facit och kommentarer

5. L J US
FACIT OCH
KOMMENTARER
TESTA DIG SJÄLV, FINALEN OCH
PERSPEKTIV
Spektrum Fysik Lärarhandledning © Författaren och Liber AB
Kopiering tillåten!
361
5. L J US
FACIT TILL TESTA DIG SJÄLV
Testa dig själv 5.1
Förklara begreppen
• ljuskälla
Ett föremål som ger ifrån sig ljus, till exempel brinnande stearinljus eller solen.
• reflektera
När ljus studsar från ett föremål.
• normal
En linje som är vinkelrät mot ytan där en ljusstråle träffar spegeln.
• infallsvinkel
Vinkeln som bildas mellan den infallande ljusstrålen och normalen.
• reflektionsvinkel
Vinkeln som bildas mellan den reflekterade strålen och normalen.
• konvex spegel
En spegel som buktar utåt.
• konkav spegel
En spegel som buktar inåt.
• brännpunkt
Den punkt där ljusstrålar skär varandra efter att de reflekterats i en konkav spegel.
• brännvidd
Avståndet mellan spegeln och brännpunkten.
1. Stearinljus och glödlampor är ljuskällor.
Ljusets infalls- och reflektionsvinkel 6:4
2. a) Bilden blir oförändrad.
b) Bilden blir förminskad.
c) Bilden blir förstorad.
3. a) Konkava speglar används till exempel till smink- och rakspeglar.
b)Konvexa speglar används till exempel i gatukorsningar och som backspeglar
i bilar.
4.
i = infallsvinkel
r = reflektionsvinkel
i
r
normal
5. Föremålen träffas av ljus från någon ljuskälla. Ljuset reflekteras och en del av det
reflekterade ljuset når våra ögon. Det är därför vi ser föremålen runt omkring oss.
6. Vi kan se vatten trots att det är genomskinligt eftersom en del av det ljus som träffar vattnets yta reflekteras.
Spektrum Fysik Lärarhandledning © Författaren och Liber AB
Kopiering tillåten!
362
5. L J US
7. a) Konkav spegel
b)
F
F
F = Brännpunkt, fokus
F = Brännpunkt, fokus
c) 6 mm
8. a) Konvex spegel
b)
F
F = Brännpunkt, fokus
c) 3 mm
9. a) Lampan är placerad i brännpunkten.
b)
8.12
Spektrum Fysik Lärarhandledning © Författaren och Liber AB
Kopiering tillåten!
363
5. L J US
(Uppgift 10-11 endast grundboken)
10.
11. a)
r
i
i
r
b)
F
Spektrum Fysik Lärarhandledning © Författaren och Liber AB
Kopiering tillåten!
364
5. L J US
Testa dig själv 5.2
Förklara begreppen
• ljusets brytning
Ljus bryts och ändrar riktning när det går från ett medium till ett annat.
• tätare ämnen
Ämnen med högre densitet.
• optisk fiber
Tunna trådar av glas som används till att skicka ljussignaler igenom.
• konvex lins
En konvex lins samlar ihop inkommande strålar.
• konkav lins
En konkav lins sprider inkommande strålar.
• verklig bild
En bild som kan fångas upp på en skärm.
• skenbild
En bild som inte kan fångas upp på skärm men som kan ses genom linsen.
1.
i
b
2.
Det beror på att ljuset har lägre hastighet i glas än i luft.
3.
A, C och E
4.
a) Spridningslins eller negativ lins
b) Samlingslins eller positiv lins
5.
Konvex lins
6.
b
luft
i
i
r
Spektrum Fysik Lärarhandledning © Författaren och Liber AB
vatten
Kopiering tillåten!
365
5. L J US
7.
I en optisk fiber utnyttjar man att ljus totalreflekteras i glas. Om ljuset kommer in
i fibern med rätt vinkel studsar det fram och tillbaka mot glasets yta tills det kommer ut på andra sidan fibern.
8.
a) Konvex lins
b) 1,5 cm
c)
F
F
9.
F
F
us
F
F = Brännpunkt, fokus
10. a) Den är upp- och nervänd.
b) Bilden blir större.
11. En verklig bild kan fångas upp på en skärm, medan en skenbild inte kan det.
(Uppgift 12—13 endast grundboken)
12. Ljuset bryts i vattenytan. Eftersom ögat tror att ljuset går rakt fram upplever vi
det som att fisken är närmare vattenytan än vad den egentligen är.
luft
vatten
Spektrum Fysik Lärarhandledning © Författaren och Liber AB
Kopiering tillåten!
366
5. L J US
13. a)
F
F
b)
F
F
Spektrum Fysik Lärarhandledning © Författaren och Liber AB
Kopiering tillåten!
367
5. L J US
Testa dig själv 5.3
Förklara begreppen
• lupp
En lupp, eller ett förstoringsglas som det också kallas, är det enklaste optiska instrumentet.
• objektiv
Objektivet är en konvex lins som ger en bild av ett föremål.
• okular
Okularet är en konvex lins som förstorar den bild som objektivet skapat.
• slutare
Öppnar och stänger ljusinsläppet i kameran.
• bländare
Varierar kameraöppningens storlek.
• närsynthet
Med närsynthet ser man bra på nära håll, men inte på långt håll.
• översynthet
Med översynthet ser man bra på långt håll, men inte på nära håll.
1. a)Pupillen
b)Ögonlocket
c)Näthinnan
2. Konvexa linser
3. Bilden i en astronomisk kikare är upp- och nervänd medan den är rättvänd i en
prismakikare.
4. a) Konvex lins
b)Förminskad
c) Upp- och nervänd.
5. Kameran är öppen och släpper in ljus i 0,01 sekunder.
6. a)Närsynthet
b) Det kan avhjälpas genom att man använder glasögon med konkava glas.
7. Objektivets uppgift är att ge en bild inuti kikaren av det man tittar på. Okularet
förstorar sedan bilden som bildats av objektivet.
8. Ägaren till de vänstra glasögonen är närsynt medan den som bär de högra glasögonen är översynt.
(Uppgift 9 endast grundboken)
9. +5
Spektrum Fysik Lärarhandledning © Författaren och Liber AB
Kopiering tillåten!
368
5. L J US
Testa dig själv 5.4
Förklara begreppen
• spektrum
När vitt ljus passerar genom en tresidig glasprisma delar ljuset upp sig i sju olika färger – ett spektrum.
• elektromagnetisk strålning
Ett gemensamt namn för strålning av samma slag som synligt ljus. Några andra exempel på elektromagnetisk strålning är UV-strålning och infraröd strålning.
• ozonskiktet
Ett tunt lager av ozon (O3) som finns naturligt runt jorden.
• polariserat ljus
Ljus som svänger endast i en riktning.
• laser
En speciell sorts elektromagnetisk vågrörelse med vågor av en och samma våglängd.
1.
14 mm
2.
Vitt ljus
3.
Ultraviolett strålning (förkortas UV-strålning)
4.
Laser används bland annat inom sjukvården och vid hastighetsmätning.
5.
A: rött
B: gult
C: grönt
D: blått
6.
En regnbåge uppkommer när ljusstrålar från solen bryts och reflekteras i vattendroppar i luften.
7.
När ett lingon träffas av ljus från solen reflekteras endast den röda färgen, medan övriga färger absorberas. Den röda färgen träffar ögat och vi uppfattar lingonet som rött.
8.
De tar bort besvärande reflexer av polariserat ljus, vilket kan vara bra vid till exempel bilkörning.
9.
Den svarta ytan syns därför att man ser det som är runt omkring den svarta ytan.
10. Det ljus som reflekteras i till exempel en sjö blir polariserat. Det svänger bara i en
riktning. Ett par polaroidglasögon släpper inte igenom polariserat ljus, utan bara
en del av det opolariserade ljuset.
(Uppgift 11 endast grundboken)
11. 1,25 · 300 000 km = 380 000 km
Spektrum Fysik Lärarhandledning © Författaren och Liber AB
Kopiering tillåten!
369
5. L J US
Testa dig själv 5.5
1. Ljus, ultraviolett strålning och mikrovågor är tre exempel på strålningsenergi.
2. Växterna tar upp solens strålningsenergi och binder den i druvsockermolekyler.
Det kallas fotosyntes.
3. Växter och djur kan frigöra den kemiskt bundna energin genom att sönderdela
ämnena i födan, till exempel druvsocker. Det kallas förbränning.
Spektrum Fysik Lärarhandledning © Författaren och Liber AB
Kopiering tillåten!
370
5. L J US
5 . L JUS
5. LJ U S
PERSPEKTIV
FRÅGA
Sveriges digitala strategi
Regeringen har fattat flera beslut om IT-utvecklingen
i landet. I Sveriges digitala strategi är målen:
• attSverigeskahabredbandivärldsklass.
• allahushållochföretagbörhagodamöjligheter
attanvändasigavelektroniskasamhällstjänster
och service via bredband.
• att90%avallahushållochfastaverksamhetsställenbörhatillgångtill100Mbit/ssenastår2020.
FRÅGA
• På vilket sätt tror
du att IT-strategin
kommer påverka
samhällets
utveckling?
• Hur tror du att myndigheter
kommer använda internet i
framtiden?
Internet — en demokratifråga
• Varför tror du att
regeringen har fattat
ett sådant här beslut?
• Försök komma på några nya sätt
som internet kan användas till
Att enkelt kunna söka, hitta och läsa inforför att öka demokratin i Sverige?
mation på internet är en viktig del av att vara
medborgare i Sverige idag. Mycket av informationen från de olika politiska partierna finns
på internet. Men hjälp av internet kan alla idag
mycket enklare och snabbare än tidigare ta del av politiska diskussioner och beslut som leder fram till nya
lagar. Kommuner, landsting och riksdag har alla bra
hemsidor där vi som medborgare kan ta del av och påverka det politska arbetet. De flesta myndigheter lägger dessutom ut all sin information och alla blanketter
på internet så att man kommer åt dem från vilken dator som helst med internetuppkoppling.
Källa:ITimänniskanstjänst–endigitalagendaförSverige
OPTISKA
OPTISKA
FIBRER
FIBRER
TILL
TILL
ALLA
ALLA
När slutar din sladdtelefon att fungera?
Statliga televerket har byggt det telenät av kopparledningar som idag håller på att bli för gammalt. Idag
ägs nätet av TeliaSonera. År 2000 var omkring 6 miljoner hushåll anslutna till kopparnätet och hade en
så kallad ”fast telefon” hemma. År 2010 var siffran
3,7 miljoner och år 2025 kommer gissningsvis bara
1—2 miljoner hushåll vara anslutna till kopparnätet.
Fler och fler går över till att ringa via bredband (IPtelefoni) eller bara med mobiltelefon. Utvecklingen
gör att det blir svårare att få tag på reservdelar till
det gamla nätet. Det kommer i sin tur leda till att det
kommer att stängas ner på många håll i landet.
När man går från sladdtelefonen till mobila telefoner skapas en del problem med olika slags specialtjänster. Inbrottslarm och trygghetslarm för äldre
människor fungerar ibland inte fullt ut med trådlösa
system, vilket skapar otrygghet.
Framtidens internet
FRÅGA
• Är ditt hem fortfarande anslutet till
kopparnätet?
• Är det bra eller dåligt att det fasta
telefonnätet på sikt försvinner?
Idag används både kopparkablar och fiberkablar samt
trådlös teknik för att skicka information över internet.
Men när kopparnätet pensioneras kommer all kommunikation ske antingen via fiberkablar eller via trådlös
teknik.
Fler och fler prylar blir uppkopplade mot internet.
Redan idag finns det till exempel kylskåp som via internet kan tala om när det saknas varor så att du vet
vad som ska köpas. I framtiden kommer vi få se fler
exempel och nya användningsområden som vi bara
kunnat drömma om.
FRÅGA
• Varför hoppar vi inte över fiberkablar och
satsar allt på trådlös kommunikation?
• Vilka saker kommer att vara uppkopplade
mot internet i framtiden? Hur kommer det
att påverka våra liv?
• Tycker du att det känns spännande eller läskigt?
• Vem anser du har ansvaret för att inbrottslarm och trygghetslarm ska fungera?
• Vem har ansvaret för att det ska gå att
ringa 112 från hemmet?
152
130-165 Kap 5 ny.indd 152
153
28/02/14 11:26
130-165
PM Kap 5 ny.indd 153
28/02/14 11:27 PM
PERSPEKTIV - OPTISKA FIBRER TILL ALLA
•På vilket sätt tror du att IT-strategin kommer påverka samhällets utveckling?
Om vi ser tillbaka på utvecklingen under 1900-talet kan vi konstatera att vi
människor reser mer och kommunicerar mer än någonsin. Inte minst utvecklingen av nya medier, nya apparater som smarta telefoner samt nya distributionssätt har varit extrem snabb under de senaste decennierna. Vi som bor i Sverige,
som ligger långt norrut på jordklotet, har stor nytta och kommer ha än större
nytta av den här utvecklingen. Den hjälper oss att komma ”närmare” andra delar
av världen, vilket är synnerligen viktigt för att vi fortsatt ska kunna ha bra skolor, bra sjukvård och bra liv i Sverige.
•Varför tror du att regeringen har fattat ett sådant här beslut?
Framför allt för att Sverige som land även fortsättningsvis ska kunna konkurrera
med övriga delar av världen, trots att vi är ett litet land med relativt litet antal
invånare.
•Är ditt hem fortfarande anslutet till kopparnätet?
Be eleverna fråga hemma, om de inte vet.
•Är det bra eller dåligt att det fasta telefonnätet på sikt försvinner?
Försök få eleverna att dela upp argument för respektive mot så att hela gruppen får en bättre helhetsbild.
•Vem anser du har ansvaret för att inbrottslarm och trygghetslarm ska fungera?
Här kanske flera elever är osäkra på av trygghetslarm är. Fråga om någon elev
känner en äldre person som har trygghetslarm. Be dem förklara hur det fungerar, om möjligt. Fortsätt gärna och fråga om 112, vem ringer man egentligen
osv.
Spektrum Fysik Lärarhandledning © Författaren och Liber AB
Kopiering tillåten!
371
5. L J US
•Vem har ansvaret för att det ska gå att ringa 112 från hemmet?
SOS Alarms huvuduppgift är att svara för nödnumret 112 så att alla kan nå
räddningstjänsten i form av polis, brandkår och ambulans. SOS Alarm har även
en viktig roll i samhällets krisberedskap. SOS Alarm ägs till 50 % av staten (genom Finansdepartementet) och till 50 % av Sveriges kommuner och landsting
via SKL Företag AB.
Men att man ska kunna ringa 112 från hemmet, det ligger på den enskildes
ansvar. Fråga hur eleverna ser på situationen om fast telefoni inte längre finns
till en fastighet och mobiltelefonens tjänster inte fungerar för att t ex larma
hemtjänsten.
•Hur tror du att myndigheter kommer använda internet i framtiden?
Sannolikt genom att erbjuda mer information och service, men också att följa
upp och granska att de skattemedel som används inte missbrukas. Om en lantbrukare har sökt bidrag för att lägga marken i träda, är det verkligen så? Med
satellitbilder och internet kan missbruk avslöjas redan i dag.
•Försök komma på några nya sätt som internet kan användas till för att öka demokratin i Sverige?
Ett klassiskt svar bland vuxna är direkta val via internet, men intressant är hur
eleverna ser på detta utifrån sina perspektiv.
•Varför hoppar vi inte över fiberkablar och satsar allt på trådlös kommunikation?
Till viss del kan man ju säga att det sker. Operatörerna som säljer abonnemang
till oss konsumenter kommer med ny trådlös teknik steg för steg. Just nu är det
snabbaste 4G, men nästa steg, 5G, är redan under utveckling. Men viktigt här
är att klargöra att trådlös kommunikation är en ändlig resurs. Det finns inte hur
mycket bandbredd som helst att tillgå. Använder vi stället optisk fiber, är kapaciteten inte ändlig på samma sätt. Optiska fibrer har redan stor kapacitet i sig,
och optiska fibernät kan byggas ut hur mycket som helst.
•Vilka saker kommer vara uppkopplade mot internet i framtiden? Hur kommer
det påverka våra liv?
Antalet uppkopplade datorer och andra apparater ökar snabbt. Inom en rad olika
områden dyker nya tekniska lösningar upp som använder internet: förarlösa tåg,
bilar som vi inte behöver styra — istället kan de vara kontor medan bilen kör automatiskt, robotar som hjälper oss med all sorts sysslor mm. Låt eleverna surfa
en stund och se vad de hittar på internet, vad säger olika personer som gör spaningar in i framtiden.
•Tycker du att det känns spännande eller läskigt?
Gör möjligen en omröstning, kanske fler alternativ ska finnas med. Syftet skulle
kunna vara att utgå från att ett visst antal elever tycker si respektive så, och
därefter försöka få eleverna att klara ut vad de olika förhållningssätten bygger
på. Kan nyvunnen kunskap utveckla förhållningssätten?
Spektrum Fysik Lärarhandledning © Författaren och Liber AB
Kopiering tillåten!
372
5. L J US
FACIT TILL FINALEN
1.
1 – D
2 – E
3 – F
4 – A
5 – H
6 – B
7 – C
8 – G
En konkav lins sprider infallande ljus
En lupp består av en konvex lins
Brännvidd är avståndet till brännpunkten
Våglängd är avståndet mellan två vågberg
Infrastrålning kallas även värmestrålning
En verklig bild kan fångas upp på skärm
Laser är ljus av en och samma våglängd
Polariserat ljus svänger i en riktning
2.
Lins A
3.
a) Alternativ B
b) En svart yta absorberar allt ljus. Vi upplever den därför som svart eftersom
våra ögon inte nås av någon strålning från den svarta ytan. Så svart är en följd
av att vi inte ser ytan, kan man säga.
4.
a) Kikaren
b) Den var upp- och nervänd.
c) D
en fick oss människor att inse att jorden inte är centrum i universum, utan
bara utgör en liten del av en galax, som i sin tur bara utgör en liten, liten del av
universum.
5.
a) Alternativ C
b) Eftersom avståndet till solen är så oerhört stort, är det rimligt att betrakta
strålarna som kommer från solen som parallella.
6.
Båda har fått fram svaret.
Emil: Om en ljuskälla placeras i brännpunkten av en konvex lins så blir ljusstrålarna parallella när de passerar linsen.
Jenny: Hon utgick från att stålarna från solen kan anses vara helt parallella. Och
parallella strålar som faller in i en konvex lins bryts till linsens brännpunkt. Brännvidden hos en lins är just avståndet från linsen till dess brännpunkt.
7.
Förklaringen är att den del av solens strålning (UV-strålning) som påverkar huden
att bli brun, kan inte ta sig igenom glaset.
8.
Lagret av ozon fungerar som ett filter som fångar upp stora delar av den farliga
UV-strålningen.
9.
a) Elektromagnetisk strålning
b) I en röntgenkamera
10. Linsen behöver bli tjock när man ska se på nära håll. Förklaringen är att linsen
behöver bryta det inkommande ljuset mer vi korta avstånd jämfört med på långa
avstånd.
Spektrum Fysik Lärarhandledning © Författaren och Liber AB
Kopiering tillåten!
373
5. L J US
11. a) T
otalreflektion kan inträffa när en ljusstråle går från ett tätare till ett tunnare
ämne. Det sker vid stora infallsvinklar. Det som händer är att brytningsvinkeln
blir större än 90 grader, vilket innebär att inget ljus kommer vidare in i det nya
mediet.
b) Det är kablar som är tillverkade av glas för att kunna transportera ljus.
c) Optiska fibrer kan överföra mycket mera information på kortare tid än de gamla
kopparledningarna. Det ger oss snabbare uppkoppling mot internet vilket i sin
tur ger oss möjlighet att t ex bestämma när vi vill se TV-program, hyra filmer,
ringa med bildtelefon etc.
12. För att se räcker det med ett öga. Men med hjälp av två ögon ser vi skarpare och
vi kan bedöma avstånd bättre.
Spektrum Fysik Lärarhandledning © Författaren och Liber AB
Kopiering tillåten!
374