9789147150700

LIBER SPEKTRUM

Fysik

Lennart Undvall

Anders Karlsson

LIBER SPEKTRUM

Fysik

Lennart Undvall

Anders Karlsson

Välkommen till Liber Spektrum Fysik Light

Den tredje upplagan av Spektrum Fysik Light möter det centrala innehållet i Lgr22 med ett förenklat, uppdaterat stoff och nya kapitel. De tre långsiktiga målen är i fokus i det inledande kapitlet, och återkommer i olika inslag i hela läromedlet.

I KAPITELINGRESSERNA har de tre långsiktiga målen lyfts fram med bilder och frågor, målbeskrivningar samt ett urval av begrepp. Ett nytt inslag i avsnitten är BEGREPP och FRÅGOR TILL TEXTEN efter varje delavsnitt. De hjälper läsaren att snabbt repetera viktigt innehåll, och ger en paus i läsandet. PERSPEKTIVEN lockar till diskussion och ställningstaganden. Här tränas förmågan att skilja värderingar från fakta och att utveckla ett kritiskt tänkande. Varje kapitel avslutas med en SAMMANFATTNING följd av FINALEN LIGHT. Finalen Light innehåller anpassade uppgifter som förankrar kunskaperna på E-nivå. I Finalen Light finns även uppgifter som övar informationssökning och faktagranskning samt träning inför de nationella proven.

Fysiken i naturen och samhället lyfts i kursplanen och utgör grunden i Spektrum Fysik. Ämnets historiska utveckling synliggörs, samtidigt som fokus läggs på aktuella frågor som till exempel det nya elsamhället, klimatförändringar, energiförsörjning och hållbar utveckling. Kunskaper i fysik ger förutsättningar att följa, förstå och påverka samhällsutvecklingen. Spektrum Fysik tar upp aktuell forskning inom relevanta områden och vad den betyder för oss och den framtida utvecklingen.

Författare till Spektrum Fysik är Lennart Undvall och Anders Karlsson. Lennart Undvall har lång lärarerfarenhet och är läromedelsförfattare i fysik och matematik. Han har fått Ingvar Lindqvist-priset för sin pedagogiska kompetens och sitt starka engagemang inom det naturvetenskapliga området. Anders Karlsson är läromedelsförfattare i fysik, teknik och matematik. Han är fysiker och lärarutbildad i fysik och matematik. Anders har också arbetat som redaktör på Forskning & Framsteg.

Spektrum Fysik Light är parallell med Spektrum fysik och kan användas av elever som vill ha en enklare kurs med mindre textmängd.

Innehåll

Två av sammanlagt 18 speglar som

det nya rymdteleskopet

Vad är fysik?

Teori och experiment i samspel

Med avancerade rymdteleskop fångar fysikerna ljus från stjärnor som befinner sig otroligt långt bort. Ljuset från solen når jorden på 8 minuter. Men ljuset som når rymdteleskopet från de mest avlägsna stjärnorna har färdats i mer än 10 miljarder år. Universum är större än man kan tänka.

Ändå är alla planeter och stjärnor uppbyggda av pyttesmå partiklar –atomer. Fysik handlar om att söka kunskap om hur naturen fungerar, i stort och i smått.

tillhör

James Webb. Målet är att kunna se ännu längre ut i rymden än vad man kan idag.

HÄR FÅR DU LÄRA DIG

• att fysik beskriver hur allt i naturen fungerar i grunden

• att kunskap bygger på samspelet mellan teori och experiment

• hur man argumenterar och tar ställning utifrån ett naturvetenskapligt sätt att resonera

NÅGRA VIKTIGA BEGREPP

klassisk fysik kvantfysik forskare teori experiment

systematisk undersökning hypotes

labbrapport argument källkritik

Vilka begrepp känner du igen?

Extremt väder har blivit vanligare. Med kunskaper i fysik kan vi växla till fossilfria energikällor och bättre skydda oss mot till exempel översvämningar.

Bilder från satelliter visar hur jordens vädersystem rör sig. De hjälper oss att bättre förstå hur jordens klimat fungerar.

Har universum ett slut?

Fysiken förklarar

Det finns fortfarande frågor som saknar svar. Att söka kunskap är naturvetenskapens grundidé.

Det stora och det lilla

Vårt planetsystem med solen i mitten är bara en liten, liten del av universum. Vår sol är en stjärna som bildar galaxen

Vintergatan tillsammans med flera hundra miljarder andra stjärnor. En mörk natt kan vi se en del av Vintergatan som ett stråk av vita punkter över natthimlen.

Allt i universum är uppbyggt av ett begränsat antal olika atomer. Atomerna består av ännu mindre partiklar som vi kallar protoner, neutroner och elektroner.

SVARA PÅ FRÅGORNA

1. Vad heter vår närmaste stjärna?

Varför ser man ibland vita streck på natthimlen?

2. Vad heter partiklarna som bygger upp atomer?

Det snabba och det långsamma

Hur många oilka atomer finns det?

Varför faller satelliter inte ner på jorden?

Det snabbaste vi vet är ljusets hastighet som är 300 000 km per sekund. Trots den höga hastigheten tar det ändå 8 minuter för en ljusstråle från solen att nå fram till oss på jorden.

Samtidigt finns händelser som sker oerhört långsamt. I allt levande finns en speciell variant av grundämnet kol som kallas kol-14. När exempelvis ett djur dör börjar kol-14 att omvandlas till kol-12. Efter 5 570 år har hälften av allt kol-14 omvandlats till kol-12. Det hjälper oss att bestämma hur gammalt skelettet är.

Det ljusa stråket är galaxen Vintergatan som jorden och vårt solsystem befinner sig i.

SVARA PÅ FRÅGORNA

3. Hur hög är ljusets hastighet?

4. Vad händer med ämnet kol-14 när till exempel ett djur dör?

Det hälsosamma och det farliga

På våra sjukhus finns idag fantastiska metoder för att ställa diagnoser och behandla svåra sjukdomar. Det kan handla om att till exempel titta in i kroppen med röntgenstrålning, eller behandla cancer med strålning från radioaktiva ämnen.

Samtidigt kan strålning göra oss sjuka och leda till att människor dör.

SVARA PÅ FRÅGORNA

5. Vad kan vi ha för nytta av strålning?

6. Vilka risker kan finnas med strålning?

Varför heter det fysik?

Här tas prover på ett skelett för att med metoden kol-14 ta reda på hur gammalt benet är.

Ordet fysik betyder natur. Från början var fysik ett gemensamt namn för all naturvetenskap. Idag delar man in fysik i klassisk fysik och kvantfysik. Klassisk fysik handlar om det vi kan se, höra och känna. Det kan till exempel vara om jorden, planeterna och stjärnorna samt elektriska och magnetiska fenomen. Kvantfysik handlar om partiklars egenskaper. Det kan till exempel vara varför vatten kokar i en mikrovågsugn eller hur kärnkraftverk fungerar.

Varför är kärnkraftsolyckor så allvarliga?

FÖRKLARA BEGREPPEN

klassisk fysik kvantfysik

Varför kan man behandla cancer med strålning?

Här behandlas cancerceller med strålning från radioaktiva ämnen.

Experiment är viktiga delar i det naturvetenskapliga arbetssättet.

Fysikerna undersöker

Fysiker kallas de forskare som arbetar med att söka ny kunskap inom fysik.

Utan experiment, ingen ny kunskap!

Ett naturvetenskapligt arbetssätt innebär ett samspel mellan teori och experiment. De som arbetar med att utveckla kunskaper i fysik idag kallas för forskare och de arbetar så. Men de tidiga naturvetarna nöjde sig med teori, att tänka tankar om händelser i naturen. Med teori kan man alltså utveckla en tanke om varför trä flyter på vatten medan en sten sjunker. Experiment handlar om att praktiskt pröva om tanken, hypotesen, stämmer.

FÖRKLARA BEGREPPEN

naturvetenskapligt arbetssätt teori experiment forskare hypotes

Systematiska undersökningar

När man gör systematiska undersökningar följer man tydliga steg:

• FORMULERA FRÅGOR OCH HYPOTES: Vad ska undersökningen ge svar på? Vad borde resultatet bli?

• PLANERA: Hur ska undersökningen genomföras? Vilken utrustning behövs?

• GENOMFÖRA: Följ planeringen och observera resultatet.

• DRA SLUTSATSER: Jämför resultatet med frågorna och hypotesen som man formulerade i början.

• UTVÄRDERA: Vad kan göra undersökningen bättre?

• DOKUMENTERA: Beskriv stegen i undersökningen.

Det är också viktigt att göra om experiment flera gånger, och se om man får samma resultat. Det kallas för upprepbarhet.

FÖRKLARA BEGREPPEN

systematisk undersökning upprepbarhet

Att skriva en labbrapport

När man har gjort en systematisk undersökning ska man skriva en labbrapport. Den ska visa:

• hur man har tänkt

• vad man har gjort

• vilka resultat man har fått

De här delarna brukar finnas med i labbrapporter:

SYFTE Vad ville du ta reda på med undersökningen?

HYPOTES Vad trodde du att resultatet skulle bli?

MATERIEL Vilka saker behövdes för undersökningen?

METOD Hur gjorde du undersökningen?

RESULTAT Vad visade undersökningen?

SLUTSATSER Stämde hypotesen? Vad är svaren på frågorna i ”Syfte”?

FÖRBÄTTRINGAR Hur kan metoden förbättras?

FÖRKLARA BEGREPPET

labbrapport

En labbrapport är en viktig del av ett experiment. Andra måste kunna upprepa ditt experiment för att se om de får samma resultat.

Kunskaper i fysik hjälper oss att ta ställning

Ju mer kunskaper man har i fysik, desto lättare blir det att argumentera och att granska källor.

Vad menas med att argumentera?

Att föra fram ett argument handlar om att komma med en förklaring till det man tycker. I avdelningen Perspektiv, som finns i varje kapitel, får du och dina klasskompisar träna på att argumentera i viktiga frågor med utgångspunkt i kunskaper i fysik.

FÖRKLARA BEGREPPET argument

Sakligt eller osakligt?

När man argumenterar kan man välja mellan två strategier:

• saklig argumentation, argumenten baseras på fakta

• osaklig argumentation, argumenten baseras på känslor eller påhitt istället för fakta

Låt oss titta närmare på två exempel:

EXEMPEL PÅ SAKLIGT

ARGUMENT :

Jag vill inte ha vindkraftverk utanför mitt hus. Det kommer för nära och ljudet från vingarna kommer att störa oss för alltid.

EXEMPEL PÅ OSAKLIGT

ARGUMENT:

Jag vill inte ha vindkraftverk utanför mitt hus. Det förstör landskapet och gör det fult.

Det andra argumentet är sakligt. Det går att ta reda på hur mycket ljud som vingarna skapar och vilka regler som finns. Det argumentet bygger på kunskaper i fysik.

FÖRKLARA BEGREPPEN

sakligt argument osakligt argument

Källkritik är viktigt!

Källkritik betyder att man undersöker om informationen från en källa är pålitlig eller inte. Det är viktigt för alla typer av källor. Men det är extra viktigt på nätet, där det är lätt för vem som helst att skriva saker.

Det är klokt att inte lita på en källa direkt. Ett bra knep är att kolla om samma information finns på andra ställen. Men om två källor har exakt samma formulering, så har troligen den ena kopierat den andra.

Bilder kan också vara manipulerade eller fejkade. Då föreställer de egentligen något annat än det som källan påstår. Det kan man undersöka med så kallad omvänd bildsökning. Då kan man använda Google, klicka på kamerasymbolen (”Sök med bild”) och klistra in bilden. Sedan ser man om man kan hitta bilden i någon trovärdig källa.

FÖRKLARA BEGREPPEN

källkritik

omvänd bildsökning

Var källkritisk – mot text, ljud och bild.

FRÅGOR ATT DISKUTERA

Att resa till planeten Mars

Att resa ut i rymden är en stor utmaning. Det innebär stora risker och kostar förstås mycket pengar. Vi har lyckats landsätta människor på månen, men det är mer än 50 år sedan. Nu är det planeten Mars som vi tar sikte på.

Kan du hantera el säkert?

Vem som helst får snickra och bygga ett bord. Men vem som helst får inte jobba med elen hemma. Från början fanns inga regler, men idag finns det regler som säger att bara vissa personer får jobba med el. De kallas elektriker, eller elinstallatörer, och har lärt sig att hantera el på ett säkert sätt.

Vem får åka elskoter?

På senare år har en mängd nya typer av fordon dykt upp, som Segways, elskotrar och Hooverboards. De kallas gemensamt för eldrivna enpersonsfordon. I stort gäller samma regler för att åka elskoter som för att cykla. Man får åka elskoter på samma vägar som man får cykla. Högsta tillåtna hastigheten är 20 km/h. Kanske kommer det snart nya regler för elskotrar för att minska risken för olyckor.

1 En resa till Mars tar 7−8 månader, enkel resa. Hur planerar man för en sådan resa?

2 Har du bytt en trasig glödlampa någon gång? Får man det?

3 Hastighetsgränsen för elskoter är 20 km/h. Är den gränsen för hög eller för låg? Eller är det en bra gräns för hur fort man får köra?

I varje kapitel i Spektrum Fysik Light finns FINALEN LIGHT. Syftet är att träna på frågor som rör hela kapitlet. Uppgifterna liknar sådana som brukar förekomma på nationella prov i fysik. De här uppgifterna handlar om innehåll i fysik som du kanske har trä at på tidigare.

1 Para ihop begreppen till vänster med beskrivningarna till höger.

1 Ljusår 2 Planet 3 Årstider 4 Satellit

A Skapas av jordaxelns lutning när jorden färdas runt solen

B Exempelvis ett rymdteleskop som färdas runt jorden

C Den sträcka ljuset färdas på ett år

D En himlakropp som färdas runt en stjärna

2 För en bergsklättrare och för en längdskidåkare har friktion stor betydelse. Vad kan det handla om?

3 Ficklampan fungerar inte. Vad kan vara förklaringen till att lampan inte lyser?

A Strömmen i lampan har laddat ur.

B Lampan är trasig.

C Den elektriska spänningen i batteriet är slut.

4 Hur kommer det sig att bokstäverna och papperet i den här frågan har olika färg?

5 Vem eller vilka av ungdomarna har rätt?

Fossila bränslen är detsamma som biobränslen.

Energin från vind kommer från solen.

Energin från solceller kommer från solen.

Is, snö och moln, allt är vatten men i olika form. Hur kommer det sig?

2

Materia

Allt är uppbyggt av atomer

Allt i naturen och alla föremål runt omkring oss är uppbyggda av atomer. Det finns bara ungefär 100 stycken olika sorters atomer. Men genom kombinationer av dessa bildas alla ämnen vi känner till i hela universum.

Idag känner forskarna till ungefär 20 miljoner olika ämnen.

HÄR FÅR DU LÄRA DIG

• hur ämnen är uppbyggda

• i vilka olika former ett ämne kan förekomma

• vad massa och volym är

• vad som menas med densitet

NÅGRA VIKTIGA BEGREPP

atom grundämne kemisk förening fast form flytande form gasform smältning kondensation kokning stelning avdunstning massa volym densitet Celisiusskalan absoluta nollpunkten

Vilka begrepp känner du igen?

En spets av guld. Men forskarna lyckas inte behålla atomernas fina ordning i spetsen. Om de lyckas kommer ännu mindre strukturer av olika material kunna undersökas.

Allt levande består av celler som i sin tur är uppbyggda av atomer.

Atomer är universums byggstenar

All materia är uppbyggd av små partiklar som kallas atomer.

Materia betyder ämne eller sto

I fysiken kallar man alla olika ämnen som finns för materia. Allt i naturen och allting runt omkring oss är materia, till och med luften. Ordet materia betyder ämne eller stoff.

FÖRKLARA BEGREPPET materia

Materiens byggstenar kallas atomer

All materia är uppbyggd av små partiklar som kallas atomer. Man kan inte se en atom, inte ens med ett bra mikroskop. En atom består av en atomkärna som omges av elektroner En atom av väte består av en atomkärna och en elektron.

FÖRKLARA BEGREPPEN

atom atomkärna elektron

Grundämnen och kemiska föreningar

Det finns över hundra olika sorters atomer.

Ett ämne som består av en enda sorts

atomer kallas för grundämne. Syre består endast av syreatomer och är därför ett exempel på ett grundämne.

Ett ämne som består av olika sorters

atomer kallas för kemisk förening. Vatten är ett exempel på en sådan. Vatten består av syre- och väteatomer.

FÖRKLARA BEGREPPEN

grundämne

kemisk förening

Atomer bildar molekyler

SVARA PÅ FRÅGORNA

1. Vad består ämnet syre av?

2. Vad består ämnet vatten av?

Två eller flera atomer som sitter ihop kallas för en molekyl

Exempel på molekyler är vattenmolekylen och syremolekylen –som också kallas syrgas.

Vatten är ett exempel på en kemisk förening. En vattenmolekyl består av en syreatom och två väteatomer.

FÖRKLARA BEGREPPET

molekyl

Syre är ett exempel på ett grundämne. En syremolekyl består av två syreatomer.

Alla ämnen kan förekomma i tre former: fast form, flytande form och gasform.

Samma ämne men i olika form

Materia kan förekomma i tre olika former: fast form, flytande form och gasform. Det är framförallt temperaturen som avgör i vilken form ett ämne befinner sig.

När materia övergår från:

• fast form till flytande form säger man att den smälter

• flytande form till gasform säger man att den avdunstar (kokar).

• gasform till flytande form säger man att den kondenserar.

• flytande form till fast form säger man att den stelnar (fryser).

Vatten i fast form kallas is. Is smälter till vatten vid 0 °C. Vatten i gasform kallas vattenånga. Vatten kan övergå till vattenånga genom att avdunsta, från till exempel en sjö. Men det kan också bli vattenånga genom kokning. Vatten kokar vid 100 °C. När vatten stelnar till is, säger vi oftast att vattnet fryser.

FÖRKLARA BEGREPPEN

fast form flytande form gasform smälta avdunsta

koka kondensera stelna frysa vattenånga

SVARA PÅ FRÅGORNA

3. Vad kallas vattens tre former?

4. Titta på bilden. Vilka ord ska stå vid a, b och c?

Massa och volym ger densitet

Massan beskriver hur mycket materia ett föremål består av. Volymen beskriver hur stor plats föremålet tar.

Hur mäter vi massa?

Massa och vikt är samma sak och mäts till exempel i enheten kilogram (kg). Massan beskriver hur mycket materia något består av. 1 liter vatten har massan 1 kg.

FÖRKLARA BEGREPPEN

massa vikt kilogram

Vad är volym?

1. Hur stor massa har 1 liter vatten?

2. Vilka tal saknas?

a) 1 ton = ? kg

b) 1 kg = ? g

Hur stort utrymme något upptar kallas för volym. En vanlig mjölkförpackning rymmer till exempel en liter mjölk. Volymen av ett juicepaket räknar man ut genom att multiplicera längden, bredden och höjden (V = l·b·h). Volymen kan mätas i till exempel kubikcentimeter (cm3) eller kubikdecimeter (dm3).

FÖRKLARA BEGREPPEN

volym liter

SVARA PÅ FRÅGORNA

3. En låda är 10 cm lång, 5 cm bred och 2 cm hög. Hur stor volym har lådan?

4. Vilka tal saknas?

a) 1 liter = ? dm3

b) 1 ml = ? cm3

VIKT

1 ton = 1 000 kilogram (kg)

1 kg = 10 hektogram (hg)

1 kg = 1 000 gram (g)

1 hg = 100 gram (g)

1 g = 1 000 milligram (mg)

1 m3 = 1 000 liter (l)

1 dm3 = 1 liter (l)

1 cm3 = 1 milliliter (ml)

Volymen av en sten

En sten har ofta en oregelbunden form. För att räkna ut volymen av en sten kan man använda ett mätglas halvfullt med vatten. Först läser man av vattnets volym. Sedan lägger man stenen i mätglaset och läser av volymen på nytt. Skillnaden mellan de båda värdena motsvarar stenens volym.

Genom att lägga ett oregelbundet föremål i ett mätglas till hälften fyllt med vatten, så kan man mäta volymen hos föremålet.

5. Hur kan man mäta volymen av ett oregelbundet föremål?

Densitet beskriver hur tätt atomerna är packade

Densitet beskriver hur sammanpackat ett ämne är. Enheten för densitet är gram per kubikcentimeter (g/cm3). Ju tätare atomerna är packade, desto högre är densiteten.

Kuberna nedan har alla lika stor volym, men olika massa eftersom de består av olika ämnen. Koppar har högst densitet av de tre ämnena.

SVARA PÅ FRÅGAN

När man ska räkna ut densiteten hos ett föremål så dividerar man föremålets massa med dess volym.

Vattens densitet är 1 g/cm3, eftersom 1 liter vatten väger 1 kg. 1 kg = 1 000 g och 1 liter = 1 dm3 = 1 000 cm3.

EXEMPEL

FORMEL

En sten väger 35 g och har volymen 10 cm3 Vilken densitet har stenen?

ρ = m V

ρ = 35 10 g/cm3 = 3,5 g/cm3

SVAR: Stenens densitet är 3,5 g/cm3.

FÖRKLARA BEGREPPET

densitet

SVARA PÅ FRÅGORNA

6. Varför har en järnkula större massa än en träkula, även om de är lika stora?

7. En glaskula har volymen 10 cm3 och massan 25 g. Hur stor densitet har glas?

Densiteten avgör vad som flyter

Ett föremål flyter om det har lägre densitet än vätskan. Det är alltid densiteten som avgör vad som flyter bäst. Det gäller även vätskor och gaser. Det innebär till exempel att olja flyter på vatten, eftersom olja har lägre densitet än vatten.

SVARA PÅ FRÅGORNA

8. Vad krävs för att föremål ska flyta på en vätska?

9. Oljan från ett oljeutsläpp lägger sig på vattenytan. Varför sjunker den inte till botten?

Trä har lägre densitet än vatten, därför flyter trä. Ämnen som har högre densitet än vatten sjunker.

Värme påverkar densiteten

Ämnen utvidgar sig när temperaturen ökar.

Vad är värme?

Materiens små byggstenar, atomer och molekyler, är aldrig helt stilla. De rör sig hela tiden. Begreppet värme är ett mått på hur mycket atomerna och molekylerna rör sig. Ju högre temperatur, desto mer rör de sig.

I is sitter molekylerna på bestämda platser och vibrerar litegrann.

I vatten rör sig molekylerna ganska fritt.

I vattenånga rör sig molekylerna helt fritt och med hög fart.

FÖRKLARA BEGREPPET

SVARA PÅ FRÅGAN

1. På vilket sätt påverkar temperaturen hur atomerna och molekylerna rör sig?

Ju varmare poolvattnet är desto mer rör sig vattenmolekylerna.

Alla ämnen utvidgas när temperaturen ökar

När temperaturen stiger rör sig molekylerna mer och mer och behöver mer plats. Därför utvidgar sig ett ämne när det blir varmare.

Glas utvidgar sig ungefär hälften så mycket som järn. Det kan man utnyttja när man har ett lock som är svårt att få upp. Om man spolar varmt vatten på locket så utvidgas metallen mer än glaset. Metallocket blir lite för stort för glasburken och locket går att skruva av.

SVARA PÅ FRÅGAN

2. Varför blir det lättare att öppna en glasburk om man först spolar locket med varmt vatten?

Värme får broar att röra sig

När man till exempel bygger broar av betong måste man tänka på att bron ska kunna röra sig lite fram och tillbaka. Det beror på att materialet i bron utvidgas om det blir varmt. Därför läggs bron på stålrullar. Tack vare rullarna kan betongen röra sig en aning utan att bron spricker i sina fästen.

SVARA PÅ FRÅGAN

3. Varför läggs broar på rullar av stål?

Spola varmt vatten på locket så lossnar det lättare.

När betongen i en bro blir varm utvidgar den sig. Därför vilar bron på stålrullar. Det gör så att bron kan röra lite på sig.

En termometer med visare består av en bimetall som böjer sig olika mycket beroende på temperatur.

Vätskan i en vätsketermometer utvidgar sig och stiger i röret när det blir varmare.

Så fungerar en termometer

Med en termometer mäter man temperatur. En termometer med vätska innehåller en speciell typ av alkohol som inte fryser, även om det blir kallt. När temperaturen stiger utvidgar sig vätskan och stiger i röret.

I en bimetalltermometer finns ett band med två olika metaller som sitter ihop. Metallerna utvidgar sig olika mycket vid uppvärmning. Det gör att bimetallen böjer sig. Rörelsen överförs till en visare som pekar mot en temperaturskala.

FÖRKLARA BEGREPPEN

termometer

bimetalltermometer

Celsiusskalan

4. Vilken vätska används oftast i termometrar?

5. Förklara hur en vätsketermometer fungerar.

I Sverige och de flesta länder mäts temperatur i grader Celsius (°C). Celsiusskalan har två fasta punkter, fixpunkter:

• 0 °C (vattens fryspunkt)

• 100 °C (vattens kokpunkt)

FÖRKLARA BEGREPPEN

grader Celsius fixpunkter

6. a) Vad kallas den temperaturskala som används i Sverige?

b) Vilka två fixpunkter grundar sig den temperaturskalan på?

SVARA PÅ FRÅGORNA

SVARA PÅ FRÅGORNA

Den absoluta nollpunkten

Fysiker har räknat ut att atomerna är helt stilla vid −273 °C. Därför kallas temperaturen –273 °C för den absoluta nollpunkten. Fysiker har tagit fram en annan temperaturskala, Kelvinskalan. Den utgår från den absoluta nollpunkten.

• 0 K = – 273 °C

Vattens ovanliga egenskap

Alla ämnen får lägre densitet när de värms upp. Ett viktigt undantag är vatten. Vattens densitet ökar konstigt nog när temperaturen stiger från 0 °C till 4 °C. Över den temperaturen minskar densiteten.

Vattens densitet är alltså högst vid 4 °C. Det är därför många sjöar inte bottenfryser på vintern och växter och djur kan överleva där.

SVARA PÅ FRÅGAN

7. Varför bottenfryser inte sjöar på vintern?

Vi kan fiska även på vintern eftersom botten inte fryser och fiskarna överlever.

Volym

I mitten av 1600-talet fanns det inga bestämda mått för att mäta volym. I norr mätte man havre i spann, medan man i söder mätte havre i skäppa. Senare enades vi om att använda gemensamma mått, som tunna (125,6 liter) och kanna (2,62 liter). Men de gällde bara i Sverige. Först i slutet av 1800-talet började vi i Sverige använda det så kallade metersystemet, där volym mäts i kubikmeter.

OLIKA ENHETER I OLIKA LÄNDER

1 I USA kan man köpa mjölk i gallon. Hur många liter är 1 gallon?

2 Varför tror du USA inte använder metersystemet för att ange volym av vätskor?

Temperatur

När termometern utomhus visar 100 grader måste någonting vara fel! Men inte om man befinner sig i USA eller något av de andra drygt 10 länder som mäter temperaturen i grader Fahrenheit. I Europa mäter vi temperaturen i grader Celsius. Samtidigt finns också enheten grader Kelvin som används inom naturvetenskapen.

Massa

Metersystemet, med enheter som just meter, kilogram och sekunder, är en del av en internationell standard som kallas SI-systemet, Système International d’Unités. Trots det finns det länder som fortfarande använder egna mått för massa.

3 Hur många Kelvin motsvarar noll grader Celsius?

4 Försök ge en förklaring till varför grader Kelvin sällan används i vardagligt tal.

5 Hur många kilogram motsvarar 1 pound?

6 Ge tre exempel på länder som mäter massa i enheten pound.

Bildförteckning

OMSLAGSBILD

Getty Images/oxygen

ILLUSTRATIONER

Typoform, alla utom: Anders Nyberg 52, 92, 99, 102, 108, 248

Shutterstock 97

FOTOGRAFIER

6James Webb Space Telescope

7:1SMHI (Översiktsbild från Meteosat-11 från 2021-01-21

12:30 CET)

7:2Fredrik Sandberg/TT

8Aaron Davis/EyeEm/Getty

Images

9:1Science Photo Library/TT

9:2Science Photo Library/TT

10Hinterhaus Productions/ Getty Images

11Maskot/TT

12Jan Töve/Johnér

13:1,2,3Shutterstock

13:4Martin Novak/Getty

Images

13:5Prostock-studio/ Shutterstock

13:6Plattform/Johnér

13:7Shutterstock

14:1NASA/JPL-Caltech/ASU/ MSSS

14:2Anders Andersson/Johnér

14:3Andrey Popov/Alamy/TT

16Jay Dickman/Getty

Images

17:1Matilda Lindeblad/Johnér

17:2Alexander Ternstand

Ericson/Chalmers

18Thomas Adolfsén/Johnér

19Shutterstock

20Anders Karlsson

21:2Anders Karlsson

24 Sandra Williamsson/ Johnér

25:1Anders Karlsson

25:2Kjell-Arne Larsson/IBL/TT

25:3Liber arkiv

26:1Torbjörn Lilja/ Naturfotograferna/TT

26:2Anders Karlsson

26:3Shutterstock

27:2SPUTNIK/Alamy/TT

27:2Johnér/Getty Images

28:1 S.SUPHON/Shutterstock

28:2kajakiki/Getty Images

28:3 Colin Woodbridge/Alamy

31Shutterstock

32Andreas Tornberg/EyeEM/

Getty Images

33:1Giorgio Rossi/Getty

Images

33:2Alamy/TT

34Trezzini, Martial/Keystone/ TT

35 Science Photo Library/TT

36:1Stephan Forsell

37:2Anders Karlsson

38:1Johanna Hanno/ Bildhuset/TT

38:2Maskot/Johnér

40Shutterstock

42Sjöberg bildbyrå

46:1Bloomberg/Getty Images

46:2Mona Sandberg/TT

46:3Batteriåtervinningen

47 Stig Hammarstedt/TT

48Popperfoto/Getty Images

49 Liber arkiv

50Ulf Huett Nilsson/Johnér

51Liber arkiv

53 Susanne Walström/Johnér

58Shutterstock

60–61Victor Habbick

Visions/Science Photo Library/TT

60Mia Åkerström/ Arbetsmiljöverket

61:2MEDITERRANEAN/Getty

Images

63 NASA 64Johan Nilsson/AFP/Gettty

Images

66nudiblue/Moment/Getty

Images

67:1Dionisvera/Shutterstock

68Image Source/Getty

Images

69 Mikael Vaisanen/Getty

Images

70 hobo_018/Getty Images

71:1 originalpunkt/Shutterstock

71:2Ragnarock/Shutterstock

71:3Oscar Sánchez

Photography/Getty Images

71:4Shutterstock

71:5ralphgillen/iStock

71:6Shutterstock

71:7nikkimeel/Shutterstock

71:8Shutterstock

72:1Shutterstock

72:2Shutterstock

74 Anders Karlsson

75 Mikael Svensson/Johnér

77Bengt Nilsson/TT

78:1Dmitry Feoktistov/Getty Images

78:2Westend61/Getty Images

82Luis Vasconcelos/Getty

Images

83:1Findlay/Alamy/TT

83:2Tomas Oneborg/SvD/TT

84Universal Images Group/ Getty Images

85ilbusca/E+/Getty Images

86:1olaser/E+/Getty Images

86:2Sara Winsnes/Johnér

87 Plattform/Johnér

90:1Shutterstock

90:2Shutterstock

90:3Shutterstock

91Liber arkiv

93 Shutterstock

94:1Matilda Holmqvist/ Johnér

94:2Christina Strehlow/ Johnér

95 Gröna Lund

98Bill Ingalls/NASA

100Euroncap

101 Lena Granefelt/Johnér

105Anadolu Agency/Getty Images

106–107 Shutterstock

106John Rensten/Getty Images

107 Westend61/Getty Images

108:1Anders Karlsson

109:2Martin Bobrovsky/age fotostock

110:1Shutterstock

110:2Killig, Oliver/DPA/TT

111Shutterstock

112Roger Charity

114:1Maskot/TT

114:2Aj Photo/Science Photo Library/TT

115:1funky-data/Getty Images

115:2Shutterstock

116Anders Karlsson

117Anders Karlsson

118Shutterstock

119Shutterstock

120:1Shutterstock

120:2Star Tribune/Getty

Images

123Visual7/Getty Images

124 Roman Studio/Moment/ Getty Images

125:1Johnér/Getty Images

125:2Johan Nilsson/TT

126Anders Karlsson

127 Shutterstock

129:1Solstock/E+/Getty

Images

131Björn Hanzén/SMHI

136Album/Prisma/TT

138:1Niklas Hagman/TT

138:2Science Photo Library/ TT

139:1YONHAP/EPA/TT

139:2Stephane De Sauktin/ AFP/Getty Images

139:3Mikael Svensson/Johnér

143:1André Maslennikov

143:2Maskot/Getty Images

144:1Hans Solcer/Moment/ Getty Images

144–145Shutterstock

145:2Lars Ternblad/Johnér

146:1Dejan Karin

146:2Anette Nantell/DN/TT

149 Shutterstock

150Dave Logan/iStock

152 Liber arkiv

154:1peterschreiber.media/ iStock

154:2Science Photo Library/ TT

157 Shutterstock

159 Anette Nantell/DN/TT

160:1Masterfile

160:2Shutterstock

160:3Shutterstock

161 Katleho Seisa/E+/Getty Images

162:1Frank Mächler/DPA/TT

162:2Science Photo Library/ TT

162:3SOPA Images/Getty Images

163:1Phanie/Alamy

163:2Peter Ste en/DPA/TT

163:3Shutterstock

163:4Anton Petrus/Moment/ Getty Images

163:5Halfpoint Images/ Moment/Getty Images

164Heiko Wolfraum/DPA/ TT

165:1Johanna Geron/AP/TT

165:2Plattform/Johnér

170 Maskot/Johnér

171:1Monty Rakusen/Image

Source/Getty Images

171:2Bodil Johansson/Johnér

172 Shutterstock

174 Marc Marchal/Moment/ Getty Images

175:2World History Archive/ Alamy

177:1SCS Sentinel

177:2Yaorusheng/Moment/ Getty Images

178:1Shutterstock

178:2Susanne Walström/ Johnér

179 Shutterstock

183CEJN AB

184Anders Karlsson

186Erika Weiland/TT

190Peathegee Inc/Getty Images

191:1Kjell-Arne Larsson/TT

191:2Jeppe Gustafsson/TT

194vovashevchuk/iStock

196:1Shutterstock

196:2Thomas Adolfsén/ Johnér

196:3Shutterstock

197:1Siegfried Kuttig/imageBROKER/TT

197:2Sjöberg Bildbyrå

197:3Moment/Getty Images

200Shutterstock

201 Maskot/Johnér

202 Bambu Productions/ Getty Images

206:1Maximilien Brice/© CERN

206–207Shutterstock

207:2Luis Alvarez/ DigitalVision/Getty Images

208:1Science Photo Library/ TT

208:2DPA/TT

208:3The Granger Collection/ TT

208:4Oxford Science Archive/ Heritage/TT

208:5Universal History Archive/Getty Images

209:1Maximilien Brice/© CERN

209:2George Rinhart/Corbis/ Getty Images

209:3Hulton-Deutsch Collection/Getty Images

209:4Science Photo Library/ TT

212Bartee, Rob/Index Stock

213TT

214Arbetsmiljöverket

217:1Science Photo Library/ TT

217:2Science Photo Library/ TT

219Shutterstock

220Lennart Håwi/ Expressen/TT

221Leif Engberg/TT

222Vattenfall

223:1 NASA

223:2Maria Picard

224:1Liber arkiv

224:2Shutterstock

225TEPCO, China

230Alexanderstock23/ Shutterstock

231:1Karin Alfredsson/ Johnér

231:2Pramote Polyamate/ Getty Images

232Nigel Jarvis/Alamy/TT

234John P Kelly/Getty Images

235 Science Photo Library/ TT

236:1Maskot/Johnér

236:2ABB

237:1Cultura Creativa/Johnér

237:2monkeybusinessimages/ iStock

237:3Ute Grabowsky/ Photothek/Getty Images

238:1Shutterstock

239 Sveriges riksdag

240:1Jorma Valoknen/TT

240:2Jonas Forsberg/N/TT

241 Modvion

243:1Fredrik Funck/TT

243:2Thomaas Henriksson/TT

243:3Jeppe Gustafsson/TT

245:1Laski Di usion/Gamma/ IBL/TT

245:2Xinhua News Agency/ Eyevine/IBL

246:1Lars Pehrson/TT

246:2Lasse Modin/SKB

250:1NASA/JPL

250–251NASA Goddard

251:2ESO

252 NASA

253 NASA/JPL/Space Science Institute

254:1Science Photo Library/ TT

254:2Science Photo Library/ TT

255–259 NASA

261 Science Photo Library/ TT

262–264 NASA

265:1EHT Collaboration/ Event Horizon Telescope Collaboration

265:2 NASA

266:1Topps trading card series illustrerad av Wallace Wood 1962

266:2 NASA

269 NASA/JPL/California Institute of Technology

ISBN 978-91-47-15070-0

© 2023 Lennart Undvall, Anders Karlsson och Liber AB

FÖRLÄGGARE Anna Karlberg

PROJEKTLEDARE Theres Lagerlöf

TEXTREDAKTÖR Sara Ramsfeldt/MeningsUtbytet AB

FORMGIVNING Cecilia Frank/Frank Etc. AB

BILDREDAKTÖR Martina Mälarstedt/Sanna Bilder

OMSLAG Cecilia Frank

TEXTGRANSKNING Catherine Bergman

PRODUKTIONSSPECIALIST Eva Runeberg Påhlman

Tredje upplagan

1

Repro: Exakta Print AB, Malmö

Tryck: Graphysems, Spanien 2023

KOPIERINGSFÖRBUD

Detta verk är skyddat av upphovsrättslagen. Kopiering, utöver lärares och elevers begränsade rätt att kopiera för undervisningsbruk enligt BONUS-avtal, är förbjuden. BONUS-avtal tecknas mellan upphovsrättsorganisationer och huvudman för utbildningsanordnare, t.ex. kommuner/universitet.

Intrång i upphovsmannens rättigheter enligt upphovsrättslagen kan medföra stra (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, 113 64 Stockholm

Kundservice tfn 08-690 90 00

kundservice.liber@liber.se www.liber.se

LIBER SPEKTRUM FYSIK LIGHT ingår i en serie naturvetenskapliga

läromedel för grundskolans årskurs 7–9. I serien finns även Liber Spektrum

Biologi Light och Liber Spektrum Kemi Light.

Lightboken är parallell med grundboken och erbjuder en enklare kurs med mindre textmängd.

I den tredje upplagan av Spektrum Light-serien hittar du:

• Centralt innehåll i linje med Lgr22

• Ett inledande kapitel som beskriver fysik utifrån de tre långsiktiga målen

• Kapitelingresser med målbeskrivningar, bilder med frågor och ett urval av begrepp

• Faktatexter på grundläggande nivå med tydlig layout

• Begreppsfrågor och frågor till texten efter varje delavsnitt

• Perspektiv som uppmuntrar till att ta ställning och att granska information

• Sammanfattningar till varje kapitel

• Finaler som förstärker kunskaperna på E-nivå, ger sökträning samt träning inför de nationella proven

Till varje ämne finns även en grundbok och en digital lärarhandledning.

Grundläromedlet finns också som en heldigital produkt.

Liber Spektrum Biologi, Kemi och Fysik tar vid efter Spektrum NO 4–6, som är uppbyggd efter samma struktur.