knowt logo

Fysik NP

OBS: Jag har såklart råkat radera sammanfattningarna jag hade infogat till kapitel 1 till 3 (fan!). Dem tre sista kapitel finns dock kvar. Detta betyder att testen inte har info från de första tre kapitel, dock är flashcardsen med all info! (kap 1 till 6). Det är det viktigaste!

Kap 4 (& slutet av kap 3)

- Elsäkerhet

  • Får du elektrisk ström genom kroppen kan du få brännskador och har du otur kan du till och med dö.

  • Vid kortslutning är resistansen i kretsen nästan noll, vilket kortvarigt kan leda till så stor ström i kretsen att ledningen smälter och det börjar brinna.

  • Säkringar skyddar mot kortslutning och sitter i elcentralen. När strömmen i en krets blir för stark löser säkringen ut och bryter kretsen.

  • I gamla elcentraler är säkringen en propp. Inuti proppen finns en tråd som smälter och går av om strömmen är för stark. När tråden går av bryts strömmen.

  • Vid överbelastning är för många apparater inkopplade till samma säkring och säkringen löser ut.

  • Många apparater är skyddsjordade. Apparatens metallhölje är då anslutet till jord med en gulgrön skyddsjordsledning. Om metallhöljet råkar bli strömförande, leds strömmen ner i marken i stället för igenom din kropp.

  • En jordfelsbrytare mäter strömmen i skyddsjordsledningen. Om det finns stark ström i ledningen, bryter jordfelsbrytaren strömmen i elcentralen och därmed i hela hemmet.

- Magnetism och elektricitet

  • Magneter dras till varandra och drar till sig järn. Magnetit, eller svartmalm, är en permanent magnet som förekommer naturligt i berg.

  • Alla magneter har två poler, en nordpol och en sydpol. De kallas även nordände och sydände.

  • Lika magnetändar repellerar varandra. Olika ändar attraherar varandra.

  • Jordklotet är en magnet. Sydänden ligger nära Nordpolen.

  • En magnetisk kompass är en magnet som ställer in sig så att kompassens nordände och pekar mot Nordpolen.

  • Ett magnetfält går från nord- till sydände. Man ritar ett magnetfält med hjälp av fältlinjer, som pekar från nord- till sydände.

  • När elektrisk ström går igenom en ledare bildas ett magnetfält runt ledaren.

  • Fenomenet när en järnbit tillfälligt blir magnetisk kallas för magnetisk influens.

  • Om en ström går igenom en elektrisk spole, bildas en elektromagnet. Om spolen lindas kring en järnkärna blir magnetfältet starkare.

  • Ju fler varv spolen har och ju starkare strömmen är, desto starkare blir elektro- magneten. När strömmen stängs av slutar spolen och järnkärnan att vara magnetiska.

  • I en elmotor går ström genom en spole som finns mellan ändarna på en permanent magnet för att skapa en roterande rörelse.

- Induktion skapar ström

  • Om en permanent magnet rör sig fram och tillbaka i en spole induceras en ström som går fram och tillbaka i spolen.

  • Ström som växlar riktning, det vill säga rör sig fram och tillbaka, kallas växelström. Växelström med frekvensen 50 Hertz (50 Hz) svänger fram och tillbaka 50 gånger/sekund.

  • Ström som går åt samma håll kallas likström.

  • En generator skapar elektrisk ström genom att ånga, vatten eller vind får en turbin att rotera. Turbinen roterar en magnet inuti generatorn. När magneten rör sig i en spole induceras en ström.

  • En transformator kan höja eller sänka spänningen. Man säger att spänningen transformeras upp eller ner.

  • En transformator har två spolar - primärspolen och sekundärspolen. Om sekundärspolen har dubbelt så många varv, kommer spänningen vid sekundärspolen att bli dubbelt så hög.

  • Ström transporteras från kraftverk till våra hem i kraftledningar. Spänningen i en kraftledning transformeras upp till flera hundra tusen volt för att minska energiförluster i form av spillvärme.

  • Elektrisk energi är av hög kvalitet efter- som elektrisk energi lätt går att om- vandla till andra energiformer utan stora energiförluster.

  • Värmeenergi är svår att omvandla till andra energiformer utan att sam- tidigt få förluster i form av spillvärme. Värmeenergi är en energiform av låg kvalitet.

  • Supraledning är ett effektivt sätt att transportera elektrisk energi med i princip inga energiförluster.

- Elektrisk energi och effekt

  • När spänning uträttar ett arbete krävs elektrisk energi. Elektrisk energi mäts i enheten joule (J).

  • Elektrisk effekt beskriver hur mycket elektrisk energi som kan omvandlas per sekund. Enheten för effekt är joule per sekund (J/s) eller watt (W). 1 J/s = 1 W.

  • Energimängden en apparat använder kan beräknas med formeln: energi = effekt × tid

  • Lågenergilampor, till exempel LED- lampor, kräver mycket mindre elektrisk energi och håller längre än glödlampor.

  • Energimängd anges i kilowattimmar (kWh). En elmätare registrerar hur många kWh man använder.

  • Du kan beräkna hur mycket ström som går igenom en apparat med effektlagen: effekt = spänning × ström

  • En säkring på 10 A tål en effekt på 2 300 W. Om du adderar effekten hos alla apparater som är anslutna till en säkring och summan blir mer än 2 300 W kan säkringen lösa ut.

- Ljud är vibrationer

  • Ljud uppstår när något vibrerar, till exempel en gitarrsträng.

  • Vibrationerna skapar förtätningar och förtunningar som sprider sig i luften och bildar en ljudvåg.

  • När ljudvågen träffar trumhinnan i örat börjar den vibrera. Vibrationerna sprids via hörselbenen till snäcken. Där omvandlas vibrationerna till nervsignaler som skickas till hjärnan och vi hör ljud.

  • Ljud kan ritas som en våg där en förtätning visas med en vågtopp och en förtunning med en vågdal. Avståndet mellan två vågtoppar eller vågdalar kallas våglängd.

  • Med frekvens menas antal svängningar per sekund. Ljudets frekvens mäts i enheten hertz (Hz). Ju tätare mellan vågtopparna, desto högre frekvens.

  • Vi människor kan höra ljud mellan 20 och 20 000 Hz.

  • Ljud med lägre frekvens än 20 Hz kallas infraljud. Valar och elefanter kan kommunicera med hjälp av infraljud.

  • Ljud med en högre frekvens än 20 000 Hz kallas ultraljud. Fladdermöss navigerar med ultraljud.

  • Ljud sprids i olika ämnen. Ju tätare ämne, desto högre hastighet har ljudet. I vakuum finns inget ljud.

  • Dopplereffekten gör att en ambulans som åker med siren på mot dig får en högre ton än när den åker bort från dig.

  • Ljud kan reflekteras mot till exempel väggar och skapar då ett eko.

  • Ekolod används för att till exempel mäta hur djupt det är i havet.

- Toner och buller

  • En låg ton är en ton med låg frekvens. En hög ton är en ton med hög frekvens. Det är alltså frekvensen som ändras.

  • En sveg ton är en ton som nästan inte hörs. En stark ton är en ton som kan göra ont i öronen. Det är alltså ljudstyrkan som ändras.

  • Tonen A låter olika på olika instrument. Det är övertonerna som ger varje instrument dess speciella ljud.

  • Resonans är en form av medsvängning. En resonanslåda förstärker ett ljud genom resonans eftersom luften i lådan vibrerar i samma frekvens som ljudet.

  • En mikrofon fångar upp ljud med hjälp av ett membran. Vibrationerna i membranet omvandlas till en ström, som sedan förstärks i en förstärkare.

  • Strömmen från förstärkaren leds till en högtalare. Där omvandlas strömmen till ljudvågor.

  • Ljudstyrka mäts i enheten decibel (dB). En ökning med 10 dB uppfattas som dubbelt så starkt.

  • Vid 120 dB riskerar man hörselskador, till exempel tinnitus. Därför ska man använda hörselskydd vid starka ljud. En bullernivå på 85 dB i mer än 8 timmar kan också skada hörseln.

Optik - läran om ljus

  • Ljuskällor skapar ljus. Solen, en lampa eller ett stearinljus är ljuskällor.

  • Ljus reflekteras i föremål och det reflekterade ljuset når ögat. Det är så vi ser föremålen.

  • Föremål som släpper igenom ljus kallas genomskinliga. Exempel är vatten och glas.

  • Ogenomskinliga föremål släpper inte igenom ljus och bildar skuggor. En skugga kan vara skarp eller suddig beroende på hur ljuset träffar föremålet.

  • Ljusets hastighet är 300 000 km/s.

  • Ljusstyrka mäts i enheten candela (cd). En candela motsvarar ungefär ljusstyrkan från ett stearinljus.

  • Ljusflöde mäts i enheten lumen (lm). Ju längre ifrån ljuskällan, desto glesare mellan ljusstrålarna och desto sämre ljusflöde.

  • Reflektionslagen säger att ljusets infallsvinkel alltid är lika stor som reflektionsvinkeln.

  • En plan spegel ger en spegelbild som är identisk med verkligheten, men spegelvänd.

  • När parallella ljusstrålar träffar en konkav spegel reflekteras de mot spegelns brännpunkt. Avståndet från spegeln till brännpunkten kallas brännvidd.

  • Konkava speglar kan användas till exempel i solugnar och strålkastare.

  • I en strålkastare placeras lampan i brännpunkten. Ljusstrålarna reflekteras i den konkava spegeln och sprids parallellt framför strålkastaren.

  • Konvexa speglar används för att se mer i till exempel en korsning eller i backspegeln på en bil.

- Ljusets brytning

  • När ljusstrålar går från luft till vatten, bryts de mot normalen. Brytningsvinkeln är alltså mindre än infallsvinkeln.

  • När ljusstrålar går från vatten till luft, bryts de från normalen. Brytningsvinkeln är alltså större än infallsvinkeln.

  • När ljusstrålar passerar genom en glas- ruta bryts det två gånger. Det gör att ljuset förskjuts parallellt lite i sidled.

  • Om ljusstrålar har en infallsvinkel på 49° eller mer, reflekteras ljuset i glasytan i stället för att gå igenom glaset. Fenomenet kallas totalreflektion.

  • Totalreflektion nyttjas i fiberoptik där ljuset fångas i den optiska fibern tills det kommer ut på andra sidan fibern.

  • Fiberoptik används för att skicka information med ljuspulser i ljusets hastighet över stora avstånd utan att signalen försvagas, till exempel i internet.

  • Fiberoptik används inom sjukvården till exempel för att kunna titta in i kroppen och för medicinska behandlingar.

  • Linser bryter ljus och har därför både brännpunkt och brännvidd.

  • Konvexa linser samlar ljuset och kallas därför även för samlingslinser.

  • Konkava linser sprider ljuset och kallas därför även för spridningslinser.

  • Linsen i ögat kan ändra form med hjälp av muskler så att bilden hamnar på näthinnan.

  • Pupillen reglerar hur mycket ljus som släpps in i ögat. Om ljuset är starkt minskar pupillen och släpper in mindre ljus.

  • Vid närsynthet hamnar den skarpa bilden framför näthinnan och man behöver därför glasögon med en konkav lins.

  • Vid översynthet hamnar den skarpa bilden bakom näthinnan och man behöver glasögon med en konvex lins.

  • Ålderssynthet beror på att linsen blivit stel och man får svårt att se skarpt på nära håll. Man behöver då glasögon med konvexa linser.

  • Teleskop, kamera och mikroskop är exempel på optiska instrument.

- Färger och våglängder

  • Ljus kan beskrivas som både en partikel- stråle av fotoner och som en vågrörelse.

  • Elektromagnetisk strålning har olika våglängd. Synligt ljus har våglängden 380-740 nm.

  • Vi uppfattar det synliga ljusets olika våglängder som olika färger.

  • Vitt ljus är en blandning av alla våg. längder. När vitt ljus passerar ett prisma delas ljuset upp i ett spektrum av färger.

  • Om du står med solen i ryggen och solen lyser på vattendroppar framför dig, kan ljuset reflekteras så att du ser en regnbåge.

  • Rosens rõda blomblad absorberar alla våglängder utom de röda som reflekteras i kronbladen och in i dina ögon.

  • Vit färg reflekterar alla våglängder. Svart färg reflekterar i princip inga våglängder.

  • En skärm består av röda, gröna och blåa pixlar. När de lyser med olika styrka blandas ljuset och vi ser en färg.

  • Infraröd strålning har en längre våglängd än rött ljus och vi känner av infrastrålningen som värme. Därför kallas den även för värmestrålning.

  • Ultraviolett strålning (UV-strålning) har kortare våglängd än violett ljus. Vi märker av UV-strålning genom att vi blir sol- brända. UV-strålning kan orsaka cancer.

  • Gammastrålning, röntgenstrålning, UV- strålning, synligt ljus, infraröd strålning, mikrovågor och radiovågor är exempel på elektromagnetisk strålning.

  • Våglängden bestämmer vilken typ av elektromagnetisk strålning som är farlig eller ofarlig. Gammastrålning har mycket kort våglängd och är farlig. Radiovågor har lång våglängd och är ofarlig.

  • Ljus som svänger i alla riktningar kallas opolariserat ljus. Ljus som endast svänger i en riktning kallas polariserat ljus.

  • Polaroidfilter släpper endast igenom ljus som svänger i en viss riktning.

  • I en lampa omvandlas elektrisk energi till strålningsenergi och värmeenergi.

  • Strålningen från solen värmer upp X atmosfären och jordklotet. Värme- strålningen från jorden värmer upp växthusgaserna i atmosfären. Processen kallas växthuseffekten.

  • Molnen både reflekterar solljus tillbaka ut i rymden och hindrar värmestrålning från att stråla ut i rymden. Molnen både kyler och värmer därför jordklotet.

  • Ozon är en molekyl som kan ta upp energin från UV-strålningen. Ozonlagret i atmosfären skyddar oss därför mot solens farliga UV-strålning.

  • Ozonlagret har hål i sig, speciellt ovanför Antarktis. Hålen har skapats av freoner och lustgas.

  • Laserljus är ett ljus med en endast en våglängd. Laser kan användas till exempel för att korrigera synfel.

Kap 5

- Solsystemet

  • Vårt solsystem innehåller 8 planeter: Merkurius, Venus, jorden (Tellus), Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus och Neptunus.

  • Solen är enorm jämfört med planeterna. Det får plats cirka en miljon jordklot i solen.

  • Ljusets hastighet är 300 000 km/s. Ett ljusår är sträckan ljuset hinner på ett år.

  • En astronomisk enhet (1 AE) är en sträcka på cirka 150 miljoner km. Det motsvarar ungefär sträckan mellan solen och jorden.

  • Det tar cirka 8 min för ljuset att färdas från solen till jorden.

  • Solens energi skapas med fusion, det vill säga när två vätekärnor slås ihop till en heliumkärna.

  • Temperaturen inuti solen är cirka 15 miljoner °C. Temperaturen vid solens yta är cirka 6 000 °C.

  • En månförmörkelse inträffar när jorden kommer emellan solen och månen så att månen hamnar i jordens skugga.

  • När månen skymmer solen bildar månen en skugga på jorden. Om man befinner sig i skuggan får man uppleva en sol- förmörkelse

  • Stora stenblock som är mindre än dvärgplaneter och kretsar kring solen kallas asteroider. Det finns flera miljoner asteroider i solsystemet, de flesta i asteroidbältet mellan Mars och Jupiter.

  • I asteroidbältet utanför Neptunus finns de största asteroiderna. Där finns också tiotusentals dvärgplaneter.

  • Pluto är den mest kända dvärgplaneten i solsystemet.

  • En komet består av is och grus och färdas i en lång oval bana runt solen. När kometen kommer nära solen förångas isen och bildar en kometsvans. Halleys komet är den mest kända kometen.

  • När en rymdsten, en meteoroid, faller in i atmosfären brinner den och ger upphov till ett ljussken som kallas meteor.

  • Om meteoroiden når jordytan kallas den för en meteorit. En jättestor meteorit träffade jorden för 66 miljoner år sedan och utplånade dinosaurierna.

  • Gaserna fosfin och metan skapas till exempel av bakterier. Fosfin har hittats i atmosfären på Venus och metan har hittats på Mars, vilket skulle kunna visa på att det finns liv där.

- Människan i rymden

  • På 1960-talet tävlade USA och dåvarande Sovjetunionen om vem som först kunde resa till månen - den så kallade rymd- kapplöpningen. År 1961 blev Jurij Gagarin från Sovjetunionen den första människan i rymden.

  • År 1969 landade de första människorna på månen. Det var amerikanerna Neil Armstrong och Edwin Aldrin.

  • Månen saknar atmosfär och är därför full av kratrar.

  • Månens massa är en sjättedel av jordens och därför är tyngdkraften på månen en sjättedel av den på jorden.

  • År 2009 upptäckte astronomer att det finns is vid månens poler. I dag vet vi att det finns vatten även på andra ställen på månen.

  • Vattnet på månen kan användas för att skapa syrgas och vätgas, något som behövs för att kunna leva på månen och för att kunna tillverka raketbränsle.

  • Artemis är NASA:s rymdprogram som ska sätta människor på månen igen.

  • NASA planerar att skjuta upp en raket för att sätta de första människorna på Mars under 2030-talet.

  • Rymden är en ogästvänlig plats för människor. Vi måste skydda oss mot strålning och mot den påverkan på kroppen som tyngdlösheten har.

  • Det blir mer och mer rymdskrot i ti omloppsbana runt jorden. Endast hälften av satelliterna runt jorden är i bruk.

  • Skrotet riskerar att krocka med och slå ut våra satelliter. Det skulle kunna ge oss stora problem som kan påverka hela vårt samhälle.

- Universum

  • Fysiker som studerar rymden kallas astronomer och området inom fysik som handlar om rymden kallas astronomi.

  • Galileo Galilei använde ett teleskop för att studera natthimlen. Han upptäckte månar kring Jupiter och att det finns otroligt många stjärnor.

  • Extremely Large Telescope (ELT) är världens största teleskop för synligt ljus och används bland annat för att leta efter jordliknande planeter.

  • FAST är världens största radioteleskop och fångar upp radiovågor för att bland annat leta efter liv på andra planeter.

  • Hubbleteleskopet kretsar i omloppsbana runt jorden och används bland annat för att mäta avståndet till stjärnor.

  • James Webb-teleskopet kretsar kring solen och undersöker infrarött ljus för att studera det tidiga universum.

  • Långt bortom Neptunus finns ett moln av kometer som består av rester från när solsystemet bildades.

  • Stjärnor har olika färg, vilket avslöjar stjärnans yttemperatur. Blå färg visar hög yttemperatur och röd färg en låg.

  • Stjärnor är olika stora. Jättestjärnor kan ha en diameter som är tiotals gånger större än solens. En dvärgstjärna kan ha en diameter som är en tiondel av solens.

  • Stjärnor kan samlas i stjärnhopar. I en stjärnhop snurrar tiotusentals upp till miljontals stjärnor runt ett centrum.

  • Stjärnhopar och mindre samlingar av stjärnor samlas i enorma galaxer. Vår galax heter Vintergatan.

  • Andromedagalaxen är den närmaste stora galaxen och ligger 2,2 miljoner ljusår bort.

  • Galaxer delas in i olika typer beroende på hur de ser ut. Det finns till exempel elliptiska och spiralformade galaxer.

  • Galaxerna är inte jämnt utspridda utan grupperade i hopar.

  • Astronomerna har hittat tusentals exoplaneter, det vill säga planeter som liknar jorden. Kanske finns det liv på någon av dessa.

- Universums utveckling

  • Universum skapades i big bang för 13,8 miljarder år sedan.

  • Bevisen för big bang är:

    • Galaxerna är på väg bort från varandra. Kör man expansionen baklänges har all materia befunnit sig i samma punkt. Man kan uppmäta en energirest från explosionen, den kosmiska bakgrundsstrålningen.

    • Fördelningen av väte och helium är i de proportioner man kan förvänta sig efter big bang.

  • Några hundra miljoner år efter big bang hade de enorma molnen av väte och helium bildat nebulosor. Gasen var ojämnt fördelad, klumpade ihop sig och värmen startade fusionsprocesser - stjärnor tändes.

  • Det bildas fortfarande stjärnor i nebulosor, till exempel i gaspelarna Örnnebulosan.

  • Efter att solen bildats för ca 4,6 miljarder år sedan blev det en stor mängd gas kvar runt solen. Gasen klumpade ihop sig och bildade stenblock, vars gravitation drog tills sig mer stoft. Gravitationen gjorde till slut att blocken smälte samman och blev runda planeter.

  • Stjärnor mindre än solen slocknar efter några miljarder år. Stjärnor ungefär lika stora som solen sväller först upp till en röd jätte innan de kastar ut gas i rymden. Kvar i mitten blir en vit dvärg.

  • Stjärnor som är mycket större än solen bildar först en röd superjätte. Därefter sprängs de i en supernova som slungar ut gas långt ut i rymden. Kvar blir en neutronstjärna eller ett svart hål.

  • När riktigt stora stjärnor dör exploderar de i en supernova och kvar i mitten blir ett svart hål. Ett svart hål har så stor gravitation att inte ens ljuset kommer ut.

  • Stjärnor föds i nebulosor. När stjärnor dör slungas nya tyngre ämnen ut i rymden och nya nebulosor bildas. I dessa klumpar gasen ihop sig och nya stjärnor föds, men med annan sammansättning.

  • Gravitationen från den synliga materien i galaxens mitt är inte tillräckligt för att hålla kvar stjärnorna i omloppsbana. Det gör att det måste finnas materia vi inte kan se, så kallad mörk materia.

  • För att galaxerna ska kunna färdas bort från varandra i ökande hastighet måste det finnas någon okänd mörk energi som drar isär universum.

- Den moderna fysiken föds

  • År 1896 upptäckte Henri Becquerel fenomenet radioaktivitet.

  • Ernest Rutherford upptäckte att en del strålning består av positiva partiklar. Därmed hade han visat att det finns mindre partiklar än atomen.

  • År 1909 visade Rutherford att guld- atomen består av en tung positiv kärna med små elektroner runt om kärnan och att det mesta avlatomen är tomrum.

  • Bohrs atommodell visar hur elektronerna rör sig i olika energinivåer runt atomkärnan. Ju längre från kärnan elektronen befinner sig, desto större energi.

  • En atom består av en atomkärna med elektroner runt om. Kärnan består av protoner och neutroner. Protonen är positivt laddad, elektronen negativt laddad och neutronen är elektriskt neutral.

  • Protonens massa är ungefär 2 000 gånger större än elektronens. En neutron har ungefär samma massa som en proton. En atoms massa är alltså nästan helt koncentrerad i kärnan.

  • Ett grundämnes atomnummer talar om hur många protoner ämnet har. Ämnets masstal talar om det sammanlagda antalet protoner och neutroner.

  • Olika isotoper av ett grundämne har olika många neutroner i kärnan. Väte har tre isotoper.

  • Atomer kan ta upp energi. Det leder till att elektroner hoppar från ett inre skal till ett yttre skal. När elektronen hoppar tillbaka igen frigörs energin i form av elektromagnetisk strålning, till exempel synligt ljus.

  • Vid långa elektronhopp avges röntgen- strålning. Röntgenstrålning är osynlig och mycket energirik.

  • Röntgenstrålningen upptäcktes av Wilhelm Röntgen. I dag används röntgenstrålning till exempel i sjukvården.

  • Werner Heisenberg och Erwin Schrödinger visade att det endast går att beräkna sannolikheten för var en elektron befinner sig vid en viss tidpunkt.

  • Fysiken där man undersöker atomens inre kallas modern fysik. Kvantfysiken är en del av den moderna fysiken.

  • I en partikelaccelerator låter man protoner krocka med varandra för att studera vilka mindre partiklar som bildas. Partiklarna sammanställs i standardmodellen.

- Radioaktivitet

  • Henri Becquerel och Marie Curie upp- täckte de första radioaktiva ämnena: uran, torium, polonium och radium.

  • Ett radioaktivt ämne är ett ämne som avger strålning. Fenomenet kallas radio- aktivitet.

  • Radioaktiva ämnen sänder ut joniserande strålning från atomkärnan. Strålningen är väldigt energirik och har en kort våglängd.

  • Strålningen är farlig eftersom den slår ut elektroner ur atomer så att det bildas joner som kan förstöra molekyler i kroppen.

  • Joniserande strålning uppkommer på grund av att instabila atomkärnor sönderfaller. Vid sönderfallet frigörs energi i form av strålning.

  • Det finns tre olika slags sönderfall: alfasönderfall, betasönderfall och gammastrålning.

  • Alfastrålning består av en heliumkärna. Vid alfasönderfall bildas ett nytt ämne med färre protoner i kärnan.

  • Betastrålning består av en elektron. En neutron omvandlas till en proton och en elektron. Eftersom den nya kärnan får en till proton bildas ett nytt ämne med fler protoner i kärnan än innan.

  • Gammastrålning är elektromagnetisk strålning med mycket hög energi. Gammastrålning bildas vid alfa- och betasönderfall.

  • Gammastrålning visar egenskaper både som våg och partikel. När den uppför sig som en partikel säger man att det sänds ut en ljuspartikel - en foton.

  • Alfastrålning stoppas av huden. Beta- strålningen kan gå in några centimeter i kroppen. Gammastrålning går rakt igenom kroppen. Gammastrålning stoppas med en tjock platta av bly

  • Stråldos är ett mått på hur mycket strålning man blivit utsatt för under en viss tid. Stråldos mäts med en dosimeter i enheten millisieverts (mSv). • Radioaktivitet mäts med en GM-mätare i enheten becquerel (Bq).

  • Flera radioaktiva sönderfall efter varandra kallas för en sönderfallskedja.

  • Halveringstiden talar om hur lång tid det tar innan hälften av de radioaktiva atomerna sönderfallit. Uran-238 har en halveringstid på 4,5 miljarder år.

  • När en organism dör slutar upptaget av kol-14. Genom att mäta hur mycket kol- 14 som finns kvar kan man beräkna hur länge organismen varit död. Det kallas kol 14-metoden.

  • Vid cancerbehandling riktar man ganska ofarlig strålning mot tumören från olika håll. När strålningen sammanfaller i tumören blir den så kraftig att cancer- cellerna dör.

  • Strålning finns överallt och kommer till exempel från rymdens bakgrunds- strålning, från berggrunden och från byggnadsmaterial som innehåller radion.

Kap 6

- Kärnenergi

  • Vid fission skjuter man en neutron på en atomkärna, varpå kärnan klyvs i två mindre kärnor. När man klyver en urankärna frigörs kärnenergi som finns lagrad i kärnan.

  • De två nya atomkärnorna kastar ut två nya neutroner som i sin tur kan klyva två nya kärnor osv. Man har fått en kedjereaktion.

  • I en kärnreaktor omvandlas kärnenergi till värmeenergi som förångar vattnet i reaktorn. Ångan sätter snurr på en turbin, som via en generator skapar elektricitet.

  • Bränslestavarna är nedsänkta i reaktor- vattnet. Vattnet kallas moderator och stoppar delvis antalet reaktioner. Det går även att styra antalet reaktioner med styrstavar.

  • I Sverige finns det sex kärnreaktorer i drift, fördelade på tre kärnkraftverk i Forsmark, Oskarshamn och Ringhals.

  • Fusion kallas den kärnprocess där två atomkärnor slås ihop till en ny kärna. Det händer i våra stjärnor när till exempel två vätekärnor slås ihop till en heliumkärna.

  • Fusionsreaktorer testas och kanske går det i framtiden att bygga fusions- kraftverk.

  • Fusionskraft ger enorma mängder energi, leder inte till utsläpp och det finns stora mängder bränsle.

  • Albert Einstein kom fram till en matematisk formel som visar hur ofantligt mycket energi materia egentligen innehåller (E = mc²).

- Icke förnybara energikällor

  • Olja, kol och gas är exempel på fossila bränslen. Dessa skapas i jordskorpan under miljoner år av högt tryck och hög temperatur.

  • Energikällor som använder fossila bränslen kallas icke förnybara energi- källor. Kärnkraft räknas också till icke förnybara energikällor eftersom det tar ofantligt lång tid att bilda nytt bränsle.

  • 90% av alla våra transporter är beroende av olja. När oljeprodukter förbränns släpps det ut koldioxid som förstärker växthuseffekten och den globala upp- värmningen.

  • I Norden kan en ökad medeltemperatur ge oss mycket torra somrar, kallare vintrar, extremare väder, översväm- ningar, brist på dricksvatten, ökat antal skogsbränder och en stor förändring av arter och flora.

  • Svenskt kärnavfall ska slutförvaras djupt ner i urberget i hundratusentals år tills kärnavfallet blir ofarligt.

  • Under så lång tid finns en risk att radio- aktiva partiklar läcker ut, till exempel i grundvattnet.

  • Kärnkraftsolyckor har skett i Harrisburg (USA), Tjernobyl (dåvarande Sovjet- - unionen) och i Fukushima (Japan).

  • Det är dyrt och tar lång tid att bygga nya reaktorer och stora kärnkraftverk.

- Förnybara energikällor

  • I Agenda 2030 har världens länder beslutat om 17 globala mål för att skapa en hållbar utveckling i världen.

  • Förnybar energi tar inte slut utan förnyar sig hela tiden. Exempel på förnybara energikällor är vattenkraft, vindkraft, solceller och jordvärme.

  • I ett vattenkraftverk omvandlas vattnets rörelseenergi till elektrisk energi. Verkningsgraden är 90%.

  • Vattenkraft står för ungefär 40% av elproduktionen i landet.

  • När man bygger vattenkraftverk förstörs naturen, vilket påverkar växt- och djurliv. Väl på plats är vattenkraft en ren energi- källa utan utsläpp.

  • Vattnet ovanför vattenkraftverket lagras i en damm, släpps ut genom en tunnel och sätter snurr på en turbin. Turbinens rotation får en generator att snurra så att det skapas elektricitet.

  • I ett vindkraftverk omvandlas vindens rörelseenergi till elektrisk energi. Verkningsgraden är 40-50%.

  • Vindkraft är en förnybar och billig energi- källa som inte skapar några växthusgaser under användning. En nackdel är att den bara producerar el när det blåser.

  • När man anlägger jordvärme gräver man ner slangar i marken på en stor yta. Marken värmer sedan upp vätskan som pumpas runt i slangarna. Värmen utvinns sedan med en värmepump.

  • Bergvärme fungerar som jordvärme, men man borrar ett djupt hål i berget som man pumpar ner vätskan i som ska värmas upp.

  • Om man borrar ett flera kilometer djupt hål, kan man låta jordens inre värma vätskan så mycket att den förångas. Metoden kallas geotermisk energi och ångan används för att driva turbiner som med en generator skapar elektricitet.

  • I en luftvärmepump låter man utomhus- luften värma upp en vätska med väldigt låg kokpunkt. När vätskan sedan är inne i huset avges värmen.

  • I en solcell slår de energirika strålarna ut elektroner ur sína skal, vilket skapar en skillnad i laddning som nyttjas för att skapa elektricitet.

  • Flera solceller som seriekopplas kallas solpanel. Det finns olika solpaneler som ger olika hög spänning.

  • Fördelen med solpaneler är att sol- energin aldrig kommer att ta slut. Nackdelen är att framställningen kan vara skadlig för miljön och att panelerna bara skapar elektricitet när solen lyser.

  • I smarta elnät kan man sälja elektricitet från till exempel sina egna solceller eller köpa el automatiskt när den är billig.

  • Biobränslen kallas de växter som växer så snabbt att de hinner växa upp på samma tid och i lika stor mängd som man förbränner biobränslet. Det gör att utsläppen av koldioxid blir noll.

F

Fysik NP

OBS: Jag har såklart råkat radera sammanfattningarna jag hade infogat till kapitel 1 till 3 (fan!). Dem tre sista kapitel finns dock kvar. Detta betyder att testen inte har info från de första tre kapitel, dock är flashcardsen med all info! (kap 1 till 6). Det är det viktigaste!

Kap 4 (& slutet av kap 3)

- Elsäkerhet

  • Får du elektrisk ström genom kroppen kan du få brännskador och har du otur kan du till och med dö.

  • Vid kortslutning är resistansen i kretsen nästan noll, vilket kortvarigt kan leda till så stor ström i kretsen att ledningen smälter och det börjar brinna.

  • Säkringar skyddar mot kortslutning och sitter i elcentralen. När strömmen i en krets blir för stark löser säkringen ut och bryter kretsen.

  • I gamla elcentraler är säkringen en propp. Inuti proppen finns en tråd som smälter och går av om strömmen är för stark. När tråden går av bryts strömmen.

  • Vid överbelastning är för många apparater inkopplade till samma säkring och säkringen löser ut.

  • Många apparater är skyddsjordade. Apparatens metallhölje är då anslutet till jord med en gulgrön skyddsjordsledning. Om metallhöljet råkar bli strömförande, leds strömmen ner i marken i stället för igenom din kropp.

  • En jordfelsbrytare mäter strömmen i skyddsjordsledningen. Om det finns stark ström i ledningen, bryter jordfelsbrytaren strömmen i elcentralen och därmed i hela hemmet.

- Magnetism och elektricitet

  • Magneter dras till varandra och drar till sig järn. Magnetit, eller svartmalm, är en permanent magnet som förekommer naturligt i berg.

  • Alla magneter har två poler, en nordpol och en sydpol. De kallas även nordände och sydände.

  • Lika magnetändar repellerar varandra. Olika ändar attraherar varandra.

  • Jordklotet är en magnet. Sydänden ligger nära Nordpolen.

  • En magnetisk kompass är en magnet som ställer in sig så att kompassens nordände och pekar mot Nordpolen.

  • Ett magnetfält går från nord- till sydände. Man ritar ett magnetfält med hjälp av fältlinjer, som pekar från nord- till sydände.

  • När elektrisk ström går igenom en ledare bildas ett magnetfält runt ledaren.

  • Fenomenet när en järnbit tillfälligt blir magnetisk kallas för magnetisk influens.

  • Om en ström går igenom en elektrisk spole, bildas en elektromagnet. Om spolen lindas kring en järnkärna blir magnetfältet starkare.

  • Ju fler varv spolen har och ju starkare strömmen är, desto starkare blir elektro- magneten. När strömmen stängs av slutar spolen och järnkärnan att vara magnetiska.

  • I en elmotor går ström genom en spole som finns mellan ändarna på en permanent magnet för att skapa en roterande rörelse.

- Induktion skapar ström

  • Om en permanent magnet rör sig fram och tillbaka i en spole induceras en ström som går fram och tillbaka i spolen.

  • Ström som växlar riktning, det vill säga rör sig fram och tillbaka, kallas växelström. Växelström med frekvensen 50 Hertz (50 Hz) svänger fram och tillbaka 50 gånger/sekund.

  • Ström som går åt samma håll kallas likström.

  • En generator skapar elektrisk ström genom att ånga, vatten eller vind får en turbin att rotera. Turbinen roterar en magnet inuti generatorn. När magneten rör sig i en spole induceras en ström.

  • En transformator kan höja eller sänka spänningen. Man säger att spänningen transformeras upp eller ner.

  • En transformator har två spolar - primärspolen och sekundärspolen. Om sekundärspolen har dubbelt så många varv, kommer spänningen vid sekundärspolen att bli dubbelt så hög.

  • Ström transporteras från kraftverk till våra hem i kraftledningar. Spänningen i en kraftledning transformeras upp till flera hundra tusen volt för att minska energiförluster i form av spillvärme.

  • Elektrisk energi är av hög kvalitet efter- som elektrisk energi lätt går att om- vandla till andra energiformer utan stora energiförluster.

  • Värmeenergi är svår att omvandla till andra energiformer utan att sam- tidigt få förluster i form av spillvärme. Värmeenergi är en energiform av låg kvalitet.

  • Supraledning är ett effektivt sätt att transportera elektrisk energi med i princip inga energiförluster.

- Elektrisk energi och effekt

  • När spänning uträttar ett arbete krävs elektrisk energi. Elektrisk energi mäts i enheten joule (J).

  • Elektrisk effekt beskriver hur mycket elektrisk energi som kan omvandlas per sekund. Enheten för effekt är joule per sekund (J/s) eller watt (W). 1 J/s = 1 W.

  • Energimängden en apparat använder kan beräknas med formeln: energi = effekt × tid

  • Lågenergilampor, till exempel LED- lampor, kräver mycket mindre elektrisk energi och håller längre än glödlampor.

  • Energimängd anges i kilowattimmar (kWh). En elmätare registrerar hur många kWh man använder.

  • Du kan beräkna hur mycket ström som går igenom en apparat med effektlagen: effekt = spänning × ström

  • En säkring på 10 A tål en effekt på 2 300 W. Om du adderar effekten hos alla apparater som är anslutna till en säkring och summan blir mer än 2 300 W kan säkringen lösa ut.

- Ljud är vibrationer

  • Ljud uppstår när något vibrerar, till exempel en gitarrsträng.

  • Vibrationerna skapar förtätningar och förtunningar som sprider sig i luften och bildar en ljudvåg.

  • När ljudvågen träffar trumhinnan i örat börjar den vibrera. Vibrationerna sprids via hörselbenen till snäcken. Där omvandlas vibrationerna till nervsignaler som skickas till hjärnan och vi hör ljud.

  • Ljud kan ritas som en våg där en förtätning visas med en vågtopp och en förtunning med en vågdal. Avståndet mellan två vågtoppar eller vågdalar kallas våglängd.

  • Med frekvens menas antal svängningar per sekund. Ljudets frekvens mäts i enheten hertz (Hz). Ju tätare mellan vågtopparna, desto högre frekvens.

  • Vi människor kan höra ljud mellan 20 och 20 000 Hz.

  • Ljud med lägre frekvens än 20 Hz kallas infraljud. Valar och elefanter kan kommunicera med hjälp av infraljud.

  • Ljud med en högre frekvens än 20 000 Hz kallas ultraljud. Fladdermöss navigerar med ultraljud.

  • Ljud sprids i olika ämnen. Ju tätare ämne, desto högre hastighet har ljudet. I vakuum finns inget ljud.

  • Dopplereffekten gör att en ambulans som åker med siren på mot dig får en högre ton än när den åker bort från dig.

  • Ljud kan reflekteras mot till exempel väggar och skapar då ett eko.

  • Ekolod används för att till exempel mäta hur djupt det är i havet.

- Toner och buller

  • En låg ton är en ton med låg frekvens. En hög ton är en ton med hög frekvens. Det är alltså frekvensen som ändras.

  • En sveg ton är en ton som nästan inte hörs. En stark ton är en ton som kan göra ont i öronen. Det är alltså ljudstyrkan som ändras.

  • Tonen A låter olika på olika instrument. Det är övertonerna som ger varje instrument dess speciella ljud.

  • Resonans är en form av medsvängning. En resonanslåda förstärker ett ljud genom resonans eftersom luften i lådan vibrerar i samma frekvens som ljudet.

  • En mikrofon fångar upp ljud med hjälp av ett membran. Vibrationerna i membranet omvandlas till en ström, som sedan förstärks i en förstärkare.

  • Strömmen från förstärkaren leds till en högtalare. Där omvandlas strömmen till ljudvågor.

  • Ljudstyrka mäts i enheten decibel (dB). En ökning med 10 dB uppfattas som dubbelt så starkt.

  • Vid 120 dB riskerar man hörselskador, till exempel tinnitus. Därför ska man använda hörselskydd vid starka ljud. En bullernivå på 85 dB i mer än 8 timmar kan också skada hörseln.

Optik - läran om ljus

  • Ljuskällor skapar ljus. Solen, en lampa eller ett stearinljus är ljuskällor.

  • Ljus reflekteras i föremål och det reflekterade ljuset når ögat. Det är så vi ser föremålen.

  • Föremål som släpper igenom ljus kallas genomskinliga. Exempel är vatten och glas.

  • Ogenomskinliga föremål släpper inte igenom ljus och bildar skuggor. En skugga kan vara skarp eller suddig beroende på hur ljuset träffar föremålet.

  • Ljusets hastighet är 300 000 km/s.

  • Ljusstyrka mäts i enheten candela (cd). En candela motsvarar ungefär ljusstyrkan från ett stearinljus.

  • Ljusflöde mäts i enheten lumen (lm). Ju längre ifrån ljuskällan, desto glesare mellan ljusstrålarna och desto sämre ljusflöde.

  • Reflektionslagen säger att ljusets infallsvinkel alltid är lika stor som reflektionsvinkeln.

  • En plan spegel ger en spegelbild som är identisk med verkligheten, men spegelvänd.

  • När parallella ljusstrålar träffar en konkav spegel reflekteras de mot spegelns brännpunkt. Avståndet från spegeln till brännpunkten kallas brännvidd.

  • Konkava speglar kan användas till exempel i solugnar och strålkastare.

  • I en strålkastare placeras lampan i brännpunkten. Ljusstrålarna reflekteras i den konkava spegeln och sprids parallellt framför strålkastaren.

  • Konvexa speglar används för att se mer i till exempel en korsning eller i backspegeln på en bil.

- Ljusets brytning

  • När ljusstrålar går från luft till vatten, bryts de mot normalen. Brytningsvinkeln är alltså mindre än infallsvinkeln.

  • När ljusstrålar går från vatten till luft, bryts de från normalen. Brytningsvinkeln är alltså större än infallsvinkeln.

  • När ljusstrålar passerar genom en glas- ruta bryts det två gånger. Det gör att ljuset förskjuts parallellt lite i sidled.

  • Om ljusstrålar har en infallsvinkel på 49° eller mer, reflekteras ljuset i glasytan i stället för att gå igenom glaset. Fenomenet kallas totalreflektion.

  • Totalreflektion nyttjas i fiberoptik där ljuset fångas i den optiska fibern tills det kommer ut på andra sidan fibern.

  • Fiberoptik används för att skicka information med ljuspulser i ljusets hastighet över stora avstånd utan att signalen försvagas, till exempel i internet.

  • Fiberoptik används inom sjukvården till exempel för att kunna titta in i kroppen och för medicinska behandlingar.

  • Linser bryter ljus och har därför både brännpunkt och brännvidd.

  • Konvexa linser samlar ljuset och kallas därför även för samlingslinser.

  • Konkava linser sprider ljuset och kallas därför även för spridningslinser.

  • Linsen i ögat kan ändra form med hjälp av muskler så att bilden hamnar på näthinnan.

  • Pupillen reglerar hur mycket ljus som släpps in i ögat. Om ljuset är starkt minskar pupillen och släpper in mindre ljus.

  • Vid närsynthet hamnar den skarpa bilden framför näthinnan och man behöver därför glasögon med en konkav lins.

  • Vid översynthet hamnar den skarpa bilden bakom näthinnan och man behöver glasögon med en konvex lins.

  • Ålderssynthet beror på att linsen blivit stel och man får svårt att se skarpt på nära håll. Man behöver då glasögon med konvexa linser.

  • Teleskop, kamera och mikroskop är exempel på optiska instrument.

- Färger och våglängder

  • Ljus kan beskrivas som både en partikel- stråle av fotoner och som en vågrörelse.

  • Elektromagnetisk strålning har olika våglängd. Synligt ljus har våglängden 380-740 nm.

  • Vi uppfattar det synliga ljusets olika våglängder som olika färger.

  • Vitt ljus är en blandning av alla våg. längder. När vitt ljus passerar ett prisma delas ljuset upp i ett spektrum av färger.

  • Om du står med solen i ryggen och solen lyser på vattendroppar framför dig, kan ljuset reflekteras så att du ser en regnbåge.

  • Rosens rõda blomblad absorberar alla våglängder utom de röda som reflekteras i kronbladen och in i dina ögon.

  • Vit färg reflekterar alla våglängder. Svart färg reflekterar i princip inga våglängder.

  • En skärm består av röda, gröna och blåa pixlar. När de lyser med olika styrka blandas ljuset och vi ser en färg.

  • Infraröd strålning har en längre våglängd än rött ljus och vi känner av infrastrålningen som värme. Därför kallas den även för värmestrålning.

  • Ultraviolett strålning (UV-strålning) har kortare våglängd än violett ljus. Vi märker av UV-strålning genom att vi blir sol- brända. UV-strålning kan orsaka cancer.

  • Gammastrålning, röntgenstrålning, UV- strålning, synligt ljus, infraröd strålning, mikrovågor och radiovågor är exempel på elektromagnetisk strålning.

  • Våglängden bestämmer vilken typ av elektromagnetisk strålning som är farlig eller ofarlig. Gammastrålning har mycket kort våglängd och är farlig. Radiovågor har lång våglängd och är ofarlig.

  • Ljus som svänger i alla riktningar kallas opolariserat ljus. Ljus som endast svänger i en riktning kallas polariserat ljus.

  • Polaroidfilter släpper endast igenom ljus som svänger i en viss riktning.

  • I en lampa omvandlas elektrisk energi till strålningsenergi och värmeenergi.

  • Strålningen från solen värmer upp X atmosfären och jordklotet. Värme- strålningen från jorden värmer upp växthusgaserna i atmosfären. Processen kallas växthuseffekten.

  • Molnen både reflekterar solljus tillbaka ut i rymden och hindrar värmestrålning från att stråla ut i rymden. Molnen både kyler och värmer därför jordklotet.

  • Ozon är en molekyl som kan ta upp energin från UV-strålningen. Ozonlagret i atmosfären skyddar oss därför mot solens farliga UV-strålning.

  • Ozonlagret har hål i sig, speciellt ovanför Antarktis. Hålen har skapats av freoner och lustgas.

  • Laserljus är ett ljus med en endast en våglängd. Laser kan användas till exempel för att korrigera synfel.

Kap 5

- Solsystemet

  • Vårt solsystem innehåller 8 planeter: Merkurius, Venus, jorden (Tellus), Mars, Jupiter, Saturnus, Uranus och Neptunus.

  • Solen är enorm jämfört med planeterna. Det får plats cirka en miljon jordklot i solen.

  • Ljusets hastighet är 300 000 km/s. Ett ljusår är sträckan ljuset hinner på ett år.

  • En astronomisk enhet (1 AE) är en sträcka på cirka 150 miljoner km. Det motsvarar ungefär sträckan mellan solen och jorden.

  • Det tar cirka 8 min för ljuset att färdas från solen till jorden.

  • Solens energi skapas med fusion, det vill säga när två vätekärnor slås ihop till en heliumkärna.

  • Temperaturen inuti solen är cirka 15 miljoner °C. Temperaturen vid solens yta är cirka 6 000 °C.

  • En månförmörkelse inträffar när jorden kommer emellan solen och månen så att månen hamnar i jordens skugga.

  • När månen skymmer solen bildar månen en skugga på jorden. Om man befinner sig i skuggan får man uppleva en sol- förmörkelse

  • Stora stenblock som är mindre än dvärgplaneter och kretsar kring solen kallas asteroider. Det finns flera miljoner asteroider i solsystemet, de flesta i asteroidbältet mellan Mars och Jupiter.

  • I asteroidbältet utanför Neptunus finns de största asteroiderna. Där finns också tiotusentals dvärgplaneter.

  • Pluto är den mest kända dvärgplaneten i solsystemet.

  • En komet består av is och grus och färdas i en lång oval bana runt solen. När kometen kommer nära solen förångas isen och bildar en kometsvans. Halleys komet är den mest kända kometen.

  • När en rymdsten, en meteoroid, faller in i atmosfären brinner den och ger upphov till ett ljussken som kallas meteor.

  • Om meteoroiden når jordytan kallas den för en meteorit. En jättestor meteorit träffade jorden för 66 miljoner år sedan och utplånade dinosaurierna.

  • Gaserna fosfin och metan skapas till exempel av bakterier. Fosfin har hittats i atmosfären på Venus och metan har hittats på Mars, vilket skulle kunna visa på att det finns liv där.

- Människan i rymden

  • På 1960-talet tävlade USA och dåvarande Sovjetunionen om vem som först kunde resa till månen - den så kallade rymd- kapplöpningen. År 1961 blev Jurij Gagarin från Sovjetunionen den första människan i rymden.

  • År 1969 landade de första människorna på månen. Det var amerikanerna Neil Armstrong och Edwin Aldrin.

  • Månen saknar atmosfär och är därför full av kratrar.

  • Månens massa är en sjättedel av jordens och därför är tyngdkraften på månen en sjättedel av den på jorden.

  • År 2009 upptäckte astronomer att det finns is vid månens poler. I dag vet vi att det finns vatten även på andra ställen på månen.

  • Vattnet på månen kan användas för att skapa syrgas och vätgas, något som behövs för att kunna leva på månen och för att kunna tillverka raketbränsle.

  • Artemis är NASA:s rymdprogram som ska sätta människor på månen igen.

  • NASA planerar att skjuta upp en raket för att sätta de första människorna på Mars under 2030-talet.

  • Rymden är en ogästvänlig plats för människor. Vi måste skydda oss mot strålning och mot den påverkan på kroppen som tyngdlösheten har.

  • Det blir mer och mer rymdskrot i ti omloppsbana runt jorden. Endast hälften av satelliterna runt jorden är i bruk.

  • Skrotet riskerar att krocka med och slå ut våra satelliter. Det skulle kunna ge oss stora problem som kan påverka hela vårt samhälle.

- Universum

  • Fysiker som studerar rymden kallas astronomer och området inom fysik som handlar om rymden kallas astronomi.

  • Galileo Galilei använde ett teleskop för att studera natthimlen. Han upptäckte månar kring Jupiter och att det finns otroligt många stjärnor.

  • Extremely Large Telescope (ELT) är världens största teleskop för synligt ljus och används bland annat för att leta efter jordliknande planeter.

  • FAST är världens största radioteleskop och fångar upp radiovågor för att bland annat leta efter liv på andra planeter.

  • Hubbleteleskopet kretsar i omloppsbana runt jorden och används bland annat för att mäta avståndet till stjärnor.

  • James Webb-teleskopet kretsar kring solen och undersöker infrarött ljus för att studera det tidiga universum.

  • Långt bortom Neptunus finns ett moln av kometer som består av rester från när solsystemet bildades.

  • Stjärnor har olika färg, vilket avslöjar stjärnans yttemperatur. Blå färg visar hög yttemperatur och röd färg en låg.

  • Stjärnor är olika stora. Jättestjärnor kan ha en diameter som är tiotals gånger större än solens. En dvärgstjärna kan ha en diameter som är en tiondel av solens.

  • Stjärnor kan samlas i stjärnhopar. I en stjärnhop snurrar tiotusentals upp till miljontals stjärnor runt ett centrum.

  • Stjärnhopar och mindre samlingar av stjärnor samlas i enorma galaxer. Vår galax heter Vintergatan.

  • Andromedagalaxen är den närmaste stora galaxen och ligger 2,2 miljoner ljusår bort.

  • Galaxer delas in i olika typer beroende på hur de ser ut. Det finns till exempel elliptiska och spiralformade galaxer.

  • Galaxerna är inte jämnt utspridda utan grupperade i hopar.

  • Astronomerna har hittat tusentals exoplaneter, det vill säga planeter som liknar jorden. Kanske finns det liv på någon av dessa.

- Universums utveckling

  • Universum skapades i big bang för 13,8 miljarder år sedan.

  • Bevisen för big bang är:

    • Galaxerna är på väg bort från varandra. Kör man expansionen baklänges har all materia befunnit sig i samma punkt. Man kan uppmäta en energirest från explosionen, den kosmiska bakgrundsstrålningen.

    • Fördelningen av väte och helium är i de proportioner man kan förvänta sig efter big bang.

  • Några hundra miljoner år efter big bang hade de enorma molnen av väte och helium bildat nebulosor. Gasen var ojämnt fördelad, klumpade ihop sig och värmen startade fusionsprocesser - stjärnor tändes.

  • Det bildas fortfarande stjärnor i nebulosor, till exempel i gaspelarna Örnnebulosan.

  • Efter att solen bildats för ca 4,6 miljarder år sedan blev det en stor mängd gas kvar runt solen. Gasen klumpade ihop sig och bildade stenblock, vars gravitation drog tills sig mer stoft. Gravitationen gjorde till slut att blocken smälte samman och blev runda planeter.

  • Stjärnor mindre än solen slocknar efter några miljarder år. Stjärnor ungefär lika stora som solen sväller först upp till en röd jätte innan de kastar ut gas i rymden. Kvar i mitten blir en vit dvärg.

  • Stjärnor som är mycket större än solen bildar först en röd superjätte. Därefter sprängs de i en supernova som slungar ut gas långt ut i rymden. Kvar blir en neutronstjärna eller ett svart hål.

  • När riktigt stora stjärnor dör exploderar de i en supernova och kvar i mitten blir ett svart hål. Ett svart hål har så stor gravitation att inte ens ljuset kommer ut.

  • Stjärnor föds i nebulosor. När stjärnor dör slungas nya tyngre ämnen ut i rymden och nya nebulosor bildas. I dessa klumpar gasen ihop sig och nya stjärnor föds, men med annan sammansättning.

  • Gravitationen från den synliga materien i galaxens mitt är inte tillräckligt för att hålla kvar stjärnorna i omloppsbana. Det gör att det måste finnas materia vi inte kan se, så kallad mörk materia.

  • För att galaxerna ska kunna färdas bort från varandra i ökande hastighet måste det finnas någon okänd mörk energi som drar isär universum.

- Den moderna fysiken föds

  • År 1896 upptäckte Henri Becquerel fenomenet radioaktivitet.

  • Ernest Rutherford upptäckte att en del strålning består av positiva partiklar. Därmed hade han visat att det finns mindre partiklar än atomen.

  • År 1909 visade Rutherford att guld- atomen består av en tung positiv kärna med små elektroner runt om kärnan och att det mesta avlatomen är tomrum.

  • Bohrs atommodell visar hur elektronerna rör sig i olika energinivåer runt atomkärnan. Ju längre från kärnan elektronen befinner sig, desto större energi.

  • En atom består av en atomkärna med elektroner runt om. Kärnan består av protoner och neutroner. Protonen är positivt laddad, elektronen negativt laddad och neutronen är elektriskt neutral.

  • Protonens massa är ungefär 2 000 gånger större än elektronens. En neutron har ungefär samma massa som en proton. En atoms massa är alltså nästan helt koncentrerad i kärnan.

  • Ett grundämnes atomnummer talar om hur många protoner ämnet har. Ämnets masstal talar om det sammanlagda antalet protoner och neutroner.

  • Olika isotoper av ett grundämne har olika många neutroner i kärnan. Väte har tre isotoper.

  • Atomer kan ta upp energi. Det leder till att elektroner hoppar från ett inre skal till ett yttre skal. När elektronen hoppar tillbaka igen frigörs energin i form av elektromagnetisk strålning, till exempel synligt ljus.

  • Vid långa elektronhopp avges röntgen- strålning. Röntgenstrålning är osynlig och mycket energirik.

  • Röntgenstrålningen upptäcktes av Wilhelm Röntgen. I dag används röntgenstrålning till exempel i sjukvården.

  • Werner Heisenberg och Erwin Schrödinger visade att det endast går att beräkna sannolikheten för var en elektron befinner sig vid en viss tidpunkt.

  • Fysiken där man undersöker atomens inre kallas modern fysik. Kvantfysiken är en del av den moderna fysiken.

  • I en partikelaccelerator låter man protoner krocka med varandra för att studera vilka mindre partiklar som bildas. Partiklarna sammanställs i standardmodellen.

- Radioaktivitet

  • Henri Becquerel och Marie Curie upp- täckte de första radioaktiva ämnena: uran, torium, polonium och radium.

  • Ett radioaktivt ämne är ett ämne som avger strålning. Fenomenet kallas radio- aktivitet.

  • Radioaktiva ämnen sänder ut joniserande strålning från atomkärnan. Strålningen är väldigt energirik och har en kort våglängd.

  • Strålningen är farlig eftersom den slår ut elektroner ur atomer så att det bildas joner som kan förstöra molekyler i kroppen.

  • Joniserande strålning uppkommer på grund av att instabila atomkärnor sönderfaller. Vid sönderfallet frigörs energi i form av strålning.

  • Det finns tre olika slags sönderfall: alfasönderfall, betasönderfall och gammastrålning.

  • Alfastrålning består av en heliumkärna. Vid alfasönderfall bildas ett nytt ämne med färre protoner i kärnan.

  • Betastrålning består av en elektron. En neutron omvandlas till en proton och en elektron. Eftersom den nya kärnan får en till proton bildas ett nytt ämne med fler protoner i kärnan än innan.

  • Gammastrålning är elektromagnetisk strålning med mycket hög energi. Gammastrålning bildas vid alfa- och betasönderfall.

  • Gammastrålning visar egenskaper både som våg och partikel. När den uppför sig som en partikel säger man att det sänds ut en ljuspartikel - en foton.

  • Alfastrålning stoppas av huden. Beta- strålningen kan gå in några centimeter i kroppen. Gammastrålning går rakt igenom kroppen. Gammastrålning stoppas med en tjock platta av bly

  • Stråldos är ett mått på hur mycket strålning man blivit utsatt för under en viss tid. Stråldos mäts med en dosimeter i enheten millisieverts (mSv). • Radioaktivitet mäts med en GM-mätare i enheten becquerel (Bq).

  • Flera radioaktiva sönderfall efter varandra kallas för en sönderfallskedja.

  • Halveringstiden talar om hur lång tid det tar innan hälften av de radioaktiva atomerna sönderfallit. Uran-238 har en halveringstid på 4,5 miljarder år.

  • När en organism dör slutar upptaget av kol-14. Genom att mäta hur mycket kol- 14 som finns kvar kan man beräkna hur länge organismen varit död. Det kallas kol 14-metoden.

  • Vid cancerbehandling riktar man ganska ofarlig strålning mot tumören från olika håll. När strålningen sammanfaller i tumören blir den så kraftig att cancer- cellerna dör.

  • Strålning finns överallt och kommer till exempel från rymdens bakgrunds- strålning, från berggrunden och från byggnadsmaterial som innehåller radion.

Kap 6

- Kärnenergi

  • Vid fission skjuter man en neutron på en atomkärna, varpå kärnan klyvs i två mindre kärnor. När man klyver en urankärna frigörs kärnenergi som finns lagrad i kärnan.

  • De två nya atomkärnorna kastar ut två nya neutroner som i sin tur kan klyva två nya kärnor osv. Man har fått en kedjereaktion.

  • I en kärnreaktor omvandlas kärnenergi till värmeenergi som förångar vattnet i reaktorn. Ångan sätter snurr på en turbin, som via en generator skapar elektricitet.

  • Bränslestavarna är nedsänkta i reaktor- vattnet. Vattnet kallas moderator och stoppar delvis antalet reaktioner. Det går även att styra antalet reaktioner med styrstavar.

  • I Sverige finns det sex kärnreaktorer i drift, fördelade på tre kärnkraftverk i Forsmark, Oskarshamn och Ringhals.

  • Fusion kallas den kärnprocess där två atomkärnor slås ihop till en ny kärna. Det händer i våra stjärnor när till exempel två vätekärnor slås ihop till en heliumkärna.

  • Fusionsreaktorer testas och kanske går det i framtiden att bygga fusions- kraftverk.

  • Fusionskraft ger enorma mängder energi, leder inte till utsläpp och det finns stora mängder bränsle.

  • Albert Einstein kom fram till en matematisk formel som visar hur ofantligt mycket energi materia egentligen innehåller (E = mc²).

- Icke förnybara energikällor

  • Olja, kol och gas är exempel på fossila bränslen. Dessa skapas i jordskorpan under miljoner år av högt tryck och hög temperatur.

  • Energikällor som använder fossila bränslen kallas icke förnybara energi- källor. Kärnkraft räknas också till icke förnybara energikällor eftersom det tar ofantligt lång tid att bilda nytt bränsle.

  • 90% av alla våra transporter är beroende av olja. När oljeprodukter förbränns släpps det ut koldioxid som förstärker växthuseffekten och den globala upp- värmningen.

  • I Norden kan en ökad medeltemperatur ge oss mycket torra somrar, kallare vintrar, extremare väder, översväm- ningar, brist på dricksvatten, ökat antal skogsbränder och en stor förändring av arter och flora.

  • Svenskt kärnavfall ska slutförvaras djupt ner i urberget i hundratusentals år tills kärnavfallet blir ofarligt.

  • Under så lång tid finns en risk att radio- aktiva partiklar läcker ut, till exempel i grundvattnet.

  • Kärnkraftsolyckor har skett i Harrisburg (USA), Tjernobyl (dåvarande Sovjet- - unionen) och i Fukushima (Japan).

  • Det är dyrt och tar lång tid att bygga nya reaktorer och stora kärnkraftverk.

- Förnybara energikällor

  • I Agenda 2030 har världens länder beslutat om 17 globala mål för att skapa en hållbar utveckling i världen.

  • Förnybar energi tar inte slut utan förnyar sig hela tiden. Exempel på förnybara energikällor är vattenkraft, vindkraft, solceller och jordvärme.

  • I ett vattenkraftverk omvandlas vattnets rörelseenergi till elektrisk energi. Verkningsgraden är 90%.

  • Vattenkraft står för ungefär 40% av elproduktionen i landet.

  • När man bygger vattenkraftverk förstörs naturen, vilket påverkar växt- och djurliv. Väl på plats är vattenkraft en ren energi- källa utan utsläpp.

  • Vattnet ovanför vattenkraftverket lagras i en damm, släpps ut genom en tunnel och sätter snurr på en turbin. Turbinens rotation får en generator att snurra så att det skapas elektricitet.

  • I ett vindkraftverk omvandlas vindens rörelseenergi till elektrisk energi. Verkningsgraden är 40-50%.

  • Vindkraft är en förnybar och billig energi- källa som inte skapar några växthusgaser under användning. En nackdel är att den bara producerar el när det blåser.

  • När man anlägger jordvärme gräver man ner slangar i marken på en stor yta. Marken värmer sedan upp vätskan som pumpas runt i slangarna. Värmen utvinns sedan med en värmepump.

  • Bergvärme fungerar som jordvärme, men man borrar ett djupt hål i berget som man pumpar ner vätskan i som ska värmas upp.

  • Om man borrar ett flera kilometer djupt hål, kan man låta jordens inre värma vätskan så mycket att den förångas. Metoden kallas geotermisk energi och ångan används för att driva turbiner som med en generator skapar elektricitet.

  • I en luftvärmepump låter man utomhus- luften värma upp en vätska med väldigt låg kokpunkt. När vätskan sedan är inne i huset avges värmen.

  • I en solcell slår de energirika strålarna ut elektroner ur sína skal, vilket skapar en skillnad i laddning som nyttjas för att skapa elektricitet.

  • Flera solceller som seriekopplas kallas solpanel. Det finns olika solpaneler som ger olika hög spänning.

  • Fördelen med solpaneler är att sol- energin aldrig kommer att ta slut. Nackdelen är att framställningen kan vara skadlig för miljön och att panelerna bara skapar elektricitet när solen lyser.

  • I smarta elnät kan man sälja elektricitet från till exempel sina egna solceller eller köpa el automatiskt när den är billig.

  • Biobränslen kallas de växter som växer så snabbt att de hinner växa upp på samma tid och i lika stor mängd som man förbränner biobränslet. Det gör att utsläppen av koldioxid blir noll.