Senere ændringer til forskriften
Ændrer i/ophæver
Redaktionel note
Den fulde tekst

Vejledende retningslinier for faget fysik i gymnasiet


Dette er hæfte nr. 12 i en serie på 28 om reglerne for fagene i gymnasiet. Det indeholder de bestemmelser om fysik, som er fastsat i § 13 i bekendtgørelsen af 4. november 1987 om fagene i gymnasiet og i § 1 i bekendtgørelse om ændring af bekendtgørelse om fagene m.v. i gymnasiet af 21. marts 1988 (* 1). Desuden indeholder hæftet de vejledende retningslinier for faget.(* 2).

Vejledende retningslinier

Fysik

Generel del

Undervisningens formål og indhold:

Fysik er en nøgle til forståelse af det moderne verdensbillede. Den teknologiske og sociale udvikling i det højteknologiske samfund er nært forbundet med udviklingen inden for fysik og andre naturvidenskaber. Fysikkens tankegang og metode er en væsentlig del af vort kulturgrundlag. Det er centrale begrundelser for indholdet af fysik som undervisningsfag i gymnasiet.

Undervisningen skal give eleverne viden om centrale begreber, teorier og metoder fra videnskabsfaget fysik. Denne viden skal formidles i en sammenhæng, der belyser aspekter af det moderne samfund og det moderne verdensbillede. Undervisningen skal endvidere kvalificere eleverne til at deltage i kultur- og samfundslivet, den skal give eleverne grundlag for videre uddannelse, og den skal udvikle elevernes selvstændighed og kreativitet.

Undervisningens indhold er fastlagt som et kernestof og nogle dimensioner. Kernestoffet er emnerne

Energi

Elektriske kredsløb

Bølger

Atom-, kerne- og partikelfysik

Mekanik

Elektricitet og magnetisme

Dimensionerne beskriver de sammenhænge, som skal belyses i undervisningen. De er

Den nære omverden

Fysikkens verdensbillede

Fysikken i historisk og filosofisk belysning

Teknik

Teknologi og samfund

Kernestoffets emner og de enkelte dimensioner optræder med forskellig vægt på de forskellige niveauer.

Generelle bemærkninger om undervisningens tilrettelæggelse:

Undervisningen tilrettelægges af elever og lærer i fællesskab. Undervisningsmålene, kernestoffet og dimensionerne er en ramme om valgfriheden med hensyn til stof, undervisningsmetoder og arbejdsformer.

Undervisningen skal på alle niveauer veksle mellem tematisk og systematisk tilrettelagte undervisningsforløb. Væsentlige dele af undervisningen i 1.g og på den sproglige linie skal være tematisk tilrettelagt.

Et tematisk undervisningsforløb kan opbygges med udgangspunkt i et centralt spørgsmål, et tema, fra en sammenhæng, der af eleverne opfattes som relevant, og hvori faget spiller en væsentlig rolle. Det valgte tema er styrende for udvælgelsen og organiseringen af lærestoffet.

Et systematisk undervisningsforløb tilrettelægges med udgangspunkt i emnets faglige sammenhæng. Det kan opbygges omkring en systematisk fremstilling af stoffet i en lærebog. Den systematiske tilrettelæggelse kan især anvendes, hvor hensigten er at indføre grundlæggende begreber eller at give eleverne overblik over den indre sammenhæng i en fysisk teori. Et bestemt emne kan udmærket behandles både systematisk og tematisk. For eksempel kan en tematisk behandling af et emne efterfølges af et kort forløb, hvor resultaterne af elevernes arbejde i det tematiske forløb sammenfattes og systematiseres.

Den rækkefølge, hvori kernestoffets emner er anført i bekendtgørelsen, angiver ikke den rækkefølge, hvori stoffet skal behandles i undervisningen. Endvidere behøver de stofområder, temaer eller problemer, som elever og lærer vælger at bygge undervisningen op omkring, ikke at falde sammen med kernestoffets emner. Der kan være større eller mindre sammenfald, eller et tema kan være et supplement til eller en udvidelse af et af kernestoffets emner. Et konkret undervisningsforløb indeholder ofte både dele, der er hentet fra kernestoffet, og dele, der er medtaget af hensyn til dimensionerne.

Eksperimentelt arbejde skal have en fremtrædende plads i undervisningen.

Behandlingen af numeriske eksempler og opgaver skal indgå i arbejdet, både i timerne og som en del af elevernes selvstændige arbejde med stoffet.

I forbindelse med rapporter og skriftlige opgavebesvarelser skal der arbejdes bevidst med den sproglige udformning. Der skal lægges vægt på, at eleverne formulerer sig korrekt og præcist.

For at skabe lige muligheder for drenge og piger skal læreren bidrage til, at der ved valget af temaer og emner ikke foregår en favorisering af enten drengenes eller pigernes ønsker. Ved tilrettelæggelsen af og vejledningen under det eksperimentelle arbejde skal læreren bidrage til, at piger og drenge får lige muligheder for at deltage i arbejdet, f.eks. ved at anbefale rene pigegrupper. I den daglige undervisning i klassen skal læreren sikre, at både piger og drenge kommer til orde.

Sammenhæng og progression er nøgleordene for langtidsplanlægning af undervisningen. Eleverne skal få indtryk af fysikken som en sammenhængende naturbeskrivelse. Dette kan opnås bl.a. ved, at fundamentale begreber som energi og fundamentale synsmåder som den atomare hypotese kommer til at danne røde tråde i stoffet.

Der skal være progression både i abstraktionsniveau og sværhedsgrad af det stof, som udvælges, og i de arbejdsformer, som anvendes. Dette kan f.eks. sikres ved at inddele undervisningen i klart afgrænsede forløb, som er tilrettelagt efter forskellige undervisningsprincipper, og som præges af forskellige arbejdsformer.

Undervisningen på ethvert trin skal være en naturlig fortsættelse af undervisningen på det forrige trin. Dette kræver først og fremmest, at læreren har et godt kendskab til det niveau af færdigheder og viden i de naturvidenskabelige fag og matematik, som eleverne befinder sig på ved starten af det pågældende trin.

Teknikken og den nære omverden indgår i fysikundervisningen på alle niveauer. Derfor kan studiebesøg, ekskursioner og anden praktik med fordel indgå i fysikundervisningen. Som regel findes der virksomheder og institutioner nær ved gymnasiet, hvor eleverne kan se tekniske anvendelser af fysikken. Disse udadrettede aktiviteter skal indgå integreret i undervisningen. Der skal afsættes rigelig tid til den nødvendige for- og efterbehandling.

De særlige studietekniske krav, som tilegnelsen af viden og færdigheder i faget stiller, skal drøftes med eleverne. Det skal bl.a. drøftes, hvordan en fysisk tekst bedst gennemarbejdes, hvordan eksperimentelt arbejde kan tilrettelægges, og hvordan problemløsning og opgaveregning kan gribes an.

Tværfagligt samarbejde:

Samarbejde med andre naturvidenskabelige eller humanistiske fag kan ske i form af fagintegrerede projekter, parallellæsning eller koordinering af undervisningen. De forskellige former for tværfagligt samarbejde stiller meget forskellige krav til tilrettelæggelse og planlægning, men selv de mindst ambitiøse kan lette indlæringen og give eleverne et væsentligt bedre udbytte af undervisningen.

Undervisningen i de forskellige fag skal koordineres i den forstand, at redskaber, som læres i et fag og anvendes i et andet, faktisk er lært, før de bruges.

Da energi er et nøglebegreb i samtlige naturvidenskabelige fag, kan fysik bidrage til at lette elevernes arbejde i flere andre fag ved at behandle store dele af emnet energi tidligst muligt.

Koordineringen med faget matematik spiller en særlig rolle, fordi fysikundervisning på et gymnasialt niveau uden anvendelse af matematik i betydeligt omfang er utænkelig.

Integralbegrebet og integralregning kan ikke forudsættes kendt af eleverne. Eleverne skal naturligvis ikke lære integralregning i fysiktimerne. Beregning af bestemte integraler kan ske ved hjælp af lommeregnere, computere eller ved udmåling af arealer på papir.

Brugen af regnetekniske hjælpemidler er et obligatorisk emne i matematikundervisningen, og i fysik skal man derfor anvende lommeregneren og forskellige former for grafisk papir på den måde, eleverne har lært i matematikundervisningen.

I gymnasiet skal man anvende de enheder og betegnelser som foreskrives af Dansk Standardiseringsråd, bl.a. SI-enheder for fysiske størrelser og IUPAC nomenklatur for stoffers betegnelse. Kun i enkelte tilfælde er afstanden til sædvanlig sprogbrug endnu så stor, at afvigelser kan være berettigede. Disse enkelte tilfælde markeres ved, at et af direktoratet udsendt kompendium i fysik angiver en anden enhed eller betegnelse end Dansk Standardiseringsråd.

Det skal være naturligt for eleverne at bruge skolens fælles edb- udstyr. De forskellige fag skal samarbejde om at bruge generelle anvendelsesprogrammer som regneark, tekstbehandlingssystemer og databasesystemer.

Eksperimentelt arbejde:

Gennem eksperimenter kan eleverne få et førstehåndskendskab til de fysiske fænomener. Det eksperimentelle arbejde kan udføres selvstændigt og aktivt af eleverne, og det eksperimentelle udstyr kan konkret vise eleverne en side af den tekniske virkelighed.

Arbejdet skal tilrettelægges sådan, at netop disse muligheder udnyttes. Eleverne skal i vid udstrækning selv udføre eksperimenterne.

Det eksperimentelle arbejde må ikke blot stille krav om reproduktion. Det skal også udfordre elevernes selvstændighed og kreativitet. Dette kræver en passende progression fra det simple eksperiment med enkle målinger til det mere krævende eksperimentelle projekt, hvor udvælgelsen og tilrettelæggelsen af målingerne er en del af elevernes arbejde.

De fem dimensioner skal tilgodeses også i den eksperimentelle del af fysikundervisningen. Eleverne skal opleve en sammenhæng mellem fysikeksperimenterne i skolen og fænomener i den nære omverden, f.eks. de tekniske hjælpemidler i hjemmet. Endvidere kan man udnytte, at eksperimentet er en let indgang til arbejde med konkrete anvendelser af fysikkens resultater og metoder inden for teknikken.

Det fysiske eksperiments kvantitative natur skal fremhæves. Ved elevforsøg sker det bl.a. i forbindelse med, at eleverne udarbejder rapport. I klasseundervisningen kan det ske ved, at målingerne foretages og registreres af klassen i fællesskab. Efterbehandlingen af måleresultaterne kan være en del af elevernes hjemmearbejde og evt. indgå i de skriftlige hjemmeopgaver. Begrebet måleusikkerhed skal behandles i forbindelse med enkelte velegnede eksperimenter, men usikkerhedsregning må ikke blive et mål i sig selv. Visse rent kvalitative eksperimenter, er velegnede i klasseundervisningssituationen, f.eks. ganske enkle forsøg, der blot demonstrerer et fænomen.

En del af det selvstændige eksperimentelle arbejde, som eleverne udfører, skal efterbehandles i form af rapporter. I forbindelse med et simpelt forsøg udført i begyndelsen af gymnasieforløbet kan rapporten indskrænke sig til blot at meddele undersøgelsens resultat. Der kan f.eks. være tale om at registrere måleresultaterne, udføre simple beregninger og tegne en eller flere grafer. Ved et mere omfattende eksperiment eller en serie af simple eksperimenter er der mulighed for at opøve elevernes færdighed i at gøre rede for en fysisk undersøgelse i skriftlig form. Her kan der udarbejdes en rapport, som udtømmende gør rede for eksperimentet, behandlingen af de indsamlede data og for de slutninger, der kan drages af eksperimentet.

Det selvstændige eksperimentelle arbejde omfatter desuden eksperimentelt projektarbejde. I projektarbejdet skal eleverne have lejlighed til at formulere problemer, som egner sig til eksperimentel behandling, søge information i teknisk-naturvidenskabelig litteratur og udvælge og anvende passende eksperimentelle metoder.

Arbejdet udføres i små grupper. Hver gruppe skal have en forholdsvis bredt formuleret opgave, inden for hvilken gruppen selv kan formulere en eller flere konkrete eksperimentelle opgaver.

Forløbet omfatter typisk ca. 10 lektioners laboratoriearbejde. I en indledende fase orienterer gruppen sig i anvist litteratur, gør sig bekendt med apparaturet, formulerer den konkrete opgave og planlægger måleprogrammet. Derpå gennemføres målingerne, og endelig bearbejdes det samlede materiale til en grupperapport.

Udarbejdelsen af grupperapporten skal ske i undervisningstiden eller træde i stedet for andet hjemmearbejde.

Arbejdet med eksperimentelle projekter kan give eleverne et godt grundlag for at udarbejde den større skriftlige opgave i 3.g om et eksperimentelt emne.

Med hensyn til de sikkerhedsproblemer, der knytter sig til det eksperimentelle arbejde, henvises til »Sikkerhed i undervisningslaboratoriet« (Risikovejledningen) udgivet af undervisningsministeriet.

Opgaveregning:

På alle niveauer skal numeriske eksempler og opgaveregning indgå i gennemgangen af stoffet. Det er af afgørende betydning for forståelsen af kernestoffets emner og et nødvendigt led i at lære eleverne at opstille og fortolke fysiske modeller.

På obligatorisk niveau skal opgaverne og eksemplerne have umiddelbar tilknytning til det stof, der netop arbejdes med. Beregning af numeriske eksempler, opgaveregning og problemløsning kan være indledning til eller efterbehandling af arbejdet med en fysisk teori.

De fleste fysikopgaver beskriver i ord og figurer en fysisk situation, på grundlag af hvilken eleven skal udføre beregninger. Det er en del af opgaven at vælge en rimelig model for den beskrevne situation.

En opgave kan også tage udgangspunkt i eksperimentelle data, eventuelt fra eksperimenter, som eleven har været med til at udføre, eller opgavegrundlaget kan være datablade, brochuremateriale, artikler eller lignende. En opgavebesvarelse kan også være resultatet af arbejdet ved skolens edbudstyr f.eks. med simulationsprogrammer eller regneark.

En opgavebesvarelse skal være ledsaget af tekst og figurer i et sådant omfang, at tankegangen fremgår klart.

Ved alle beregninger skal eleverne vænnes til at foretage en vurdering af resultatet. Det gælder både en vurdering af, om størrelsesordenen er rimelig, og en vurdering af resultatets nøjagtighed. Der kræves i forbindelse med opgaver ikke gennemført egentlig usikkerhedsregning på resultaterne, men eleverne skal være klar over, at ethvert resultat er behæftet med en usikkerhed, og være i stand til at give en omtrentlig, men realistisk vurdering af usikkerhedens størrelse.

Fysik og edb:

Det skal være naturligt for eleverne at bruge skolens fælles edb- udstyr i forbindelse med fysikundervisningen.

Ved udarbejdelsen af både individuelle og kollektive rapporter kan det være en fordel at benytte et tekstbehandlingssystem, og eleverne skal have mulighed for at benytte skolens fælles faciliteter til det.

Ofte indgår grafiske analyser i arbejdet. Der findes generelle programmer til fremstilling og analyse af grafiske afbildninger, som kan lette elevernes arbejde og medvirke til, at resultatet fremtræder i en tilfredsstillende form.

Der er altid beregninger forbundet med eksperimentelt arbejde. Mange målinger forbedrer som regel et resultat, men det kan være en stor belastning at gentage trivielle beregninger mange gange. Regneark er et fortræffeligt hjælpemiddel til netop den slags opgaver.

Endelig indgår det ofte i arbejdet, at eleverne skal finde konkrete oplysninger. Her kan et databasesystem være nyttigt.

Edb-programmer og dataskærme er meget velegnede undervisningsmidler i fysik. Skærmen er på mange måder andre audiovisuelle hjælpemidler overlegen i klasseundervisningssituationen, fordi man frit kan manipulere med figurer og grafer. Efterhånden som egnede datamatiske værktøjer bliver tilgængelige, kan numeriske metoder få en stadig større plads, så man i undervisningen kan arbejde med fysiske modeller, som ikke har en simpel matematisk løsning.

I laboratoriet skal eleverne møde edb som et fleksibelt teknisk hjælpemiddel, f.eks. til styring og kontrol af processer, til indsamling af data og til automatisk behandling af måleresultater. Det kan ske ved, at eleverne får lejlighed til at bruge tidssvarende digitalt måleudstyr. Man kan arbejde med eksperimentelle opstillinger, hvortil der er koblet computere, enten sædvanlige mikrocomputere eller modelcomputere, hvor elektronikken er overskuelig og tilgængelig.

Bemærkninger til dimensionerne:

De fem dimensioner beskriver sammenhænge eller perspektiver, som skal belyses i fysikundervisningen. Ved udvælgelsen af stof skal stoffets egnethed til at belyse en eller flere dimensioner indgå i overvejelserne sammen med hensynet til at behandle kernestoffets emner.

Dimensionerne kan tilgodeses i forbindelse med kernestoffet, idet behandlingsmåden, eksempelvalget og ikke mindst valget af temaer præges af en bestemt dimension. Endvidere skal der tilrettelægges undervisningsforløb, hvis hovedsigte er at tilgodese en dimension.

De fem dimensioner foregiver ikke at være entydige og uafhængige. Der er betydelig overlap imellem dem, og der er vide rammer for fortolkningen af, hvilke synsvinkler og problemer en given dimension rummer.

Den nære omverden

Både naturfænomener og menneskeskabte fænomener i den nære omverden kan beskrives og forklares ved naturvidenskabelige metoder og teorier.

Dimensionen skal sikre, at eleverne ikke oplever dette som et postulat. Det kan opnås ved, at man udnytter de mange nærliggende muligheder for at inddrage dagligdagens fænomener i fysikundervisningen. Vejret, sanserne, sport, trafik, hjemmets teknik o.s.v. rummer hver for sig mange eksempler.

Det er oplagt at inddrage denne dimension i det eksperimentelle arbejde. Ofte bruges et eksperiment til at demonstrere en målemetode. Som måleobjekt kan man anvende genstande, som eleverne kender i forvejen i stedet for specielt konstruerede måleobjekter. Undersøgelse af et dagligdags objekt kan endvidere være et godt udgangspunkt for et eksperimentelt projekt.

Fysikkens verdensbillede

Eleverne møder i gymnasiet kun nogle få og enkle fysiske teorier, som er beskedne udsnit af den samlede fysiske erkendelse.

I denne dimension skal eleverne få et indtryk af fysikkens muligheder for at give en sammenhængende beskrivelse af universet, hvor alt fra det mindste til det største kan beskrives og forklares ud fra nogle få grundprincipper.

Dimensionen kan inddrages hvor som helst i det samlede forløb, men i 1.g og på mellemniveau må behandlingen fortrinsvis være kvalitativ og deskriptiv, måske med brug af film, billeder og lignende.

Fysikken i historisk og filosofisk belysning

Fysikken og det fysiske verdensbillede har udviklet sig i tidens løb i samspil med anden menneskelig erkendelse og med kulturen i øvrigt. Naturvidenskabelige tænkemåder og resultater har spillet en meget betydelig rolle i vor kultur. Fysikundervisningen skal gøre eleverne bevidste om dette og give dem nogle kundskaber og et begrebsapparat, så de bliver i stand til at se fysik og andre eksakte naturvidenskaber i større sammenhæng.

Eleverne skal få en klar fornemmelse af nogle epoker i videnskabshistorien, f.eks. den klassiske oldtid og perioden efter renaissancen. Det kan ske ved i mange sammenhænge at fremhæve enkelte karakteristiske træk, f.eks. den græske naturvidenskabs spekulativt matematiske natur og nyere tids eksperimentelt og pragmatisk prægede naturerkendelse. Det kan også ske ved at arbejde med de dramatiske brud mellem epokerne som det naturvidenskabelige gennembrud i renaissancen eller den moderne fysiks gennembrud.

Hverken videnskabsfilosofi eller videnskabshistorie skal dyrkes som selvstændige discipliner, men som perspektiverende synsvinkler, der naturligt anlægges på undervisningsstoffet, og som supplerer hinanden. Det historiske materiale rummer stof til belysning af filosofiske problemer, og en videnskabsfilosofisk eller erkendelsesteoretisk synsvinkel kan næsten altid anlægges sammen med den historiske, når et bestemt tema eller emne behandles.

Undervisningsmaterialet kan være historiske kildetekster, gerne bearbejdet og oversat. Det kan også være gamle apparater f.eks. i de videnskabshistoriske museers samlinger, eller historiske eksperimenter, der rekonstrueres i forbindelse med arbejdet.

Teknik

Denne dimension har som sigte at vise fysikkens umiddelbare anvendelse i teknikken. Målet er på ingen måde at give eleverne noget overblik over den naturvidenskabeligt baserede teknik, som findes, men blot ved eksempler at vise, at mange tekniske indretninger i den moderne verden er ligefremme anvendelser af de fysiske principper, som eleverne lærer om i fysikundervisningen.

Dimensionen kan i vid udstrækning tilgodeses gennem passende valg af eksempelmateriale i den teoretiske og eksperimentelle undervisning.

Længerevarende undervisningsforløb kan f.eks. tilrettelægges med udgangspunkt i et produkt eller en produktionsmetode. Besøg på en lokal virksomhed kan naturligt indgå i forløbet.

Teknologi og samfund

I denne dimension af fysikundervisningen skal det fremhæves, at fysik og anden naturvidenskabelig forskning er forbundet med den teknologiske og samfundsmæssige udvikling i komplekse sammenhænge, hvor også politiske og økonomiske faktorer spiller afgørende roller.

Dimensionen kan f.eks. behandles i undervisningsforløb, som omhandler samfundsmæssige og kulturelle konsekvenser af naturvidenskabeligt baserede teknologier, og som tager konkret udgangspunkt i et emne fra fysikken.

Matematisk linie.

Obligatorisk niveau.

Overgangen fra folkeskolens fysikundervisning til gymnasiets skal være jævn. Undervisningen skal starte der, hvor eleverne faktisk er med hensyn til viden, færdigheder, arbejdsmetoder og interesser. Læreren må sørge for, at der bliver en passende progression i arbejdet i løbet af 1.g.

Ved tilrettelæggelsen skal der tages hensyn til elevernes matematiske færdigheder.

Erfaringsmæssigt har mange elever vanskeligt ved at manipulere med udtryk, der indeholder tal og symboler, og en del elever behersker ikke ligefrem og omvendt proportionalitet.

Det eksperimentelle arbejde, som eleverne selv udfører skal have et samlet omfang svarende til ca. 40 lektioner. En del af tiden bruges til to eksperimentelle projekter og resten af tiden bruges til elevøvelser hvorom eleverne selvstændigt skriver rapport.

Opgaveregning og problemløsning skal udgøre en integreret del af arbejdet. Det skal indgå i arbejdet i timerne og som en del af elevernes arbejde med forberedelse og efterbehandling af stoffet.

Bemærkninger til kernestoffet:

Energi

Behandlingen skal tage sit udgangspunkt i den viden og de færdigheder, eleverne har tilegnet sig i folkeskolen. Undervisningen skal uddybe elevernes kendskab til energi og energibevarelse og give eleverne forståelse af energibegrebets centrale betydning både som grundbegreb i alle fysikkens discipliner og i teknik og dagligdag.

Termodynamikkens 1. hovedsætning skal have en fremtrædende plads. Energiforhold ved faseændring, temperaturændringer og rumfangsændringer behandles. Energikilder, energilagring og energikvalitet kræves ikke systematisk behandlet.

Elektriske kredsløb

Behandlingen skal tage sit udgangspunkt i den viden og de færdigheder, eleverne har tilegnet sig i folkeskolen. Undervisningen skal omfatte begreberne ladning, strømstyrke, spændingsforskel, resistans, kapacitans, elektromotorisk kraft, effekt og energi. Emnekredsen skal behandles med vægt på det eksperimentelle, så eleverne opnår fortrolighed med anvendelsen af sædvanlige måleinstrumenter.

Eleverne skal have lejlighed til i fysikundervisningen at beskæftige sig med komponenter, der benyttes i elektronikken. Ikke-lineære og aktive komponenter kan behandles på grundlag af udmålte karakteristikker, oplysninger fra datablade og lign.

Det anbefales at inddrage simpel digitalelektronik. Arbejdet med integrerede kredse egner sig til en eksperimentel arbejdsform. Dette stof kan helt eller delvist indgå i fælleskursus i edb.

Bølger

Behandlingen af harmoniske bølger skal omfatte begreberne periode, frekvens, bølgelængde og hastighed. Konstruktiv og destruktiv interferens samt stående bølger kan behandles kvalitativt og eksperimentelt. Det optiske gitter skal behandles, så der bliver grundlag for en eksperimentel undersøgelse af spektre.

Lys og røntgenstråling skal omtales som eksempler på elektromagnetiske bølger.

Atom- og kernefysik

Eleverne skal stifte bekendtskab med fundamentale kvantefysiske begreber og deres anvendelse i atom- og kernefysik. Behandlingen af atomers emission og absorption af stråling kan ske på grundlag af Bohrs atommodel.

Atomkernens opbygning beskrives. Alfa-, beta- og gammastråler skal omtales. Absorption af ioniserende stråling behandles i sammenhæng med strålehygiejne. Eleverne kan under arbejdet med dette emne selv søge information i tabeller, kernekort og lignende.

Mekanik

Et hovedsigte med dette emne er at give eleverne indtryk af den newtonske mekanik som en sammenhængende fysisk teori.

Centrale dele af emnet skal behandles på et tidspunkt, hvor eleverne har kendskab til differentialregning.

Matematisk linie.

Højt niveau.

Det eksperimentelle arbejde, som eleverne selv udfører, skal have et samlet omfang svarende til ca. 30 lektioner. Heraf bruges ca. 20 lektioner til elevøvelser, hvorom eleverne selvstændigt skriver rapport, og ca. 10 lektioner til et eksperimentelt projekt.

Opgaveregning og problemløsning skal udgøre en integreret del af arbejdet med stoffet. Det skal indgå i arbejdet i timerne og som en del af elevernes arbejde med forberedelse og efterbehandling af stoffet. Endvidere skal eleverne aflevere skriftlige opgavebesvarelser, som læreren retter og kommenterer. Disse opgaver skal stilles i tilknytning til kernestoffet såvel fra obligatorisk som fra højt niveau. Opgaverne skal også opøve elevernes evne til at erkende og formulere et problem på en sådan måde, at det bliver tilgængeligt for fysiske beregninger. Det kan ske gennem opgaver, der beskriver en fysisk situation ved f.eks. et sæt måledata, som eleverne skal fortolke og analysere.

Bemærkninger til kernestoffet:

Mekanik

Arbejds- og energibegrebet behandles på en mere generel form end i den obligatoriske undervisning. Konservative kraftfelter inddrages. Centralt stød og impulsbevarelse i to dimensioner behandles.

I forbindelse med processer med ideale gasser behandles tilstandsligningen for en ideal gas. Det udførte arbejde ved rumfangsændringer kan behandles på grundlag af ( Vip )-grafer.

Ved behandlingen af gravitation skal planetbevægelser i Solsystemet have en fremtrædende plads.

Elektricitet og magnetisme

Statiske elektriske og magnetiske felter kan behandles overvejende

fænomenologisk og kvalitativt. Der skal dog opstilles kvantitative

udtryk for den elektriske feltstyrke om en punktladning og i en

pladekondensator samt for den magnetiske fluxtæthed om en lang ret

leder, i centrum af en cirkulær leder og inden i en lang

cylinderspole. Disse udtryk kan gives uden udledning, f.eks. på

grundlag af eksperimenter.

I forbindelse med ladede partiklers bevægelse i homogene elektriske og magnetiske felter kan behandlingen af acceleratorer, separatorer og lignende indgå som eksempler.

Kerne- og partikelfysik

Kerneprocesser behandles på grundlag af bevarelsessætningerne for impuls, energi, ladning, nukleontal og leptontal. Eksemplerne skal omfatte alfa-, beta- og gammaprocesser. Det anbefales at omtale fission og fusion samt processer i stjerners indre.

Behandlingen af subnukleare partikler kan være kvalitativ. Kvarkmodellen skal omtales.

Den større skriftlige opgave i 3.g:

Den større skriftlige opgave i fysik skal give eleven mulighed for selvstændigt at fordybe sig i et udvalgt område af fysikken og demonstrere sin evne til at anvende fysiske principper og metoder til at bearbejde og vurdere information og til at udtrykke sig skriftligt om et fysisk emne. Opgaven kan omfatte elementer fra andre fag.

Det anbefales stærkt, at opgaven får eksperimentel karakter. Netop på det eksperimentelle område er der rige muligheder for, at eleven kan arbejde selvstændigt og kreativt.

Opgaven er individuel, men flere elever kan arbejde inden for samme område.

Vejledningsperiodens længde er 4 uger. Eleven skal have lejlighed til at orientere sig inden for det valgte område dels i anvist litteratur dels i relevant eksperimentelt udstyr. I denne periode skal der skaffes et overblik over området, og der skal ske en afgrænsning, så opgaven bliver overkommelig. Baggrundsmaterialet til opgaven skal være nyt for eleven, men kan naturligvis knytte sig til allerede behandlede emner.

Det er vigtigt, at læreren holder sig i kontakt med eleven i forberedelsesfasen og aktivt vejleder eleven. Det anbefales, at eleven afleverer en oversigt over litteratur og eksperimentelt udstyr, som har været inddraget i forberedelserne, samt en kortfattet redegørelse for de tanker, eleven har gjort sig om fagområdets afgrænsning og opgavens indhold.

Opgaven formuleres endeligt af læreren.

Eleven må ikke kende formuleringen på forhånd. Opgaveformuleringen skal være bred, så der åbnes mulighed for at udfolde selvstændighed og kreativitet. Samtidig skal den være så detaljeret, at den støtter elevens strukturering af materialet uden at være bindende.

Det skal klart angives, i hvilket omfang eksperimentelle undersøgelser, opgaveløsning og lignende skal inddrages i besvarelsen.

I den uge, hvor opgaven udarbejdes, skal eleven i passende omfang have adgang til et af skolens laboratorier. Det skal endvidere sikres, at faglæreren er til rådighed i et omfang, så eventuelle mindre problemer ikke hindrer eleven i at gennemføre planlagte eksperimenter.

Omfanget af besvarelsens tekst skal være 10-15 maskinskrevne sider heri ikke medregnet grafer, tabeller, figurer og lignende. Besvarelsen skal være forsynet med litteratur- og kildehenvisninger.

Ved vurderingen af besvarelsen skal der foretages en helhedsbedømmelse. Det er generelt elevens evne til at sætte sig ind i et område af fysikken og formidle denne indsigt, der skal bedømmes.

Der lægges vægt på

* om redegørelsen for den gennemførte undersøgelse er præget af selvstændig bearbejdelse af materialet,

* om eleven selvstændigt har udvalgt og anvendt passende fysiske metoder,

* om analysen af det indsamlede materiale (måledata m.v.) er udtømmende,

* om undersøgelsens resultater gøres til genstand for en kritisk vurdering på fagligt-metodisk grundlag,

* om den sproglige udformning er korrekt og præcis, og

* om besvarelsen er disponeret, så de enkelte afsnit har et rimeligt omfang i forhold til den stillede opgave.

Sproglig linie.

Mellemniveau.

Undervisningen skal tilrettelæges, så der bygges på den viden og de færdigheder, eleverne har tilegnet sig gennem undervisningen i det obligatoriske naturfag.

Det eksperimentelle arbejde, som eleverne selv udfører skal have et samlet omfang svarende til ca. 20 lektioner. Den ene halvdel af tiden bruges til elevøvelser, hvorom eleverne selvstændigt skriver rapport. Den anden halvdel bruges til et eksperimentelt projekt.

Opgaveregning og problemløsning skal udgøre en integreret del af arbejdet med stoffet. Det skal indgå i arbejdet i timerne og som en del af elevernes arbejde med forberedelse og efterbehandling af stoffet.

Bemærkninger til kernestoffet:

Elektriske kredsløb

Undervisningen skal omfatte begreberne ladning, strømstyrke, spændingsforskel, resistans, kapacitans, elektromotorisk kraft, effekt og energi.

Emnekredsen skal behandles med vægt på det eksperimentelle, så eleverne opnår fortrolighed med anvendelsen af sædvanlige måleinstrumenter.

Eleverne skal have lejlighed til i fysikundervisningen at beskæftige sig med komponenter, der benyttes i elektronikken. Ikke-lineære og aktive komponenter kan behandles på grundlag af udmålte karakteristikker, oplysninger fra datablade og lignende. Det anbefales at inddrage simpel digitalelektronik.

Bølger

Behandlingen af harmoniske bølger skal omfatte begreberne periode, frekvens, bølgelængde og hastighed. Konstruktiv og destruktiv interferens samt stående bølger kan behandles kvalitativt og eksperimentelt. Det optiske gitter skal behandles, så der bliver grundlag for en eksperimentel undersøgelse af spektre.

Lys og røntgenstråling skal omtales som eksempler på elektromagnetiske bølger.

Kerne- og partikelfysik

Behandlingen skal tage udgangspunkt i den viden, eleverne har tilegnet sig i naturfaget.

Det anbefales i forbindelse med kerneprocesser at omtale fission og fusion.

Behandlingen af subnukleare partikler kan være kvalitativ. Kvarkmodellen skal omtales.

Eksamen

De enkelte emner, der opgives til den mundtlige prøve, skal være fagligt sammenhængende og velegnet som grundlag for eksamination.

Der kan stilles flere eksamensspørgsmål inden for et enkelt emne, ligesom der kan stilles eksamensspørgsmål, der inddrager flere af de opgivne emner.

På den matematiske linjes obligatoriske niveau opgives 10 emner. Rapporter og eksperimentelt arbejde, der knytter sig til de enkelte emner, skal som hovedregel medtages under det pågældende emne.

På den sproglige linjes mellemniveau opgives 10 emner. Eksperimentelt arbejde, der knytter sig til de enkelte emner kan medtages.

På den matematiske linies høje niveau opgives 10 teoretiske og 10 eksperimentelle emner. De eksperimentelle emner skal fastlægges som en eller flere rapporter, eventuelt udsnit af større rapporter.

Til den skriftlige prøve på den matematiske linies høje niveau opgives kernestoffet fra obligatorisk niveau og fra højt niveau.

Direktoratet for Gymnasieskolerne og Højere Forberedelseseksamen udsender vejledende eksempler på eksamensopgaver.

Redaktionel note
  • (* 2) De vejledende retningslinjer er ændret i overensstemmelse med rettelsesblad af 29.8.1988
  • (* 1) Bekendtgørelsens paragraf er udeladt