Fysik B

Fysik B-eksamen

Hvad er symbolet og symbolet for enheden for varmefylde?

Symbol: c, symbol for enhed: J/kg * 'C)

Hvad er formlen og enheden for effekt (P)? Forklar hvad formlen betyder.

P = E/t eller W = J/s, fordi effekt er omsat energi pr. tid, hvor enheden så bliver Joule/sekund.

Forklar strukturen atomerne har i faste stoffer.

Faste stoffer har det vi kalder krystallinsk struktur. De er bundet sammen med elektriske kræfter, og sidder på faste pladser i et rumligt gitter. De vibrerer efter temperatur.

Forklar strukturen atomerne har i væskeform.

Partiklerne bevæger sig og støder ind i hinanden næsten helt frit, klumper sig. Større temp., mere bevægelsesenergi.

Forklar strukturen atomerne har i gasform.

Stor afstand mellem partiklerne, som bevæger sig helt frit. Større temp, jo mere bevægelse.

Tk = ?

Tc + 273,15 K

Definer et isoleret system.

Et isoleret system kan hverken udveksle energi eller stof med omgivelserne. I et isoleret system er energien konstant.

Hvad er formlen for tilført energi?

E = m * c *deltaT

Hvad er formlen for den specifikke varmekapacitet?

c = E/(m * deltaT)

Skriv formlen for og definer den specifikke smeltevarme.

Ls = deltaE/deltam, altså den energi pr. masse vi skal tilføre stoffet for at få det til at smelte ved smeltepunktet.

Skriv formlen for og definer den specifikke fordampningsvarme.

Lf = deltaE/deltam, den energi pr. masse vi tilfører stoffet for at få det til at fordampe ved fordampningspunktet.

Hvad fortæller smeltepunkt og kogepunkt os?

Smeltepunktet og kogepunktet for et stoff er temperaturen hvor stoffet skifter fase. Fra det her punkt og udover ændres ikke stoffets temperatur.

Formlen for kinetisk energi/bevægelsesenergi?

Ekin = ½ x m x v²

Formlen for potentiel energi/beliggenhedsenergi?

Epot = m *g*h, hvor g er tyngdeaccelerationen g = 9,82 m/s²

Formlen for mekanisk energi?

Emek = Ekin + Epot

Hvad er formlen for nyttevirkning og hvad fortæller den os?

n (eta) = Enytte/Eomsat. Kun en brøkdel af omsat energi går til formalet, resten regner vi som tab.

Forklar hvordan længdebølger og tværbølger fungerer.

Længdebølger (fx lydbølger) dyttes lige, trykbølge. Tværbølger op i en bølge.

Forklar amplitude, bølgelængde, bølgetop, og frekvens, og sammenhængen mellem dem.

Bølgelængden er længden mellem to bølgetopper. Amplituden er den maksimale udsving fra midterstillingen, altså midt i bølgetoppen. Frekvens f = n/t hvor n betegner det antal svingninger, som en bølge udfører i tidsrummet t. Hz.

Hvad er bølgelærens grundligning?

v = lambda * f

Forklar begrebet diffraktion.

At når bølger sendes mod en spalte eller åbning, så spreder bølgerne sig ud bag åbningen. Diffraktion er kun mærkbart hvis åbningen er af samme størrelsesorden som bølgelængden. Vindu-eksempel.

Forklar begrebet interferens.

At bølger kan blande sig men hinanden hvor de mødes.

Forklar superpositionsprincippet, konstruktiv og destruktiv interferens.

Superpositionsprincippet: Når flere bølger mødes i et punkt, vil det samlede udsving være summen af de enkelte bølgers udsving det pågældende sted. Hvor to bølgetoppe mødes, vil de to bølgetoppe forstærke hinanden (konstruktiv), og hvor bølgetop og bølgedal mødes, vil de svekke hinanden (destruktiv).

Forklar brydningsloven og dens formel. Og hvad sker i forhold til bølgelængde?

Hvis en bølge bevæger sig fra et område, fx luft og gennem vand eller glas, som har en anden udbredelseshastighed, vil bølgen ændre retning. Bølgen brydes. Forholdet mellem indfaldsvinklen i og brydningsvinklen b giver følgende: sin(i)/sin(b) = v1/v2. Vi skriver n1,2 = v1/v2 da forholdet mellem disse er en konstant. Bølgelængden ændrer sig også i dette tilfælde: v1/v2 = lambda1/lambda2, eller n1,2 = lambda1/lambda2.

Hvad er brydningsindeksen?

Brydningsforholdet ved lysets overgang fra vakuum (eller luft) til det pågældende stof. n = c/v, hvor c er lysets fart i luft. Et stofs brydningsindeks n angiver, hvor mange gange lysets fart i vakuum (og luft) er større end i det pågældende stof.

Hvad er totalreflektion?

Hvis indfaldvinklen bliver for stor, vil lysstrålen reflekteres. Bølgen kan ikke passere grænsefladen hvis brydningsvinklen nærmer sig 90 grader/større end 90 grader. Den indfaldsvinkel, som giver en brydningsvinkel på 90 grader, kalder vi den kritiske vinkel ic. Ic = sin^-1 * (n2/n1), n1 > n2.

Hvad er formlen for lydintensiteten I? OG forklar hvad den fortæller.

Hvis en lydbølge med effekten P (lydbølgen overfører energi) rammer en flade med arealet A, er formlen givet ved I = P/A. Enheden for I er J/s*m².

Hvad er resonansbetingelsen?

L = n * ½ *lambdan

Hvad er Dopplereffekten?

Fx når en ambulance kører mod os med blålys, vil ambulancen tage indpå de lydbølger som den kontinuerlig sender ud. Så får lydbølgerne kortere bølgelængde. En person på fortovet vil opleve at bølgetoppene vil ramme ham med kortere mellemrum, samt at frekvensen bliver højere. Lydens hastighed i luft er sådan set den samme.

Hvad er formlerne for dopplereffekten ved bevægelse mod os og bevægelse væk fra os?

f1 = Vlyd/(Vlyd - u) * f (bevægelse mod) og f1 = Vlyd/(Vlyd + u) * f. u er den konstante fart.

Hvad er gitterligningen og hvad fortæller den os?

n *lambda = d*sin(krølln). n er orden, altså hvilken orden vi beregner. Lambda er bølgelængde, d er gitterkonstanten, mens krøll n er vinklen til den n’te afbøjede. Altså den vinkel som strålen til den n.ordens plet danner i forhold til 0.ordensstrålen.

Hvad er de korteste og længste farven/bølgelængder vores øjne kan se?

Korteste: violet, længste: rød.

Hvad er formlen for strømstyrke, og hvad fortæller den? Og hvad måles strømstyrken i?

I = Q/t. Enladning af størrelsen Q passerer gennem en ledning i tidsrummet t, er strømstyrken I givet ved denne formel. Strømstyrke måles i coulomb pr. sekund, som kaldes amper (A).

Forklar billedet.

Kirchhoffs 1.lov. Hvis en ledning deler sig op fx, vil strømmen/elektroner også deles op, og det samme antal elektroner vil så gå mod et nyt forgreningspunkt. “Den samlede strømstyrke hen mod et forgreningspunkt er lig med den samlede strømstyrke bort fra punktet.” Den samlede strømstyrke mod et punkt, er den samme der løber væk fra det.

Hvad er Volt (V) enheden for?

Spændingsforskellen U.

Hvad er Ohms lov?

R = U/I. U er proportional med I. U = R * I

Hvad er formlen for elektrisk effekt?

P = U * I

Hvad er polspændingen Up og hvilespændingen U0?

Polspændingen Up er spændingen mellem spændingskildens poler. Up bliver mindre jo mere strømstyrken er. Hvilespændingen U0 er når strømstyrken gennem en spændingskilde er 0 og polspændingen maksimal, så siger vi at den hviler. Med andre ord, når strømstyrken er 0, hviler spændingskilden. Så er polspændingen lig hvilespændingen U0.

Hvad er Ohms anden lov, og hvad fortæller den?

U0 = (Ri + Ry) * I. Ry er ydre resistans, Ri er indre resistans, mens i er strømstyrke, U0 er hvilespændingen.

Sammenhængene omkring resistans kan udtrykkes gennem hvilken formel?

R = p * L/A, hvor “p” er den græske bogstaven rho. Det er proportionalitetsfaktoren p som vi kalder resistiviteten. R er resistans.

Hvad er en parallelkobling og en seriekobling? Forklar parallelkobling ved hjælp af Kirchhoffs 1.lov.

Parallelkobling er når komponenterne er tilsluttet samme spændingsforskel og er dermed koblet parallelt. Kirchhoffs 1. lov siger at den totale strøm er lig med strømmen gennem delkomponenterne (Total = I1 + I2 og U1 = U2). I en seriekobling går strømmen gennem forbundne komponenter, og der gælder Total = U1 + U2 og I2 = I2.

Indenfor hvilke bølgelængder er synligt lys?

400-700 nm.

Forklar den fotoelektriske effekt.

For at løsrive en elektron fra en zinkplade fx, skal der tilføres en bestemt mængde energi på en gang, kalt løsrivelsesenergien. Når lys afgiver energi til en plade, sker det i veldefinerede portioner kalt fotoner.

Forklar formlen for fotonenergi Efot.

Efot = h * f, fotonernes energi er proportional med lysets frekvens f. h er 6,63×10^-34 J*s, og er en naturkonstant kalt Plancks konstant.

Hvad er de tre strålingslove?

Wiens forskydningslov, Stefan-Boltzmanns lov, og Afstandskvadratloven.

Hvad er formlen for Wiens forskydningslov og hvad fortæller den?

Den intensiteten hvor strålingen er størst kalder vi bølgelængde top. Sammenhængen mellem temperaturen T og bølgelængden top betegner vi sådan: lambdatop * T = 2,9×10^-3 m*K. Denne formlen gør at man kan beregne fx en stjernes temperatur ved at undersøge det lys den udsendes.

Hvad er formlen for Stefan-Boltzmanns lov, og hvad fortæller den?

Sammenhængen mellem strålingens effekt P og temperaturen T. Den her lov beskriver sammenhængen mellem sortlegemestrålings intensitet I og temperaturen T. Krøll-o er Stefan-Boltzmanns konstant. Vi kan bruge det her til at beregne strålingen fra et areal, hvor vi siger at P = A x krøll-o x T^4.

Hvad er afstandskvadratloven, og hvad fortæller den?

I = P/(4 x pi x r²). Strålingsintensiteten fra pæren aftager altså med kvadratet på afstanden til pæren.

Hvordan beskytter ozonlaget i atmosfæren os fra UV-stråling?

Den største del af atmosfæren der absorberer UV-C-strålingen skyldes dens indhold af oksygen og ozon. Denne proces bevirker til at atmosfærens indhold er konstant, så længe andre processer ikke giver anledning til en forskydning.

Hvordan dannes røntgenstråler? Brug bl.a. billedet til at forklare.

Billedet: Røret er af glas, hvor der er et vakuum i. Den negative elektrode, eller katoden, opvarmes, vil nogle af elektronerne her få så stor energi at de løsrives fra metallet. Der er så en spændingsforskel Ua mellem katoden og anoden (den positive elektroden), hvor elektronerne vil accelerere op i fart, så de med stor energi rammer anoden. Ua kalder vi for accelerationsspændingen. Ladningens størrelse er e. På vej fra katode til anode får elektronerne tilført energien: E = e * Ua. Resten af forklaringen står på billedet.

Hvad betyder emission når der er snak om atomer?

Når et atom skifter tilstand med energien En til mindre energi Em, vil den energi der er til overs udsendes som en foton med energien h * f = En - Em, hvor h er Plancks konstant og f er lysets frekvens. Altså springer et elektron fra en bane med et nr. n, til en bane nærmere atomkernen, men nr. m.

Hvad betyder absorption når det er snak om atomer?

Ved at optage, eller absorbere et foton der kommer udenifra kan et atom skifte fra en tilstand med energien Em til en tilstand med højere energi En. Energien af den absorberede foton skal være h * f = En - Em for at det her skal ske. Ved denne proces springer en elektron fra en bane med nummeret m til en bane, der er længere væk fra atomkernen, og som har nummeret n.

Hvad er formlen for atomets energi med elektron i bane nummer n, og hvad står de forskellige symboler for? Og hvordan kan man omskrive formlen for hydrogenatomet?

En = -h x c x R x 1/n² eller En = (-13,6 eV)/n² for n = 1. h er Plancks konstant, c er lysets hastighed i vakuum, R er Rydbergkonstanten, mens n er nummeret vi beregner med (nr. på elektronbanerne/skallet).

For et foton som bliver udsendt fra et atom når et elektron springer fra en ydre bane til næstinderste bane, får vi et udtryk som indeholder bølgelængde, hvordan skriver vi denne formel?

Lambda = (h * c)/(En - Em)

Hvad er Rydbergformlen?

1/Lambda = R * (1/m2 - 1/n2), man kan bruge den til at regne overgang fra stationær tilstand n til en anden m.

Hvilke lag består atmosfæren af?

Troposfæren (nederst), så kommer stratosfæren, mesosfæren og ionosfæren.

Forklar nogle centrale fenomener i forhold til månens bane rundt jorden.

Det tager månen 27,3 døgn at komme rundt jorden, og den kører i en bunden rotation. Nymåne: Mulighed for solformørkelse. Fuldmåne: Mulighed for Måneformørkelse. Men månens bane hælder i forhold til ækvator, så det sker ikke så ofte.

Fra tættest til længe væk fra solen, hvad er rækkefølgen på planeterne?

Merkur - Venus - Jorden - Mars - Jupiter - Saturn - Uranus - Neptun.

Hvad viser en (t’s)-graf?

Y-aksen viser strækningen, mens x-aksen viser tiden. Deltas og deltat. Strækning som funktion af tiden. Hastighed er her hældningskoefficienten.

Hvad er tyngdeacceleration?

Hvis et legemet falder (frit fald), og vi ser bort fra luftmodstand, kalder vi det for legemets tyngdeacceleration, som er g = 9,82 m/s².

Forklar F = m * g.

Dette er formlen for tyngdekraft (Force). Tyngdekraften er proportional med massen, mens g er tyngdeaccelerationen, som i Danmark er 9,82 N/kg.

Hvad er definitionen på den resulterende kraft?

Vektorsummen af alle de kræfter, der virker på det.

Hvad er Newtons 1.lov?

Et legeme, som ikke påvirkes af kræfter, vil enten ligge stille eller bevæge sig langs en ret linje med konstant fart.

Hvad er Newtons 2.lov?

Når et legeme med massen m påvirkes af kræfter, vil det få en acceleration a, som er lig med den resulterende kraft divideret med massen a = Fres/m.

Hvad er Newtons 3.lov?

Når et legeme påvirker et andet legeme med en vis kraft, vil det andet påvirke det første med en lige så stor, men modsatrettet kraft.

Hvordan definerer vi arbejde?

Hvis et legeme er under konstant påvirkning af en kraft F langs en strækning s, siger vi at F udfører et arbejde A på legemet. A = F x s x cos(krøll), hvor krøll er vinklen mellem kraftens retning og vejens retning. Arbejde måles i Joule.

Formel for Ekin?

Ekin = ½ x m x v², hvor m er massen og v er fart.

Formel for Epot?

Epot = m x g x h, m er masse, g er tyngdekraften, mens h er hastigheden.

Formel for Emek?

Emek = Ekin + Epot.

Hvad er formlen, enhed, symbol, og symbol for enhed for tryk?

P = F/A. Enhed: Pascal, symbol: P, symbol for enhed: 1 Pa er altså N/m².

Hvad er Archimedes’ lov?

Opdriften er lig med tyngdekraften på den fortrængte væskemængde.

Forklar kort om atomet og atomkernens opbygning.

Atomkernen består af protoner og neutroner, fællesbetegnelse: nukleoner. Protoner har positiv ladning, mens elektronerne, som bevæger sig rundt atomkernen i elektronskal, er negativt ladede. Antallet af elektroner i et atoms elektronskal er lige så stort som antallet af protoner i kernen, så atomet holder sig elektrisk nøytralt.

Hvornår bliver en atomkerne radioaktiv?

Ved store atomkerner kan stabilitet gennem en balance mellem neutroner og protoner ikke opnås. Der skal være nogenlunde lige mange protoner og neutroner. Den manglende stabilitet viser sig ved, at de henfalder ved radioaktivitet.

Hvad sker ved et alfa-henfald?

Ved alfa-henfald skiller atomkernen sig af med to protoner og to neutroner, en såkaldt a-partikel, som også er en heliumkerne. Vi får så et nyt grundstof. Fx 226-88Ra —> 222-86Rn + 4-2He.

Hvad er E.C. (Electron Capture)?

Det kaldes på dansk for K-indfangning eller elektronindfangning. Hvis et atom har for mange protoner i kernen til at kunne være stabilt, kan en elektron fra inderste elektronskal blive indfanget af en proton i kernen, og så bliver protonen omdannet til et neutron. Der udsendes en neutrino: 1-1p + 0- -1e —> 1-0n + v.

Hvilken galakseform har Mælkevejen, og hvilke andre findes der?

Mælkevejen er en spiralgalakse, og der findes ellers ellipsegalakser, bjælkegalakser og irregulære galakser. De samler sig i hobe og superhobe.

Hvad er nogle mærkværdige år i Universets dannelse?

Universet blev dannet for ca. 13,8 milliarder år siden. Efter ca. 300 000 år kunne de første hydrogen- og heliumkerner indfange de frie elektroner. Ca. 9 milliarder år efter det her dannedes Solen, Jorden, og de andre planeter i Solsystemet.

Hvad er Hubbles lov?

Formlen for Hubbles lov er v = H x d, den viser hvordan galaksernes hastighed v bort fra os er proportional med afstanden d til dem. H er Hubblekonstanten. Hubbles lov viser at Universet udvider sig. H = 67,4 km/s*Mpc. Mpc er megaparsec.

Hvilke fem observationer underbygger teorien om The Big Bang?

Den mørke nattehimmel, Universets udvidelse, Grundstoffordelingen, Baggrundsstrålingen, og mikrostrukturen i baggrundsstrålingen.

Hvad er det kosmologiske princip?

Universet er homogent og isotropt set over store afstande.

Hvad er atomkernens bindingsenergi?

Den energimængde, som vi skal tilføre atomkernen for at fjerne alle dens protoner og neutroner fra hinanden. Bindingsenergien per nukleon vokser, når antallet af nukleoner vokser (men kun indtil en vis grænse). Jo større bindingsenergien er, des lavere er kernens energiindhold.

Hvad er fusion?

Hvis to lette atomkerner smelter sammen og dermed bliver en samlet kerne, vil denne kerne have større bindingsenergi pr. nukleon. Det vil derfor få lavere energiindhold. Denne sammensmeltning vil frigøre energi, og vi kalder processen en fusion. Den energi, som stjerner udstråler (inkl. Solen), stammer fra fusionsprocesser i deres indre.

Hvad hedder de to metoder der bruges til at bestemme afstanden til stjernerne?

Parallaksemetoden og afstandsbestemmelse ved hjælp af størrelsesklasser.