Naturfag – Stråling og radioaktivitet

Posted i kategorien Fysikk | Naturfag on the 17.02.2012
Download PDF

Stråling er energi som sendes ut fra en strålingskilde i form av bølger eller partikler. Regnes i Hz = 1/s (s=sekund).  Eksempel: en kork er på toppen av en bølge  15/10s =1,5/1s = 1,5 1/s  = 1,5 s-1 = 1,5 Hz.

Bølgelengde: En bølgelengde er avstanden mellom to bølgetopper.

Foton : er lys som er i små bølgepakker.

Elektromagnetisk stråling: Stråling i form av energi lik fotoner som strømmer i lysets hastighet. Lys er et spesialtilfelle av elektromagnetisk stråling. Oppstår når elektriske ladninger beveger seg med ujevn hastighet.

RadioBølger: 

En stor gruppe av bølger med lange bølgelengder. Radiobølger overfører radio og tv signaler. Benyttes i dag til: mobil, tv og radio.

De korteste radiobølgene kalles mikrobølger. Brukes til: Radar, oppvarming av mat.

Infrarød stråling:

Litt for lange bølgelengder til at vi kan se dem

Brukes i alarmer, fjernkontroller, ovner, lyspærer.

Varmefølende kamera brukes til å søke etter savnede personer, finne ut om et hus er godt eller dårlig isolert, undersøker blodårer og celler under huden hos mennesker.

Synlig lys:

Omfatter hele fargespekteret fra rødt til fiolett (fiolett, indigo, blå, grønn, gul, oransje, rød)

Det er det eneste elektromagnetiske strålingen som er synlig for øyet.

Ultrafiolett stråling:

Kortere bølgelengde og større energi enn synlig lys

Fotonene i UV- strålingen har høy energi, derfor er denne strålingen skadelig.

Brukes i teater og på diskotek for å lage spesielle lyseffekter

Hvit lys

En blanding av flere bølgelengder. Regnbue blir lagd ved at sollyset blir brutt og reflektert i regndråper.

Fargene: Rødt, Oransje, Gult, Grønt, Blått, Indigo, Fiolett (ROGGBIF)

Røntgenstråling

Oppdaget av Wilhelm Conrad Rontgen. Kalte det først for X-Rays. Røntgenstråler har høy energi. Kan trenge gjennom ting som er ugjennomtrengelige for vanlige lys. Brukes til undersøkelser.

Sammenhengende spekter

Spekteret inneholder alle bølgelengdene i det synlige lys.

Emisjon spekter

Det er når elektroner håper ut av skallet sitt med høy energi, hopper tilbake til skallet med litt mindre energi en det den startet med i utgangspunktet.

Absorpsjonsspekter

Lys fra en kilde som gir sammenhengende spekter treffer gass får vi en absorpsjon spekter.

Energisprang og elektromagnetisk stråling

Vi får elektromagnetisk stråling fra et atom når elektronene rundt en atomkjerne «faller» fra et skall lenger ute til et skall nærmere atomkjernen.

Stjernefargen forteller om hvor mye temperaturet er. Hvor kortere bølgelengden på fargen er desto høyere overflate temperatur.

Overflate temperatur til gulestjerner er  5500C.

Stjernespektre forteller oss hvilke kjemiske stoffer stjernene består av, og styrken på de forskjellige linjene sier noe om hvor mye det er av de ulike stoffene.

Dopplereffekten – når bølgelengden blir kortere eler lengre fordi kilden beveger seg i forhold til deg.

Dette kan forklares ved hjelp av lyd. En lys tone har kortere bølgelengde enn en mørk. Når lydkilden kommer mot deg registrerer du den som kortere og tonen er lys. Når lyden beveger seg fra deg registrerer du den som mørkere – bølgelenden er lengre, mens egentlig ligger bølgelengden et sted midt i mellom de to verdiene ørene registrerer. Det er dette fenomenet som kalles dopplereffekten. Vi får den samme effekten hvis lysskilder beveger seg i forhold med oss. Da er det bølgelengdene til de ulike spektrallinjene som blir kortere eller lengre.

Rødforskyvning              

Mer generelt er rødforskyvning definert en økning i bølgelengden av elektromagnetisk stråling sammenlignet med det som ble utstrålt fra kilden RØD=STREKKER

Blåforskyvning

Motsatte av rødforskyvning.   BLÅ = KOMPRIMERER

Nøytronstjerner

Tettpakkede nøytroner i piruett. Nøytroner har enda høyere tetthet enn hvit dverg. Navnet kommer fra at tettheten er så stor at elektronene presses inn i kjernen og lager nøytron.

Svart hull

Når ikke engang lys slippes ut. Svart hull har så stor masse md liten radius at ikke engang lys kan unnslippe gravitasjonen.

Hvit dverg

Stjerne som har død ve d at den har slynget all gassen sin utover i rommet.  Gassen kalles for en planetarisk tåke. Det som blir igjen er en liten kjerne med svært høy tetthet. Dette er Hvit dverg.

Gammaglimt

Er en energi rik elektromagnetiske strålingen vi observere fra verdensrommet.

Det finnes to typer gammastråling, korte og lange. De korte varer under to sekunder. De lange oppstår når massive stjerne eksploderer.

Parallakse: vinkel mellom to siktelinjer til en stjerne, når stjerna observeres fra to forskjellige punkter på jordbanen.

Lysstyrkemetoden:

Lystrykemetoden bruker vi nå vi kjenner den utstrålte effekten til stjerna.

Hubbles lov

V=Hr

Her er v farten til stjerna, H en konstant et tall og r avstanden fra oss.

Farten finner vi ved å se på hvor mye spektrallinjen er forskjøvet.

Teorien beviste at galaksene beveger seg bort fra hverandre, noe som beviser at universet utvider seg med en stadig økende hastighet.

Sola

Sola er en del av en spiralgalakse kalt melkeveissystemet.

Energikilden i stjerne

I en stjerne er temperaturen så høy at atomkjerner kan fusjonere og frigjøre energi.

Sola(4 Hydrogenatomer fusjoneres og blir til helium atom.)

Solaktivitet og solstormer

Sola sender ut både elektromagnetisk stråling og energirik partikkelstråling.(Protoner og elektroner med stor fart).

Solstormene påvirker blant annet jodas magnetfelt og lager nordlys. Når det er mange solflekker på sola, får vi de mest energirike fenomenene og de kraftigste solstormene.

Nordlys.

Nordlys er når lys fra ladde sol partikler treffer de magnetiske polene og blandes med molekylene i atmosfæren.

En av de første som drev med dette var Hansteen. Mente det var en forbindelse mellom nordlys og magnetismen på jorda.

Birkeland lagde en terrella for å teste hypotesen hans om at Nordlyset hadde med skyer å gjøre. Testen ble vellykket og han lagde en nordlysoval i miniatyr.

Nordlysoval

Har forskjellige plasseringer dag og natt. Den har større utreskrening om det er høy aktivitet på sola.

Drivhuseffekten

Innstråling og utstråling = Energibalanse.

Atmosfæren absorberer varmestråling. (Husk tegningen)

Ulike drivhusgasse: Metan, vanndamp, lysgass CO2

Konsekvenser i Arktis: Permafrosten kan smelte(bakken og veier synker sammen)

Slippe ut enda mer Co2 som er lagret i bakken inn i atmosfæren. Påvirker Økosystemer. Været kan bli mer ekstremt.

Ozonlaget

Ozonlaget beskytter oss mot det meste av UV-strålingen fra sola.

Ozon danner ved 3O2 à UV stråling à  2O3

Ozon spaltes: Motsatt vei.

Nøkkelen er balansen med å bryte ned, å danne nye.

Nedbryting av ozonlaget

Nedbryting av ozonlaget finner sted når det er kaldt og stabilt vær.

SOLING

UVA-stråling

UVA-stråling ligger nærmest det synlige lyset og er UV-strålingen med minst energi. Det er UVA som gir selve brunfargen når vi soler oss. Brunfargen kommer av at pigmentet melanin mørkner ved UVA-bestråling.

UVB-stråling

UVB-stråling har høyere energi enn UVA. Det er UVB som først og fremst gjør at vi blir solbrente når vi er uforsiktige med solingen. UVB-stråling over litt tid gjør også at det ytterste hudlaget blir tykkere. Dette gir en viss beskyttelse mot videre UV-stråling. Bare en liten del av UV-strålingen som når jorda, er UVB. Ozonlaget hindrer 70-90 % av UVB-strålingen fra sola i å nå jordoverflaten.

UVC-stråling

UVC-stråling er mest energirik. Denne strålingen absorberes av ozonlaget og andre gasser i jordens atmosfære og når ikke jordoverflaten.

Isotoper

Samme grunnstoff, men ikke samme nøytrontall. Alle grunstoffer må bbest av samme antall protoner, men ikke nøytroner. Karbon har tre isotoper. Navnsetting: 6+6=12 da får man navnet Karbom -12

Noen isotoper er ustabile de sender ut stråling fra atomkjernen. Vi sier de er radioaktive eks. karbon-14

Alfastrålene er heliumkjerner

Betastrålene er elektroner med stor hastighet

Gammastråling er energirik elektromagnetisk stråling

Alfastråling:

Lett stanset av klær eller et tynt papir. Noen få cm i luft

Ved en alfautsendelse blir det dannet et nytt grunnstoffatom med lavere atomnummer enn den opprinnelige kjernen. Det er gjerne tunge grunnstoffatomer som uran, radon og plutonium som sender ut alfapartikler.

Betastråling:

Noen få meter i luft. Går gjennom klær og et stykke inn i huden. Stoppes av tre.

Et nøytron i kjernen blir omdannet til et proton og et elektron. Det dannes også en bitteliten nøytral partikkel, nøytrion.

Deretter sendes elektronet ut med stor fart. Kjernen som blir igjen, inneholder da ett proton mer enn tidligere, og det blir dannet et grunnstoffatom med høyere atomnummer enn den opprinnelige kjernen.

Eks: En karbonkjerne omdannes til en nitrogenkjerne:

Gammastråling:

Går rett gjennom, stoppes nesten av bly

Når en atomkjerne har sendt ut en alfapartikkel eller betapartikkel, er det som om protonene og nøytronene som er igjen i kjernen, må finne seg nye plasser. Energien de gir fra seg når de ”faller på plass” i kjernen, sendes ut i form av energirik elektromagnetisk stråling som kalles gammastråling. Derfor sendes det vanligvis også ut gammatråling i forbindelse med alfastråling eller betastråling.

Hvordan oppdage stråling:

Geigerteller registrerer stråling: Alfa og beta.

Strålingsaktivitet har enhetene becquerel, BQ

Stråling aktiviteter i et radioaktivt stoff er antallet omdanninger i stoffet åer tidsenhet.

Scintillasjontelleren registerer gammastråling.

Halveringstid:

Halveringstiden til et radioaktivt stoff angir den tiden det tar før halvparten av alle atomkjernene i stoffet har desintegrert. Alle levende organismer inneholder en viss mengde karbon-14. Når et dyr eller en plante dør, vil mengden av karbon-14 avta etter hvert som årene går.

Ioniserende stråling:

Den radioaktive strålingen har stor nok energi til å slå løs elektroner fra atomer og molekyler, slik at de bli til ioner, det vil si elektrisk ladde partikler.

Noen ganger blir cellene så skadd at de dør = Akutt stråleskade

Hvis mange celler dør, vil organene virke dårligere, og mennesket vil i verste fall dø av organsvikt

Brukes også til å sterilisere bl.a vann (kan drepe bakterier, sopp og insekter).

Fysikk – Notater til eksamen

Posted i kategorien Fysikk on the 04.02.2012
Download PDF

      Fartsformelen:

  • V = s/t

  • Bare ved konstant fart

  • Areal kan brukes til å finnes strekningen, bare dersom farten er konstant

  • tiden langs x – aksen, mens farten langs y – aksen

    Momentanfart:

  • Derivere funksjonen, og deretter inn x`en som man vil finne

    Akselerasjonen:

  • Farten vil alltid variere, slik at når vi skal finne akselerasjonen, så finner vi gjennomsnittsakselerasjonen

  • En gjenstand har konstant akselerasjonen når gjennomsnittsakselerasjonen er like stor hele tiden

    Bevegelsesformlene:

  • Lage tidløs formel:

  • Har t= på fartsformelen

  • Putte inn veiformel 1 istedenfor t.

  • Multipliserer med 2a på begge sider

    Fritt fall:

  • En gjenstand faller fritt når den bare er påvirket av tyngdekraften

  • Alle gjenstander som faller fritt på samme sted, faller med samme akselerasjon

    Massetetthet:

  • En stoffkonstant

  • 1 liter vann har like mye massetetthet som 5 liter vann

  • Varierer med temperaturen

    Tyngde og masse:

  • masse = kg

  • tyngde = m * tyngdeakselerasjonen

    Kraft:

  • Kan forandre fart og formen på en gjenstand

    Vektorer:

  • Har både absoluttverdi og retning

  • Eks: fart og kraft

    Krefter:

  • Når en gjenstand er i ro, er vektorsummen av kreftene null

  • Krefter opptrer alltid parvis

  • For et legeme i fritt fall vil normalkraften være 0.

    Newton:

  • 1N = 1kg *m/s^2

    Newtons lover:

  • Når summen av alle kreftene som virker på en gjenstand er lik 0, så er gjenstanden i ro eller i en rettlinjet bevegelse med konstant fart

  • F = m*a

  • Når to gjenstander virker på hverandre med krefter, er kreftene like store og motsatt retter. Kreftene virker langs samme rette linje, og på hver sin gjenstand.

  • Energi:

  • Kan ikke skapes, kan ikke forsvinne

  • Kan bare omformes eller overføres

  • Den totale energien er bevart i alle fysiske prosesser som vi kjenner til

  • Arbeid generelt:

  • Når kraft og vei ikke har samme retning, så må vi ta hensyn til vinkelen mellom forflytningen og kraften

  • Når vinkel = 0, har kraft og vei samme retning

  • Når vinkel = 180, har kraft og vei motsatt retning

  • Kraften utfører ikke noe arbeid dersom vinkelen er 90 grader

    Kinetisk energi:

  • bevegelsesenergi

  • Kinetisk energi kan aldri være negativ, men forandringen i kinetisk energi kan være negativ, null eller positiv

    Potensiell energi:

  • stillingsenergi

  • Gitt i forhold til et nullnivå

    Mekanisk energi bevart:

  • Summen av kinetisk og potensiell energi

  • Mekanisk energi er bevart når en gjenstand faller fritt, pga da er den ikke utsatt for friksjon osv. Bare en kraft: tyngdekraften

  • Pendel: Normalkraften står alltid vinkelrett på kulen, slik at det blir konstant mekanisk energi. E = 0,5mv^2 + mgh

    Friksjon:

  • Når en gjenstand glir mot et underlag, virker friksjonen bakover

  • Når farten er konstant, er friksjonen like stor som trekkraften

  • Hvilefriksjon: Friksjonen som virker når noe er i ro

  • Glidefriksjon: Friksjonen som virker når noe beveger seg

  • Trykk:

  • Måles i pascal, Pa

  • Trykker inn en tegnestift, virker retning i begge veier

  • Gasstrykk skyldes av at molekylene støter mot veggen i beholderen

    Indre energi:

  • Den indre energien av et stoff, er summen av den indre kinetiske energien og den indre potensielle energien

  • Kinetiske energien er knyttet til temperaturen, = termisk energi

    Bruken av ordene(VIKTIG):

  • I et system er det indre energi

  • Det går varme fra et system til et annet system

    Varme:

  • Er energi som blir overført fra et system med høy temperatur til et system med lav temperatur

    Adiabatisk prosess:

  • Hvis en gass blir presset sammen så fort at det ikke blir noe tid til varmeutveksling

  • En prosess kan også være adiabatisk når den er helt varmeisolert fra omgivelsene

  • Da er summen av U = W fordi Q = 0

    Tilstandsformer:

  • Smelting og fordampning krever energi

  • Størkning og kondensering avgir energi til omgivelsene

  • Når vi bruker energi, synker den totale energi kvaliteten

  • Eks når man tenner bål, kan ikke asken komme tilbake til en flamme

    Termofysikkens lover:

  • En gjenstand som selv ikke kan regulere sin temperatur, vil etter hvert få samme temperatur som omgivelsene

  • Forandringen av U = W + Q

  • Når vi bruker energi, synker den totale energikvaliteten

  • Svingninger:

  • En periodisk bevegelse mellom to ytterstillinger

    Likevektstilling:

  • Der loddet er når det er i ro

  • Amplituden:

  • Det høyeste positive utslaget

    Frekvens:

  • Antall svingninger per tid

  • En høy frekvens svarer til en liten periode

    Resonans:

  • Når et svingesystem blir påvirker av en periodisk kraft med samme frekvens som systemets egenfrekvens, blir det resonans.

    Bølger:

  • Svingninger som brer seg i et stoff

  • Bølger er transport av energi og energien kommer fra bølgekilden

    Mekaniske bølger:

  • Bølger som brer seg gjennom faste stoffer, væsker og gasser

  • Eks: lydbølger

    Elektromagnetiske bølger:

  • Eks: lys

  • elektriske og magnetiske svingninger som brer seg

    Brytning:

  • Kommer av at bølgefarten blir forandret når bølgene går fra ett stoff til et annet

    Bøyning og interferens:

  • Bølger som treffer en smal åpning, vil bli bøyd og brer seg som sirkelbølger videre

  • To bølger interferer når de treffer hverandre. De gir da enten et nullutslag, et dobbeltutslag, eller et minusutslag

  • Spektrum:

  • Man får et spektrum ved å f. Eks sende hvitt sollys inn på en CD – plate

    Emisjonslinjer og absorpsjonslinjer:

  • Et grunnstoff som kan sende ut lys med en viss bølgelengde, kan også absorbere lys med den samme bølgelengden

  • Et spektrum av lyse emisjonslinjer kaller vi for et emisjonspektrum

  • Mørke linjer i et sammenhengende spektrum, kaller vi absorpsjonslinjer

    Foton:

  • Hvert foton har energien E = h * f

  • Fotonet beveger seg med lysfarten

    Absorpsjonspektrum:

  • Når atomet sender ut lys, faller atomet fra et høyt energinivå til et lavt energinivå, mens atomet som absorberer lys, faller atomet fra et lavt energinivå, til et høyt energinivå

  • Ved absorpsjon mottar et atom eller molekyl energi i form av et foton. Fotonet blir da borte. Når hvitt lys går gjennom en gass, blir en del av lyset absorbert, men det lyset som har passert gassen, gir et absorpsjonsspektrum. Noen linjer vil være mørke, og er linjer hvor lyse emisjonslinjer fra den samme gassen ville ha ligget. Eks solspektret.

    Emisjonspektrum:

  • Et atom sender ut energi i form av et foton

  • Spektrum av den strålingen et stoff sender ut.

  • Det laveste energinivået er grunntilstanden E(1). De andre energinivåene er eksiterte tilstander

  • I grunntilstanden har hydrogenatomet energien -2,18aJ, a = 10^-18 (brønn)

  • Nullnivået er valgt lik 0, og da sier vi at atomet er ionisert. Da er elektronet løsrevet fra kjernen

    Dopplereffekten:

  • Når en lyskilde er på vei mot oss, blir den forskjøvet mot kortere bølgelengder, og frekvensen blir høyere. Lyset blir blåforskjøvet

  • Når en lyskilde er på vei fra oss, blir bølgelengdene forskjøvet mot lengre bølgelengder, og frekvensen blir lavere. Lyset blir rødforskjøvet

    Isotop/isotope atomer:

  • Atomer av samme grunnstoff har samme antall protoner, men hos noen vil nøytrontallet variere. Et slikt atom er et isotop. Eks jod

  • Atommasseenheten u = 1,66*10^-27

  • Må av og til finne masser i fysikktabellen i dette kapitlet

    Bindingsenergi:

  • Den minste energien som er nødvendig for å frigjøre et nukleon fra en atomkjerne

    Ioniseringsenergi:

  • Den minste energien som er nødvendig for å frigjøre et elektron fra et atom

    Bevaring av energi:

  • Energien er bevart i kjernereaksjoner, dvs at energien er like stor før reaksjonen som etter reaksjonen

  • I tillegg er også nukleontallet og ladningen bevart

    Fisjon:

  • Er når en tung atomkjerne blir splittet opp til to letter fragmentkjerner

    Fusjon:

  • Er når to lettere atomkjerner slår seg sammen til en tyngre atomkjerne

  • HR – diagram:

  • Et hjelpemiddel til å forstå hvordan stjerner utvikler seg

  • Plassert på grunnlag av overflate temperaturen og den utstrålte effekten

  • Mesteparten av stjernene er plassert langs hovedserien

    Stjernefødsel:

  • Får en tåke som kommer av stor tetthet på ett sted

  • Hvis denne tåken etter hvert blir større og får stor nok masse

  • Etter noen millioner år vil temperaturen ha økt så mye at vi får en protostjerne

  • Massen og temperaturen fortsetter å øke når materie fra tåken/skyen omkring faller inn mot den

  • Når temperaturen blir høy nok, kan hydrogen fusjoner til helium. Fusjonsprosessene frigir energi. Da har vi en stjerne.

    Livet på hovedserien:

  • Produserer energi ved at hydrogen fusjonerer til helium

  • Massen av stjernene avgjør hvor lenge den vil være på hovedserien.

  • Stor masse = høy utstrålt effekt = kort levetid

  • Liten masse = liten utstrålt effekt = lang levetid

    Stjernedød:

  • Når en stjerne dør, kaster den fra seg mye av massen

  • Restmassen avgjør om den blir en hvit dverg, nøytronstjerne eller et svart hull

    Standardmodellen for universets utvikling:

  • Plancktiden: 10^-43 s. Må kombinere to viktige teorier som man ikke har klart enda

  • Inflasjonsfasen: Universet utvider seg kraftig

  • Får en fase hvor partikler og antipartikler kjemper om overtaket

  • Nøytroner og protoner går sammen til deuterium

  • Temperaturen er lav nok til at man får tyngre atomkjerner: helium

  • En halvtime etter Big bang er universet som en tåke

  • Temperaturen er lav nok til at elektroner kunne binde seg til atomkjernene

  • 200 millioner år etter Big bang dannes de første stjernene

  • En gjenstand som er negativ ladd, har overskudd av elektroner

  • En gjenstand som er positiv ladd, har underskudd av elektroner

    Bevaringsloven for elektrisk ladning:

  • Elektrisk ladning kan verken skapes eller forsvinnes

  • Summen av ladningen er bevart i alle fysiske prosesser

    Elektrisk strøm:

  • Transportert ladning per tid

  • Målt i A

    Spenning:

  • Arbeid per ladning

  • Målt i V.

    Resistans:

  • En materiale som det går strøm gjennom, gjør motstand mot strømmen

  • Målt i ohm, ?.

    Ledere:

  • Leder strøm ganske bra. Eks: sølv og kobber.
  • Resistansen øker når temperaturen øker

      Halvledere:

  • Stoffer som ikke er gode elektriske ledere, men kan lede godt under visse omstendigheter.
  • Resistansen minker når temperaturen øker.
  • Eks: Silisium

      Isolatorer:

  • Materialer som leder strøm veldig dårlig, eksempel er glass og plast.
  • Resistansen minker når temperaturen øker.

      Doping av halvledere:

  • Vi doper halvlederen når vi erstatter enkelte atomer med fremmede atomer. Den kan da få helt spesielle egenskaper

      Diode:

  • En diode leder strøm i bare en retning.
  • I lederetningen er resistansen lav.
  • I sperreretningen er resistansen svært høy

      Transistor:

  • Mest brukte oppfinnelsene idag
  • Har to grunnleggende virkemåter, som bryter og som forsterker

      Digital fotografering:

  • Lysdetektoren i et digitalkamera er et rutenett av små fotodioder som kalles for en CCD – brikke

      Moderne sensor:

  • En sensor er et instrument som frambringer et elektrisk signal som følge av en ytre stimulering
  • De ytre stimuleringene kan f. Eks være temperatur, lys, lyd eller trykk

     

             Formler:

  • V = v(0) + at

  • s = 1/2(v(0) + v)t

  • s = v(0)t + 1/2at^2

  • v^2 = v(0)^2 + 2as   

  • p = m/V – kg/m^3

  • W = F * S * COS §

  • P = W/t

  • E = 1/2mv^2

  • E = mgh

  • E = E(k) +E(p)

  • E = E(K) + E(P) + W(A)

  • µ = R/N

  • W(R) = -Rs

  • T = t(o) + 273K

  • E(k) = 3/2kT, der K er boltmanns konstant = 1,38*10^-23J/K

  • q = Q/m

  • f = n/T

  • v = ƒ * bølgelende

  • d * sin § = n * bølgelende

  • Energimassen: E= mc^2

  • U = P / A

  • Bølgetopp * T = a, der a er 2,90 * 10^-3Km

  • U = o * T^4 , formelen gjelder for svarte gjenstander, eks. Sola

  • I = Q/t

  • U = W/Q

  • R = U/I

Fysikk – Elektrisitet

Posted i kategorien Fysikk on the 04.02.2012
Download PDF

+/- 

  • En gjenstand som er negativ ladd, har overskudd av elektroner

  • En gjenstand som er positiv ladd, har underskudd av elektroner

Bevaringsloven for elektrisk ladning

  • Elektrisk ladning kan verken skapes eller forsvinnes

  • Summen av ladningen er bevart i alle fysiske prosesser

Elektrisk strøm:

  • Transportert ladning per tid

  • Målt i A

Spenning:

  • Arbeid per ladning

  • Målt i V.

Resistans:

  • En materiale som det går strøm gjennom, gjør motstand mot strømmen

  • Målt i ohm, ?.

Formler:

  • I = Q/t

  • U = W/Q

  • R = U/I

Fysikk – Astrofysikk

Posted i kategorien Fysikk on the 04.02.2012
Download PDF

HR – diagram:

  • Et hjelpemiddel til å forstå hvordan stjerner utvikler seg

  • Plassert på grunnlag av overflate temperaturen og den utstrålte effekten

  • Mesteparten av stjernene er plassert langs hovedserien

Stjernefødsel:

  • Får en tåke som kommer av stor tetthet på ett sted

  • Hvis denne tåken etter hvert blir større og får stor nok masse

  • Etter noen millioner år vil temperaturen ha økt så mye at vi får en protostjerne

  • Massen og temperaturen fortsetter å øke når materie fra tåken/skyen omkring faller inn mot den

  • Når temperaturen blir høy nok, kan hydrogen fusjoner til helium. Fusjonsprosessene frigir energi. Da har vi en stjerne.

Livet på hovedserien:

  • Produserer energi ved at hydrogen fusjonerer til helium

  • Massen av stjernene avgjør hvor lenge den vil være på hovedserien.

  • Stor masse = høy utstrålt effekt = kort levetid

  • Liten masse = liten utstrålt effekt = lang levetid

Stjernedød:

  • Når en stjerne dør, kaster den fra seg mye av massen

  • Restmassen avgjør om den blir en hvit dverg, nøytronstjerne eller et svart hull

Standardmodellen for universets utvikling:

  • Plancktiden: 10^-43 s. Må kombinere to viktige teorier som man ikke har klart enda

  • Inflasjonsfasen: Universet utvider seg kraftig

  • Får en fase hvor partikler og antipartikler kjemper om overtaket

  • Nøytroner og protoner går sammen til deuterium

  • Temperaturen er lav nok til at man får tyngre atomkjerner: helium

  • En halvtime etter Big bang er universet som en tåke

  • Temperaturen er lav nok til at elektroner kunne binde seg til atomkjernene

  • 200 millioner år etter Big bang dannes de første stjernene

Formler:

  • U = P / A

  • Bølgetopp * T = a, der a er 2,90 * 10^-3Km

  • U = o * T^4 , formelen gjelder for svarte gjenstander, eks. Sola

 

Fysikk – Kjernefysikk

Posted i kategorien Fysikk on the 04.02.2012
Download PDF

Isotop/isotope atomer:

  • Atomer av samme grunnstoff har samme antall protoner, men hos noen vil nøytrontallet variere. Et slikt atom er et isotop. Eks jod

  • Atommasseenheten u = 1,66*10^-27

  • Må av og til finne masser i fysikktabellen i dette kapitlet

Bindingsenergi:

  • Den minste energien som er nødvendig for å frigjøre et nukleon fra en atomkjerne

Ioniseringsenergi:

  • Den minste energien som er nødvendig for å frigjøre et elektron fra et atom

Bevaring av energi:

  • Energien er bevart i kjernereaksjoner, dvs at energien er like stor før reaksjonen som etter reaksjonen

  • I tillegg er også nukleontallet og ladningen bevart

Fisjon:

  • Er når en tung atomkjerne blir splittet opp til to letter fragmentkjerner

Fusjon:

  • Er når to lettere atomkjerner slår seg sammen til en tyngre atomkjerne

Formler:

  • E(0) = mc^2

Fysikk – Bølger, lyd og lys

Posted i kategorien Fysikk on the 04.02.2012
Download PDF

Svingninger: En periodisk bevegelse mellom to ytterstillinger

Likevektstilling: Der loddet er når det er i ro

Amplituden: Det høyeste positive utslaget

Frekvens: Antall svingninger per tid. En høy frekvens svarer til en liten periode

Resonans: Når et svingesystem blir påvirker av en periodisk kraft med samme frekvens som systemets egenfrekvens, blir det resonans.

Bølger: Svingninger som brer seg i et stoff. Bølger er transport av energi og energien kommer fra bølgekilden

Mekaniske bølger: Bølger som brer seg gjennom faste stoffer, væsker og gasser. Eks: lydbølger

Elektromagnetiske bølger: Eks: lys. Elektriske og magnetiske svingninger som brer seg

Brytning: Kommer av at bølgefarten blir forandret når bølgene går fra ett stoff til et annet

Bøyning og interferens: Bølger som treffer en smal åpning, vil bli bøyd og brer seg som sirkelbølger videre To bølger interferer når de treffer hverandre. De gir da enten et nullutslag, et dobbeltutslag, eller et minusutslag

Formler:

  • f = n/T

  • v = ƒ * bølgelende

  • d * sin § = n * bølgelende

Fysikk – Termofysikk

Posted i kategorien Fysikk on the 04.02.2012
Download PDF

Trykk:

  • Måles i pascal, Pa

  • Trykker inn en tegnestift, virker retning i begge veier

  • Gasstrykk skyldes av at molekylene støter mot veggen i beholderen

Indre energi:

  • Den indre energien av et stoff, er summen av den indre kinetiske energien og den indre potensielle energien

  • Kinetiske energien er knyttet til temperaturen, = termisk energi

Bruken av ordene(VIKTIG):

  • I et system er det indre energi

  • Det går varme fra et system til et annet system

Varme:

  • Er energi som blir overført fra et system med høy temperatur til et system med lav temperatur

Adiabatisk prosess:

  • Hvis en gass blir presset sammen så fort at det ikke blir noe tid til varmeutveksling

  • En prosess kan også være adiabatisk når den er helt varmeisolert fra omgivelsene

  • Da er summen av U = W fordi Q = 0

Tilstandsformer:

  • Smelting og fordampning krever energi

  • Størkning og kondensering avgir energi til omgivelsene

  • Når vi bruker energi, synker den totale energi kvaliteten

  • Eks når man tenner bål, kan ikke asken komme tilbake til en flamme

Termofysikkens lover:

  • En gjenstand som selv ikke kan regulere sin temperatur, vil etter hvert få samme temperatur som omgivelsene

  • Forandringen av U = W + Q

  • Når vi bruker energi, synker den totale energikvaliteten

Formler:

  • T = t(o) + 273K

  • E(k) = 3/2kT, der K er boltmanns konstant = 1,38*10^-23J/K

  • q = Q/m

Fysikk – Mekanisk energi

Posted i kategorien Fysikk on the 04.02.2012
Download PDF

 Energi:

  • Kan ikke skapes, kan ikke forsvinne

  • Kan bare omformes eller overføres

  • Den totale energien er bevart i alle fysiske prosesser som vi kjenner til

Arbeid generelt:

  • Når kraft og vei ikke har samme retning, så må vi ta hensyn til vinkelen mellom forflytningen og kraften

  • Når vinkel = 0, har kraft og vei samme retning

  • Når vinkel = 180, har kraft og vei motsatt retning

  • Kraften utfører ikke noe arbeid dersom vinkelen er 90 grader

Kinetisk energi:

  • bevegelsesenergi

  • Kinetisk energi kan aldri være negativ, men forandringen i kinetisk energi kan være negativ, null eller positiv

Potensiell energi:

  • stillingsenergi

  • Gitt i forhold til et nullnivå

Mekanisk energi bevart:

  • Summen av kinetisk og potensiell energi

  • Mekanisk energi er bevart når en gjenstand faller fritt, pga da er den ikke utsatt for friksjon osv. Bare en kraft: tyngdekraften

  • Pendel: Normalkraften står alltid vinkelrett på kulen, slik at det blir konstant mekanisk energi. E = 0,5mv^2 + mgh

Friksjon:

  • Når en gjenstand glir mot et underlag, virker friksjonen bakover

  • Når farten er konstant, er friksjonen like stor som trekkraften

  • Hvilefriksjon: Friksjonen som virker når noe er i ro

  • Glidefriksjon: Friksjonen som virker når noe beveger seg

Formler:

  • W = F * S * COS §

  • P = W/t

  • E = 1/2mv^2

  • E = mgh

  • E = E(k) +E(p)

  • E = E(K) + E(P) + W(A)

  • µ = R/N

  • W(R) = -Rs

Fysikk – Atomfysikk

Posted i kategorien Fysikk on the 04.02.2012
Download PDF

Spektrum

  • Man får et spektrum ved å f. Eks sende hvitt sollys inn på en CD – plate

Emisjonslinjer og absorpsjonslinjer:

  • Et grunnstoff som kan sende ut lys med en viss lengde, kan også absorbere lys med den samme bølgelengden

  • Et spektrum av lyse emisjonslinjer kaller vi for et emisjonspektrum

  • Mørke linjer i et sammenhengende spektrum, kaller vi absorpsjonslinjer

Foton:

  • Hvert foton har energien E = h * f

  • Fotonet beveger seg med lysfarten

Absorpsjonspektrum:

  • Når atomet sender ut lys, faller atomet fra et høyt energinivå til et lavt energinivå, mens atomet absorberer lys, faller atomet fra et lavt energinivå, til et høyt energinivå

  • Ved absorpsjon mottar et atom eller molekyl energi i form av et foton. Fotonet blir da borte. Når hvitt lys går gjennom en gass, blir en del av lyset absorbert, men det lyset som har passert gassen, gir et absorpsjonsspektrum. Noen linjer vil være mørke, og er linjer hvor lyse emisjonslinjer fra den samme gassen ville ha ligget. Eks solspektret

Emisjonspektrum:

  • Et atom sender ut energi i form av et foton

  • Spektrum av den strålingen et stoff sender ut.

  • Det laveste energinivået er grunntilstanden E(1). De andre energinivåene er eksiterte tilstander

  • I grunntilstanden har hydrogenatomet energien -2,18aJ, a = 10^-18 (brønn)

  • Nullnivået er valgt lik 0, og da sier vi at atomet er ionisert. Da er elektronet løsrevet fra kjernen

Dopplereffekten:

  • Når en lyskilde er på vei mot oss, blir den forskjøvet mot kortere bølgelengder, og frekvensen blir høyere. Lyset blir blåforskjøvet

  • Når en lyskilde er på vei fra oss, blir bølgelengdene forskjøvet mot lengre bølgelengder, og frekvensen blir lavere. Lyset blir rødforskjøvet

 

Fysikk – Bevegelse (med eksempler)

Posted i kategorien Fysikk on the 04.02.2012
Download PDF


1C) Sekund- Tiden der et bestemt talls svingninger i en bestemt stråling fa cesiumatomet Cs-133.

 

Meter- Den strekningen lyset beveger seg i et tomt rom i løpet av et bestemt talls brøkdel av et tall.

 

Usikkerhet: Hvis man F. eks er 172cm høy er man mellom 171,5 og 172,5 cm. Usikkerheten skriver man slik: 172+-0,5cm

 

Størrelse: Et produkt av et måltall og en enhet. Størrelse = måltall * enhet (F. eks s=1,77m)

 

1D) Fart:

–         gjennomsnitts fart  =strekningen dividert på tid; v=s/t

–         enheten for fart er meter per sekund, m/s.

–         Eks: du går til skolen på 4.min. strekningen er 1500m hva er farten ..?

Svar: v=1500m/4*60s=6,3 m/s

–         konstant fart:

–         s= v * t – kan bare brukes ved konstant fart. Konstant fart har vi når gjennomsnitts- farten er like stor hele tiden.

–         Eks: to personer skal til bussholdeplassen. Begge går hjemme fra 3min før. Ene personer har lengre vei og må løpe. De kommer frem til stoppestedet samtidig. Gjør antagelser om hvordan de beveger seg og lang veigraf.

–         Person 1: s=v*t, antar at han har fart 1,5 m/s

S=1,5 m/s *3*60s= 1,5 m/s *180s= 270m

Person 2: la oss tenke at han bor 550 fra stedet v=s/t= 550m/60s*3= 3,1 m/s


– Fra m/s til km/h og omvendt:

1km/h = 1km/1h= 1000m/60*60s= 1000/3600m/s= 1/3,6m/s

1m/s = 1m/1s= 3600m/3600= 3,6km/1h= 3,6 km/h

 

¨     Fra km/h til m/s ved å dividere med 3,6.

¨     Fra m/s til km/h ved å multiplisere med 3,6

 

Momentanfart – farten ved bestemte tidspunkter

Momentanfart  V= as/at=s’(t)

 

To måter å finne momentanfarten på: tangentmetoden og ved derivasjon.

Eks modell for hvordan s forandrer seg med t i begynnelse av en bevegelse: s=(2,5 M/s^2)*t ^2

Hva er momentanfarten til denne modellen etter t=2,5s ?

 

Tangentmetoden:

–         Vi gjør om modellen til t= x sekunder og s= y meter, og får y=2,5*x^2

–         Vi tegner grafen til y= 2,5x^2

–         Så tegner vi tangenten til grafen der t= 2,5s.

–         Vi finner stigningstallet til tangenten ved hjelp av to punkter på tangenten blir da: eks (x,1;x,2) og (y,1;y,2)

–         Stigningstallet k for tangenten blir da:

–         K=x,2-x,1/y,2-y,1

–         Det blir da F. Eks 33,5-8,5/4-2= 12,5 m/s

 

Ved derivasjon

–         Vi finner farten ved å derivere uttrykket for Y.

–         Y(x)= 2,5x^2

–         Y’(x)=2,5*2x^2-1=5x

–         Nå må vi putte inn 2,5s for å fine ved 2,5s.

–         Y1(2,5)= 5* 2,5= 12,5 m/s

det viser at momentanfarten er 12,5 m/s

 

Akselerasjon:

–         Når farten varierer med tiden, er bevegelsen akselerert.

–         Når farten øker, er akselrajonen positiv.

–         Når farten minsker, er akselrasjonen negativ.

–         Gjennomsnittakselrasjonen= a= v/t= v-v0/t-t0

–         Enheten for akselrasjon er m/s^2

Eks: motorsykkel akselerer fra 0-100 km/t på 3,2s

Hvor stor er akselrasjonen ?

 

Løsningen: gjør o km/t til m/s først; 100/3,6 =27,8 m/s

Gjennomsnittsakselrasjonen blir da:

A= v/t= 27,8 m/s- 0m/s/3,1s = 9,0m/s^2

-konstant akselrasjon: en gjenstand har konstant akselrasjon når gjennomsnittsakselrasjonen er like stor heletiden.

 

–         Akselrasjonen ved bestemte tidspunkter kaller vi momentan farten. Den regner vi ut slik: a= v/t = v’(t)=s’(t)

–         Momentanfarten er den deriverte av farten og den andre deriverte av strekningen med tiden som variabel.

–         Dersom vi har en fartsgraf, vil akselrasjonen i et gitt tidspunkt være stigningstallet til tangenten ved dette tidspunktet.

1E)

–         Når akselrasjonen er konstant, er den hele tiden lik gjennomsnittsakselrasjonen.

–         Når en gjenstand har konstant akselrasjon, er farten V ved tiden T gitt som v=v0?at, der v0 er startfart.

Fartsformelen ved konstant akselrasjon.

Eks: 1

Moped som beveger seg ved konstant akselrasjon. Bruk grafen til å finne v0 og akselrasjonen. Er det en oppbremsining eller fartsøkning ?

 

Svar: grafen skjærer y-aksen 0,8. Startfarten er 8 m/s

Vi velger et punkt til på fartslinjen,  Eks 2,3. X1-x2/x1-x2= 2-3/2.0= -5/2= -2,5 m/s2

Siden det er minus betyr det at der er en oppbremsing.

 

–         Når en gjenstand har konstant akselerasjon, er strekningen s etter tiden t gitt som s= ½(v0+v)t

–         Kan bruke denne formelen(veiformel1) til å finne strekningen s som blir tilbakelagt på tiden t

EKS: Farten til en bil minker fra 10m/s -0m/s på 0,0805s.

Hvor mye ble bilen trykket sammen i kollisjonen.

S=1/2(v0-v)t=1/2(10/ms+0)*0,080=5m/s*0,0805=0,40m.

 

–         Når en gjenstand har konstant akselerasjon, er strekningen s ved tiden t gitt som: s=v0t+1/2at^2

–         Strekningen er en andregradsfunksjon av tiden

–         Bevegelsesform

–         lene gjelder bare ved konstant akselerasjon

–         Når vi skal bruke veiformel1 og 2 må vi se på hva formlene inneholder, og hva vi har med å regne.

 

–         Når en gjenstand har konstant akselerasjon a, er farten v gitt som v^2=v^20 + 2as

 

Eks: Et fly starter med ro med en konstant akselerasjon fart på 2m/s^2. Flyet tar av bakken når farten er 60m/s. Hvor lang rullebane trenger flyet?

Svar: s= v^2-v^20/2a = (60m/s^2)/2*3m/s^2= 3600m/s/6m/s^2=600m

Eks 2: Startfart=0. S=10m. En person stuper med dette i en vannflate. Hvilken fart     treffer han vannflaten med?

Svar: Alle gjenstander faller med samme akselerasjon i lufttomt rom. Denne akselerasjonen er 9,81m/s^2.

v^2=v^20 + 2as = 2as

v^2 = 2*9,81m/s^2 * 10m=14m/s

 

Gjenstander som snur:

–         Eks: En kule triller oppover et skråplan. Startfart = 2m/s og farten minker med 1,0m/s^2. Finn farten og posisjonen til kula etter ett-fem sekunder, og bruk den til å finne lengden kula har tilbakelagt.

 

Svar: Retningen er positiv, oppover v0=2,0m/s, a=-1,0m/s^2 fordi den minker.

–         Regner ut farten med v= vo+at fordi vi har startfart , akselrasjonen og tiden (1-5 sekunder)

–         Finner posisjonen med: s=v0t+1/2at^2(Veiformel2)

t/s 0 s 1,0 s 2,0 s 3,0 s 4,0 s 5,0 s
V(m/s) 2,0 1,0 0 -1,0 -2,0 -3,0
s/m 0 1,5 2,0 1,5 0 -2,5

 

 

Tar 2s: v=v0+at= 2,0 m/s+(-1,0 m/s^2)*2s= 2m/s(-1 m/s^2-2)= 2,0 m/s-2m/s^2=0

 

Posisjon= s=v0t+1/2at^2= 2,0 m/s*2+1/2@(-1,0m/s^2)-2^2= 4m/s +1/2*4m/s^2= 4m/s+ 2m/s^2= 0m

 

Fritt fall:

–         en gjenstand faller fritt når den bare er påvirket av tyngdekraften.

–         Alle gjenstander som faller på samme sted, faller med samme akselrasjonen.

–         Den akselerasjonen en gjenstand får når den faller fritt, kaller vi tyngdeakselrasjonen. Symbolet er g.

–         Tyngdeakselrasjonen varierer fra sted til sted. F. Eks Den er annerledes på månen enn på jorda

–         Selv på jorda varierer den, derfor er loven bare for gjenstand som faller på= samme sted.

–         g= 9,81 m/s^2

–         kan regne tyngdekraften ved denne formelen g= 2s/t^2 når vi måler fallhøyde s og falltid t.

 

Akselrasjonen er konstant lik g.

 

Loddrett kast-

– Avstanden fra posisjonen er ved: s= v0t-1/2 g^t2

– Farten underveis er gitt ved: v=v0-gt.