100 år senare hade forskarna tämjt elektriciteten och den kunde nu utnyttjas i människans tjänst. idag ser vi resultatet överallt — kylskåp, tvättmaskiner, telefoner, tV, datorer, brödrostar och väldigt många andra saker som också drivs med elektricitet. Men själva elektriciteten syns inte. Elektronerna är helt enkelt för små för att vi ska kunna se dem. inte ens med världens kraftigaste mikroskop syns de. Ändå vet vi att de finns.

Blixtar och dunder Ett åskväder med knivskarpa blixtar och kraftiga knallar kan vara riktigt dramatiskt. Men hur uppstår egentligen blixtarna? Frågan har nog funnits så länge vi människor har funnits på jorden. År 1752 började amerikanen Benjamin Franklin genomföra experiment för att försöka svara på frågan. Han lyckades locka ner blixtar till marken genom att flyga en drake genom ett åskväder, ett fullständigt livsfarligt experiment. Under 1800-talet blev fler och fler intresserade av elektricitet. Ganska snart arbetade många forskare med att försöka tämja detta oförutsägbara naturfenomen. Det intensiva arbetet gav resultat. Mot slutet av 1800-talet var det mesta av det vi vet om elektricitet idag beskrivet och förklarat på ett bra sätt. Men låt oss börja från början med några enkla försök.

Statisk elektricitet Plötsligt står håret rakt ut! När du kammar eller borstar håret knastrar det och håret dras till kammen eller hårborsten. Det är som om håret har ett eget liv. Ibland kan du även höra ett sprakande ljud och kanske se gnistor. Samma sak kan hända när du drar av dig en tröja i torrt och kallt väder eller när du gnuggar en ballong mot håret. Det som uppstår kallas för statisk elektricitet. Men varför blir det så här? För att vi ska kunna förklara vad statisk elektricitet är, måste vi först titta in i en atom och se hur den är uppbyggd. Atomen innehåller laddade partiklar I varje atom finns en atomkärna. Runt kärnan finns partiklar som kallas elektroner. Både atomkärnan och elektronerna är elektriskt laddade. Elektrisk laddning kan vara av två slag – negativ eller positiv. I atomkärnan finns positivt laddade partiklar som kallas protoner och elektriskt neutrala partiklar som kallas neutroner. Protonerna gör atomkärnan positivt laddad. Elektronerna är däremot negativt laddade. I en atom finns lika många protoner som elektroner. Antalet positiva och negativa laddningar är alltså lika många. En atom är därför som helhet oladdad. Vi säger att atomer är elektriskt neutrala. Men olika atomer håller fast sina elektroner olika bra. Det betyder att vissa atomer släpper ifrån sig elektroner och andra drar till sig elektroner.

elektroner

protoner

i en atom finns en positivt laddad kärna. runt kärnan finns negativt laddade 2.4 elektroner.

HISTORIA tVÅ olika Slag aV ElEktriCitEt I början av 1700-talet trodde man att det fanns flera olika sorters elektricitet. Den ena sortens elektricitet trodde man skapade en sugande kraft, den andra en avstötande. Man kalllade dem för ”bärnstens-elektricitet” och ”glaselektricitet”. Idag säger vi istället att elektriska laddningar kan vara antingen positiva eller negativa. Syftet med att använda orden positiv och negativ laddning är att beskriva två motsatta egenskaper, som till exempel varm och kall. Tillsammans tar de ut varandra. Så fungerar dessa fenomen i naturen också. Positiva och negativa laddningar tar ut varandra. De neutraliserar varandra.

040-073 Kap 2 ny.indd 42

känner du igen situationen? Du har säkert hört talas om statisk elektricitet. Men vad är det för något?

11/02/14 3:07 PM

040-073 Kap 2 ny.indd 43

11/02/14 3:07 PM

Varje avsnitt har en ingress (orange) där vi fokuserar på hur kunskaperna har utvecklats och hur de används idag. Därefter följer texter som beskriver modeller, teorier och begrepp samt naturvetenskapliga samband i naturen och samhället.

Kopiering tillåten!

In le d n i n g

5. LJ US

5. LJUS

8.12 I en bilstrålkastare är lampan placerad i spegelns brännpunkt. De strålar som lämnar strålkastaren är parallella. Lägg märke till det som sitter framför lampan. Anordningen hindrar de strålar som inte reflekteras i spegeln att lämna strålkastaren.

Så fungerar en strålkastare Både i en solugn och i en parabolantenn utnyttjar vi det faktum att parallella strålar, som träffar en konkav spegel, reflekteras och möts i brännpunkten. I många lampor gör vi det motsatta. Istället för att samla strålarna i brännpunkten sänder vi ut strålarna därifrån. Genom att placera en lampa i en konkav spegels brännpunkt får vi till exempel en bra strålkastare. De strålar som träffar spegeln reflekteras så att de blir parallella. På så sätt sprids inte ljuset åt alla håll från strålkastaren. Vi får ett riktat och bra ljus, vilket är nödvändigt från till exempel en bilstrålkastare. Bilden i buktiga speglar Om du speglar dig i en konkav spegel blir bilden förstorad, om du håller spegeln nära ansiktet. Men om du håller spegeln en bit bort, ser du en upp och nervänd spegelbild av ditt ansikte. Dessutom är bilden mindre än i verkligheten. Konkava speglar används i speglar där man vill ha en förstorad bild av sitt ansikte. Det blir då lättare att sminka eller raka sig. Om du speglar dig i en konvex spegel blir bilden alltid förminskad. Konvexa speglar finns till exempel i gatukorsningar med dålig sikt och i backspeglar till bilar. Genom att bilden blir förminskad syns en betydligt större del av korsningen eller vägen bakom bilen jämfört med om man använder en plan spegel.

HUR BILDEN UPPKOMMER I BUKTIGA SPEGLAR

konvex spegel

Varför blir bilden förstorad eller förminskad i buktiga speglar? Vi kan visa det med hjälp av till exempel ett stearinljus. Från spetsen av ljuslågan går det ut strålar i alla riktningar. Vi ritar ut två av dessa strålar. De reflekteras i spegeln så att infallsvinkel och reflektionsvinkel blir lika stora. Om vi förlänger de reflekterade strålarna bakåt så skär de varandra. Där finns bilden av ljuslågans spets. Som du ser blir bilden i den konvexa spegeln förminskad, medan den blir förstorad i den konkava spegeln. I båda fallen ser det ut som om bilden finns bakom spegeln.

2. E lE kt r i C i tE t

2. E e lE le kt r i Ci c i tE te t

8.14

SaMMaNfaTTNINg

konkav spegel

Elektrisk laddning

2.1

• En atom har lika många positiva som negativa laddningar. Atomen är därför elektriskt neutral.

Vilken hastighet har ljus i luft?

Blir bilden förstorad, förminskad eller oförändrad om du speglar dig i en

a) konkava speglar b) konvexa speglar

10.

Rita en bild som visar vad som händer när en ljusstråle träffar en plan spegel.

Förr i tiden trodde man att man såg föremål för att det sändes ut osynliga synstrålar från ögonen. Idag vet vi att det inte är så. Förklara varför du kan se föremål runt omkring dig.

Vatten är ett genomskinligt ämne. Varför kan vi ändå se vatten?

11.

• En resistor är en apparat som har resistans. Den kan användas för att minska strömmen i en krets.

Ett batteri har en pluspol och minuspol.

Parallellkopplade lampor.

• En säkring kan gå av på grund av överbelastning eller kortslutning. • I ett vanligt eluttag är spänningen 230 V. Det är inte spänningen i sig som är farlig utan strömmen den kan ge upphov till.

• Kroppens resistans bestämmer hur stark strömmen genom kroppen kan bli. Om huden är blöt minskar resistansen och strömmen blir högre. Därför måste vi vara försiktiga med elström i till exempel badrum.

–

1 A = 1 000 mA

• Skyddsjordning betyder att det går en ledare från en apparats ytterhölje till jord. En sladd till en skyddsjordad apparat innehåller tre kablar. Den extra kabeln, skyddsjordsledaren, är alltid gulgrönrandig.

En sluten krets.

• En ström upphör när skillnaden i laddning mellan polerna jämnats ut. Utan spänning, ingen ström.

Seriekopplade batterier i fjärrkontrollen.

Elektrisk energi

2.6

• Elektrisk energi är en av flera energiformer. Elektrisk energi är lätt att omvandla till andra energiformer. Därför säger man att elektrisk energi är en energiform av hög kvalitet.

• Ett ämne som inte kan leda ström kallas isolator. Glas och plast är exempel på isolatorer. Isolatorer saknar ledningselektroner.

137

2.22

• För att hindra att strömmen blir för stark används säkringar. Ibland kallas de proppar.

• En ledare är ett ämne som kan leda ström. Alla metaller är bra ledare. Bäst leder silver och koppar. Metaller leder ström bra eftersom deras atomer har ledningselektroner som är löst bundna till kärnan.

136

Seriekopplade lampor.

• En kortslutning kan uppkomma när isoleringen på elkablar har förstörts så att de båda strömförande trådarna kommer i kontakt med varandra.

• Ström mäts i ampere (A). En mindre enhet är milliampere (mA). Om du vill mäta ström använder du en amperemeter.

• Elektrisk energi är lätt att transportera men svår att lagra. • Största delen av den elektriska energi vi använder i Sverige får vi fram genom vattenkraftverk och kärnkraftverk.

130-165 Kap 5 ny.indd 136

28/02/14 11:25 PM

130-165 Kap 5 ny.indd 137

2.20

11/02/14 3:10 PM040-073 Kap 2 ny.indd 71

040-073 Kap 2 ny.indd 70

finalen 6. RÖR ELS E OC H KR AFT

6 . RÖ R E LS E O C H K R A F T

FINALEN 11

Koppla samman begreppen till vänster med beskrivningarna till höger. 1 2 3 4 5 6 7 8

perspektiv

Tyngd Likformig rörelse Vakuum Fritt fall Centripetalkraft Retarderad rörelse Dynamometer Friktion

A B C D E F G H

Kraft som bromsar Kraft riktad mot centrum Avtagande hastighet Kraftmätare Beror på jordens dragningskraft Utan luftmotstånd Konstant hastighet Lufttomt

När man spelar curling så sopar man framför stenen som glider fram på isen. Varför tror du att man gör det?

Ge en fysikalisk förklaring till varför tyngdlyftare alltid står bredbent när de gör sina lyft.

Olivia: När bussen startar så åker man bakåt på grund av trögheten.

När du åker pulka nerför en backe påverkas du av jordens dragningskraft och en friktionskraft. Vilken av dessa två krafter är störst när pulkan

a) Namnge så många olika slags krafter du kan. b) Ge exempel på hur kunskapen om krafter gett upp hov till uppfinningar som påverkat vårt sätt att leva.

Aldin: Nej, när bussen bromsar så åker man bakåt på grund av trögheten.

Tänk dig att man släpper ett suddgummi och ett A4papper samtidigt från samma höjd. Vem eller vilka har rätt? Suddet kommer först till marken. Men på månen skulle de falla lika fort. B

De faller olika fort eftersom papperet bromsas av luft motståndet. C

Ett dubbelt så tungt sudd faller dubbelt så fort till marken.

a) Vem har rätt? Motivera ditt svar. b) Ge exempel på hur kunskaper om krafter och tröghet har påverkat utvecklingen av bilar.

a) börjar att accelerera b) åker med konstant hastighet c) bromsar in

10 10

10. ATOM- OCH KÄRNFYS I K

PERSPEKTIV

Upplever du kärnkraften som säker?

Effekten hos en typisk svensk kärnreaktor är 1 000 MW. Motsvarande effekt hos ett vindkraftverk är 2 MW. Det betyder att en kärnreaktor producerar lika mycket energi som 500 vindkraftverk.

Ett antal allvarliga olyckor har under åren inträffat. Tjernobyl i Ukraina, Three Mile Island i USA och Fukushima i Japan är tre exempel. Samtidigt skördar kärnkraften minst antal människor i relation till den mängd energi som produceras. Flest antal liv i förhållande till energimängd skördar utvinning och använding av kol. Bilden visar när tsunamin sköljer in över kärnkraftverket i Fukushima.

FRÅGA • Hur många reaktorer har vi i Sverige idag? • I vilken utsträckning kan vindkraftverk ersätta kärnkrafverk?

a) Vilken tyngd har en bräda som väger 3 kg? b) Vilket eller vilka av påståendena nedan är rätt? A: På månen är tyngden 30 N. B: På månen väger brädan 3 kg. C: På månen är tyngden 5 N.

FRÅGA

En kärnreaktor motsvarar 500 vindkraftverk!

• Hur säker upplever du kärnkraften?

a) Vilket eller vilka påståenden bygger på kunskaper om det fysikaliska begreppet kraft? A: Jag känner mig så kraftlös idag. B: Nobelpristagaren i fysik gjorde ett kraftfullt uttalande. C: Cykeln rullar nerför backen på grund av en kraft. D: Månen påverkas av en kraft från jorden.

• Tycker du att vi ska ha kärnkraft i Sverige?

Nedan ser du A:s och B:s argument för och emot dubbdäck. A bor i innerstan vid en gata med mycket trafik och B bor utanför stan på en gård. a) Ge en tänkbar förklaring till varför dubbdäck skulle kunna vara farliga för hälsan. b) Förklara vilken riskbedömning B gör när han säger att alla borde använda dubbdäck.

Dubbdäck borde förbjudas. De är skadliga för hälsan och behövs ju egentligen bara i norra Sverige.

194

FÖRDELAROCH OCHNACKDELAR NACKDELAR — —FÖRDELAR Uran är ingen förnybar energikälla. Men tillgången på uran i världen anses stor i förhållande till vad som behövs för världens kärnkraftverk. Vi importerar omkring 1 500 ton uran varje år, främst från Kanada och Australien. Bilden visar uranbrytning i Australien. Men uran exporteras också av länder som Sydafrika, Namibia, Kazakstan, Uzbekistan och Ryssland. FRÅGA • Är det rätt att använda uran från andra länder, trots att vi har uran i Sverige? • Varför tror du att vi inte använder svenskt uran?

296

166-195 Kap 6 ny.indd 194

Hur tar vi bäst ansvar för det radioaktiva avfallet? Allt radioaktivt avfall specialhanteras. Lågaktivt avfall, till exempel arbetskläder, måste förvaras i 50 år. Medelaktivt avfall, som kan vara filter och verktyg, måste förvaras 500 år i betonglådor. Det högaktiva bränslet från reaktorerna måste först förvaras i vattenbassänger i 40 år och sedan slutförvaras i 100 000 år. Planen är att sluförvaringen ska ske genom att bränslet gjuts in i kopparkapslar och placeras i urberget vid Forsmark.

Dubbdäck räddar liv och bör användas av alla bilister. B

b) Förklara varför.

KÄRNENERGI KÄRNENERGI Uran finns i Sverige

11/02/14 3:10 PM

Kapitlets innehåll sammanfattas i punktform och ett antal bilder.

Suddet kommer först till marken eftersom det är tyngre än papperet.

10. ATOM- OCH KÄRNFYSIK

Parallellkopplade batterier.

ledare med isolator.

28/02/14 11:25 PM

Avsnitten innehåller givetvis förklarande foton och illustrationer, samt särskilda fördjupande texter under rubriker som Vetenskap i utveckling, Historia, Forskning och Fördjupning. Dessa texter finns inte i Lightboken. Varje avsnitt avslutas med Testa dig själv. Låt gärna eleverna jobba muntligt två och två med att förklara begreppen i den delen. Till varje avsnitt finns här i lärarhandledningen förslag till laborationer och teoretiska uppgifter, samt passande demonstrationer.

• strömbrytare

Tänk på elsäkerheten

2.5

• Spänning mäts i volt (V). Om du vill mäta spänningen använder du en voltmeter. Ett vanligt runt ficklampsbatteri har spänningen 1,5 V. I ett vanligt vägguttag är spänningen 230 V.

voltmeter

•

strömmens riktning strömmens riktning

• När resistansen i en krets ökar, så minskar strömmen i hela kretsen.

• Strömmen i en krets sägs gå från pluspol till minuspol.

Rita av bilderna. Rita strålarnas fortsatta väg.

• strömbrytare

amperemeter

• Resistansen hos en tråd beror på: längd, tjocklek, material och temperatur.

• För att ström ska kunna uppstå i en krets, måste kretsen vara sluten.

a) Vad för slags spegel är det här? b) Rita av bilden och rita strålarnas fortsatta väg. c) Hur lång är spegelns brännvidd?

V voltmeter

• lampa

amperemeter

• Resistans är en egenskap hos ämnen som avgör deras förmåga att leda ström. Resistans mäts i ohm (Ω).

• Om du kopplar ett batteri till en lampa med hjälp av två sladdar, får du en elektrisk krets. Batteriets spänning gör så att det uppkommer en ström i kretsen. Elektronerna rör sig från minuspolen till pluspolen.

Ett ljus står framför en plan spegel enligt bilden. Rita strålgången och den spegelbild som uppkommer.

–

batteri

Strömmen möter motstånd

2.4

• Alla batterier har en pluspol och en minuspol. Vid minuspolen finns ett överskott av elektroner och vid pluspolen ett underskott. Skillnaden i laddning kallas elektrisk spänning.

Bilden föreställer en bilstrålkastare. a) Var är lampan placerad? b) Rita av bilden, rita ut några strålar och hur de reflekteras.

Ge exempel på hur man kan ha nytta av

a) Vad för slags spegel är det här? b) Rita av bilden och rita strålarnas fortsatta väg. c) Hur lång är spegelns brännvidd?

a) plan spegel b) konvex spegel c) konkav spegel på nära håll

lampa

–

Symboler för kopplingsschema.

Blixten tar alltid den kortaste vägen.

Spänning och ström

2.2

• Om du seriekopplar två stycken 1,5 V-batterier blir den sammanlagda spänningen 3 V. Om du parallellkopplar batterierna blir spänningen 1,5 V. • Glödlampor kan både serie- och parallellkopplas. Om två lampor är seriekopplade och den ena lampan skruvas ur, så slocknar också den andra lampan.

• En blixt tar alltid kortaste vägen till marken. När åskan går ska du därför undvika att själv vara den högsta punkten. En säker plats är inne i en bil.

• konvex spegel • konkav spegel • brännpunkt • brännvidd

batteri

2.4

• Åska är ett elektriskt fenomen som uppkommer därför att det uppstår en spänning mellan ett moln och marken. När spänningen blir tillräckligt hög uppkommer en blixt som går från molnet till marken.

TESTA DIG SJÄLV 5.1

• ljuskälla • reflektera • normal • infallsvinkel • reflektionsvinkel

• Ett kopplingsschema är en förenklad bild av en strömkrets.

Modell av atomens inre.

• Föremål med lika laddning repellerar (stöter bort) varandra. Föremål med olika laddning attraherar (dras till) varandra.

FÖRKLARA BEGREPPEN

Elektriska kretsar

2.3

• En atom består av en positivt laddad atomkärna som är omgiven av negativt laddade elektroner. Atomkärnan är positivt laddad, eftersom den innehåller positivt laddade protoner. 8.14

Den konvexa spegeln gör att du ser mer av gatukorsningen än vad du skulle gjort i en plan spegel.

sammanfattning

FÖRDJUPNING

FRÅGA • 100 000 år är en väldigt lång tid. Vem vet vad som händer med berget under så lång tid. På vilket sätt tar vi bäst ansvar för kommande generationer? Alternativ 1: Bygga slutförvar i berggrunden enligt plan för att inte belasta nästa generationer med ”vårt” avfall. Alternativ 2: Att fortsätta att mellanlagra allt avfall i väntan på en ännu säkrare lösning för slutförvar. Vad tycker du?

297

Perspektiv presenterar aktuella debattfrågor som inte har självklara svar. Huvudfrågan är uppdelad i kortare bakgrundstexter med anknytande delfrågor. Syftet är att ge underlag för en diskussion som tränar eleverna att skapa egna argument, samt lyssna på och granska andras argument.

Spektrum Fysik Lärarhandledning © Författaren och Liber AB

195

28/02/14 11:32 PM166-195 Kap 6 ny.indd 195

28/02/14 11:32 PM

Varje kapitel avslutas med Finalen. Flera av frågorna är skapade med syfte att göra eleverna bekanta med liknande frågeställningar som kan finnas i de nationella ämnesproven. Finalen fungerar också bra som repetition inför kapitelproven. Kompletta prov som mäter de tre förmågorna finns här i handledningen under rubriken Prov och bedömning i respektive kapitel.

Kopiering tillåten!

In le d n i n g

Lärarhandledningen

facit och kommentarer

Spektrums lärarhandledningar i alla de naturvetenskapliga ämnena följer i stort sett samma struktur enligt nedan, där varje kapitel har följande struktur.

prov och bedömning

pedagogisk planering

Först kommer en översikt som kan vara bra att använda vid din pedagogiska planering inför kapitlet. Här hittar du kopplingar till det centrala innehållet och kursplanens förmågor, kommentarer till kapitelingressen och en beskrivning av kapitlets innehåll – avsnitt för avsnitt. Här finns också en översikt över kapitlets alla laborationer, uppgifter, demonstrationer och bilder. Samtliga med en referens till vilket avsnitt i boken de är kopplade. demonstrationer

Till varje kapitel finns ett antal demonstrationsförsök som kan vara lämpliga att visa under hela eller delar av lektioner. Här finns information om vad du behöver för att göra försöket, målet med försöket samt författarnas kommentarer. laborationer och uppgifter

- kopieringsunderlag

Alla laborationer och teoretiska uppgifter finns som färdiga kopieringsunderlag till eleverna. Bland uppgifterna finns även ett antal ordflätor. laborationer och uppgifter

- lärarkommentarer

Intill en miniatyrbild av laborationen eller uppgiften finns en beskrivning av uppgiftens mål, författarnas kommentarer och svar på frågor i uppgiften.

Här finns facit till kapitlets Testa dig själv och Finalen, samt kommentarer till Perspektiv. Till begreppen i varje Testa dig själv finns ett formulär som kan användas vid kamrat- eller självbedömning. Här finns även ett enkelt bedömningsstöd till Finalen. Till alla kapitel finns kapitelprov med facit och bedömningsstöd. Till en del kapitel finns även ett Laborationsprov och/eller en Diskutera och ta ställning-uppgift.

STRUKTUR PÅ LIBER ONLINE Lärarhandledningen i sin helhet finns tillgänglig på Liber Online. Du kan när som helst under det femåriga abonnemanget ladda ner och spara filerna på din dator eller ditt nätverk. På Liber Online hittar du alltid den senaste versionen. Hela lärarhandledningen finns som en stor pdf-fil med tydliga navigeringsmöjligheter för den som vill ha allt i ett. Men för dig som heller vill ha handledningen uppdelad efter kapitel eller moment finns den även i ett mappsystem med följande struktur: • Kapitelvis • Prov och bedömning (här finns kapitelproven även i wordfomat) • Facit till Testa dig själv, Finalen och Perspektiv • Bilder

bilder

Bilderna är i första hand tänkta att projicera på tavlan eller en duk. Du kan naturligtvis även skriva ut dem till elever, eller som OH-blad. Bilderna finns både i pdf-filen och som enskilda filer i en särskild mapp.

Spektrum Fysik Lärarhandledning © Författaren och Liber AB

Kopiering tillåten!

In le d n i n g

METODISKT UPPLÄGG Man kan givetvis arbeta med Spektrum på många olika sätt, kanske lika många sätt som det finns skolor. Utmaningen för de flesta lärare är emellertid att hinna med alla delar i det centrala innehållet. Spektrum Fysik innehåller tolv kapitel. Ett förslag till en grovplanering är att jobba med fyra kapitel per läsår, det vill säga två kapitel per termin. Eftersom kapitlen är olika långa, rekommenderar vi att du som lärare tittar på varje kapitel och analyserar om innehållet hör till den lättare eller svårare delen av fysiken. Skapa därefter en pedagogisk planering för kapitlet utifrån hur många avsnitt det består av. Låt oss förenkla det hela utifrån ett tänkt kapitel med två avsnitt. Så här kan ett förslag till upplägg då se ut: • Introduktion Resonera kring bilderna och frågorna tillsammans med eleverna. Vilka associationer gör eleverna, någon kanske har en berättelse från egna erfarenheter som alla kan lyssna på. Känner eleverna till några av de begrepp som nämns sedan tidigare? Berätta och diskutera om målen. • Praktiska och teoretiska uppgifter – Avsnitt 1 Till varje avsnitt finns ett antal uppgifter här i handledningen som är omväxlande laborativa och teoretiska. Låt eleverna jobba med några av uppgifterna som hör till första avsnittet. Genom dessa uppgifter, får eleverna automatiskt en genomgång av en del av stoffet i faktaboken som sedan kan byggas på med mer kunskap. • Testa dig själv När uppgifterna har arbetats igenom kan eleverna få avsnittet i läxa, eller förhöra varandra, med delar av tillhörande Testa dig själv. Facit finns här i lärarhandledningen. Lektionen därpå kanske eleverna får ett läxförhör, muntligt eller skriftligt. Att ge hela Testa dig själv som läxa kan bli en för stor arbetsuppgift för eleverna.

• Testa dig själv På samma sätt som avsnitt 1. • Perspektiv Perspektiv innehåller spännande debattförslag med anknytning till innehållet i kapitlet. De kan diskuteras under lektionen, efter enskilda ställningstaganden, först gruppvis och sedan kanske gemensamt i klassen. Perspektiv kan gärna förberedas och ges som läxa som sedan diskuteras nästa lektion. Kommentarer till frågorna i Perspektiv finns här i lärarhandledningen. Alternativt kan man utgå från aktuella händelser med koppling till avsnittsinnehållet och göra egna Perspektivuppgifter. • Repetition När avsnitten är klara får eleverna möjlighet att jobba med Finalen för att förbereda sig inför kapitelprovet. Finalen kan också delvis ges som läxa. Facit finns här i lärarhandledningen. • Kapitelprov Arbetet med kapitlets centrala innehåll kan avslutas med att eleverna gör ett prov på hela kapitlet. Ett förslag på prov med bedömning finns i lärarhandledningen. Använd gärna även de särskilda laborations- och diskussionsproven i handledningen någon gång som omväxling för eleverna. Men tänk på att de är mer tidskrävande än de ordinarie kapitelproven. Bedöm gärna elevernas resultat med hjälp av våra bedömningsstöd. Om du föredrar egna prov kan du utgå från de kapitelprov i wordformat som finns här i lärarhandledningen, och utifrån dem göra egna prov. Du kan då också använda dig av de extra provfrågor som finns i lärarhandledningen. • Summering Avsluta gärna kapitlet med att återvända till introduktionen. Har målen uppnåtts?

• Praktiska och teoretiska uppgifter – Avsnitt 2 På samma sätt som avsnitt 1.

Spektrum Fysik Lärarhandledning © Författaren och Liber AB

Kopiering tillåten!

In le d n i n g

PROV OCH BEDÖMNING Summativ bedömning Att bedöma elevers kunskapsnivå är alltid en utmaning som kräver professionell kunskap, erfarenhet samt bra verktyg. I Spektrumserien erbjuder vi förslag till prov av tre olika typer, samt stöd för bedömningen av resultaten. Färdiga kapitelprov finns till varje kapitel. De finns även som wordfiler för den som vill sätta samman egna versioner av prov. Dessutom finns särskilda laborationsprov, samt ett antal prov vi kallar Diskutera och ta ställning och som liknar de nationella provens A2-del, och testar förmåga 2 – granska information, kommunicera och ta ställning. Grunden för samtliga prov är att de har satts samman för att ge dig som lärare bra underlag för att kunna bedöma alla tre förmågorna av kunskap hos respektive elev. kapitelprov

Till varje kapitel finns ett kapitelprov med facit och bedömningsstöd samt en resultatmatris. Varje prov består av 12 uppgifter som sammanlagt ger maximalt 25 poäng. Ambitionen har varit att fördela uppgifterna per betygsnivå på följande sätt: 12 E-poäng, 8 C-poäng och 5 A-poäng. Elevernas resultat kan sedan bokföras på särskilda resultatblad genom att sätta en ring runt motsvarande rätt besvarade uppgifter. Antalet ringar blir då lika med det antal poäng som eleven uppnått på provet, och ringarnas spridning visar fördelningen mellan olika förmågor och betyg. I kapitelproven har vi gett de tre förmågorna följande benämningar; D = Diskutera och ta ställning, förmåga 1 P = Planera och undersöka, förmåga 2 B = Beskriva och förklara, förmåga 3 Vilka förmågor uppgifterna avser framgår av matriserna i proven och bedömningsstöden. Där har förmågorna kombinerats med de tre betygsstegen E, C och A. Exempelvis betyder; ED = betyget E för förmåga 1 (D) CP = betyget C för förmåga 2 (P) AB = betyget A för förmåga 3 (B) Spektrum Fysik Lärarhandledning © Författaren och Liber AB

Det är självfallet omöjligt att göra alla prov lika svåra. Men vi vill ändå våga oss på att föreslå vilket betyg ett visst resultat skulle kunna ge. Men vi betonar att det är ett förslag: Betyg

Poäng

Varav C-poäng

7–14

15–20

Minst 4

21–25

Minst 6

Varav A-poäng

Minst 4

Formativ bedömning Summativa bedömningar av prov har i alla tider utgjort en stor del av själva betygsprocessen. Summan av flera betyg används sedan av eleverna för att söka till gymnasium och sedan från gymnasium vidare till universitet eller högskola. Att bedöma kunskap summativt ger i de flesta fall ett rättvist resultat, men forskning visar att det inte lockar elever till att kunskapsmässigt nå längre. Summativa bedömningar skapar inga incitament till att lära mer. Det gör däremot den formativa bedömningen. Den är i sin grund mer framåtriktande och coachande. I Spektrumserien finns flera moment där formativ bedömning passar in naturligt, inte minst i det laborativa arbetet. Det gäller även diskussionsuppslagen Perspektiv. Där kan du som lärare ge positiv eller negativ återkoppling kring frågor och argument under pågående diskussion som får eleverna att uppleva att deras kunskap i naturvetenskap fungerar och kommer till nytta, både för dem själva och för andra. Ett mer konkret sätt att jobba med formativ bedömning är att samla in elevernas arbete under arbetet med uppgifterna i Testa dig själv eller Finalen. Gå igenom deras sätt att ställa upp problemen, sätt att resonera och ge positiv återkoppling och peka på hur de kan komma längre på sin kunskapsresa. Det viktiga är att inte i första hand återkoppla om vad som är rätt eller fel, utan att visa på vad som är bra och föreslå hur eleven kan nå längre. Använd gärna de färdiga matriserna för begreppen i Testa dig själv som finns här i handledningen. De kan till exempel användas genom att eleverna gör en skattning av sin egen kunskap om begreppen innan, respektive efter att kapitlet är genomgånget. Matriserna kan även Kopiering tillåten!

In le d n i n g

användas för dokumentation vid läxförhör med kamratbedömning. Utnyttja gärna eleverna till att förklara begrepp de behärskar för elever som känner sig osäkra. Bedömningsstödet till Finalen är tänkt att användas för att ge återkoppling till en elev om vilka förmågor eleven behärskar eller bör utveckla. Vi har där delat upp kursplanens tre förmågor i ett flertal mindre “delförmågor”. Till varje uppgift har vi angivit vilka delförmågorsom vi anser testas.

Fysiken och vardagslivet Krafter, rörelser och rörelseförändringar i vardagliga situationer och hur kunskaper om detta kan användas, till exempel i frågor om trafiksäkerhet.

Hävarmar och utväxling i verktyg och redskap, till exempel i saxar, spett, block och taljor.

Hur ljud uppstår, breder ut sig och kan registreras på olika sätt. Ljudets egenskaper och ljudmiljöns påverkan på hälsan.

Ljusets utbredning, reflektion och brytning i vardagliga sammanhang. Förklaringsmodeller för hur ögat uppfattar färg.

Sambanden mellan spänning, ström, resistans och effekt i elektriska kretsar och hur de används i vardagliga sammanhang.

2, 8

SPEKTRUM FYSIK

Sambandet mellan elektricitet och magnetism och hur detta kan utnyttjas i vardaglig elektrisk utrustning.

8, 9

Centrala innehållet vs Spektrum Fysik

Fysiken och världsbilden

En av grunderna för att bedöma elevers uppnådda kunskapsnivå är kursplanens centrala innehåll. Tabellen nedan visar hur det centrala innehållet fördelar sig över kapitlen i Spektrum Fysik. Referensen är oftast till boken, men vad gäller metoder och arbetssätt mer till handledningen. Fysiken i naturen och samhället

Kapitel

Historiska och nutida upptäckter inom fysikområdet och hur de har formats av och format världsbilder. Upptäckternas betydelse för teknik, miljö, samhälle och människors levnadsvillkor.

1, 2, 5–7, 10, 11

Aktuella forskningsområden inom fysik, till exempel elementarpartikelfysik och nanoteknik.

5, 8, 10

Naturvetenskapliga teorier om universums uppkomst i jämförelse med andra beskrivningar.

Universums utveckling och atomslagens uppkomst genom stjärnornas utveckling.

12 12 11

Energins flöde från solen genom naturen och samhället. Några sätt att lagra energi. Olika energislags energikvalitet samt deras för- och nackdelar för miljön.

Universums uppbyggnad med himlakroppar, solsystem och galaxer samt rörelser hos och avstånd mellan dessa.

Elproduktion, eldistribution och elanvändning i samhället.

8, 9, 11

Försörjning och användning av energi historiskt och i nutid samt tänkbara möjligheter och begränsningar i framtiden.

De fysikaliska modellernas och teoriernas användbarhet, begränsningar, giltighet och föränderlighet.

Fysikens metoder och arbetssätt

Väderfenomen och deras orsaker. Hur fysikaliska begrepp används inom meteorologin och kommuniceras i väderprognoser.

Systematiska undersökningar. Formulering av enkla frågeställningar, planering, utförande och utvärdering.

Fysikaliska modeller för att beskriva och förklara jordens strålningsbalans, växthuseffekten och klimatförändringar.

Mätningar och mätinstrument och hur de kan kombineras för att mäta storheter, till exempel fart, tryck och effekt.

6, 7, 9

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.

5,10

Sambandet mellan fysikaliska undersökningar och utvecklingen av begrepp, modeller och teorier.

1–12 (LH)

Dokumentation av undersökningar med tabeller, diagram, bilder och skriftliga rapporter.

1–12 (LH)

Partikelmodell för att beskriva och förklara fasers egenskaper och fasövergångar, tryck, volym, densitet och temperatur. Hur partiklarnas rörelser kan förklara materiens spridning i naturen.

4,7

Källkritisk granskning av information och argument som eleven möter i källor och samhällsdiskussioner med koppling till fysik.

1–12 (Perspektiv)

Aktuella samhällsfrågor som rör fysik.

Alla

Spektrum Fysik Lärarhandledning © Författaren och Liber AB

1–12

Kopiering tillåten!

In le d n i n g

Att tänka på vid demonstrationsförsök Ett väl genomfört demonstrationsförsök ökar elevernas intresse samtidigt som det bygger på elevernas kunskaper. Men för att lyckas måste du förbereda dig väl. Kontrollera att allt du behöver finns och att försöket fungerar som det ska. Förbered dig gärna på den plats där experimentet ska visas. Du får då bättre möjlighet att överblicka hur det kommer att se ut för eleverna. Tänk på att gå till rummets bakre del för att föreställa dig vad eleverna kommer att se därifrån. Alla elever ska kunna se experimentet bra. Ett förhöjningsbord kan vara effektivt. Bakgrund och belysning betyder mycket. Använd gärna datorn med en webbkamera ansluten. Då kan du med en projektor visa vad som händer i närbild. Även skuggprojektion är en bra och enkel metod. Det fungerar så att man placerar en optiklampa på 50–100 cm avstånd från apparaturen. På en skärm placerad bakom apparaturen ser man en förstorad skuggbild av densamma. Utför, om möjligt, experimentet flera gånger. Först då kan man vara säker på att åtminstone flertalet elever uppfattat experimentet. Viktigt är förstås att man inte tar bort intresset i förväg genom att tala om vad som kommer att hända. Låt istället eleverna själva upptäcka vad som sker och försöka förklara varför. Låt gärna någon elev eller elevgrupp utföra demonstrationen med din hjälp så ökar motivationen och intresset hos eleverna. Uppmana gärna eleverna att göra egna anteckningar runt demonstrationen. De ”tvingas” på så sätt att engagera sig mer i experimentet.

Att tänka på i samband med laborationer Elevernas egna laborationer är kanske den viktigaste delen när det gäller undervisningen i fysik. För att eleverna ska lyckas finns det mycket att tänka på: • Kontrollera att allt finns och fungerar. • Låt eleverna arbeta två och två. En tredje medlem i gruppen hamnar ofta utanför. Men om materielen inte räcker till kan man förstås bli tvungen att ha både tre och ibland fyra i grupperna. Kanske kan man då i stället Spektrum Fysik Lärarhandledning © Författaren och Liber AB

låta halva gruppen arbeta med en teoretisk uppgift, kanske i biblioteket, medan den andra halvan genomför laborationen. Sedan byter man. Låt gärna laborationsgruppernas sammansättning variera så att inte alltid samma elever är tillsammans. • Laborationer med olika karaktär. Börja alltid uppgiften med att låta eleverna noga läsa igenom hela uppgiften innan de börjar. Ibland är instruktionen mycket utförlig och eleverna bör utan hjälp klara sig igenom laborationen. Men eftersom otåligheten bland många elever är stor, kommer ändå frågan ”Vad ska vi göra?” Ha inte för bråttom med att ge hjälp utan uppmana eleverna att läsa instruktionenigen. Ofta är laborationerna av sådan karaktär att det är lämpligt att eleverna skriver en rapport. Försök då, om möjligt, att låta eleverna få påbörja rapporten under lektionen direkt efter att laborationen har avslutats. Det finns också laborationer där planeringen är en del av själva laborationen. Läs därför våra beskrivningar av respektive laboration innan du bestämmer hur du vill lägga upp arbetet. • Bedömning När eleverna laborerar finns det goda möjligheter att skapa sig en bild av deras kunskaper och laborativa förmåga – färdigheter som ska vägas in i bedömningen av eleverna, och som löpande måste göras inför utvecklingssamtal och betygssättning. Använd dessa insikter och lotsa eleverna mot nya kunskaper. Målet är ju att hjälpa eleverna att nå så många av kunskapskraven som möjligt.

Samarbete med andra ämnen Samarbeta gärna med andra ämnen, inte bara de andra naturvetenskapliga ämnena. Det ger eleverna möjlighet att se hur vi bygger kunskap om vår gemensamma verklighet och de aktuella frågor som finns, exempelvis klimatfrågan. För dig som lärare innebär det sannolikt ett stimulerande samarbete med kollegor och tillfällen att gemensamt bedöma olika elevers prestationer. Eleverna får en samordning av olika områden och slipper exempelvis läsa om samma område i olika ämnen under olika delar av skoltiden.

Kopiering tillåten!

In le d n i n g

Grupparbeten Att arbeta i grupp är viktigt. Att genomföra en laboration är förstås ett exempel på grupparbete. Men ibland kan det vara en bra idé att skapa större grupparbeten, arbeten som eleverna får arbeta med under flera lektioner och även hemma. En förutsättning för att det ska fungera är att grupperna inte är för stora och att alla deltagare i gruppen får meningsfulla uppgifter. Exempel på områden där grupparbeten kan vara ett naturligt och trevligt inslag är astronomi och energi.

Spektrum Fysik Lärarhandledning © Författaren och Liber AB

Kopiering tillåten!

1. SO LSYSTE M E T

1. SOLSYSTEMET Pedagogisk planering KURSPLANEN Syfte och förmågor Ge alla elever förutsättningar att utveckla sin förmåga att: • diskutera, granska och ta ställning i frågor som handlar om rymdfart och rymdforskning • planera och genomföra enklare vetenskapliga undersökningar om astronomi

KAPITELSTART

• beskriva och förklara begrepp när det gäller fenomen som dag och natt, årstider, månens faser samt solsystemets uppbyggnad

Kunskapsmål

Centralt innehåll

HÄR FÅR DU LÄRA DIG

Historiska och nutida upptäckter inom fysikområdet och hur de har formats av och format världsbilder. Upptäckternas betydelse för teknik, miljö, samhälle och människors levnadsvillkor. Universums uppbyggnad med himlakroppar, solsystem […] samt rörelser hos och avstånd mellan dessa. Systematiska undersökningar. Formulering av enkla frågeställningar, planering, utförande och utvärdering. Sambandet mellan fysikaliska undersökningar och utvecklingen av begrepp, modeller och teorier. Dokumentation av undersökningar med tabeller, diagram, bilder och skriftliga rapporter.

• hur solsystemet är uppbyggt och hur det ser ut på solen och de olika planeterna • skillnaden mellan asteroid, meteorit, meteor, meteoroid (endast grundbok) och komet • hur det vetenskapliga arbetssättet ständigt gör att våra kunskaper om solsystemet förbättras • att det är jordens lutning och rörelser som ger oss dag och natt samt årstider • hur nya kunskaper i fysik kunnat avfärda vidskepliga föreställningar om månen, solen och våra planeter • använda dina kunskaper i fysik till att samtala om och argumentera för eller emot rymdresor till Mars • hur historiska och nutida upptäckter i astronomi format vår världsbild

Spektrum Fysik Lärarhandledning © Författaren och Liber AB

Kopiering tillåten!

1. SO LSYSTE M E T

AVSNITT FÖR AVSNITT 1.1

Jorden – vår planet

Här beskrivs och förklaras hur natt och dag uppkommer samt orsaken till våra årstider. Här förklaras också hur jorden är indelad i tidszoner och vad som menas med sommartid.

1.2 Kapitelingress Diskutera gärna kring bilderna och frågorna. Vänster bild: Varför blir det mörkt om natten och varför har vi olika årstider? Natt är en följd av att solens strålar inte kan nå mer än halva jordklotet åt gången. Den halvan som är vänd mot solen har dag. Årstider är en följd av att jordaxeln lutar. När jordaxeln lutar mot solen blir norra halvklotet mest belyst. Vi har då sommar. När jordaxeln lutar från solen har vi vinter. På södra halvklotet är årstiderna de omvända jämfört med våra. Mittbild: Ta med ett teleskop ut en klar och mörk kväll så öppnas en ny värld. Hur bär man sig åt för att hitta Polstjärnan?

Månen – vår närmaste granne

Vilka associationer har eleverna till fullmåne? Texten går vidare med att månen egentligen är förhållandevis liten trots att den ser så stor ut på natthimlen. Sedan tar vi upp avståndet till månen, hur månen ger oss månader och månens bundna rotation. Vi förklarar också hur månens olika faser uppkommer samt varför det blir mån- och solförmörkelse. Slutligen beskriver vi hur hur det ser ut på månens yta.

1.3

Vårt solsystem

Här studerar vi solsystemet, det vill säga vår närmaste omgivning i universum. Vi introducerar begreppet ljusminut och beskriver lite hur det ser ut på solen. Vi studerar vidare planeternas utseende, speciellt vad som skiljer de så kallade jätteplaneterna från de övriga. I avsnittet går vi även igenom skillnaden mellan asteroider, kometer, meteoroider (endast grundbok), meteorer och meteoriter.

Man tar hjälp av stjärnbilden Karlavagnen. Tänk dig en linje mellan vagnens två främre stjärnor. Förläng det avståndet cirka 5 gånger uppåt över vagnen. Där ligger Polstjärnan. Höger bild: Det kostade enormt mycket pengar att landsätta Curiosity på Mars år 2012. Är det vettigt att lägga ner så mycket pengar på att utforska andra planeter. Vad tycker du? Människan är nyfiken och nyfikenheten är en stark drivkraft. Frågan om det finns liv på andra planeter är en av de riktigt stora frågorna och därför enligt vissa värda att satsa pengar på att undersöka. År 2013 hade svensk rymdforskning en budget på cirka 950 miljoner kronor. Det är mycket pengar och en del människor hävdar att vi skulle kunna använda pengarna till andra saker, som till exempel skola, vård och omsorg. Andra hävdar att det är lite pengar i förhållande till vad vi spenderar på annat. De tycker därför att rymdforskningen istället borde få mer pengar. I statsbudgeten motsvarar rymdforskningen ungefär 0,1 % av statens utgifter (källa: Regeringskansliet och Rymdstyrelsen). Om det är lagom mycket är upp till var och en att själv ta ställning till.

Spektrum Fysik Lärarhandledning © Författaren och Liber AB

Kopiering tillåten!

1. SO LSYSTE M E T

Demonstrationer, laborationer och uppgifter 1.1

Demonstrationer 1.1

1.2

„

Dag och natt

Årstiderna

Månens faser

Månens bundna rotation

BILDER

(laboration)

¢ (teoretisk)

b Sol- och månförmörkelse b

(demonstration)

1.2

Bild 1.

Tidszonerna

Bild 2.

Årstiderna

Bild 3.

Solen, jorden och månen

Bild 4.

Sol- och månförmörkelse

Laborationer och uppgifter 1.1

1.2

1.3

Varför har vi dag och natt ¢

Tidszonerna ¢

En jordglobs skala

Varför har vi årstider? ¢

Månen – vår största satellit

Ordfläta ¢

Månens faser

Solsystemet i skala

Almanackan – en liten astronomibok ¢

„ „

10. Planeterna ¢ 11. Ordfläta ¢

Spektrum Fysik Lärarhandledning © Författaren och Liber AB

Kopiering tillåten!

1. SO LSYSTE M E T

Demonstrationer

Spektrum Fysik Lärarhandledning © Författaren och Liber AB

Kopiering tillåten!

1. SO LSYSTE M E T

1.1

1. DAG OCH NATT

DU BEHÖVER Jordglob och ljuskälla. mål Eleverna ska förstå hur dag och natt uppkommer. kommentar Demonstrera uppkomsten av dag och natt med ljus från lampan föreställande solen. Använd till exempel en optiklampa med en lins. Placera linsen så att du från lampan får divergenta strålar.

2. ÅRSTIDERNA

DU BEHÖVER Jordglob, glödlampa i hållare och pekpinne. mål Eleverna ska förstå hur årstiderna uppkommer. kommentar Låt glödlampan föreställa solen. Placera först jordklotet så att det är sommar på norra halvklotet. Hur lutar jordaxeln då? Markera lutningen med hjälp av pekpinnen. Hur lyser solen norr om norra polcirkeln? Vad kallas fenomenet? Hur är det på södra halvklotet? Placera sedan jordgloben i sitt läge ett halvår senare och diskutera på motsvarande sätt. Placera slutligen jordgloben i mellanlägena, dvs. då det är höstdagjämning respektive vårdagjämning. Hur lutar jordaxeln då?

Spektrum Fysik Lärarhandledning © Författaren och Liber AB

Kopiering tillåten!

1. SO LSYSTE M E T

1.2

3. MÅNENS FASER

DU BEHÖVER Månglob (glob till hälften vit och hälften svart). mål Eleverna ska förstå hur månens faser uppkommer. kommentar Demonstrera månens faser med hjälp av mångloben. Låt eleverna ställa sig i en klunga antingen mitt i klassrummet eller ute på skolgården. De föreställer jorden. Förklara att den vita halvan av mångloben föreställer den solbelysta delen. Stå till en början så att eleverna endast ser den svarta delen av globen. Det är nymåne. Gå ett kvarts varv runt eleverna motsols, hela tiden med den vita delen av globen vänd åt samma håll (dvs. mot solen). I vilken fas befinner sig månen nu? Fortsätt sedan varvet runt.

4. MÅNENS BUNDNA ROTATION

mål Eleverna ska förstå vad som menas med bunden rotation. kommentar Demonstrera månens bundna rotation, men med dig själv som måne. Förklara att månen alltid vänder samma sida mot jorden. Vad kan det bero på? Gå runt eleverna (jorden) och ha hela tiden ansiktet (månens framsida) vänd mot eleverna. Efter ett halvt varvs förflyttning, hur mycket har då månen roterat runt sin axel? Jo, också ett halvt varv. Och när månen rört sig ett varv runt jorden har den samtidigt roterat ett varv runt sin egen axel. Månen sägs ha bunden rotation.

5. SOL- OCH MÅNFÖRMÖRKELSE

DU BEHÖVER 2 stativ, 2 dubbelmuffar, 2 hållare med klämplattor, kulor av modellera med diametrar 4 cm och 1 cm, optisk bänk, 2 muffar, ljuskälla, lins +12, likriktarkub och meterstav. mål Eleverna ska förstå hur sol- och månförmörkelse uppkommer. kommentar Häng upp de båda kloten i var sitt stativ på det sätt som bilden visar.

Placera ljuskällan vid 0 på den optiska bänken. Fäst linsen vid 10. Placera de båda kloten på 1,2 m avstånd från varandra och i jämnhöjd med ljuskälla och lins. Låt det klot som föreställer jorden vara närmast linsen. Försöket visar hur en månförmörkelse uppkommer. Vilken månfas är det? Låt sedan de båda kloten byta plats. Det blir då en solförmörkelse i stället. Man ser tydligt att en solförmörkelse sker samtidigt endast på en begränsad del av jorden.

Spektrum Fysik Lärarhandledning © Författaren och Liber AB

Kopiering tillåten!

1. SO LSYSTE M E T

Laborationer och uppgifter kopieringsunderlag

Spektrum Fysik Lärarhandledning © Författaren och Liber AB

Kopiering tillåten!

1. SO LSYSTE M E T

1.1

1. VARFÖR FÅR VI DAG OCH NATT?

Jorden roterar som en snurra runt sin axel samtidigt som solens strålar hela tiden träffar vår planet. På den halva av jorden som solen lyser på är det dag. På den andra halvan är det natt. 1. Hur lång tid tar det för jorden att snurra ett varv kring sin axel? 2. Hur stor del av jorden är solbelyst samtidigt? 3. Tänk dig att du vid olika tillfällen befinner dig på de platser som i bilden är markerade med punkter (a–e). Svara sedan på följande frågor:

a) Upplever du skymning eller gryning om du befinner dig vid plats a?

b) Vilken tid på dygnet är det vid plats b?

c) Hur mycket är klockan vid plats c?

d) Hur mycket är klockan vid plats d?

e) Hur mycket är klockan vid plats e?

4. På ett dygn roterar jorden ett varv kring sin axel. För att vi ska kunna ange delar av ett dygn delas det in i timmar, minuter och sekunder.

Fyll i de tal som saknas.

a) 1 dygn = ? h

b) 1 h = ? min

c) 1 min = ? s

d) 1 h = ? s

5. Klockor visar tid på olika sätt. Armbandsur finns exempelvis med både analog och digital visning. Studera klockorna nedan och förklara vad skillnaden är mellan att ange tid analogt och digitalt.

10:39

6. Vid idrottstävlingar mäter man ofta tiden digitalt. Stora tavlor visar tid i hundradels sekunder, ibland till och med i tusendels sekunder.

a) Vid en tävling på 100 m hade segraren tiden 10,39 s. Den som kom tvåa hade tiden 10,53 s. Hur många hundradels sekunder var skillnaden i tid?

b) Vid en slalomtävling hade Mikaela Shiffrin tiden 54,63 s efter första åket. Tvåa låg svenskan Frida Hansdotter med fem hundradelar sämre tid. Vilken tid hade Frida?

7. a) Hur många tiondels sekunder går det på en sekund?

b) Hur många hundradels sekunder går det på en sekund?

c) Hur många hundradels sekunder är en tiondels sekund?

Spektrum Fysik Lärarhandledning © Författaren och Liber AB

Kopiering tillåten!

1. SO LSYSTE M E T

1.1

2. TIDSZONERNA

Jorden roterar runt sin axel på så sätt att solen tycks vandra från öster till väster på himlavalvet. Det betyder att solen går upp tidigare i Stockholm än i Göteborg. Men trots det visar klockorna i de båda städerna samma tid. Det beror på att man har delat in jorden i tidszoner på det sätt som bilden visar. Nästan hela Europa har samma tid. Studera bilden och svara på frågorna.

Moskva New York

Hur mycket är den då i Stockholm respektive i New York?

5. Antag att klockan är 12.00 i Stockholm. Hur mycket är då klockan vid Nordpolen?

Spektrum Fysik Lärarhandledning © Författaren och Liber AB

Kopiering tillåten!

1. SO LSYSTE M E T

1.1

3. EN JORDGLOBS SKALA

„

I den här laborationen tar du reda på vilken skala en jordglob har. Du behöver: Jordglob, snöre, meterstav och räknare. A Använd snöret och meterstaven och ta reda på hur långt det är runt ekvatorn på jordgloben. B Svara på följande frågor. 1. H ur många centimeter är det runt ekvatorn på jordgloben? Avrunda på lämpligt sätt. 2. Hur många kilometer är det i verkligheten runt ekvatorn? 3. Hur många kilometer i verkligheten motsvaras då av 1 cm på jordgloben? Avrunda på lämpligt sätt. C Mät med snöret avståndet mellan Stockholm och New York. Räkna ut hur långt det är i verkligheten. OM DU HINNER D Tänk dig att du befinner dig vid ekvatorn. Varje dygn rör du dig en viss sträcka på grund av jordens rotation. Räkna ut hur stor hastigheten är uttryckt i kilometer per timme. Avrunda till hundratal.

Spektrum Fysik Lärarhandledning © Författaren och Liber AB

Kopiering tillåten!

1. SO LSYSTE M E T

1.1

4. VARFÖR FÅR VI ÅRSTIDER?

Jorden rusar fram genom världsrymden i en bana runt solen med en hastighet av omkring 100 000 km/h. Eftersom jorden roterar, får vi natt och dag. Men vad är det som ger upphov till årstider på jorden? A Studera bilden och svara på frågorna.

1. Hur lång tid tar det för jorden att färdas ett varv runt solen? 2. Hur lång tid tar det för jorden att förflytta sig från läge A till läge B? 3. Vilket fenomen på jorden orsakas av att jordaxeln lutar något?

A C

B Bilden är en uppförstoring av jordens läge A i första bilden. 1. Vilket halvklot skiner solen mest på?

norra polcirkeln ekvatorn

2. Vilken årstid är det på norra halvklotet? 3. Vilken årstid är det på södra halvklotet? 4. Vad kan man uppleva i Sverige norr om polcirkeln om somrarna, men inte söder om den?

södra polcirkeln Läge A

C Bilden nedan är en uppförstoring av jordens läge C i första bilden.

norra polcirkeln

1. Vilket halvklot skiner solen mest på? 2. Vilken årstid är det på norra halvklotet? 3. Vilken årstid är det på södra halvklotet? 4. Var måste man befinna sig för att uppleva midnattssol? D Titta tillbaka på den första bilden igen. Tänk dig att du befinner dig på norra halvklotet, till exempel i Sverige. 1. I vilket läge är det vintersolstånd?

ekvatom södra polcirkeln Läge C

2. I vilket läge är det sommarsolstånd? 3. I vilket läge är det höstdagjämning? 4. I vilket läge är det vårdagjämning? OM DU HINNER E Använd årets almanacka och sök upp vilket datum som det har varit eller kommer att bli vårdagjämning, sommarsolstånd, höstdagjämning och vintersolstånd.

Hur länge är solen uppe vid dessa fyra tillfällen?

Spektrum Fysik Lärarhandledning © Författaren och Liber AB

Kopiering tillåten!

1. SO LSYSTE M E T

1.2

5. MÅNEN – VÅR STÖRSTA SATELLIT

„

Avstånden i rymden är nästan ofattbara. Med hjälp av lera kan du bygga modeller som kan ge dig en uppfattning om jordens och månens storlek jämfört med avståndet mellan dem. Du behöver: Modellera, meterstav och räknare. A Tillverka ett klot av lera som föreställer jorden. Låt jordens diameter vara 4 cm. B Studera tabellen nedan. Räkna ut hur många centimeter månens diameter är, om jordens är 4 cm.

Jordens diameter: 12 800 km

Månens diameter: 3 200 km

Avståndet jorden–månen: 380 000 km

C Tillverka ett klot som föreställer månen. D Räkna nu ut avståndet mellan jorden och månen i den här skalan. Börja med att räkna ut hur många jordklot som skulle få rum mellan jorden och månen. Avrunda till heltal. E Placera nu ut månen och jorden på rätt avstånd från varandra i den här skalan. OM DU HINNER F När man anger avstånd i rymden använder man ofta enheten ljusår. Med ett ljusår menas den sträcka som ljuset hinner på ett år. Eftersom ljusets hastighet är 300 000 km/s, är ett ljusår en mycket lång sträcka. 1. Vad tror du menas med en ljusminut? 2. Vad tror du menas med en ljussekund? 3. H ur stort är avståndet jorden–månen uttryckt i ljussekunder? Avrunda till tiondelar. 4. Hur lång är en ljusminut? Svara i miljoner kilometer. 5. Till solen är det ungefär 500 ljussekunder. Hur många ljusminuter är det? 6. Hur långt är det till solen uttryckt i miljoner kilometer?

Spektrum Fysik Lärarhandledning © Författaren och Liber AB

Kopiering tillåten!

1. SO LSYSTE M E T

1.2

6. ORDFLÄTA

Lös ordflätan. Om du hittar de rätta orden kommer bokstäverna i de markerade rutorna att bilda ett aktuellt ord. Vilket? 1. Han var först på månen. 2. … uppkommer på grund av att jordaxeln lutar. 3. Jorden är indelad i 24 ... 4. 24 timmar är lika med ett … 5. Månen har så kallad … rotation. 6. Nymåne och fullmåne är exempel på månens … 7. När jorden kastar sin skugga över månen blir det ... 8. Ett … visar tiden med siffror.

1 2 3 4 5 6 7 8

Spektrum Fysik Lärarhandledning © Författaren och Liber AB

Kopiering tillåten!

1. SO LSYSTE M E T

1.2

7. MÅNENS FASER

„

a) Hur lång tid tar det för jorden att snurra ett varv runt sin egen axel?

b) Hur lång tid tar det för månen att färdas ett varv runt jorden?

c) Hur lång tid tar det för månen att röra sig från läge 1 till läge 5?

7 6

1 X

2 4 3

2. Precis som jorden, roterar månen runt sin egen axel. Hur lång tid tar ett varv? 3. Hur lång är dagen på månen? 4. Hur mycket hinner månen vrida sig, medan den rör sig från läge 1 till läge 5? 5. Vad menas med att månen har bunden rotation? 6. På vilket sätt märker vi här på jorden att månen har bunden rotation? 7. Tänk dig att du befinner dig vid krysset i bilden ovan. Du följer alltså med i jordens rotation som om du befann dig i en jättekarusell. Men månen ser olika ut beroende på var den befinner sig i sin bana runt jorden. Fundera ut vilket utseende månen har i ett visst läge genom att ange rätt position (1–8) vid respektive månform (A–H) i bilden nedan.

Så ser månen ut i läge nr:

Spektrum Fysik Lärarhandledning © Författaren och Liber AB

Kopiering tillåten!

1. SO LSYSTE M E T

1.3

8. SOLSYSTEMET I SKALA

„

I den här laborationen får du tillverka solsystemets planeter i lämplig skala och sedan räkna ut avstånden mellan dem. Du kommer att bli förvånad! Du behöver: Modellera, linjal och räknare. A Du ska tillverka planetmodeller av modellera i en skala som gör att jorden får dia metern 3,2 mm. I tabellen kan du se hur stora de övriga planeterna är jämförda med jorden.

Diameter om jordens är 1,00

Avstånd från solen (i milj km)

Merkurius

0,38

Venus

0,95

108

Jorden

1,00

150

Mars

0,53

228

Jupiter

778

Saturnus

9,4

1 430

Uranus

4,0

2 870

Neptunus

3,8

4 500

Planet

Diameter

Avstånd

Merkerius Venus Jorden

3,2 mm

B Rulla klot av modellera, ett klot för varje planet. Kontrollera med hjälp av linjal, eller skjutmått, att kloten får ungefär rätt diameter. C Lägg de färdiga planetmodellerna på ett papper. Skriv under modellerna vilken planet det är. D Solens diameter är 109 gånger så stor som jordens. Räkna ut hur stor solens diameter är i den skala vi använder oss av. Svara i hela centimeter. E Tabellen visar också hur stort avståndet är från solen till de olika planeterna. Vår skala innebär att en miljon kilometer motsvaras av 25 cm = 0,25 m. Räkna ut avstånden till de olika planeterna i vår skala. För in alla värden i din tabell. F Avståndet mellan jorden och månen brukar ibland anges till 60 jordradier. Det innebär att det mellan jorden och månen skulle få rum 30 jordklot. Hur stort är avståndet till månen i den här skalan? G Månens diameter är en fjärdedel av jordens diameter. Hur mycket är det i den här s kalan? H Avsluta laborationen genom att tillsammans med hela gruppen gå ut i korridoren eller ut på skolgården. Placera ut solen och planeterna på de avstånd som ni räknat ut.

Spektrum Fysik Lärarhandledning © Författaren och Liber AB

Kopiering tillåten!

1. SO LSYSTE M E T

1.3

9. ALMANACKAN – EN LITEN ASTRONOMIBOK

Svara på följande frågor:

1. När gick solen upp i morse?

2. När går solen ner idag?

3. Hur länge är solen uppe idag?

B Studera de kolumner som visar månens uppgång och nedgång.

Svara på följande frågor:

1. När går månen upp idag?

2. När går månen ner?

3. När är det nymåne respektive fullmåne nästa gång?

4. När är månen i första respektive sista kvarteret nästa gång?

C Man kan i almanackan även hitta information om planeterna.

Vad betyder det när det i almanackan står på följande sätt: 1.

u 5.14

n 7.32

Spektrum Fysik Lärarhandledning © Författaren och Liber AB

Kopiering tillåten!

1. SO LSYSTE M E T

1.3

10. PLANETERNA

I slutet av Spektrum fysik finns en tabell över planeterna. Du hittar tabellen på sidan 347 i grundboken och på sidan 233 i lightboken. Du behöver: Räknare Använd tabellen och besvara följande frågor: 1. Hur lång rotationstid har

a) Merkurius?

b) Jupiter?

2. Hur många månar har

a) Saturnus?

b) Uranus?

3. Hur många varv runt solen hinner Merkurius under den tid det tar för

a) Mars att gå ett varv runt solen? Avrunda till hela varv.

b) Uranus att gå ett varv runt solen? Avrunda till hela varv.

4. Hur många Merkuriusklot motsvarar Jupiter om planeternas massa jämförs? 5. Hur lång omkrets har

a) Mars? Avrunda till hundratal kilometer.

b) Saturnus? Avrunda till tusental kilometer.

(Omkretsen räknar du ut genom att ta ekvatorns diameter gånger 3,14.)

6. Vilken hastighet har en punkt på ekvatorn till följd av rotationen hos

a) Mars?

b) Saturnus?

Avrunda till hundratals kilometer per timme.

OM DU HINNER 7. Ett år på en planet är lika med den tid det tar för planeten att röra sig ett varv runt solen. Jämför det med rotationstiden och räkna ut hur många

a) Marsdygn det går på ett Marsår? Avrunda till tiotal.

b) Neptunusdygn det går på ett Neptunusår? Avrunda till tusental.

Spektrum Fysik Lärarhandledning © Författaren och Liber AB

Kopiering tillåten!

1. SO LSYSTE M E T

1.3

11. ORDFLÄTA

Lös ordflätan. Om du hittar de rätta orden kommer bokstäverna i de markerade rutorna att bilda ett aktuellt ord. Vilket? 1. Solen omges av nio stora … 2. Kallas ibland för aftonstjärna. 3. … är mest känd för sitt praktfulla ringsystem. 4. Jordens största satellit är … 5. … har ingen måne. 6. Mars största måne kallas … 7. … har en mystisk röd fläck. 8. Planeten … är ungefär lika stor som Venus.

1 2 3 4 5 6 7 8

Spektrum Fysik Lärarhandledning © Författaren och Liber AB

Kopiering tillåten!

1. SO LSYSTE M E T

Laborationer och uppgifter Lärarkommentarer

Spektrum Fysik Lärarhandledning © Författaren och Liber AB

Kopiering tillåten!

1. SO LSYSTE M E T

1.1

1. VARFÖR FÅR VI DAG OCH NATT? mål Eleverna ska lära sig hur dag och natt uppkommer samt var någonstans på jordklotet man befinner sig vid olika tidpunkter.

1 . S O LSYS TE M E T

1.1

1. VARFÖR FÅR VI DAG OCH NATT?

Jorden roterar som en snurra runt sin axel samtidigt som solens strålar hela tiden träffar vår planet. På den halva av jorden som solen lyser på är det dag. På den andra halvan är det natt.

kommentar Inled gärna med att ge en skalenlig

1. Hur lång tid tar det för jorden att snurra ett varv kring sin axel?

bild av jorden på det sätt som beskrivs nedan. Jorden är ett klot med en omkrets på 4 000 mil. Det innebär att radien är 640 mil. Vi vet att det på jorden finns höga berg. Är jordytan slät eller är den skrovlig? Jämför gärna med en jordglob som har markerade bergskedjor. För att få svar på frågan avbildar vi jorden i skala. Vi väljer en sådan skala som innebär att 1 cm får motsvara 10 mil. Jordens radie blir då 64 cm. Rita en cirkel på tavlan som får föreställa jorden. Jordens högsta berg, Mount Everest, är knappt 9 km högt. I vår skala motsvarar det knappt 1 mm. Rita in en liten prick som föreställer Mount Everest. Av detta kan vi förstå att jordytan är fantastiskt slät, vilket är mycket överraskande för flertalet elever. I samma skala kan följande avstånd nämnas:

3. Tänk dig att du vid olika tillfällen befinner dig på de platser som i bilden är markerade med punkter (a–e). Svara sedan på följande frågor:

I verkligheten I vår skala Största havsdjup

Ca 1 mil

Atmosfärens yttersta Ca 10 mil gräns Avstånd till månen

2. Hur stor del av jorden är solbelyst samtidigt? e

a) Upplever du skymning eller gryning om du befinner dig vid plats a? b) Vilken tid på dygnet är det vid plats b?

c) Hur mycket är klockan vid plats c?

d) Hur mycket är klockan vid plats d? e) Hur mycket är klockan vid plats e? 4. På ett dygn roterar jorden ett varv kring sin axel. För att vi ska kunna ange delar av ett dygn delas det in i timmar, minuter och sekunder. Fyll i de tal som saknas. a) 1 dygn = ? h b) 1 h = ? min c) 1 min = ? s d) 1 h = ? s 5. Klockor visar tid på olika sätt. Armbandsur finns exempelvis med både analog och digital visning. Studera klockorna nedan och förklara vad skillnaden är mellan att ange tid analogt och digitalt.

10:39

6. Vid idrottstävlingar mäter man ofta tiden digitalt. Stora tavlor visar tid i hundradels sekunder, ibland till och med i tusendels sekunder. a) Vid en tävling på 100 m hade segraren tiden 10,39 s. Den som kom tvåa hade tiden 10,53 s. Hur många hundradels sekunder var skillnaden i tid? b) Vid en slalomtävling hade Mikaela Shiffrin tiden 54,63 s efter första åket. Tvåa låg svenskan Frida Hansdotter med fem hundradelar sämre tid. Vilken tid hade Frida? 7. a) Hur många tiondels sekunder går det på en sekund? b) Hur många hundradels sekunder går det på en sekund? c) Hur många hundradels sekunder är en tiondels sekund?

Spektrum Fysik Lärarhandledning © Författaren och Liber AB

Kopiering tillåten!

Ca 1 mm Ca 1 cm

Ca 38 000 mil Ca 38 m

Demonstrera uppkomsten av dag och natt, till exempel på det sätt som beskrivs i Demonstration 1. Gå igenom olika tidsenheter. Ta några exempel med tiondels och hundradels sekunder. Låt eleverna arbeta med uppgiften. SVAR PÅ FRÅGORNA

1. 1 dygn 2. Halva jorden 3. a) Gryning b) Förmiddag c) 12.00 d) 12.00 e) 0.00 4. a) 24 h b) 60 min c) 60 s d) 3 600 s 5. Ett analogt armbandsur visar tiden med visare medan ett digitalt armbandsur visar tiden med siffror. På det analoga uret kan man inte se om det är för- eller eftermiddag, eftersom urtavlan är indelad i 12 timmar. 6. a) Fjorton hundradels sekund (0,14 s) b) 54,68 s 7. a) 10 b) 100 c) 10

Spektrum Fysik Lärarhandledning © Författaren och Liber AB

Kopiering tillåten!

1. SO LSYSTE M E T

2. TIDSZONERNA

1 . S O LSYS TE M E T

mål Eleverna ska lära sig hur tiden ändras när man

förflyttar sig mellan olika tidszoner. kommentar Inled med att gå igenom vad som

menas med tidszoner. Använd gärna Bild 1.

1.1

2. TIDSZONERNA

SVAR PÅ FRÅGORNA Moskva

1. 13.00 2. 13.00 3. 16.00 4. I Stockholm är klockan 10.00 och i New York är klockan 04.00. 5. Vid nordpolen kan klockan sägas vara vad som helst eftersom alla meridianer utgår därifrån.

New York

1. Låt oss säga att klockan är 13.00 i Stockholm. Hur mycket är då klockan i Östersund? 2. Hur mycket är klockan i Helsingfors när den är 12.00 i Stockholm? 3. Om klockan är 15.00 i London, hur mycket är den då i Göteborg? 4. Antag att klockan är 12.00 i Moskva. Hur mycket är den då i Stockholm respektive i New York? 5. Antag att klockan är 12.00 i Stockholm. Hur mycket är då klockan vid Nordpolen?

Spektrum Fysik Lärarhandledning © Författaren och Liber AB

Kopiering tillåten!

3. EN JORDGLOBS SKALA

1 . S O LSYS TE M E T

mål Eleverna ska få en känsla för hur stor en jord-

glob är i förhållande till jordklotet. kommentar Resultatet kommer att variera be-

roende på hur noggranna eleverna är. Eventuellt behöver du repetera skala med eleverna.

1.1

3. EN JORDGLOBS SKALA

„

SVAR PÅ FRÅGORNA

B 2. 40 000 km D Hastigheten vid ekvatorn är 40 000/24 km/h ≈ ≈ 1 700 km/h. På våra breddgrader är sträckan ungefär hälften så lång. Hastigheten är då ungefär hälften så stor.

3. Hur många kilometer i verkligheten motsvaras då av 1 cm på jordgloben? Avrunda på lämpligt sätt. C

Mät med snöret avståndet mellan Stockholm och New York. Räkna ut hur långt det är i verkligheten.

OM DU HINNER D Tänk dig att du befinner dig vid ekvatorn. Varje dygn rör du dig en viss sträcka på grund av jordens rotation. Räkna ut hur stor hastigheten är uttryckt i kilometer per timme. Avrunda till hundratal.

Spektrum Fysik Lärarhandledning © Författaren och Liber AB

Kopiering tillåten!

1. SO LSYSTE M E T

4. VARFÖR FÅR VI ÅRSTIDER?

1 . S O LSYS TE M E T

mål Eleverna ska lära sig hur jordens position runt

solen ger upphov till olika årstider. kommentar Inled med att visa Demonstration 2.

Visa också gärna Bild 2. Uppgiften avslutas med en extrauppgift där eleverna behöver ha tillgång till årets almanacka.

1.1

4. VARFÖR FÅR VI ÅRSTIDER?

A C

SVAR PÅ FRÅGORNA

A 1. Ett år 3. Årstiderna B 1. Norra halvklotet 3. Vinter C 1. Södra halvklotet 2. Vinter 3. Sommar 4. Söder om södra polcirkeln. D 1. Läge C 3. Läge B

2. Tre månader

B Bilden är en uppförstoring av jordens läge A i första bilden. 1. Vilket halvklot skiner solen mest på?

norra polcirkeln ekvatorn

2. Vilken årstid är det på norra halvklotet? 3. Vilken årstid är det på södra halvklotet? 4. Vad kan man uppleva i Sverige norr om polcirkeln om somrarna, men inte söder om den?

2. Sommar 4. Midnattssol

södra polcirkeln Läge A

Bilden nedan är en uppförstoring av jordens läge C i första bilden.

norra polcirkeln

1. Vilket halvklot skiner solen mest på? 2. Vilken årstid är det på norra halvklotet? 3. Vilken årstid är det på södra halvklotet? 4. Var måste man befinna sig för att uppleva mid nattssol? D Titta tillbaka på den första bilden igen. Tänk dig att du befinner dig på norra halvklotet, till exempel i Sverige. 1. I vilket läge är det vintersolstånd?

ekvatom södra polcirkeln Läge C

2. I vilket läge är det sommarsolstånd?

2. Läge A 4. Läge D

3. I vilket läge är det höstdagjämning? 4. I vilket läge är det vårdagjämning? OM DU HINNER E Använd årets almanacka och sök upp vilket datum som det har varit eller kommer att bli vårdagjämning, sommarsolstånd, höstdagjämning och vintersolstånd. Hur länge är solen uppe vid dessa fyra tillfällen?

1.2

Kopiering tillåten!

5. MÅNEN – VÅR STÖRSTA SATELLIT

1 . S O LSYS TE M E T

mål Eleverna ska få en uppfattning om hur stor

månen är och hur långt bort den ligger i förhållande till jorden.

1.2

5. MÅNEN – VÅR STÖRSTA SATELLIT

„

kommentar För att få en uppfattning om storlek

och avstånd i rymden är det nödvändigt att arbeta i skala. Den här laborationens syfte är att eleverna ska få en uppfattning om månens storlek samt avståndet till månen i förhållande till jordens storlek. Hur stor är solen i den här skalan? Solens diameter är ca 109 ggr så stor som jordens. Det innebär att solens diameter blir nästan 4,5 m.

A Tillverka ett klot av lera som föreställer jorden. Låt jordens diameter vara 4 cm. B Studera tabellen nedan. Räkna ut hur många centimeter månens diameter är, om jordens är 4 cm. Jordens diameter: 12 800 km Månens diameter: 3 200 km Avståndet jorden–månen: 380 000 km C

Tillverka ett klot som föreställer månen.

D Räkna nu ut avståndet mellan jorden och månen i den här skalan. Börja med att räkna ut hur många jordklot som skulle få rum mellan jorden och månen. Avrunda till heltal. E Placera nu ut månen och jorden på rätt avstånd från varandra i den här skalan. OM DU HINNER F När man anger avstånd i rymden använder man ofta enheten ljusår. Med ett ljusår menas den sträcka som ljuset hinner på ett år. Eftersom ljusets hastighet är 300 000 km/s, är ett ljusår en mycket lång sträcka. 1. Vad tror du menas med en ljusminut? 2. Vad tror du menas med en ljussekund? 3. Hur stort är avståndet jorden–månen uttryckt i ljussekunder? Avrunda till tion delar.

SVAR PÅ FRÅGORNA

B Månens diameter blir 1 cm. D Det får plats ungefär 30 stycken jordklot mellan jorden och månen. Avståndet blir i den här skalan ungefär 120 cm. F 1. Den sträcka som ljuset hinner på en minut. 2. Den sträcka som ljuset hinner på en sekund. 3. 1,3 ljussekunder 4. 18 miljoner km 5. Drygt 8 ljusminuter 6. 150 miljoner km Spektrum Fysik Lärarhandledning © Författaren och Liber AB

4. Hur lång är en ljusminut? Svara i miljoner kilometer. 5. Till solen är det ungefär 500 ljussekunder. Hur många ljusminuter är det? 6. Hur långt är det till solen uttryckt i miljoner kilometer?

Kopiering tillåten!

1. SO LSYSTE M E T

6. ORDFLÄTA

1 . S O LSYS TE M E T

1.2

SVAR PÅ FRÅGORNA 6. ORDFLÄTA

Orden är: 1. Armstrong 2. Årstider 3. Tidzoner 4. Dygn 5. Bunden 6. Faser 7. Månförmörkelse 8. Digitalur

1 2 3 4 5 6

Ordet i de markerade lodräta rutorna blir då: RINGBERG.

7 8

7. MÅNENS FASER mål Eleverna ska lära sig hur månens olika faser

Kopiering tillåten!

kommentar Inled med en genomgång av hur

månen rör sig runt jorden och runt sin egen axel. Varför lyser månen? Varför ser den olika ut från kväll till kväll? För att förstå hur månens faser skapas är det bra om man har tillgång till en så kallad månglob. Det är ett klot med ena halvan vitmålad och den andra svartmålad. Visa till exempel Demonstration 3. Du kan också använda Bild 3 för att förklara uppkomsten av månens faser. Gå igenom månens bundna rotation på det sätt som Demonstration 4 anger. Sedan eleverna besvarat frågorna i uppgiften kan du gå igenom hur sol- och månförmörkelse uppkommer. Se Demonstration 5. Detta kan också visas med hjälp av Bild 4.

1 . S O LSYS TE M E T

1.2

7. MÅNENS FASER

„

Månen rör sig i en bana runt jorden med en hastighet av 3 370 km/h. Det är just färden runt jorden som gör att månen visar olika faser, till exempel halvmåne. Men hur uppstår egentligen faserna? 1. På bilden ser du hur månen rör sig i sin bana runt jorden, samtidigt som solen lyser på både jorden och månen. a) Hur lång tid tar det för jorden att snurra ett varv runt sin egen axel? b) Hur lång tid tar det för månen att färdas ett varv runt jorden? c) Hur lång tid tar det för månen att röra sig från läge 1 till läge 5?

7 6

1 X

2 4 3

SVAR PÅ FRÅGORNA

1. a) Ett dygn b) En månad c) Två veckor 2. En månad 3. Två veckor 4. Ett halvt varv 5. Månen roterar ett varv runt sin axel på lika lång tid som den roterar ett varv runt jorden. 6. Månen vänder alltid samma sida mot jorden. 7. 1–B, 2–C, 3–E, 4–D, 5–A, 6–F, 7–H, 8–G

5. Vad menas med att månen har bunden rotation? 6. På vilket sätt märker vi här på jorden att månen har bunden rotation? 7. Tänk dig att du befinner dig vid krysset i bilden ovan. Du följer alltså med i jordens rotation som om du befann dig i en jättekarusell. Men månen ser olika ut beroende på var den befinner sig i sin bana runt jorden. Fundera ut vilket utseende månen har i ett visst läge genom att ange rätt position (1–8) vid respektive månform (A–H) i bilden nedan.

Så ser månen ut i läge nr:

Kopiering tillåten!

1. SO LSYSTE M E T

1.3

8. SOLSYSTEMET I SKALA

1 . S O LSYS TE M E T

mål Eleverna ska få en uppfattning om planeterna

och solsystemets storlek.

1.3

8. SOLSYSTEMET I SKALA

„

kommentar Berätta gärna i samband med att

I den här laborationen får du tillverka solsystemets planeter i lämplig skala och sedan räkna ut avstånden mellan dem. Du kommer att bli förvånad!

planetmodellerna placeras ut, att avståndet till närmaste stjärna i den här skalan är 1 100 mil.

A Du ska tillverka planetmodeller av modellera i en skala som gör att jorden får dia metern 3,2 mm. I tabellen kan du se hur stora de övriga planeterna är jämförda med jorden.

Du behöver: Modellera, linjal och räknare.

SVAR PÅ FRÅGORNA

Diameter om jordens är 1,00

Planet

A–E I den skala vi använder blir värdena följande: Planet

Diameter

Avstånd

Merkurius

1,2 mm

14,5 m

Venus

3,0 mm

27 m

Jorden

3,2 mm

37,5 m

Mars

1,7 mm

57 m

Jupiter

35,2 mm

195 m

Saturnus

30,1 mm

358 m

Uranus

12,8 mm

718 m

Neptunus

12,2 mm

1 125 m

D Solens diameter: 35 cm. F Avståndet till månen från jorden i den här skalan är endast 9,6 cm. Men längre bort än så har ingen människa varit. G Månens diameter är 0,8 mm.

Avstånd från solen (i milj km)

Merkurius

0,38

Venus

0,95

108

Jorden

1,00

150

Mars

0,53

228

Jupiter

778

Saturnus

9,4

1 430

Uranus

4,0

2 870

Neptunus

3,8

4 500

Planet

Diameter

Avstånd

Merkerius Venus Jorden

3,2 mm

Räkna ut de olika planeternas diametrar i den här skalan. Merkurius diameter räknar du ut genom att hämta talet 0,38 ur tabellen. Merkurius diameter är alltså 0,38 · 3,2 mm ≈ 1 mm. Rita av tabellen ovan till höger och för in planeternas olika diametrar i den. B Rulla klot av modellera, ett klot för varje planet. Kontrollera med hjälp av linjal, eller skjutmått, att kloten får ungefär rätt diameter. C

Lägg de färdiga planetmodellerna på ett papper. Skriv under modellerna vilken planet det är.

D Solens diameter är 109 gånger så stor som jordens. Räkna ut hur stor solens dia meter är i den skala vi använder oss av. Svara i hela centimeter. E Tabellen visar också hur stort avståndet är från solen till de olika planeterna. Vår skala innebär att en miljon kilometer motsvaras av 25 cm = 0,25 m. Räkna ut avstånden till de olika planeterna i vår skala. För in alla värden i din tabell. F Avståndet mellan jorden och månen brukar ibland anges till 60 jordradier. Det innebär att det mellan jorden och månen skulle få rum 30 jordklot. Hur stort är avståndet till månen i den här skalan? G Månens diameter är en fjärdedel av jordens diameter. Hur mycket är det i den här skalan? H Avsluta laborationen genom att tillsammans med hela gruppen gå ut i korridoren eller ut på skolgården. Placera ut solen och planeterna på de avstånd som ni räknat ut.

Kopiering tillåten!

1 . S O LSYS TE M E T

1.3

9. ALMANACKAN – EN LITEN ASTRONOMIBOK mål Eleverna ska lära sig att plocka ut fysikaliska

data ur en almanacka. kommentar Inled med att visa hur almanackan är

uppbyggd med bl. a. tabeller för solens och månens uppgång.

9. ALMANACKAN – EN LITEN ASTRONOMIBOK

I almanackan kan man läsa när solen och månen går upp, dag för dag. Dessutom kan man läsa vilken dag i månaden som nymåne, halvmåne och fullmåne infaller. I almanackan finns också uppgifter om de olika plan eterna, till exempel när planeten Venus kan ses på natthimlen. Du behöver: Almanackan för året. A Arbeta gärna två och två och besvara följande frågor. På sidan 2 i almanackan kan du se vad de olika tecknen i almanackan betyder. Slå upp dagens datum och titta efter de kolumner som visar solens uppgång och nedgång. Svara på följande frågor: 1. När gick solen upp i morse? 2. När går solen ner idag? 3. Hur länge är solen uppe idag? B Studera de kolumner som visar månens uppgång och nedgång. Svara på följande frågor: 1. När går månen upp idag? 2. När går månen ner? 3. När är det nymåne respektive fullmåne nästa gång? 4. När är månen i första respektive sista kvarteret nästa gång?

SVAR PÅ FRÅGORNA

C 1. Venus går upp kl 5.14. 2. Jupiter går ner kl 07.32.

Man kan i almanackan även hitta information om planeterna. Vad betyder det när det i almanackan står på följande sätt: 1.

u 5.14

n 7.32

Kopiering tillåten!

1. SO LSYSTE M E T

10. PLANETERNA mål Eleverna ska lära sig att plocka ut fysikaliska data ur en tabell och at göra beräkningar med utgångspunkt från dessa data.

1 . S O LSYS TE M E T

1.3

10. PLANETERNA

I slutet av Spektrum fysik finns en tabell över planeterna. Du hittar tabellen på sidan 347 i grundboken och på sidan 233 i lightboken. Du behöver: Räknare

kommentar Inled gärna med en repetition av

planeterna. Visa sen på den tabell som eleverna ska använda när de löser uppgifterna.

Använd tabellen och besvara följande frågor: 1. Hur lång rotationstid har a) Merkurius? b) Jupiter? 2. Hur många månar har a) Saturnus? b) Uranus?

SVAR PÅ FRÅGORNA

3. Hur många varv runt solen hinner Merkurius under den tid det tar för a) Mars att gå ett varv runt solen? Avrunda till hela varv. b) Uranus att gå ett varv runt solen? Avrunda till hela varv.

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

a) 58,6 dygn b) 9,9 h a) 62 st b) 27 st a) 8 varv b) 348 varv 5 300 st a) 21 400 km b) 364 000 km a) 900 km/h b) 34 000 km/h a) 670 dygn b) 90 000 dygn

4. Hur många Merkuriusklot motsvarar Jupiter om planeternas massa jämförs? 5. Hur lång omkrets har a) Mars? Avrunda till hundratal kilometer. b) Saturnus? Avrunda till tusental kilometer. (Omkretsen räknar du ut genom att ta ekvatorns diameter gånger 3,14.) 6. Vilken hastighet har en punkt på ekvatorn till följd av rotationen hos a) Mars? b) Saturnus? Avrunda till hundratals kilometer per timme. OM DU HINNER 7. Ett år på en planet är lika med den tid det tar för planeten att röra sig ett varv runt solen. Jämför det med rotationstiden och räkna ut hur många a) Marsdygn det går på ett Marsår? Avrunda till tiotal. b) Neptunusdygn det går på ett Neptunusår? Avrunda till tusental.

Kopiering tillåten!

11. ORDFLÄTA

1 . S O LSYS TE M E T

1.3

SVAR PÅ FRÅGORNA 11. ORDFLÄTA

Orden är:

1. Planeter 2. Venus 3. Saturnus 4. Månen 5. Merkurius 6. Phobos 7. Jupiter 8. Jorden Ordet i de markerade lodräta rutorna blir då: ASTEROID.

1 2 3 4 5 6 7 8

Kopiering tillåten!

1. SO LSYSTE M E T

bilder

Kopiering tillåten!

1. SO LSYSTE M E T

1.1

BILD 1 TIDSZONERNA

Kopiering tillåten!

1. SO LSYSTE M E T

1.1

BILD 2 ÅRSTIDERNA

vårdagjämning 21 mars

sommarsolstånd 22 juni

vintersolstånd 22 december

höstdagjämning 23 september

Kopiering tillåten!

1. SO LSYSTE M E T

1.2

BILD 3 SOLEN, JORDEN OCH MÅNEN

7 6

4 3

Så ser månen ut i läge nr:

Kopiering tillåten!

1. SO LSYSTE M E T

1.2

BILD 4 SOL- OCH MÅNFÖRMÖRKELSE

Kopiering tillåten!

1. SO LSYSTE M E T

facit och kommentarer Testa Dig Själv, Finalen och Perspektiv

Kopiering tillåten!

1. SO LSYSTE M E T

FACIT TILL TESTA DIG SJÄLV Testa dig själv 1.1 Förklara begreppen • dygn Den tid det tar för jorden att rotera ett varv runt sin egen axel. • skottår Dessa år har ett extra dygn, det vill säga 366 dygn istället för 365. Det extra dygnet läggs i februari som då består av 29 dygn. • tidszon Inom ett sådant område lever alla efter samma tid, klockslag. • sommarsolstånd Dagen då jordens axel lutar som mest mot solen och dagen är som längst. • vintersolstånd Dagen då jordens axel lutar som mest från solen och dagen är som kortast. • vårdagjämning Den dag på våren då jordaxeln varken lutar mot eller från solen och dag och natt är lika långa. • midnattssol Kallas tiden då solen aldrig går ner under horisonten. Det innebär att det aldrig blir riktigt mörkt. 1. 4 000 mil 2. a) 1 dygn

b) 1 år

3. Dag och natt uppkommer för att jorden snurrar runt sin axel. 4. a) Sommartiden infördes i vissa länder under första världskriget när det var brist på energi och varor. Genom att flytta fram tiden en timme utnyttjade man solljuset på ett bättre sätt och sparade energi. Sverige införde sommartid för att anpassa sig till övriga Europa.

b) År 1980

c) Framåt (Minnesregel: Man ställer fram utemöblerna om våren!)

5. Årstider uppkommer till följd av att jorden rör sig runt solen och att jordaxeln lutar i förhållande till solen. När jordaxeln lutar mot solen blir norra halvklotet mest belyst. Vi har då sommar. När jordaxeln lutar från solen har vi vinter. 6. a) Ungefär 3 månader

b) Läge C

c) I läge B och D

d) Ungefär 183 varv (ett halvår).

(Uppgift 7—8 endast grundboken) 7. Under halva året, därefter går solen ner och går inte upp igen förrän om ett halvår. 8. Förklaringen är att man helt enkelt bestämde meterns längd genom att dela in avståndet mellan ekvator och pol i 10 miljoner lika stora delar och fastslå att en sådan del är 1 meter. Därmed blir avståndet mellan pol och ekvator det jämna talet 40 000 000 m = 4 000 mil.

Kopiering tillåten!

1. SO LSYSTE M E T

Testa dig själv 1.2 Förklara begreppen • ljussekund Sträckan som ljuset färdas på en sekund. • bunden rotation Det är när en satellit roterar runt sin axel på lika lång tid som den behöver för att gå runt sin himlakropp. Till exempel har månen bunden rotation. • månsken Ljuset från månen, som ursprungligen kommer från solen men som sedan reflekteras i månens yta. • månens faser Månens olika “former” som beror på hur stor del av den upplysta månen vi ser. • månförmörkelse Skapas av att jorden hamnar mellan solen och månen så att månen hamnar i jordens skugga. • solförmörkelse Skapas av att månen hamnar mellan solen och jorden. Om man befinner sig i månens skugga skymmer den solen helt och hållet. • ringberg Kanten på stora nerslagskratrar. 1.

Ungefär 380 000 km

Påstående C är rätt

a) Ungefär 1 månad

b) Ungefär 1 månad

Det beror på att månen saknar atmosfär.

En ljussekund är så långt ljuset hinner på en sekund. Eftersom ljusets hastighet är 300 000 km/s är en ljussekund 300 000 km. Till månen är det 380 000 km. Ljuset behöver alltså drygt en sekund för att ta sig från månen till jorden.

Mimmie har rätt. Eftersom månen under sin bana runt Jorden samtidigt befinner sig tillsammans med jorden i en bana runt solen så kan man säga att även månen rör sig kring solen.

Månen är liten jämfört med jorden. Därför kan månens skugga inte täcka hela jorden. Man upplever bara en total solförmörkelse om man befinner sig i skuggan.

a) Ungefär två veckor

b) I läge A

c) I läge C

d) Ungefär ett fjärdedels varv

e) I läge A

f) I läge C

Astronauten ser en så kallad nyjord, det vill säga ser inte jorden alls.

10. Sol- och månförmörkelse kan endast inträffa då solen, jorden och månen ligger längs en rät linje. Men det inträffar bara några gånger per år beroende på att månens bana runt jorden inte är i samma plan som jordens bana runt solen.

Kopiering tillåten!

1. SO LSYSTE M E T

Testa dig själv 1.3 Förklara begreppen • solfläckar Områden på solen med lägre temperatur. • fotosfären Solens yta. • protuberanser Kallas de eldtungor av gas som skjuts ut från solens yta. • korona Gashöljet som omger solen. • planet En klotformad himlakropp som kretsar runt solen och är dominant i sin omgivning. • asteroid Stora klippblock som kretsar kring solen. • dvärgplanet Mindre planetliknande himlakropp. • komet Himlakropp av is och grus. • meteor Små stenar som bromsas in av jorden atmosfär och ger upphov till ett ljussken. • meteorit Meteorer som slår ner på jordens yta 1.

Ungefär 8 ljusminuter

Kromosfären och fotosfären

a) Jupiter

b) Merkurius

c) Merkurius

Jupiter, Saturnus, Uranus och Neptunus

Flera nyupptäckta himlakroppar som liknar Pluto har gjort att astronomerna har skapat en ny grupp som kallas dvärgplaneter. Pluto klassas numera som dvärgplanet.

De rör sig i banor mellan Mars och Jupiter.

Det beror på att de har tunn eller saknar helt atomsfär som annars skulle bevara en del av den värme som strålar in från solen.

Jorden träffas varje år av tusentals små meteoroiter, det vill säga rymdstenar som inte helt har brunnit upp på färden genom atmosfären. De ökar hela tiden på jordens massa.

De har ingen fast yta, de roterar snabbt, har många månar och omges av ringsystem.

10. Det beror på att Venus läge på himlavalvet ligger nära solens. Solljuset är så starkt att vi bara kan se Venus en stund innan solen gått upp och på kvällen strax efter att den gått ner. Därför kallas Venus också för morgonstjärnan respektive aftonstjärnan.

Kopiering tillåten!

1. SO LSYSTE M E T

2 . s olsys te M e t

PErSPEKTiV Enorma kostnader Sonder på Mars • Vad tror du vi kan lära

Just nu kretsar obemanoss genom att skicka nade sonder kring plasonder till Mars? neten. Genom åren har forskarna lyckats landsätta totalt 5 sonder på Mars yta, den första redan 1976. Sonderna har undersökt planetens yta och försökt hitta tecken på om det funnits vatten på Mars.

Det är en stor utmaning att skicka rymdsonder ända till Mars och en ännu större utmaning att skicka bemannade rymdraketer dit. Det kostar ofattbart mycket pengar, kräver enorma arbetsinsatser och mycket noggrann planering. Det finns därför både motståndare och anhängare till rymdforskningen.

ÄR det viktigt att Resa till planeten maRs?

• Hur ska man kunna förse astronauterna med vätska och mat för så lång tid i rymden? • Hur ska man hindra att inte deras muskler förtvinar? • Hur ska man se till så att astronauterna inte får för höga doser av den livsfarliga strålningen som finns ute i rymden?

En livsfarlig resa Under år 2012 landade rymdsonden Mars Science Laboratory på Mars med syfte att bland annat undersöka förhållandena på marken. Men ingen av farkosterna som landsatts på Mars har kunnat lämna planeten, vilket är ett problem om vi ska skicka bemannade farkoster dit. Alla astronauter vill självklart återvända till jorden igen. En resa till Mars tar dessutom 7—8 månader och är livsfarlig på alla tänkbara vis.

• Varför ska vi satsa så mycket pengar på rymdforskning när människor svälter i världen? • tycker du att svenska skattepengar ska satsas på en vetenskaplig resa till Mars?

006-039 Kap 1 ny.indd 28

11/02/14 3:03 PM

PERSPEKTIV – ÄR DET VIKTIGT ATT RESA TILL PLANETEN MARS? • Vad tror du vi kan lära oss genom att skicka sonder till Mars? Med hjälp av tidigare rymdprojekt har människan erövrat ny kunskap om till exempel planetsystemet, utvecklat ny teknik och nya material och lärt oss mer om hur människokroppen fungerar. Med sonder till Mars utökas den kunskapen. • Hur ska man kunna förse astronauterna med vätska och mat för så lång tid i rymden? Lång tid i rymden innebär att förhållningssättet hållbar utveckling måste tillämpas fullt ut. Vi måste därför studera hur växter och djur påverkas av liten eller ingen gravitation så att vi kan odla grödor och ha djur i rymden. • Hur ska man hindra att inte deras muskler förtvinar? Det finns erfarenhet från både månfärder och rymdstationer ovanför jorden att biologiska muskelmassan, skelettet och syreupptagningsförmågan minskar utan gravitation. Det är därför viktigt med träning när man befinner sig i viktlöst tillstånd. • Hur ska man se till så att astronauterna inte får för höga doser av den livsfarliga strålningen som finns ute i rymden? I rymden finns kosmisk strålning som skadar människan. Den kommer påverka resenärerna både under resan och på Mars. Astronauterna måste därför färdas i farkoster som i så stor utsträckning som möjligt hindrar eller minskar strålningen. Promenader utanför farkosterna måste minskas så mycket som möjligt. Trots skyddande farkoster och dräkter kommer ändå astronauterna utsätta sig för stora strålningsrisker.

Kopiering tillåten!

1. SO LSYSTE M E T

• Varför ska vi satsa så mycket pengar på rymdforskning när människor svälter i världen? Under hela mänsklighetens utveckling har överväganden skett mellan dagliga behov och investeringar som kan leda till framtida nytta. Även i Sverige sker sådana överväganden i princip varje dag till exempel på sjukhus. Det är en naturlig del av det naturvetenskapliga arbetssättet i samspel med vårt lands demokratiska styre. Men man kan ju alltid fundera över om vi har en rätt balans. • Tycker du att svenska skattepengar ska satsas på en vetenskaplig resa till Mars? Att skicka ut människor i rymden är fruktansvärt kostsamt och kräver tekniskt kunnande och erfarenhet som vi saknar i Sverige idag. Men det är inget som säger att vi inte skulle kunna ha råd i framtiden eller att vi inte skulle kunna skaffa oss kunnandet. Om vi i Sverige ska satsa på ett sådant projekt i framtiden är ett ställningstagande som var och en får ta, men det är inte realistiskt att vi skulle kunna skicka egna farkoster till Mars idag.

Kopiering tillåten!

1. SO LSYSTE M E T

FACIT TILL FINALEN 1. 1 – H 2 – E 3 – F 4 – G 5 – B 6 – A 7 – C 8 – D

Avståndet till månen kan anges i ljussekunder. Jordens atmosfär är ett lufthölje kring jordklotet. En komet rör sig i en avlång bana. Årstiderna orsakas av jordaxelns lutning. En planet rör sig runt en stjärna. Kromosfären är solens yttre atmosfär. En meteorit faller ned på jorden från rymden. Dygnet uppkommer genom jordens rotation.

2. Det beror på att jordaxeln lutar. När det är vinter på exempelvis norra halvklotet beror det på att den delen av jorden träffas av mindre solljus jämfört med södra halvklotet. Förklaringen är att den lutande jordaxeln får norra halvklotet att vända sig en aning från solen under vintern. Under sommaren är det tvärtom. Då lutar norra halvklotet mot solen och vi får varmare. 3. a) Alternativ B b) Alternativ A: Förr i tiden trodde man att månen påverkade oss människor och växter på jorden. Månens dragningskraft påverkar i och för sig jorden, det är därför vi får det som kallas tidvatten. Men det finns inga belägg för att månen skulle påverka hur vete växer eller när man ska skörda. Alternativ C: Detta är något man trodde förr på grund av att man var vidskeplig och inte visste bättre. Trots att det inte finns några vetenskapliga belägg för att månen skulle kunna påverka vårt humör finns det än idag liknande tankar hos en del människor. Alternativ D: Det är sant att det kostar mycket pengar att resa till månen, men det är ett ekonomiskt påstående snarare än ett naturvetenskapligt. 4. a) När månen hamnar på en rät linje mellan solen och jorden, kan vi inte se solen från vissa platser på jorden. Det kallas för solförmörkelse.

b) När jorden hamnar i en rät linje mellan solen och månen hamnar månen i jordens skugga och vi får en månförmörkelse.

Kopiering tillåten!

1. SO LSYSTE M E T

5. a) Att vi under sommarhalvåret ställer fram klockan 1 timme. b) Sommartid gör att man kan utnyttja de ljusa kvällarna mer på sommarhalvåret, det vill säga att det är ljust fler timmar efter att de flesta har slutat sitt arbete. Det är också praktiskt att ha samma tid i Sverige som i de länder i Europa som befinner sig i samma tidszon. c) Kvällarna blir ljusare, eftersom vi upplever att solnedgången sker en timme senare än den annars gör. Det kan upplevas som positivt för många människor som kanske är trötta på vinterns mörka kvällar. Vi människor har en tendens att kliva upp efter klockan. Sen när vi ska lägga oss påverkas vi mer av när det mörknar än av klockan. När det är sommartid får därför en del människor längre dagar. Det kan vara både en fördel och en nackdel. En tydlig nackdel har branscher som är beroende av naturens egen gång, till exempel jordbruket. Under skördetid i augusti kan bonden inte påbörja tröskningen förrän den blöta daggen har försvunnit från fälten. Med normaltid skulle det kanske ske kl 9.30, men med sommartid sker det då istället kl 10.30. Det betyder att anställda måste jobba mer övertid för att kunna skörda en full dag. 6. Alternativ B 7. a) Mars saknar atmosfär som kan behålla något av den inkommande solstrålningen. b) Den kosmiska strålningen är den största risken. Även om astronauterna använder rymddräkter och har skyddande farkoster kommer de ändå utsättas för mer strålning än vad de skulle på jorden. Det finns en risk att farkosten krockar med andra himlakroppar så som meteorider, kometer osv. Rymddräkten kan gå sönder eller så kan de bli allvarligt sjuka, skada sig eller liknande. Även om de planerar för att sådant kan inträffa så är det bättre och säkrare att då befinna sig på ett sjukhus på jorden. c) Argument för: • Vi människor är nyfikna, vi vill veta mer om vår omgivning inklusive rymden. • Vi kommer hitta nya tekniska lösningar som vi annars inte skulle ha gjort. • Vi kommer lära oss mer hur människor, djur och växter fungerar. Argument mot: • Planeten Mars är inte så intressant. Det vi vill veta kan vi göra med obemannade rymdfärder. • Kommer kosta för mycket pengar jämfört med andra intressanta forskningsprojekt. • För farligt, människor kommer att dö. • Onödigt att lägga pengar på rymdforskning när det till exempel finns människor som svälter i världen. 8. Eftersom allting runt omkring följer med i samma hastighet så märker vi inte av den höga hastigheten. Vi har helt enkelt inget att jämföra med. Man kan jämföra med när man flyger med väldigt hög hastighet ovanför molnen. Inte heller då ser man några föremål som passerar förbi utanför fönstret och då blir det svårt att känna hur fort man flyger. Jämför med när man åker bil förbi träd och hus. Då är det enklare att känna av den höga hastigheten. 9. A: Jupiter, Saturnus, Uranus och Neptunus B: Venus C: Jupiter D: Jorden E: Merkurius, Mars F: Merkurius G: Mars H: Merkurius, Venus I: Neptunus

Kopiering tillåten!

1. SO LSYSTE M E T

10. Pluto ingår nu i en ny grupp himlakroppar som kallas dvärgplaneter. 11. Alternativ C eftersom månen följer med jorden i dess bana runt solen. 12. a) Metod B b) Minst en månad för att man ska kunna se alla olika faser. Men det kan ta ännu längre tid eftersom det ju måste vara klara kvällar för att månens faser ska kunna fotograferas.

Kopiering tillåten!

B ildfö rteckning

Bildförteckning Nasa 15, 16 (1) ESA 16 (3) RiaNovosti/Science Photo lIbrary/IBL 16 (2) Johanna Hanno/TT 58 (1) Magnus Ragnvid/Johnér/Getty Images 58 (2) Anna Yu/Photographer’s choice/Getty Images 58 (3) Magnus Ragnvid/Johnér/Getty Images 414 (1) Johan Nilsson/Scanpix 70, 71 (1) John Rizzo/Blend Images/Getty Images 71 (2) Sheri L Giblin/Foodpix/Getty Images 71 (3) Angelika Warmuth/DPA/TT 159, 160 (1) Arbetsmiljöverket 160 (2) Bengt Olof Olsson/Bildhuset/TT 160 (3) Johanna Hanno/TT 207 (1) Magnus Ragnvid/Johnér/Getty Images 207 (2) Martin Allinger/Shutterstock 207 (3) Anna Yu/Photographer’s choice/Getty Images 207 (4) Jim Gibson/IBL 211, 212 (1) TrymanKentaroo/Getty Images 212 (2) Tony Waltham /Robert Harding/Getty Images 212 (3) Johanna Hanno/TT 285 (1) Magnus Ragnvid/Johnér/Getty Images 285 (2) Martin Allinger/Shutterstock 285 (3) Anna Yu/Photographer’s choice/Getty Images 285 (4) David Parker/Science Photo Library/IBL 297, 298 (1) Mark Horn/Photonica/Getty Images 298 (2) Jupiter Images/FoodPix/Getty Images 298 (3) Johanna Hanno/TT 379 Swns/TT 383, 384 (1) Sven Hoppe/DPA/TT 384 (2) Roger Schederin/TT 384 (3) Melica/Shutterstock 439 (1) Johanna Hanno/TT 439 (2)

Magnus Ragnvid/Johnér/Getty Images 439 (3) Anna Yu/Photographer’s choice/Getty Images 439 (4) Rido/Shutterstock 439 (5) Christopher Kimmel/Flickr/Getty Images 443, 444 (1) Joel Sedmak/IBL 444 (2) Roine Magnusson/Naturbild/Johnér 444 (3) Melica/Shutterstock 495 (1) Johanna Hanno/TT 495 (2) Anna Yu/Photographer’s choice/Getty Images 495 (3) Rido/Shutterstock 495 (4) Servantes/Shutterstock 495 (5) Flickr/Getty Images 506, 507 (1) Shutterstock 507 (2) Vattenfall 507 (3) Johanna Hanno/TT 591 (2) Giorgio Fochesato/Vetta/Getty Images 596, 597 (1) JakobHelbig/Cultura/Getty Images 597 (2) Chris Clinton/Stone/Getty Images 597 (3) Johanna Hanno/TT 645 (1) Magnus Ragnvid/Johnér/Getty Images 645 (2) Martin Allinger/Shutterstock 645 (3) Anna Yu/Photographer’s choice/Getty Images 645 (4) Rido/Shutterstock 645 (5) Johanna Hanno/TT 645 (6) Magnus Ragnvid/Johnér/Getty Images 645 (7) Science Photo Library/IBL 657 Science Photo Library/IBL 658 (1) Nasa 658 (2) Gwolters/Shutterstock 658 (3) Magnus Ragnvid/Johnér/Getty Images 709 (1) Servantes/Shutterstock 709 (2) OlenaZaskochenko/Shutterstock 709 (3) Martin Allinger/Shutterstock 709 (4) JeppeWikström/Johner/Getty Images 714 JeppeWikström/Johner/Getty Images 715 (1)

Kopiering tillåten!

807

B ildfö rteckning

Steve Allen/Brand X/Getty Images 715 (2) Anders Wiklund/Scanpix 715 (3) Magnus Ragnvid/Johnér/Getty Images 756 Nasa 764–765 Melica/Shutterstock 799 (1) Martin Allinger/Shutterstock 799 (2) OlenaZaskochenko/Shutterstock 799 (3) Anna Yu/Photographer’s choice/Getty Images 799 (4)

Kopiering tillåten!

808