SKOLPROGRAM 2015/16 Gymnasiet
SKOLPROGRAM 2015/16 Gymnasiet Ansvarig utgivare: Vetenskapens Hus 2015 Foto: Vetenskapens Hus Redaktör och grafisk formgivare: Elisabet Bergknut Tryck: via AstraZeneca Innehåll VETENSKAPENS HUS, BOKNING OCH KOSTNAD BIOLOGI FYSIK 3 Bakterieidentifikation Bi 1 och 2 5 Cellen Bi. Nk 1 6 Genetik Bi. Nk 1 7 Jul i växthuset Bi, Ke, Nk 8 Kärleksliv Bi 1, 2. Nk 1 9 Mat, miljö och rättvisa Bi 1. Ge 1, 2. Nk 1, 2 10 Regnskogsträd eller ökenväxt Bi 1 11 Växter till nytta och nöje Bi 12 Växternas evolution och biologisk mångfald Bi 1, 2. Nk 1 13 Centralrörelse Fy 2 14 Elektrondiffraktion Fy 2 15 Energiomvandlingar Fy 1. Nk 1 16 Exoplaneter – Dopplereffekten Fy 2 17 Exoplaneter – Transitmetoden Fy 2, Nk 2 18 Fotoelektrisk effekt Fy 2 19 Franck-Hertz och Balmerserien Fy 2 20 Inspiration: Lasergrottan och supraledning Fy 1, 2, Nk 2 21 Jupiters massa Fy 2 22 Kosmisk strålning Fy 1. Nk 2 23 Ljusets hastighet Fy 2 24 Rymdresor Fy 1, 2 25 Solcellens effektivitet Fy 1. Nk 1, 2 26 Solpaneler Fy 1, Nk 1, 2 27 Solspektrum Fy 2 28 Strålning: Cesium i svamp Fy 1. Nk 2 29 Strålning: Radonmätning Fy 1. Nk 2 30 Supraledning Fy 1, 2. Nk 2 31 Undersök toner, vandra i Lasergrottan Nk 1, 2 32 Upptäck ljus: ljusets hastighet, Lasergrottan Fy 1, 2 33 Upptäck strålning Fy 1. Nk 2 34 Upptäck universum Nk 1, 2 35 Vindkraft Fy 1 36 Väg elektroner Fy 2 37 Även solen har fläckar Nk 2 38 KEMI MATEMATIK TEKNIK ÄGARE OCH PARTNERS Doftens kemi Ke 1, 2. Nk 2 39 Gaskromatografi (GC) Ke 1, 2 40 Grätzelsolceller, kort Ke 1, 2. Nk 1, 2 41 Grätzelsolceller, lång Ke 1, 2. Nk 1, 2 42 Kriminalteknologi med DNA-sekvensering, demo Bi 1, 2. Nk 1, 2 43 Kriminalteknologi med DNA-sekvensering Bi 1, 2. Nk 1, 2 44 Raketforskare för en dag Ke 1, 2 45 Djungelmatte Ma 46 Färgläggning Ma 47 Kodning Ma 48 Kryptering Ma 49 Trassel Ma 50 Internetsäkerhet – spionage och intrång Tk 51 Material som skyddar Tk 52 Miljövänlig sopsortering Tk 53 Produktdesign med 3D-skrivare Tk 54 55 Vi möter 60 000 elever och lärare varje år Hos oss möter du och dina elever runt hundra skolprogram för låg-, mellan- och högstadiet samt gymnasiet. Du kan också delta i ett tjugotal läraraktiviteter per år. Denna katalog presenterar skolprogram för elever. Lärarfortbildningarna kan du läsa mer om på vår hemsida. Låt er inspireras och hitta ny kunskap i en miljö som visar naturvetenskap, teknik och matematik på riktigt! MÖT OSS I TVÅ HUS OCH PÅ STAN Möt oss i laboratorierna vid AlbaNova universitetscentrum där vi erbjuder en mångfald av hands onexperiment med modern utrustning och en bred variation av naturvetenskaplig problemlösning. Upplev också den unika pedagogiska miljön invid Naturens Hus i Bergianska trädgården där vi håller både natur- och växthusvandringar. Ni möter oss även genom aktiviteter på stan såsom ForskarFredag, Fysik i Kungsan och flera andra evenemang i samarbete med andra likasinnade. HANDLEDDA AKTIVITETER FÖR UNGDOMAR Våra skolprogram för elever samt helg- och sommarkurser för barn och ungdomar handleds av studenter från KTH och Stockholms universitet. Dessa är viktiga förebilder för våra unga besökare, då de beskriver sin egen utbildning och berättar om livet som student. Alla våra skolprogram följer skolans styrdokument. Hela vårt utbud hittar du på vår hemsida. LÄRARFORTBILDNINGAR Våra fortbildningar ger dig som lärare möjlighet att möta forskningen och fördjupa dig inom dina ämnesområden. Vi arbetar både ämnesfördjupande och ämnesövergripande för att tillmötesgå krav i kurs- och ämnesplaner. Vårt utbud hittar du via vår hemsida, nyhetsbrev samt i Pedagog Stockholms kalendarium. Så här gör du • Välj skolprogram för dina elever. • Gör din bokningsförfrågan genom att maila oss. Bekräftad bokning är bindande. • Avanmälan görs minst en vecka före aktiviteten. I annat fall faktureras en avgift på 800 kr. ANGE VID BOKNING BOKNING OCH FRÅGOR OM SKOLPROGRAM • önskat skolprogram, datum och tid, BIOLOGI: biologi@vetenskapenshus.se • antal elever, årskurs, skola och kommun, FYSIK: fysik@vetenskapenshus.se • fakturaadress och organisationsnummer, KEMI: kemi@vetenskapenshus.se • namn på kontaktperson, e-post och telefonnr, MATEMATIK: matematik@vetenskapenshus.se • speciella önskemål eller behov. TEKNIK: teknik@vetenskapenshus.se Läs mer om priser och avtal på nästa sida och på vetenskapenshus.se. 3 Fördelar med att ingå samarbetsavtal Det lönar sig oftast att bli samarbetspartner med oss genom att teckna avtal. Så snart din skola eller kommun har tecknat avtal med oss är elevaktiviteter och lärarfortbildningar fria att nyttja som ett komplement till skolans resurser. Avtalet ger också era elever möjlighet till prao och handledning av gymnasiearbeten. Din skola respektive kommun kan också använda sig av partnerskapet i sin marknadsföring och de skolor/kommuner som har tecknat avtal med oss är presenterade på vår hemsida. Priser utan samarbetsavtal Om din skola eller kommun inte har tecknat avtal med oss så betalar ni per aktivitet, som faktureras i efterhand. Du är också välkommen att kontakta oss direkt för prisuppgifter. ELEVGRUPPER med aktiviteter i Vetenskapens Hus vid AlbaNova GRUPPSTORLEK BESÖKSTID PRIS 1 – 16 60 - 120 min 1 600:- 2 - 3,5 tim 2 000:- 60 - 120 min 2 400:- 2 - 3,5 tim 3 200:- 17 - 32 ELEVGRUPPER med aktiviteter i Naturens Hus i Bergianska trädgården (nya priser fr.o.m. vt16) GRUPPSTORLEK BESÖKSTID PRIS 1 – 16 45 – 60 min 800:- 60 – 90 min 1 000:- 45 – 60 min 1 200:- 60 – 90 min 1 600:- 17 - 32 LÄRARFORTBILDNINGAR 800 kr per tillfälle, betalas via faktura. Avanmälan görs minst en vecka före aktiviteten. I annat fall faktureras en avgift på 800 kr. Priserna gäller 2015/16, med reservation för eventuella ändringar. Frågor om priser och avtal: partner@vetenskapenshus.se 4 Bakterieidentifikation Skolprogram i biologi för gymnasiet Vilka bakterier gör oss sjuka? Vad kännetecknar en viss sorts bakterie och hur kan vi identifiera den? Bakterier finns överallt i vår omgivning. För det mesta är de av godo men ibland kan de ställa till problem. Vi analyserar med mikroskop, kemiska och enzymatiska tester och fastställer vad våra okända prov innehåller – ett riktigt analytiskt arbete! På ett okänt prov identifierar vi kocker och stavar Teori och laboration En inledande föreläsning tar upp historiken om hur patogena mikrober identifierades till vad som är känt idag. Stor vikt läggs på varför och hur vi identifierar bakterier i laboratoriet. Eleverna får lära sig mer om vår normalflora och lära sig de vanligaste bakterierna och vilka sjukdomar de kan orsaka. I laboratoriet utför eleverna morfologistudier med hjälp av faskontrastmikroskop, graminfärgning och katalas- och oxidastester för att identifiera ett okänt prov. Anknytning till ämnesplan Biologi 1 och 2. Inför besöket behöver eleverna ha grundläggande kunskaper om kroppen, cellen, bakterier och mikroskopering (teoretiskt). Det är även bra med viss laborationsvana. Aktiviteten tar 2,5 timmar, utförs med max 16 elever och kan kombineras med annan aktivitet för gruppens andra halva. Kontakt: kemi@vetenskapenshus.se. Välkommen att boka besök! BI_Bakterieidentifikation_gy_02verF www.vetenskapenshus.se 5 Cellen Skolprogram i biologi för gymnasiet Vad är en cell och vad sker i den? Att förstå cellen och dess mekanismer är central kunskap i dagens samhälle när vi ska förstå våra kostbehov, läkemedelsmekanismer och förstå livets utveckling i allmänhet. Vi går igenom cellens organeller och låter eleverna jobba med både färdiga vävnadspreparat och egna mikroskoppreparat. Cellen är lämplig som en introduktion till cellbiologi för gymnasiet då den repeterar högstadiebiologin om cellen. Mikroskopiering av en växtcell Teori och laboration Vi förklarar hur cellen är uppbyggd och vad de olika organellerna har för funktioner. Eleverna får lära sig använda faskontrastmikroskop och studera färdiga vävnadspreparat samt bereda prover från höinfusion, växtceller och egna infärgade celler, som eleverna även har möjlighet att fotografera. Anknytning till ämnesplan Biologi 1. Inför besöket är det en fördel om eleverna har viss laborationsvana och kan använda mikroskop. Aktiviteten tar 90 minuter, utförs med max 16 elever och kan kombineras med annan aktivitet för gruppens andra halva. Kontakt: kemi@vetenskapenshus.se. Välkommen att boka besök! BI_Cellen_gy_11verF www.vetenskapenshus.se 6 Genetik Skolprogram i biologi för gymnasiet Förändringar i DNA leder till en genetisk variation hos en art. Vi studerar bananflugan (Drosophila melanogaster) och låter eleverna förstå att förändringar i DNA leder till synliga förändringar hos flugorna. De får också lösa korsningsscheman och knyta an den Mendelianska genetiken med Darwins evolution så att de förstår kopplingen mellan genetisk variation och det naturliga urvalet. Med bananflugans hjälp kan vi studera många intressanta mutationer Teori och laboration Besöket inleds med introduktion där vi förklarar strukturen i DNA och hur mutationer kan uppkomma. Vi leder detta resonemang vidare till de bananflugor eleverna sedan får studera tillsammans med korsningsscheman. Den genetiska variationen kopplas ihop med evolutionen och vi visar hur man bygger upp ett fylogenetiskt träd med hjälp sekvensinformation. Den teoretiska delen av besöket är interaktiv med eleverna med hjälp av mentometrar/klickers. Anknytning till ämnesplan Biologi 1 och 2. Inför besöket behöver eleverna kunna använda stereoluppar och bör känna till Mendels ärftlighetslära. Aktiviteten tar 90 minuter, utförs med max 16 elever och går bra att kombinera med annan aktivitet för gruppens andra halva. Kontakt: kemi@vetenskapenshus.se. Välkommen att boka besök! BI_Genetik_gy_03verF www.vetenskapenshus.se 7 Jul i växthuset Skolprogram i biologi för gymnasiet Saffran, ingefära och kakao. Vad vore väl julen utan alla de växter som förgyller vår mörka vinterperiod med dofter, smaker och härliga färger från världens alla hörn. Några av julens växter som kan växa i Sverige Teori och laboration Vilka kryddor döljer sig i pepparkakan, hur växer kanel och hur gör man choklad? Följ med på en vandring och upptäck några av julens viktiga växter i Edvard Andersons växthus med besök i både tropikerna, öknen och medelhavsområdet. Anknytning till ämnesplan Ett inspirationsbesök med betoning på julens växter och med en upplivande blixtvisit på varmare breddgrader. Inför besöket krävs inga förkunskaper. Under en kort period i adventstid anordnar vi en 45 minuters vandring i Edvard Andersons växthus i Bergianska trädgården. Aktiviteten utförs med max 20 elever. Tidigare år har vi tagit emot grupper i Bergianska trädgårdens inspirerande julutställning i Gamla orangeriet, men detta år anordnas det tyvärr ingen utställning, så denna aktivitet ersätter Jul i Bergianska. Kontakt: biologi@vetenskapenshus.se. Välkommen att boka besök! BI_Jul_i_växthuset_gy_04verF www.vetenskapenshus.se 8 Kärleksliv Skolprogram i biologi för gymnasiet Förälskelse, lust och preventivmedel är några aspekter av vårt kärleksliv som berörs under denna interaktiva föreläsning och växtvandring i Bergianska trädgården. Vi berättar om växterna i parfym, kosmetika och preventivmedel och tar upp hur människorna gjorde innan dagens preventivmedel fanns. Sveriges äldsta kondom Teori och laboration Hur lockar vi till oss någon? Vi anknyter till senaste forskningen och funderar över vad som kan vara lockande. Besöket består av en föreläsning i Naturens Hus samt en vandring i Bergianska trädgården där vi tittar närmare på de växter som påverkar vårt välbefinnande och vår sexuella lust. Vad har p-piller och kondomer med växter att göra? Under en vandring i Bergianska trädgården berättar vi om växternas betydelse för vår sexualitet, lust och hälsa. Vi anknyter även till människoapornas sexualitet. Om tiden räcker till bekantar vi oss även med Linnés sexualsystem och drar kopplingar till hur växterna lockar till sig sina pollinatörer för sin förökning. Anknytning till ämnesplan Naturkunskap 1a1 och 1b samt Biologi 1 och 2. Evolution. Organismers beteende samt beteendets betydelse för överlevnad och reproduktiv framgång. Evolutionens mekanismer. Naturligt urval och sexuell selektion. Vad som händer i kroppen under förälskelse. Hur sexuellt överförbara sjukdomar och oönskad graviditet kan förebyggas. Naturvetenskapliga aspekter på, reflektion över och diskussion kring normer, rörande människans sexualitet, lust, relationer och sexuella hälsa. Inför besöket krävs inga förkunskaper. Aktiviteten tar 120 minuter och utförs med max 32 elever, som delas upp i två grupper. Aktiviteten genomförs året om i Naturens Hus samt i Edvard Andersons växthus eller i Bergianska trädgården beroende på säsong. Kontakt: biologi@vetenskapenshus.se. Välkommen att boka besök! BI_Karleksliv_gy_05verI www.vetenskapenshus.se 9 Mat, miljö och rättvisa Skolprogram i biologi för gymnasiet Kväveläckage från åkrar, bananer från Costa Rica och genmanipulerad majs. Vi undersöker och diskuterar hur maten vi äter odlas, transporteras och förädlas. Hur påverkar våra matvanor människor, djur, natur och miljö i andra länder? Vilka val kan man göra i mataffären? Är KRAV rättvisemärkt eller klimatkompenserat? Teori och laboration Vi diskuterar vilken miljöpåverkan vår matproduktion har och hur våra val kan förändra och påverka natur och levnadsförhållanden i världen. Vi pratar om hur vårt sätt att bruka jorden har förändrats historiskt och hur detta har påverkat miljön och den biologiska mångfalden. Olika miljömärkningar och deras innebörd tas upp. Eleverna får under en övning fundera över olika aspekter på hållbar livsmedelskonsumtion. Vi avslutar med besök i ett växthus för att närmare studera de olika tropiska kulturväxter som vi har talat om. Anknytning till ämnesplan Naturkunskap 1a1, 1a2, 1b, 2. Biologi 1. Geografi 1, 2. Namn på några vanligt förekommande arter. Inför besöket är det en fördel om eleverna känner till skillnaden mellan konventionell och ekologisk odling, samt har kännedom om olika typer av miljömärkning. Vi håller till i Naturens Hus och Edvard Andersons växthus, Bergianska trädgården. Aktiviteten tar 90 minuter och genomförs i halvklass, med max 16 elever året om. Kontakt: biologi@vetenskapenshus.se. Välkommen att boka besök! BI_Mat_miljo_och_rattvisa_gy_06veH www.vetenskapenshus.se 10 Regnskogsträd eller ökenväxt Skolprogram i biologi för gymnasiet Hur kan växter överleva torka i flera månader. Hur kan de växa högt upp i ett regnskogsträd utan rötter? Växter har genom årmiljonerna anpassat sig till varma torra öknar, höga berg och fuktiga regnskogar. Kaktusar i ökenmiljö Teori och laboration Vi talar om jordens klimatzoner, vad som påverkar klimatet och studerar växters anpassningar till torka, ljusbrist och brand. Vi gör en vandring i Edvard Andersons växthus där vi besöker en tropisk låglandsregnskog, öknar i Kalifornien och södra Afrika, samt medelhavsområdets varmtempererade klimat. Anknytning till ämnesplan Biologi 1 och 2 samt Naturkunskap 2. Inför besöket är det bra om eleverna är bekanta med jordens klimatzoner. Aktiviteten tar 60 minuter och utförs med max 16 elever och kan kombineras med annan aktivitet för andra halvan av gruppen. Besöket genomförs i Edvard Andersons växthus i Bergianska trädgården under hela året. Samlingsplats utanför Edvard Andersons växthus. Kontakt: biologi@vetenskapenshus.se. Välkommen att boka besök! BI_Regnskogstrad_eller_okenvaxt_gy_10verG www.vetenskapenshus.se 11 Växter till nytta och nöje Skolprogram i biologi för gymnasiet Växterna ger oss bland annat mat, läkemedel, byggnadsmaterial och bränsle och de förgyller vår tillvaro både till vardags och fest. Under vår vandring berättar vi om hur vi använder och har använt växter genom tiderna. Kakaofrukten växer direkt på trädets huvudstam Teori och laboration Besöket genomföras i Edvard Andersons växthus eller utomhus i Bergianska trädgården med avslutande besök i Victoriaväxthuset. Edvard Andersons växthus: Vi berättar om några av våra viktiga nyttoväxter från medelhavsområdet och tropikerna och upplever deras olika livsmiljöer. Vi tar upp såväl historisk som nutida användning samt aktuell forskning. Bergianska trädgården och Victoriaväxthuset: Vi berättar om många av våra svenska och tropiska nyttoväxter. Vi tar upp såväl historisk som nutida användning samt forskning. Anknytning till ämnesplan Naturbruk. Bevarandebiologi. Marken och växternas biologi. Naturguidning. Växtkunskap 1 och 2. Inför besöket krävs inga förkunskaper. Aktiviteten går att anpassa efter önskemål, exempelvis med fokus mot läkeväxter, köksväxter, fiberväxter eller annat. Besöket kan göras som en introduktion till arbete med våra nyttoväxter, men också som en avslutning eller fördjupning. Önskad nivå på innehåll meddelas vid bokning. Aktiviteten tar 60 minuter, kan utföras med 16 elever, och kan kombineras med annan aktivitet för gruppens andra halva. Kontakt: biologi@vetenskapenshus.se. Välkommen att boka besök! BI_Vaxter_till_nytta_och_noje_gy_01verH www.vetenskapenshus.se 12 Växternas evolution och biologiska mångfald Skolprogram i biologi för gymnasiet Hur länge har insektsfångande växter funnits på jorden och har de alla en gemensam förfader? Under detta besök diskuterar vi växternas evolution och studerar dess fantastiska mångfald. Växthusen ger många bra exempel på framgångar i växtvärlden Teori och laboration Besöket består av två delmoment, en del i Naturens Hus med en uppbyggd tidslinje och mentometerfrågor samt en del i Edvard Andersons växthus. På Naturens Hus går vi genom växternas evolutionära historia från kambrium, cirka 500 miljoner år sedan, till nutid, och placerar in växterna i ett zoologiskt och geologiskt helhetsperspektiv. I Edvard Andersons växthus får eleverna utifrån olika frågeställningar gruppvis studera olika växter och deras evolutionära anpassningar gällande pollination, frukt- och fröspridning samt några olika livsformer. I växthuset visar vi även fascinerande exempel på både samevolution och konvergent evolution. Anknytning till ämnesplan Bevarandebiologi, Biologi 1 och 2, Naturkunskap 1a1 och 1b. Ekologi. Evolution. Organismens funktion. Marken och växternas biologi. Biologins karaktär och arbetsmetoder. Inför besöket är det bra om eleverna har grundläggande kunskaper i evolution och känner till de två stora växtgrupperna spor- och fröväxter. Kontakt: biologi@vetenskapenshus.se. Välkommen att boka besök! BI_Vaxternas_evolution_gy_08verF www.vetenskapenshus.se 13 Centralrörelse Skolprogram i fysik för gymnasiet Hur fungerar en centrifug? Varför pressas man utåt ur kurvan när man svänger med en bil? Vi diskuterar rotationsrörelse och skillnaden mellan centripetal- och centrifugalkraft. Eleven får sedan själv mäta centripetalaccelerationen med hjälp av en rotationsapparat. Vi mäter krafterna på en kropp som rör sig cirkulärt Teori och laboration Vi diskuterar vad rotationsrörelse är. Vi diskuterar även skillnaden mellan centripetalkraft och centrifugalkraft. I den här laborationen studerar vi formeln för centripetalkraft och upptäcker och verifierar den experimentellt. Vi mäter krafterna som råder på en kropp som rör sig i en cirkulär bana. Vi jämför resultaten med värden beräknade från formeln för centripetalkraft och funderar över noggrannhet och felkällor. Alternativt låter vi eleverna empiriskt upptäcka formeln. Eleverna får utföra alla delar själva och fundera över noggrannhet och felkällor. Anknytning till ämnesplan Fysik 2. Centralrörelse. Det experimentella arbetets betydelse. Utvärdering av resultat och slutsatser genom analys av felkällor och mätnoggrannhet. Inför besöket ska eleverna kunna lösa jämviktsproblem och beräkna tyngdkraft på massor. Aktiviteten tar 90 minuter och utförs med max 16 elever. Det passar bra att kombinera denna aktivitet med skolprogrammet Jupiters massa, för gruppens andra halva. Kontakt: fysik@vetenskapenshus.se. Välkommen att boka besök! FY_Centralrorelse_gy_01verF www.vetenskapenshus.se 14 Elektrondiffraktion Skolprogram i fysik för gymnasiet Vad är partiklar? Kan de bete sig som vågor? Vi tittar på interferensmönster från en elektronstråle som skickas genom grafit. Utifrån mönstret kan våglängden för elektronerna bestämmas m h a gitterformeln. Resultatet jämförs med de Broglies formel för våglängden för en partikel med en viss rörelsemängd. En elektronstråle bildar ett interferensmönster Teori och laboration Vi utgår ifrån att eftersom ljus som är en vågrörelse kan beskrivas som partiklar (vilket påvisas av experiment med fotoelektrisk effekt) så kanske det omvända gäller; dvs att partiklar, ex elektroner kan beskrivas som en vågrörelse. Vi diskuterar de Broglies hypotes, och hur vi kan testa den. Hypotesen testas genom att en elektronstråle passerar en kolfolie och sedan projiceras mot en fluorescerande skärm. De små avstånden mellan kolets atomer fungerar som ett gitter och elektronstrålen bildar ett interferensmönster. Med hjälp av detta kan vi beräkna elektronens våglängd på två olika sätt, dels med hjälp av gitterformeln, dels med hjälp av de Broglies formel. Anknytning till ämnesplan Fysik 2. Materiens vågegenskaper. de Broglies hypotes och våg-partikeldualism. Modeller och teorier som förenklingar verkligheten. Det experimentella arbetets betydelse för att testa, omvärdera och revidera hypoteser, teorier och modeller. Fysikens relation till och gränser mot filosofiska frågor. Inför besöket ska eleverna ha bekantskap med vågrörelselära, interferens och gitterformeln samt kunskap i hur man beräknar elektroners hastighet vid acceleration av elektriskt fält. Aktiviteten tar 90 minuter och utförs med max 16 elever. Det passar bra att kombinera denna aktivitet med skolprogrammet Fotoelektrisk effekt, för gruppens andra halva. Kontakt: fysik@vetenskapenshus.se. Välkommen att boka besök! FY_Elektrondiffraktion_gy_02verG www.vetenskapenshus.se 15 Energiomvandlingar Skolprogram i fysik för gymnasiet Eleverna ges en kort introduktion om energi som begrepp och vi diskuterar energins flöden ur ett samhällsperspektiv. Eleverna får sedan undersöka och jämföra olika energiomvandlingar genom att köra olika ångmaskiner, generera egen ström och undersök elektriska kretsar. En enkel lampa som lyser skapar bra diskussioner om energiomvandling Teori och laboration Vi studerar olika kedjor av energiomvandlingar och diskuterar energikällor, energibärare och energianvändning. Vi tittar på framdrivning av fordon och vilka metoder som är effektiva. Vi diskuterar energiförluster och evighetsmaskiner. Eleverna får konstruera en egen ”energikedja” med så många energiomvandlingar som möjligt, och får i uppgift att lagra energi på något sätt. Vi demonstrerar solceller och en stirlingmotor. Eleverna provar på att köra ångmaskiner. Anknytning till ämnesplan Fysik 1a, 1b1, 1b2 och Naturkunskap 1a1, 1a2, 1b. Energi och energiresurser; arbete, effekt, potentiell energi och rörelseenergi för att beskriva olika energiformer: mekanisk, termisk, elektrisk och kemisk energi samt strålnings- och kärnenergi. Energiprincipen, entropi och verkningsgrad för att beskriva energiomvandling, energikvalitet och energilagring. Energiresurser och energianvändning för ett hållbart samhälle. Fysikens karaktär, arbetssätt och matematiska metoder. Inför besöket bör eleverna ha kunskap om energiomvandlingar, och känna till begreppen arbete, effekt och verkningsgrad. Eleverna bör vara bekant med enklare elektriska kopplingar. Aktiviteten tar 90 minuter och utförs med max 32 elever. Kontakt: fysik@vetenskapenshus.se. Välkommen att boka besök! FY_Energiomvandlingar_gy_03verF www.vetenskapenshus.se 16 Exoplaneter - Dopplereffekten Skolprogram i fysik för gymnasiet Hur kan vi hitta planeter kring andra stjärnor än vår egen – så kallade exoplaneter? I denna laboration letar vi efter exoplaneter utifrån verkliga astronomiska observationer. Vi analyserar observerade stjärnspektra och studerar stjärnors rörelse och bestämmer massa med hjälp av dopplereffekten. Vi letar efter exoplaneter via mätdata från ExoDo. FOTO: NASA Teori och laboration Vi diskuterar hur vi med hjälp av dopplereffekten kan leta efter exoplaneter. Detta är en av de metoder forskarna använder då de letar efter exoplaneter som kan ha gett upphov till liv. Eleven får själv studera stjärnspektra med hjälp av datorprogrammet ExoDo för att leta efter en exoplanet. De tar fram mätdata från programmet och klistrar in i Excel, där mätdata beräknas och analyseras. Anknytning till ämnesplan Fysik 2. Metoder för undersökning av universum. Elektromagnetisk strålning från stjärnor och interstellära rymden. Metoder för att upptäcka och undersöka exoplaneter. Inför besöket bör eleverna känna till dopplereffekten och ha kännedom om Excel. Aktiviteten tar 90 minuter, utförs med max 16 elever och passar bra att kombinera med annan aktivitet för gruppens andra halva. Kontakt: fysik@vetenskapenshus.se. Välkommen att boka besök! FY_Exoplaneter_Dopplereffekten_gy_04verF www.vetenskapenshus.se 17 Exoplaneter - Transitmetoden Skolprogram i fysik gymnasiet Hur kan vi hitta planeter kring andra stjärnor än vår sol – så kallade exoplaneter? Vi letar exoplaneter utifrån verkliga astronomiska observationer tagna med rymdteleskopet Spitzer. Vi analyserar bilder och mäter hur ljusstyrkan varierar och letar efter en förmörkelse från en planet. FOTO: NASA Teori och laboration Vi diskuterar hur man letar efter planeter runt andra stjärnor än solen. Vi går konkret igenom vad transitmetoden är och hur man använder den för att hitta planeter. Denna metod använder sig forskarna till exempel av för att undersöka om det finns möjlighet till liv på andra platser i universum. Eleverna får själva studera astronomiska bilder med hjälp av datorprogrammet ExoDo och leta efter en förmörkelse av en planet på en stjärna. Vi analyserar därefter mätdata. Anknytning till ämnesplan Fysik 1a, Fysik 1b, Fysik 2. Naturkunskap. Naturvetenskapliga arbetsmetoder. Naturvetenskapligt förhållningssätt. Fysikens karaktär, arbetssätt och matematiska metoder. Metoder för att upptäcka och undersöka exoplaneter. Inför besöket bör eleverna känna till solsystemets uppbyggnad och vara bekant med Excel eller motsvarande. Aktiviteten tar 90 minuter, utförs med max 16 elever och passar bra att kombinera med annan aktivitet för gruppens andra halva. Kontakt: fysik@vetenskapenshus.se. Välkommen att boka besök! FY_Exoplaneter_transitmetoden_gy_05verG www.vetenskapenshus.se 18 Fotoelektrisk effekt Skolprogram i fysik för gymnasiet Möt den fotoelektriska effekten och den tolkning av den som gav Einstein nobelpriset 1921. Vi berör frågan; vad är ljus, är det partiklar? Ljus från en kvicksilverlampa delas upp i ett gitter så att vi kan släppa in olika våglängder i en fotocell. Genom att mäta stoppspänningen för olika våglängder kan Plancks konstant beräknas. Förhållandet mellan fotonens energi och ljusets frekvens mäts Teori och laboration Vi diskuterar två hypoteser om ljuset och ser hur vi kan testa dem i praktiken. Efter att i ett experiment falsifierat den ena hypotesen, så diskuterar vi hur vi kan mäta energin hos fotoner med hjälp av fotoelektrisk effekt. Därmed kan vi ta reda på Plancks konstant som är förhållandet mellan fotonens energi och ljusets frekvens. Eleverna utför två experiment. I det första undersöker de om energin hos elektroner utslagna från en belyst metallyta beror på ljusets intensitet. Därefter diskuteras resultaten gemensamt och en ny teori presenteras: elektronernas energi beror på ljusets färg, dvs frekvens. Detta testas genom att mäta stoppspänningen över en fotodiod för olika färger och då kan Plancks konstant dessutom beräknas. Laborationen är bra för att förklara ljusets partikelnatur, den ger en inblick i kvantmekaniken och låter eleverna öva sig i att laborera. Anknytning till ämnesplan Fysik 2. Våg- och partikelbeskrivning av elektromagnetisk strålning. Fotoelektriska effekten och fotonbegreppet. Det experimentella arbetets betydelse för att testa, omvärdera och revidera hypoteser, teorier och modeller. Bearbetning och utvärdering av data och resultat med hjälp av regressionsanalys, analys av grafer, enhetsanalys och storleksuppskattningar. Inför besöket bör eleverna ha kännedom om elektriska fält, sambandet mellan elektroners rörelseenergi och elektrisk energi. Aktiviteteten tar 90 minuter och utförs med max 16 elever. Det passar bra att kombinera denna aktivitet med skolprogrammet Elektrondiffraktion för gruppens andra halva. Kontakt: fysik@vetenskapenshus.se. Välkommen att boka besök! FY_Fotoelektrisk_effekt_gy_06verF www.vetenskapenshus.se 19 Franck-Hertz och Balmerserien Skolprogram i fysik för gymnasiet Vi gör två klassiska experiment där vi testar hypotesen att energitillstånden i atomer är kvantiserade. Ett där vi ser hur elektroner bromsas upp i en gas när de nått en viss energi, och ett där vi mäter avstånd mellan energinivåer i väteatomen genom att observera det emitterade ljuset från heta väteatomer. Bestämning av energiskillnaden mellan några energinivåer i neonatomen Teori och laboration Franck-Hertz. Vi diskuterar hur hypotesen att energinivåerna är kvantiserade kan testas genom att studera elektronströmmar genom gaser. Experimentuppställningen består av ett rör fyllt med neongas. Elektroner accelereras genom gasen och strömmen genom röret mäts. Genom att variera accelerationsspänningen och mäta strömmen genom röret kan eleverna bestämma energiskillnaden mellan några energinivåer i neonatomen. Balmerserien. Vi diskuterar Bohrs atommodell och hur hypotesen att energinivåerna är kvantiserade kan testas. Eleverna studerar vätets Balmerserie i ett emissionsspektrum med CCDspektrometer och bestämmer Rydbergs konstant. Anknytning till ämnesplan Fysik 2. Atomens elektronstruktur samt absorptions- och emissionsspektra. Planering och genomförande av experimentella undersökningar och observationer. Formulering och prövning av hypoteser. Det experimentella arbetets betydelse för att testa, omvärdera och revidera hypoteser, teorier och modeller. Inför besöket bör eleverna vara bekanta med excitation av atomer, samt ha kännedom om elektriska fält, rörelseenergi och energienheten eV. Aktiviteten tar 90 minuter, utförs med max 32 elever och passar bra att kombinera med annan aktivitet för gruppens andra halva. Kontakt: fysik@vetenskapenshus.se. Välkommen att boka besök! FY_Frank_Hertz_gy_07verF www.vetenskapenshus.se 20 Inspiration: Lasergrottan och supraledning Skolprogram i fysik för gymnasiet Vi demonstrerar bland annat supraledning och gör experiment med flytande kväve. Lasergrottan ger oss många exempel på tillämpningar och spännande fenomen inom optiken. Med experiment i Lasergrottan utforskar vi ljusets egenskaper Teori och laboration Vandring i Lasergrottan. Vi vandrar runt i en interaktiv utställning på ca 60 kvm. Här finner vi 30 olika experiment i mörkret, som visar på ljusets egenskaper och användningsområden. ”Hur skapar man ett hologram?”, ”Led en laserstråle genom olika linsformer” och ”UV-ljus i praktiken” är några av temana. Supraledning och flytande kväve. Vi fryser ner olika föremål i flytande kväve, och fascinerande saker man kan göra med en vätska som har en kokpunkt på -196°C. Bland annat kyler vi ner supraledande material så att vi kan få dem att sväva över en magnetbana. Anknytning till ämnesplan Fysik 1. Termisk energi: inre energi, värmekapacitivitet, värmetransport, temperatur och fasomvandlingar. Orientering om elektromagnetisk strålning och ljusets partikelegenskaper. Fysik 2. Våg- och partikelbeskrivning av elektromagnetisk strålning. Orientering om elektromagnetiska vågors utbredning. Naturkunskap 2. Materiens uppbyggnad, ämnens egenskaper, växelverkan, kretslopp och oförstörbarhet. Estetiska upplevelser kopplade till det naturvetenskapliga utformandet. Inför besöket krävs inga förkunskaper. Aktiviteten tar 90 minuter, utförs med max 32 elever och passar bra att kombinera med annan aktivitet för gruppens andra halva. Kontakt: fysik@vetenskapenshus.se. Välkommen att boka besök! FY_Inspiration_Lasergrottan_supraledning_gy_08verG www.vetenskapenshus.se 21 Jupiters massa Skolprogram i fysik för gymnasiet Hur väger man en planet? Genom att studera astronomiska observationer av Jupiters månar beräknar vi månarnas rörelse och använder detta för att dra slutsatser om planetens massa. FOTO: NASA Teori och laboration Vi diskuterar hur man kan beräkna massa för en himlakropp utifrån rörelsen hos mindre kroppar bundna av den större kroppens gravitation. I den här laborationen får eleven studera en serie bilder av Jupiter och dess månar tagna vid olika tidpunkter. Med hjälp av ett datorprogram får de ta reda på hur månarna kretsar kring Jupiter och använder sedan detta för att beräkna kraften mellan planeten och månarna. Utifrån detta får de sedan dra slutsatser om Jupiters massa. Anknytning till ämnesplan Fysik 2. Tvådimensionell rörelse i gravitationsfält, centralrörelse, metoder för undersökning av universum, trigonometri. Inför besöket bör eleven känna till Newtons gravitationslag, centralrörelse och kunna beräkna centripetalacceleration. Goda kunskaper i trigonometri är önskvärt. Aktiviteten tar 90 minuter och utförs med max 32 elever. Det passar bra att kombinera med skolprogrammet Centralrörelse om eleverna delas i två grupper. Kontakt: fysik@vetenskapenshus.se. Välkommen att boka besök! FY_Jupiters_massa_gy_09verF www.vetenskapenshus.se 22 Kosmisk strålning Skolprogram i fysik för gymnasiet Vi mäter strålning från rymden, dels i laboratoriet dels på rymdstationen ISS via videofilmer tagna av Christer Fuglesang. Vi använder två olika typer av detektorer för myoner som bildas högt uppe i atmosfären när den kosmiska strålningen träffar luftens molekyler. Vår myondetektor utvecklad vid Partikel & astropartikelfysik, KTH Teori och laboration Vi diskuterar kosmisk strålning och de mekanismer som ger upphov till den strålning från rymden som vi kan detektera här på jordytan. Vi pratar om hur myoner från övre delen av atmosfären kan ta sig ner till jordytan och hur de detektorer som kan påvisa dem fungerar. Vi diskuterar hur vi kan använda resultaten från mätningarna för att beräkna myonernas halveringstid vid deras rörelse genom atmosfären. Laborationen består av två moment: mätning av strålningen på ISS vid olika platser i dess bana och mätning av myonstrålningen i olika riktningar med en stor detektor. Anknytning till ämnesplan Fysik 1a. Orientering om Einsteins beskrivning av rörelse vid höga hastigheter: tidsdilatation. Joniserande strålning, partikelstrålning och halveringstid. Avgränsning och studier av problem med hjälp av fysikaliska resonemang och matematisk modellering innefattande exponentialekvationer, funktioner och grafer. Inför besöket bör eleverna ha vissa kunskaper om joniserande strålning och tidsdilatation. Aktiviteten tar 90 minuter, utförs med max 16 elever och passar bra att kombinera med annan aktivitet för gruppens andra halva. Kontakt: fysik@vetenskapenshus.se. Välkommen att boka besök! FY_Kosmisk_stralning_gy_10verF www.vetenskapenshus.se 23 Ljusets hastighet Skolprogram i fysik för gymnasiet Vi mäter ljusets hastighet med hjälp av laserdioder och mikrovågor som bildar en stående våg. Vi mäter ljusets hastighet med oscilloskop och måttband Teori och laboration 1. Tiden det tar för ljuset att tillryggalägga en viss sträcka mäts. Utifrån uppmätta värden beräknas ljusets hastighet c. En laserdiod skickar ljuspulser mot en spegel en bit bort. Hastigheten får vi genom att dela sträckan med tiden. Skillnaden i sträcka kan vi mäta med ett måttband och skillnaden i tid mäts mellan pulserna genom att studera dem med ett oscilloskop. Vi gör flera försök, och funderar över vilka felkällor som råder och hur experimentet kan förbättras. 2. Mikrovågor sänds ut från en sändare mot en mottagare som samtidigt fungerar som reflektor. Genom att utnyttja att det uppstår stående vågor mellan sändare och mottagare kan våglängden bestämmas. Frekvensen är känd. Hastigheten beräknas med sambandet för våghastighet. Anknytning till ämnesplan Fysik 2. Stående vågor och resonans med tillämpningar inom vardag och teknik. Våg- och partikelbeskrivning av elektromagnetisk strålning. Orientering om elektromagnetiska vågors utbredning. Fysikaliska principer bakom tekniska tillämpningar för kommunikation och detektering. Utvärdering av resultat och slutsatser genom analys av metodval, arbetsprocess, felkällor och mätosäkerhet. Inför besöket bör eleverna kunna hastighetsberäkningar och känna till begreppen våglängd, frekvens, våghastighet och sambandet dem emellan. Aktiviteten tar 90 minuter, utförs med max 16 elever och passar bra att kombinera med annan aktivitet för gruppens andra halva. Kontakt: fysik@vetenskapenshus.se. Välkommen att boka besök! FY_Ljustes_hastighet_gy_11verF www.vetenskapenshus.se 24 Rymdresor Skolprogram i fysik för gymnasiet Skicka ut en raket i omloppsbana och res till månen eller en planet. Vi använder ett simuleringsprogram som heter Kerbal. I omlopp runt Kerbin med full fart mot månen Teori och laboration Vi går igenom teorin bakom raketuppskjutning och omloppsbanor. Med hjälp av datorprogrammet Kerbal kan eleverna själva testa att skicka upp en raket i omlopp. Nästa steg är att skicka raketen mot månen och få den i omlopp runt denna och kanske landa. Eleverna kan också prova på att resa till andra planeter. Programmet har en mycket avancerad simuleringsmotor som gör att man får en realistisk bild av hur man reser i rymden. Vi avslutar med en diskussion av de erfarenheter eleverna fått av sina försök. Anknytning till ämnesplan Fysik 1a samt 1b1. Hastighet, rörelsemängd och acceleration för att beskriva rörelse. Krafter som orsak till förändring av hastighet och rörelsemängd. Impuls. Jämvikt och linjär rörelse i homogena gravitationsfält och elektriska fält. Arbete, effekt, potentiell energi och rörelseenergi för att beskriva olika energiformer: mekanisk, termisk, elektrisk och kemisk energi. Fysik 2. Tvådimensionell rörelse i gravitationsfält och elektriska fält. Centralrörelse. Simulering av tvådimensionell rörelse med hjälp av enkla numeriska metoder. Inför besöket bör eleverna känna till Newtons lagar. Aktiviteten tar 90 minuter, utförs med max 16 elever. Kontakt: fysik@vetenskapenshus.se. Välkommen att boka besök! FY_Rymdresor_gy_25verF www.vetenskapenshus.se 25 Solcellens effektivitet Skolprogram i fysik för gymnasiet Laboration med solceller för att öka förståelsen för begrepp som effekt och energiomvandling, med fokus på det vetenskapliga arbetssättet. Mätning av en solcells effekt Teori och laboration Vi diskuterar några egenskaper hos solcellen. Vi tar upp begreppen ström, spänning, effekt, energi och samband dem emellan. Hur mäter vi ström och spänning? Vad menas med att arbeta vetenskapligt? Vi tittar på solcellers användning. Eleverna gör en fri laboration där de får undersöka solcellers egenskaper och effektivitet, de får formulera egna frågeställningar och hypoteser. Anknytning till ämnesplan Fysik 1, Naturkunskap 1 och 2. Det experimentella arbetets betydelse för att testa, omvärdera och revidera hypoteser, teorier och modeller; planering och genomförande av experimentella undersökningar och observationer samt formulering och prövning av hypoteser i samband med dessa. Energi och energiresurser. Naturvetenskapligt förhållningssätt, hur man ställer frågor som går att pröva naturvetenskapligt och hur man går till väga för att ställa företeelser i omvärlden under prövning. Inför besöket bör eleverna känna till begrepp som hypotes och kontrollerade experiment. Eleven bör vara bekant med enklare elektriska kopplingar, och känna till begreppen arbete, effekt och verkningsgrad. Aktiviteten tar 90 minuter, utförs med max 16 elever och passar bra att kombinera med annan aktivitet för gruppens andra halva. Kontakt: fysik@vetenskapenshus.se. Välkommen att boka besök! FY_Solcellens_effektivitet_gy_12verF www.vetenskapenshus.se 26 Solpaneler Skolprogram i fysik för gymnasiet Hur ska vi kunna tillgodose vårt energibehov när de fossila bränslena sinar? Ett mångfasetterat alternativ är att använda solpaneler, det vill säga paneler som fångar solens energi och omvandlar detta till energiformer vi har nytta av. Vi testar olika typer av solpaneler och försöker avgöra hur de bäst kan användas. Teknik som ger energi från en ren källa Teori och laboration Vi diskuterar hur man fångar upp energin från solen. Vi går igenom hur man kan beräkna effekten från solpaneler av olika typ. Vi jämför resultaten från olika typer av solpaneler och diskuterar vilken typ som är lämplig i olika sammanhang. Vi jämför olika solpanelers mottagna effekt. Eleverna delas in i fyra grupper och får olika typer av solpanel att studera. Vi använder oss av luftsolfångare, kiselsolcell, vattensolfångare och vakuumrörsolfångare. Istället för sol använder vi halogenlampor. Anknytning till ämnesplan Fysik 1a och Naturkunskap. Energi och energiresurser. Effekt, potentiell energi och rörelseenergi. Termisk och elektrisk energi. Energiprincipen, entropi och verkningsgrad. Energiomvandling, energikvalitet och energilagring. Elektrisk energi, elektrisk spänning, ström och resistans. Energiresurser och energianvändning för ett hållbart samhälle. Fysikens karaktär, arbetssätt och matematiska metoder. Inför besöket bör eleverna känna till begreppen arbete och effekt samt vara bekanta med hur man beräknar elektrisk effekt. Aktiviteten tar 90 minuter, utförs med max 16 elever och passar bra att kombinera med annan aktivitet för gruppens andra halva. Kontakt: fysik@vetenskapenshus.se. Välkommen att boka besök! FY_Solpaneler_gy_13verF www.vetenskapenshus.se 27 Solspektrum Skolprogram i fysik för gymnasiet Ta temperaturen på solen! Studera ljuset från vår närmaste stjärna solen och använd det observerade spektrat för att bestämma solens sammansättning och temperatur. Emissionsspektrum från solen liknar det från en svartkropp Teori och laboration Vi diskuterar hur man bestämmer temperatur ur svartkroppsstrålning med hjälp av Wiens förskjutningslag. Vi diskuterar uppkomst av absorptionsspektra. Eleverna får mäta temperaturen hos en glödtråd. De observerar solen med CCD-spektrometer och bestämmer solens temperatur och atmosfärens sammansättning utifrån det observerade spektrumet. Anknytning till ämnesplan Fysik 2. Metoder för undersökning av universum. Elektromagnetisk strålning från stjärnor och interstellära rymden. Atomens elektronstruktur samt absorptions- och emissionsspektra. Inför besöket bör eleven känna till svartkroppsstrålning och emissions- och absorptionsspektra. Aktiviteten tar 90 minuter och utförs med max 16 elever. Det passar bra att kombinera med annan aktivitet för gruppens andra halva. Kontakt: fysik@vetenskapenshus.se. Välkommen att boka besök! FY_Solspektrum_gy_14verF www.vetenskapenshus.se 28 Strålning: Cesium i svamp Skolprogram i fysik för gymnasiet Mät cesiumhalten i torkad svamp plockad i Gävle. Vi undersöker även hur olika strålningstyper absorberas av material. Innehåller svensk svamp Cesium 137? Teori och laboration Vi diskuterar cesiumförekomst och dess betydelse för vår hälsa och miljö. Vi diskuterar hur man kan identifiera och kvantifiera förekomst av radioaktiva ämnen med hjälp av en gammaspektrometer. Vi pratar om hur olika strålningstyper växelverkar med omgivningen. Med hjälp av gammaspektrometer får eleverna identifiera olika radioaktiva ämnen. De kalibrerar utrustningen med prover av renavkok, samt mäter cesiumhalt i torkad svamp. Anknytning till ämnesplan Fysik 1a och 1b2. Radioaktivt sönderfall, joniserande strålning, partikelstrålning, halveringstid och aktivitet. Växelverkan mellan olika typer av strålning och biologiska system, absorberad och ekvivalent dos. Strålsäkerhet. Inför besöket bör eleverna känna till Tjernobylolyckan och ha kunskaper om isotoper och olika strålningstyper. Aktiviteten tar 90 minuter och utförs med max 16 elever. Det passar bra att kombinera med annan aktivitet för gruppens andra halva. Kontakt: fysik@vetenskapenshus.se. Välkommen att boka besök! FY_Stralning_Cesium_gy_15verF www.vetenskapenshus.se 29 Strålning: Radonmätning Skolprogram i fysik för gymnasiet Mät radonhalt i luft inklusive provtagning till exempel i hemmet. Radonmätning med koldosa Teori och laboration Vi diskuterar radonförekomst och dess betydelse för vår hälsa och miljö. Vi diskuterar hur man kan identifiera och kvantifiera förekomst av olika radioaktiva ämnen med hjälp av en gammaspektrometer. Vi pratar om hur olika strålningstyper växelverkar med omgivningen. Med hjälp av gammaspektrometer får eleverna identifiera olika radioaktiva ämnen. De mäter radonhalt med hjälp av koldosor, där radonuppsamlingen kan ha gjorts vid Vetenskapens Hus eller på valfri plats. Eleverna får också mäta halveringstid för protaktinium med hjälp av GM-räknare. Anknytning till ämnesplan Fysik 1a och 1b2. Radioaktivt sönderfall, joniserande strålning, partikelstrålning, halveringstid och aktivitet. Växelverkan mellan olika typer av strålning och biologiska system, absorberad och ekvivalent dos. Strålsäkerhet. Inför besöket bör eleverna ha kunskap om isotoper och olika strålningstyper. Eleven bör känna till radon och dess uppkomst, samt dess inverkan på vår hälsa och miljö. Innan besöket kan läraren, om så önskas, hämta ett antal koldosor för radonmätning från Vetenskapens Hus att placera ut hemmet eller i skolan. Aktiviteten tar 90 minuter och utförs med max 16 elever. Det passar bra att kombinera med annan aktivitet för gruppens andra halva. Kontakt: fysik@vetenskapenshus.se. Välkommen att boka besök! FY_Stralning_Radonmatning_gy_16verF www.vetenskapenshus.se 30 Supraledning Skolprogram i fysik för gymnasiet Vi ser hur ett supraledande material kan få magneter att sväva. Vi använder flytande kväve för att göra materialet supraledande och mäter den kritiska temperatur då detta sker. En supraledare svävar över några magneter Teori och laboration Vi diskuterar egenskaper hos högtemperatursupraledare, såsom att de helt tränger ut sitt magnetiskta fält till utsidan av materialet, den så kallade Meissnereffekten. Vi berör att det inte finns en teori som kan förklara fenomenet teoretiskt för högtemperaturssupraledare. Vi tar även upp litet grann om flytande kväve. Meissnereffekten demonstreras; genom att placera en magnet ovanför en supraledare så kommer den att sväva och detta fenomen kan vi använda för att mäta den kritiska temperaturen. Anknytning till ämnesplan Fysik 2. Samband mellan elektriska och magnetiska fält. Magnetiskt fält kring strömförande ledare, induktion. Modeller och teorier som förenklingar av verkligheten. Modellers och teoriers giltighetsområden samt hur de kan utvecklas, generaliseras eller ersättas av andra modeller och teorier över tid. Inför besöket bör eleverna ha grundläggande kunskaper om magneter och elektrisk ström. Aktiviteten tar 90 minuter och utförs med max 16 elever. Det passar bra att kombinera med annan aktivitet för gruppens andra halva. Kontakt: fysik@vetenskapenshus.se. Välkommen att boka besök! FY_Supraledning_gy_17verF www.vetenskapenshus.se 31 Undersök toner, vandra i Lasergrottan Skolprogram i fysik för gymnasiet Vad skiljer egentligen ljudet från en gitarr från ljudet av en trumpet? Varför låter din röst olik din kompis röst? Vi undersöker ljudets egenskaper med hjälp av ett datorprogram där vi kan se en avbild av ljudet från rösten och musikinstrument. Vi fördjupar oss också i vågornas egenskaper i Lasergrottan. Här analyserarvi bland annat toners klangfärg Teori och laboration Vi tar upp hur grund- och övertoner bygger upp ljud. Genom att använda ett datorprogram kan vi analysera ljudet. Med en mikrofon kopplad till en dator får eleverna undersöka och analysera ljud från ett instrument eller från stämbanden. Vi studerar de toner som bygger upp ljudets grundtoner och klangfärg. Men vad menas med rena och falska toner och vad har egentligen matematik med musik att göra? Vi gör också en vandring i Lasergrottan, en interaktiv utställning på 60 kvm där vi finner 30 olika experiment i mörkret som visar på ljusets egenskaper och användningsområden. Några exempel på teman är ljusfenomen, laserteknik och hologram. Anknytning till ämnesplan Naturkunskap 1 och 2. Hur ljud uppstår, breder ut sig och kan registreras på olika sätt. Mätningar och mätinstrument. Naturvetenskapliga arbetsmetoder. Observationer, klassificering, mätningar och experiment. Estetiska upplevelser kopplade till det naturvetenskapliga utforskandet. Inför besöket bör eleverna känna till begreppen våglängd, frekvens, grundton och överton. Aktiviteten tar 90 minuter, utförs med max 16 elever och passar bra att kombinera med annan aktivitet för gruppens andra halva. Kontakt: fysik@vetenskapenshus.se. Välkommen att boka besök! FY_Undersok_toner_vandra_i_Lasergrottan_gy_18verF www.vetenskapenshus.se 32 Upptäck ljus, ljusets hastighet och vandra i Lasergrottan Skolprogram i fysik för gymnasiet Vi bestämmer ljusets hastighet genom att mäta den sträcka ljuset färdats och hur lång tid det tar. Och ställer oss frågan är det möjligt att mäta ljusets hastighet med 100 % noggrannhet? Sedan besöker vi Lasergrottan, där vi undersöker olika egenskaper hos ljus. Vi mäter ljusets hastighet med oscilloskop och måttband Teori och laboration Vi går igenom hur man kan beräkna ljusets hastighet från tid och sträcka. Vi förklarar hur vi kan få ut tiden från ett oscilloskop genom att mäta på ljuspulser som gått olika lång väg i ett laborationssystem. Tiden det tar för ljuset att tillryggalägga en viss sträcka mäts med oscilloskopet och sträckan med ett måttband. Utifrån uppmätta värden beräknas ljusets hastighet. Eleverna uppmuntras att göra flera försök, att fundera över vilka felkällor som finns och hur experimentet kan förbättras. Vi vandrar runt i Lasergrottan, den 60 kvm interaktiva ljusutställning som ligger i tunnlarna under huset. I utställningen finns 30 experiment som på ett underhållande och klargörande sätt visar olika ljusfenomen, till exempel holografi, laserteknik och interferens. Anknytning till ämnesplan Fysik 1. Naturkunskap 1 och 2. Hastighet för att beskriva rörelse. Utvärdering av resultat och slutsatser genom analys av metodval, arbetsprocess, felkällor och mätosäkerhet. Naturvetenskapliga arbetsmetoder och förhållningssätt. Mätningar och experiment. Estetiska upplevelser kopplade till det naturvetenskapliga utforskandet. Inför besöket bör eleverna kunna beräkna hastighet utifrån sträcka och tid. Aktiviteten tar 90 minuter, utförs med max 32 elever, och passar bra att kombinera med annan aktivitet för gruppens andra halva. Kontakt: fysik@vetenskapenshus.se. Välkommen att boka besök! FY_Upptack_ljus_ljusets_hastighet_vandra_i_Lasergrottan_gy_19verF www.vetenskapenshus.se 33 Upptäck strålning Skolprogram i fysik för gymnasiet Vi demonstrerar strålning på olika sätt. Besöket består av två lika långa delar, ena delen är en laboration, där vi mäter absorption av strålning i olika material eller mäter halveringstid. Andra delen är en serie demonstrationer, där vi visar hur man kan se spår av partiklar i en dimkammare och hur man mäter energin för strålningen med spektrometrar. Spår av partiklar i dimkammaren Teori och laboration Vi diskuterar vad olika strålningstyper består av och deras egenskaper avseende påverkan på biologiska system. Absorptionen av olika strålningstyper för olika material undersöks och analyseras. Alternativt kan vi mäta halveringstid för protaktinium. Spektrometrar, demonstration. Demonstration av strålningsmätning av alfa-, beta- och gammastrålning. Vi tittar på energifördelningen av de olika typerna av strålning och diskuterar vilka slutsatser vi kan dra utifrån dem. Vi visar hur en gammaspektrometer fungerar och används. Dimkammaren, demonstration. Demonstration av en stor dimkammare där man kan se spår efter radioaktivitet och kosmisk strålning. I dimkammaren kan vi se spåren av laddade partiklar på riktigt. Anknytning till ämnesplan Fysik 1a och 1b2. Radioaktivt sönderfall, joniserande strålning, partikelstrålning, halveringstid och aktivitet. Växelverkan mellan olika typer av strålning och biologiska system, absorberad och ekvivalent dos. Strålsäkerhet. Tillämpningar inom medicin och teknik. Inför besöket bör eleverna ha hört talas om alfa-, beta- och gammastrålning. Aktiviteten tar 90 minuter, utförs med max 32 elever, som delas in i två grupper. Det passar också bra att kombinera med annan aktivitet för gruppens andra halva. Kontakt: fysik@vetenskapenshus.se. Välkommen att boka besök! FY_Upptack_stralning_gy_20verF www.vetenskapenshus.se 34 Upptäck universum Skolprogram i fysik för gymnasiet Vad ser vi på himlen en klar natt? Hur beskriver man årstider och mån- och solförmörkelse? Varifrån kommer alla grundämnen? Vi tittar på solsystemets rörelser och diskuterar hur vi påverkas av dem. Vi pratar om stjärnor och universums utveckling. FOTO: NASA Teori och laboration Vi ger ett kort föredrag om universum och stjärnornas liv och utveckling, för att väcka intresse och sätta igång tankarna. Vi pratar om universums struktur och hur stjärnornas utveckling ger upphov till de olika grundämnena, och diskuterar rörelser i solsystemet, årstider, månens faser och förmörkelser. Vi uppmuntrar till frågor och diskussioner. Eleverna får sedan studera modeller av solsystemet där de själva kan se hur jordens rörelse ger upphov till variation i dagens längd och dra egna slutsatser om årstidernas uppkomst. Med dataprogrammet Stellarium får eleverna studera hur stjärnhimlens utseende och planeternas position på himlen varierar under året. Anknytning till ämnesplan Naturkunskap 2. Universums utveckling som förklaring till materiens uppkomst och jordens sammansättning. Inför besöket bör eleven känna till solsystemets olika delar och atomers och molekylers uppbyggnad. Besöket tar 90 minuter och utförs med max 16 elever. Kontakt: fysik@vetenskapenshus.se. Välkommen att boka besök! FY_Upptack_universum_ gy_22verF www.vetenskapenshus.se 35 Vindkraft Skolprogram i fysik för gymnasiet Eleverna får upptäcka några faktorer som är viktiga för ett vindkraftverks elproduktion. De får optimera med avseende på antal vingar och vingform hos en vindkraftverksmodell som till stor del skrivits ut med vår 3D-skrivare. Vindkraftverk på Vetenskapens Hus Teori och laboration Vi diskuterar hur vindkraftverk är utformade för att så effektivt som möjligt omvandla vinden till energi. Eleverna får själva optimera modeller av vindkraftverk, där de kan studera effekten av vingarnas form och antal. De får själva utforma undersökningen och sedan redovisa den muntligt för hela gruppen. Anknytning till ämnesplan Fysik 1. Arbete, effekt, potentiell energi och rörelseenergi för att beskriva olika energiformer: mekanisk, termisk, elektrisk. Energiresurser och energianvändning för ett hållbart samhälle. Planering och genomförande av experimentella undersökningar och observationer samt formulering och prövning av hypoteser i samband med dessa. Inför besöket bör eleverna känna till begreppen arbete och effekt. Aktiviteten tar 90 minuter, utförs med max 16 elever och passar bra att kombinera med annan aktivitet för gruppens andra halva. Kontakt: fysik@vetenskapenshus.se. Välkommen att boka besök! FY_Vindkraft_gy_22verF www.vetenskapenshus.se 36 Väga elektronen Skolprogram i fysik för gymnasiet Vi bestämmer kvoten mellan elektronens laddning och massa genom att studera elektroners cirkulära rörelse i ett homogent magnetfält genererat av Helmholtzspolar. Här beräknas massan på elektronen Teori och laboration Vi diskuterar hur den cirkulära rörelsen hos elektroner i ett homogent magnetfält kan användas för att mäta förhållandet mellan elektronens laddning och dess massa. Med hjälp av en elektronkanon accelereras elektroner upp till en medelhög hastighet med känd spänning. Elektronerna skjuts in i ett område med homogent magnetfält som alstras av Helmholtzspolar. Elektronerna utsätts för en magnetisk kraft som får dem att följa en cirkulär bana. Genom att mäta banans radie kan massan för elektronerna beräknas. Anknytning till ämnesplan Fysik 2. Tvådimensionell rörelse i gravitationsfält och elektriska fält. Centralrörelse. Rörelse av elektrisk laddning i magnetiskt fält. Utvärdering av resultat och slutsatser genom analys av metodval, arbetsprocess, felkällor och mätosäkerhet. Inför besöket bör eleverna ha kunskap om rotationsrörelse, centripetalacceleration samt kännedom om magnetiska fält och krafter på laddade partiklar i rörelse. Aktiviteten tar 90 minuter, utförs med max 16 elever, och det passar bra att kombinera med annan aktivitet för gruppens andra halva. Kontakt: fysik@vetenskapenshus.se. Välkommen att boka besök! FY_Vaga_elektronen_gy_21verF www.vetenskapenshus.se 37 Även solen har fläckar Skolprogram i fysik för gymnasiet Vi diskuterar vår närmaste stjärna solen och vi studerar solfläckar och protuberanser. Solen fotograferad genom vårt solteleskop Teori och laboration Vi ger ett kort föredrag om solens liv och utveckling för att väcka intresse och sätta igång tankarna. Vi tar upp allt från solen och planeterna till olika stjärnors utveckling. Vi uppmuntrar till frågor och diskussioner. Vid fint väder observerar vi solens yta med hjälp av vårt solteleskop och solvaggor. Med hjälp av ett datorprogram analyserar vi bilder av solytan och mäter storleken på solfläckar. Anknytning till ämnesplan Naturkunskap 2. Universums utveckling som förklaring till materians uppkomst och jordens sammansättning. Materians uppbyggnad, ämnens egenskaper, växelverkan, kretslopp och oförstörbarhet. Samband och skillnader mellan energi och materia. Naturvetenskapligt förhållningssätt, hur man ställer frågor som går att pröva naturvetenskapligt och hur man går till väga för att ställa företeelser i omvärlden under prövning. Inför besöket bör eleverna känna till solsystemets uppbyggnad. Besöket tar 90 minuter och utförs med max 16 elever. Kontakt: fysik@vetenskapenshus.se. Välkommen att boka besök! FY_Även_solen_har_fläckar_ gy_24verF www.vetenskapenshus.se 38 Doftens kemi Skolprogram i kemi för gymnasiet Under denna laboration utforskar vi kemin bakom doftsinnet. Genomgång växlas med praktisk doftanalys av ett antal okända prover. Vi tittar också på parfymernas historia och hur parfymer är uppbyggda. Avslutningsvis får eleverna själva agera parfymörer och komponera en alldeles egen parfym. Vi komponerar egna parfymer Teori och laboration Vilka biokemiska processer finns bakom doftsinnet? Kopplingar görs till funktionella grupper och intermolekylära krafter. Vi doftar på ett antal olika prover som kopplas till molekylernas struktur. Vi pratar om parfymers uppbyggnad och avslutningsvis får eleverna komponera en egen parfym att ta med hem. Exempel på kemisk kommunikation via dofter och feromoner tas också upp. Anknytning till ämnesplan Kemi 1, kemi 2. Naturkunskap 2. Materia och kemisk bindning. Organisk kemi. Biokemi. Vardag och samhälle. Inför besöket är det en fördel om eleverna har grundläggande kunskaper om molekylstrukturer och intermolekylära krafter. Nivån anpassas beroende på årskurs. Aktiviteten tar 90 minuter, utförs med max 32 elever som delas i två grupper. Det passar bra att kombinera med annan aktivitet för gruppens andra halva. Kontakt: kemi@vetenskapenshus.se. Välkommen att boka besök! KE_Doftens_kemi_gy_01verF www.vetenskapenshus.se 39 Gaskromatografi (GC) Skolprogram i kemi för gymnasiet Analytiska kemister finns på en stor del av alla större företag. I den här laborationen får eleverna använda sig av gaskromatografi (GC), en av de absolut viktigaste analytiska teknikerna. Vi tittar på sammansättningarna av ett antal olika petroleum(olje-)baserade bränslen och drar slutsatser från dessa. Vi arbetar med datorsimulerade GC-körningar och på så sätt lär man sig mer om hur man arbetar för att lösa olika separationsproblem. Gaskromatografi (GC) är en av de viktigaste analytiska teknikerna Teori och laboration Vi går igenom kromatografiska separationstekniker med fokus på gaskromatografin (GC) och dess användningsområden. Eleverna får sedan göra en enkel provberedning (spädning) och proven analyseras i gaskromatografen, samtidigt som maskinens uppbyggnad förklaras. Medan proverna körs får eleverna arbeta med ett GC-modelleringsprogram där de försöker separera olika blandningar med hjälp av simulerad gaskromatografi. Slutligen analyseras de verkliga proverna och eleverna får arbeta med ett antal relaterade uppgifter. Anknytning till ämnesplan Kemi 1 och 2. Materia och kemisk bindning. Analytisk kemi. Kemins karaktär och arbetssätt. Inför besöket bör eleverna ha studerat kemisk bindning och vara bekanta med begreppet kromatografi. Aktiviteten tar 3 timmar och utförs med max 16 elever. Kontakt: kemi@vetenskapenshus.se. Välkommen att boka besök! KE_Gaskromatografi_gy_02verF www.vetenskapenshus.se 40 Grätzelsolceller (kort) Skolprogram i kemi för gymnasiet Att göra oss oberoende av fossila bränslen är en av de största utmaningar som mänskligheten kommer att ställas inför under de kommande decennierna. Eleverna får under besöket stifta bekantskap med förnybar energi i form av solceller genom att montera dem och mäta deras prestanda. De mätresultat som eleverna erhåller diskuteras och det genomförda kontrollerade experimentet granskas. Sintrat glas som är infärgat med ett unikt färgämne Teori och laboration Eleverna erhåller ett glas bestruket med titandioxid – så kallad sintring. Det sintrade glaset infärgas med ett unikt färgämne, medan ett annat glas erhåller en katalysator. Tillsammans med elektrolyt monteras de två glasbitarna till en färdig solcell. Solcellens prestanda mäts och verkningsgraden räknas ut. Teorin tar upp Peak Oil, tillgången på olja, och visar hur solceller kan vara ett alternativ bland förnybara energikällor. Grätzelsolcellens redoxmekanism förklaras. Anknytning till kursplan Kemi 1 och 2. Naturkunskap 1a1 och 1a2, Naturkunskap 2. Reaktioner och förändringar. Kemins karaktär och arbetssätt. Hållbar utveckling och teknik. Reaktioner och förändringar. Kemins karaktär och arbetssätt. Hållbar utveckling och teknik. Inför besöket bör eleverna känna till Ohms lag samt atomens struktur. Aktiviteten tar 90 minuter och utförs med max 16 elever. Kontakt: kemi@vetenskapenshus.se. Välkommen att boka besök! KE_Gratzelsolceller_kort_gy_07verH www.vetenskapenshus.se 41 Grätzelsolceller, lång Skolprogram i kemi för gymnasiet Att göra oss oberoende av fossila bränslen är en av de största utmaningar som mänskligheten kommer att ställas inför under de kommande decennierna. Eleverna får under besöket stifta bekantskap med förnybar energi i form av solceller genom att montera dem och mäta deras prestanda. De mätresultat som eleverna erhåller diskuteras och det genomförda kontrollerade experimentet granskas. Sintrat glas som är infärgat med ett unikt färgämne Teori och laboration Titandioxid stryks ut på ett ledande glas som sedan värms i en ugn – så kallad sintring. Det sintrade glaset infärgas med ett unikt färgämne, medan ett annat glas erhåller en katalysator. Tillsammans med elektrolyt monteras de två glasbitarna till en färdig solcell. Solcellens prestanda mäts och verkningsgraden räknas ut. Teorin tar upp Peak Oil, tillgången på olja, och visar hur solceller kan vara ett alternativ bland förnybara energikällor. Grätzelsolcellens redoxmekanism förklaras. Anknytning till ämnesplan Kemi 1 och 2. Naturkunskap 1a1 och 1a2, Naturkunskap 2. Reaktioner och förändringar. Kemins karaktär och arbetssätt. Hållbar utveckling och teknik. Inför besöket bör eleverna känna till Ohms lag samt atomens struktur. Aktiviteten inkluderar sintring tar 3 timmar och utförs med max 16 elever i halvgrupp. Kontakt: kemi@vetenskapenshus.se. Välkommen att boka besök! KE_Gratzelsolceller_lång_gy_03verH www.vetenskapenshus.se 42 Kriminalteknologi med DNA-sekvensering Skolprogram i kemi för gymnasiet DEMO. En laboration kopplad till en påhittad kriminalberättelse. Mördaren ska hittas med hjälp av naturvetenskapliga arbetsmetoder. Elever arbetar experimentellt med DNA-analys: sekvenserar PCRprodukt med pyrosekvensering, avläser och utvärderar pyrogram. Eleverna resonerar kring resultaten och möjliga felkällor. Laborationen är baserad på aktuella vetenskapliga forskningsresultat och teknik. DEMO Mikropipetter används för att tillsätta enzym och substrat Teori och laboration Vi diskuterar kriminaltekniska metoder med tyngdpunkt på den nya DNA-tekniken. Utvinning av DNA från biologiska prov, DNA-amplifiering (PCR), teorin bakom provförberedningen och pyrosekvenseringen förklaras och diskuteras. Frågan om legalisering av ett allmänt DNA-register tas upp. Eleverna får DNA-prov förberett till pyrosekvensering eftersom laborationen är en demonstration! Eleverna använder mikropipetter och tillsätter enzym och substrat till provet. Därefter sekvenseras DNA:t, pyrogrammet analyseras och mördaren i fallet pekas ut. Anknytning till ämnesplan Biologi 1 och 2. Naturkunskap 1 och 2. Inför besöket bör eleverna vara bekanta med cellens grundläggande beståndsdelar, DNA-struktur och uppbyggnad. De bör känna till begrepp som enzym, DNA-replikation, cellens biologiskt användbara energi i form av ATP. Laborationen förutsätter viss laboratorievana och noggrannhet! Aktiviteten tar 90 minuter och utförs med max 16 elever. Kontakt: kemi@vetenskapenshus.se. Välkommen att boka besök! KE_Kriminalteknologi_DEMO_gy_04verG www.vetenskapenshus.se 43 Kriminalteknologi med DNA-sekvensering Skolprogram i kemi för gymnasiet En laboration kopplad till en påhittad kriminalberättelse. Mördaren ska hittas med hjälp av pyrosekvensering. Elever arbetar experimentellt med DNA-analys: förbereder PCR-produkt till DNAsekvensering, avläser och utvärderar pyrogram. Eleverna resonerar kring resultaten och möjliga felkällor. Laborationen är baserad på aktuella naturvetenskapliga forskningsresultat och teknik. Mikropipetter används då proverna förbereds Teori och laboration Vi diskuterar kriminaltekniska metoder med tyngdpunkt på den nya DNA-tekniken. Utvinning av DNA från biologiska prov, DNA-amplifiering (PCR), teorin bakom provförberedningen och pyrosekvenseringen förklaras och diskuteras. Frågan om legalisering av ett allmänt DNA-register tas upp. Eleverna använder mikropipetter och förbereder PCR-produkt av DNA till pyrosekvensering. Under laborationens gång varvas praktiska moment med föreläsning/ filmdemonstration. Pyrogrammet analyseras och mördaren i fallet pekas ut. Anknytning till ämnesplan Biologi 1 och 2. Naturkunskap 1 och 2. Inför besöket bör eleverna vara bekanta med cellens grundläggande beståndsdelar, DNA-struktur och uppbyggnad. De bör känna till begrepp som enzym, DNA-replikation, cellens biologiskt användbara energi i form av ATP. Laborationen förutsätter laboratorievana och noggrannhet! Aktiviteten tar 3 timmar och utförs med max 16 elever. Kontakt: kemi@vetenskapenshus.se. Välkommen att boka besök! KE_Kriminalteknologi_gy_05verF www.vetenskapenshus.se 44 Raketforskare för en dag Skolprogram i kemi för gymnasiet Låt dina elever bli raketforskare för en dag! Under denna laboration, som är utvecklad tillsammans med forskare på KTH, studeras uppskjutningen av rymdfärjor med fokus på de kemiska processerna och principerna bakom hur energin utvinns. Eleverna får också montera och testa en egen raketmotor, samt använda datormodellering för att undersöka potentialen hos nya kemiska bränslealternativ. FOTO: NASA Teori och laboration Uppbyggnaden av en rymdraket diskuteras med fokus på de olika bränslesystemen och de kemiska principer som ligger bakom kemisk energiutvinning. Redoxreaktioner, bindningsstyrkor och termokemi är nyckelbegrepp. Gruppvis monterar eleverna en raketmotor som sedan testas i slutet av laborationstillfället. De får också arbeta med ett kvantkemiskt datorberäkningsprogram för att undersöka potentialen på en ny raketbränslekandidat och jämföra denna med existerande alternativ. Anknytning till ämnesplan Kemi 1 och 2. Reaktioner och förändringar. Kemins karaktär och arbetssätt. Inför besöket är det en fördel om eleverna har arbetat med termokemi och redoxreaktioner. Aktiviteten tar 120 minuter och utförs med max 16 elever och kan kombineras med annan aktivitet för gruppens andra halva. Kontakt: kemi@vetenskapenshus.se. Välkommen att boka besök! KE_Raketforskare_for_en_dag_gy_06verF www.vetenskapenshus.se 45 Djungelmatte Skolprogram i matematik för gymnasiet Vad är oändligheten och hur räknar man med ett sådant begrepp? Vi möter väldigt många apor – alla mycket förtjusta i bananer och frågar oss vad skillnaden mellan oerhört många och oändligt många apor egentligen består i? Följ med på en intresseväckande utflykt i den oändligt stora djungeln! Teori och aktivitet Detta skolprogram behandlar den teori från mängdläran som handlar om oändligt stora mängders kardinalitet. Detta illustreras ofta med det klassiska exemplet ”Hilberts Hotell” och aktiviteterna har inspirerats av detta exempel. Oändligheten är ett svårt filosofiskt begrepp att smälta, men genom att långsamt närma oss den via fantasifulla och konkreta problem skapar vi en förtrogenhet med formalismen som finns för den mest naturliga oändliga mängden – mängden av naturliga tal. Aktiviteten går ut på att eleverna i mindre grupper får ägna sig åt problemlösning med löpande återkoppling från besöksledare och resten av gruppen. Genom ingångarna till dessa problem klarnar det teoretiska resonemanget vartefter. Begrepp som behandlas är bland annat oändligheten, mängder, naturliga tal, mängdteori, kardinalitet och hopparningar eller bisektioner. Anknytning till ämnesplan Storlek på mängder. Föra egna resonemang i grupper. Matematiska insikter om hur oändligheten kan formaliseras. Taluppfattning. Problemlösning. Inför besöket kan det vara bra att ha bekantat sig något med grundläggande mängdlära, men det är inget krav för att kunna tillgodogöra sig innehållet. Aktiviteten tar 90 minuter, utförs i halvklass och passar bra att kombinera med en annan aktivitet för gruppens andra halva. Kontakt: matematik@vetenskapenshu.se. Välkommen att boka besök! MA_Djungelmatte_gy_01verF www.vetenskapenshus.se 46 Färgläggning Skolprogram i matematik för gymnasiet Kan matematik vara så här kul? Går det att täcka ett spelbräde med klossar som har en viss form? I en lekfull aktivitet där problemlösning står i fokus introducerar vi eleverna till problemlösning av lite annorlunda typ. Genom att testa sig fram och färglägga spelbrädet upptäcks snart mönster som motiverar förvånande lösningar på problemen! Problemlösning med hjälp av en spelplan, färgpennor och klossar Teori och laboration Vi lär oss en exotisk teknik – nämligen att ”färglägga”. Denna metod härstammar från ett område inom kombinatorik och används ofta inom tävlingsinriktad matematik. Med hjälp av logik och färgläggning lär sig eleverna snabbt att dra stringenta, matematiska slutsatser. Eleverna arbetar i mindre grupper och med hjälp av spelplaner, färgpennor, klossar och brickor får eleverna i uppdrag att svara på kluriga frågor. Slutsatserna redovisas sedan och eleverna får öva sig på att föra matematiska resonemang och kommunicera matematik med varandra. Anknytning till ämnesplan Resonemangsförmåga, analys av valda strategier och diskussioner av lösningar. Inför besöket krävs inga speciella förberedelser. Aktiviteten tar 90 minuter, utförs i halvklass och passar bra att kombinera med en annan aktivitet för gruppens andra halva. Kontakt: matematik@vetenskapenshus.se. Välkommen att boka besök! MA_Farglaggning_gy_02verF www.vetenskapenshus.se 47 Kodning Skolprogram i matematik för gymnasiet Går det att använda matematik för att skapa eller knäcka koder? Hur kan man skicka meddelanden på ett säkert sätt och hur räknar en dator? I skolprogrammet Kodning tar vi reda på detta genom att bland annat undersöka den binära talbasen med specialtillverkade 8-bitsenheter. Problemlösning med binärlåda Teori och laboration Det binära talsystemet ligger till grund för hur datorer räknar och handskas med tal. Vi människor är däremot mer vana vid och införstådda med hur det decimala talsystemet fungerar. Det visar sig att det inte är något speciellt med de här talbaserna utan att tal kan representeras i vilken talbas som helst utan att reglerna för hur vi räknar ändras. Eleverna får diskutera för- och nackdelar med olika talbaser och konstruera egna representationer av tal. Anknytning till ämnesplan Taluppfattning, positionssystem, talbas, binära tal och algoritm, aritmetik och algebra. Problemlösning. Matematiska resonemang. Skapa strategier för problemlösning. Inför besöket kan det vara bra att ha pratat om vad en talbas är. Aktiviteten tar 90 minuter, utförs i halvklass och passar bra att kombinera med en annan aktivitet för gruppens andra halva. Kontakt: matematik@vetenskapenshus.se. Välkommen att boka besök! MA_Kodning_gy_03verG www.vetenskapenshus.se 48 Kryptering Skolprogram i matematik för gymnasiet Hur fungerar en krypteringsapparat? Vilken matematik ligger bakom de algoritmer som används för att kryptera ett hemligt meddelande? Sverige har en intressant och internationellt sett framstående kryptohistoria där många skickliga, svenska matematiker figurerar med sina bidrag till området. Totalförsvarets Signalskyddstjänsts krypteringsapparat 301 användes i fält under åren 1963-1995 och ett par utbildningsexemplar av dessa apparater finns nu i Vetenskapens Hus. Totalförsvarets Signalskyddstjänsts krypteringsapparat 301 Teori och laboration Detta skolprogram går ut på att sätta sig in i apparaternas krypteringsalgoritm genom intresseväckande övningar. Vid passets slut har besökaren förståelse för hur KRYAPP-301 fungerar och kan användas. Det matematiska fokuset ligger på beräkningar med binära tal, problemlösning och strategier för problemlösning. Anknytning till ämnesplan Taluppfattning, binära tal, kryptering, algoritm, aritmetik och algebra. Egenskaper hos mängden av heltal. Matematiska resonemang. Skapa strategier för problemlösning. Inför besöket behöver eleverna kunna räkna med binära tal. Aktiviteten tar 90 minuter, utförs i halvklass och passar bra att kombinera med en annan aktivitet för gruppens andra halva. Kontakt: matematik@vetenskapenshus.se. Välkommen att boka besök! MA_Kryptering_gy_04verG www.vetenskapenshus.se 49 Trassel Skolprogram i matematik för gymnasiet Kan tilltrasslade rep verkligen ha något med matematik att göra? I allra högsta grad visar det sig. Vi undersöker hur en speciell typ av knutar, så kallade trassel, kan beskrivas med rationella tal och därför kan knytas upp med hjälp av gammal hederlig bråkräkning. Två tilltrasslade rep reder vi ut med bråkräkning Teori och laboration Laborationen bjuder på en både oväntad och lekfull användning av bråkräkning. I mindre grupper trasslar vi först upp knutar enligt samma regler som vi trasslade till dem. Därefter får vi bekanta oss med en hopparning mellan de knutar vi konstruerat och de rationella talen. Hopparningen bevarar också struktur så att vi med hjälp av bråkräkning bokstavligt talat kan räkna ut hur knutarna ska lösas. Anknytning till ämnesplan Problemlösning, taluppfattning, bevisföring och bråkräkning. Matematisk formulering av frågeställningar. För matematiska resonemang. Hitta strategier för problemlösning. Reflektera över valda strategier. Inför besöket kan det vara bra att repetera grundläggande bråkräkning. Aktiviteten tar 90 minuter, utförs i halvklass och passar bra att kombinera med annan aktivitet för gruppens andra halva. Kontakt: matematik@vetenskapenshus.se. Välkommen att boka besök! MA_Trassel_gy_05verF www.vetenskapenshus.se 50 Internetsäkerhet – spionage och intrång Skolprogram i teknik för gymnasiet Eleverna får bygga sitt egna datornätverk samt prova hur skyddade våra uppgifter på nätet är. Vad ska vi tänka på och vilka uppgifter kan vi lämna ut på nätet? Så sårbart är ditt Internet Teori och laboration Vi går igenom hur ett nätverk är uppbyggt och olika nätverksinställningar i Windows 8. Vi tittar också på vad IP-nummer är, och varför de är viktiga. Eleverna får bygga ett litet nätverk för att se hur datorerna kommunicerar med varandra. De får också testa hur skyddade våra uppgifter på Internet är och vi lär oss att spionera fram varandras lösenord. Frågeställningar som tas upp inkluderar hur data hittar rätt, brottslighet på Internet och integritetsfrågor i samband med IT-användning. Anknytning till ämnesplan Teknik 1 och 2. Informations- och medieteknik. Dator- och kommunikationsteknik. Inför besöket krävs inga förkunskaper, men under laborationen använder vi Windows 8. Aktiviteten tar 90 minuter, utförs med max 16 elever och passar bra att kombinera med annan aktivitet för gruppens andra halva. Kontakt: teknik@vetenskapenshus.se. Välkommen att boka besök! TK_Internetsakerhet_gy_01verF www.vetenskapenshus.se 51 Material som skyddar Skolprogram i teknik för gymnasiet Vi går igenom vilka egenskaper olika material har och varför vissa material skyddar bättre än andra. Eleverna får bygga sin egen prototyp av en skyddsväst och sedan prova hur hållbar den är. Vissa materialegenskaper kan rädda liv Teori och laboration Vi går igenom vad som avgör ett materials hållfasthet och vilka egenskaper olika material har. Tjocka material är inte alltid bättre än tunna. Så vad är det som avgör hållfastheten? Vi fördjupar oss i hur skyddsvästar är uppbyggda för att kunna rädda liv. Vilka samband kan vi hitta mellan den tekniska utvecklingen och vetenskapliga framsteg. Eleverna får själva testa olika material och göra en egen prototyp av en skyddsväst. Vi testar och förbättrar prototyperna för att se vilket material som har bäst hållfasthet och hur prototypen ska vara uppbyggd för att få maximal effekt. Laborationen utgår delvis från forskning vid KTH Materialvetenskap och delvis från verksamhet på företaget Krut, som utvecklar skyddsutrustning åt svenska försvaret. Andra delar av laborationen är mer traditionell hållfasthetslära där geometrins betydelse för hållfastheten poängteras. Anknytning till ämnesplan Teknik 1 och 2. Design- och produktutveckling. Konstruktion och design. Teknikvetenskap. Inför besöket krävs inga förkunskaper. Aktiviteten tar 90 minuter, utförs med max 16 elever och passar bra att kombinera med annan aktivitet för gruppens andra halva. Kontakt: teknik@vetenskapenshus.se. Välkommen att boka besök! TK_Material_som_skyddar_gy_02verF www.vetenskapenshus.se 52 Miljövänlig sopsortering Skolprogram i teknik för gymnasiet Programmera en sopsorteringsstation för att få effektiv sortering av soporna! Den pneumatiska sopsorteringen med sensorer ska programmeras så att den automatiskt kan sortera olika typer av avfall. Modell av effektiv sopsortering Teori och laboration Vi går igenom hur grunderna i pneumatik fungerar. Vi använder programmeringsspråket ”Lab view” som används brett inom automationsindustrin. Styrteknik och pneumatik är nytillkomna områden i grundskolans teknikämne. Eleverna får i denna laboration programmera en pneumatisk sopsorteringsanläggning med sensorer för olika typer av sopor, så att den automatiskt kan sortera soporna. För att få sopsorteringsanläggningen att fungera så effektivt som möjligt arbetar eleverna i grupp. Vi går igenom produktion av sopor lokalt och globalt samt vikten av återvinning. Anknytning till ämnesplan Teknik 1 och 2. Produktionsteknik. Hållbart samhälle. Inför besöket är det en fördel om eleverna har viss kunskap om hur sopsortering går till, samt vilka olika kategorier av sopor som finns. Aktiviteten tar 90 minuter, utförs med max 16 elever och passar bra att kombinera med annan aktivitet för gruppens andra halva. Kontakt: teknik@vetenskapenshus.se. Välkommen att boka besök! TK_Miljovanlig_sopsortering_gy_03verF www.vetenskapenshus.se 53 Produktdesign med 3D-skrivare Skolprogram i teknik för gymnasiet Designa, vidareutveckla och producera en egen produkt! Vi erbjuder moderna material och högteknologisk utrustning i form av CAD-program och 3D-skrivare. 3D-skrivaren bygger upp ett mobiltelefonskal Teori och laboration Vad kan vi skriva ut med en 3D-skrivare idag, och vad kan användningen vara i framtiden? Hur hållfast blir konstruktionen beroende på vilken form den har, och hur vidareutvecklar vi produkter så de blir ännu bättre? Eleverna skapar produkter i ett CAD-program och skriver ut dem i 3Dskrivaren i miljövänlig plast. De får sedan prova hållfastheten i produkten. Vi analyserar och förbättrar prototypen tills vi är nöjda. Diskussion kring hur möjligheten att skriva ut fysiska objekt kan påverka patent och äganderätt. Anknytning till ämnesplan Design- och produktutveckling. Produktionsteknik. CAD. Design. Produktionsutrustning. Inför besöket är det bra om eleverna har provat att använda och rita i ett CAD-program. Vetenskapens Hus tillhandahåller förslag på webbaserat CAD-program som kan användas för att förbereda eleverna inför laborationen. Aktiviteten tar 90-120 minuter och utförs med max 32 elever som då delas upp i halvklass. Kontakt: teknik@vetenskapenshus.se. Välkommen att boka besök! TK_Produktdesign_med_3D_gy_01verF www.vetenskapenshus.se 54 ÄGARE OCH SPONSORER Vetenskapens Hus ägs av KTH och Stockholms universitet. Stockholms stad är långsiktig partner. Verksamheten får också bidrag och stöd från företag och organisationer. ADRESSER TILL VÅRA TVÅ LOKALER Vetenskapens Hus vid AlbaNova universitetscentrum Roslagstullsbacken 29 T-bana: Tekniska högskolan Buss: 61 till Ruddammen eller 50 till Roslagstull Naturens Hus i Bergianska trädgården Gustavsborgsvägen 20 T-bana eller Roslagsbanan till Universitetet Buss 50 eller 540 till Universitetet. KONTAKT Telefon: 08- 5537 84 60 E-post: vh@vetenskapenshus.se Håll dig uppdaterad genom att prenumerera på vårt nyhetsbrev. Anmäl dig på vår hemsida!
© Copyright 2024