Et trekantet regulært prisme treffes av en lysstråle vinkelrett på prismets akse. Finn vinkelen j mellom stråleretningene før og etter passeringen av prismet når brytningsindeks n og innfallsvinkel x er kjent. (Se fig. 1)
Fysikklæreren er ei interaktiv nettavis på adresse http://www.hordaland.vgs.no/fysikk/
Her er ein del sider som kan skrivast ut til kollegaer som ikkje har tilgang til
Internett.
Velg Skriv ut på Fil-menyen.
| Redaktør Lars Olav Tveita, Sjøkrigsskolen Pb 25 5848 YTRE LAKSEVÅG tlf. 55505080 fax 55505004 Lars.Olav.Tveita@sksk.mil.no |
Meldingsblad for Norsk Fysikklærerforening |
Oktober 1999 3. årgang |
Lederen har ordet:
Kjære fysikklærere
Skole er godt stoff i avisene for tiden. Tabloid-avisene har hatt mange oppslag om skole i de siste månedene, og det er positivt at skole og læremidler omtales. Selv om noen prøver å få fram det positive som skjer i skolen og er konstruktive, fokuseres det mye på elendighetsbeskrivelsene. Elevene mistrives på skolen, lærerene greier ikke å motivere for fagene osv. Og politikerne lover fornyet satsing på skolen. Viljen til satsing kan vi lese ut av årets statsbudsjett.
En av gjengangerne i aviser og offentlig debatt er den manglende rekrutteringen til realfag og teknologi. Dette er et internasjonalt problem. Mange land i Europa har liknende forhold som i Norge. I siste nummer av Fra Fysikkens Verden har jeg et referat fra et seminar som EPS (European Physical Society) arrangerte i England i begynnelsen av september om temaet: Securing the Future. De fleste presidentene fra de nasjonale fysiske selskapene diskuterte hvordan vi kan øke rekrutteringen til fysikkfaget i skolen og til fysikkstudier ved universitetet, og ikke minst til yrket som fysikklærer. Jeg skal derfor ikke omtale dette seminaret her. Les heller FFV. Men jeg vil nevne hva direktør Christian Hambro i Norges Forskningsråd tok opp i sin tale på Forskningsrådsdagen i Oslo konserthus 22. september i år. Talen hans hadde overskriften "Rekruttering til norsk forskning."
Han understreket behovet for betydelig nyrekruttering innen realfag og teknologifag. Han slo fast at det var betydelig konkurranse om begavelsene, samtidig som ungdomskullene har hatt en nedgang de siste årene, før de om noen år tar seg opp igjen. Han beskriver arbeidsforhold for forskere, lønnsforhold og mangel på driftsmidler til forskningen, og nevner tiltak som kan settes inn på disse feltene. Hans hovedbudskap er at forskningens anseelse må opp i samfunnet generelt ved blant annet at vi får mer forskningsformidling og et forskersamfunn som synliggjør sin ansvarlighet. Videre i talen sa han:
"Forskningens anseelse påvirker barnas holdning, fagvalg og lyst til å utdanne seg videre…….
Det har lenge vært altfor få som velger realfag som fordypningsfag på videregående skole, og tiltak har vært iverksatt. Men de er ikke sterke nok. Vi må gjøre mer for å øke interessen for disse fagene. Problemene begynner alt i ungdomsskolen. Vi må derfor friste langt flere allmennlærere til å videreutdanne seg til inspirerende pedagoger i realfagene. Hvis viljen er til stede, er dette ikke vanskelig å få til: Full lønn under videreutdanning, og tilleggslønn for undervisning i de aktuelle fagene. Vi må ikke la eventuell misunnelse lærere imellom hindre den skolen vi trenger!"
Jeg vet ikke hva medlemmene av Fysikklærerforeningen mener om disse spørsmålene, men jeg tror vi kan være enige om at lønn under videreutdanning for å styrke realfagkompetansen i skolen, er et godt tiltak. Jeg mener også at det må tilbys gode stipendmuligheter for lærerkandidater i realfag, spesielt i fysikk, i det året de skal ta den praktisk-pedagogiske utdanningen, ja kanskje de bør få en lønn i dette året. For det er en kjensgjerning av den praktisk-pedagogiske utdanningen gir et års ekstra studieutgifter og et års tapte inntekter i forhold til de som går rett ut i industri og næringsliv slik ordningen virker nå.
Hambro sa videre at idretten fanger opp talentene tidlig gjennom forskjellige idrettsgymnas. Hvorfor ikke tenke i de samme banene som idretten gjør? "Hvorfor ikke et Forskningsgymnas? Og kunne vi ikke tilby elitekurs om sommeren?" Noen vil nok reagere på et slikt utsagn, men vi må jo innrømme at vi er ferd med få i gang noe som likner på hans forslag. Norsk fysikklærerforening prøver nå å skaffe bevilgninger fra Forskningsrådet til å kunne ha opptil 20 elever på "treningsleiren" på universitetet i forbindelse med Fysikk-OL. Det skulle kanskje være god grunn til å tro at søknaden blir innvilget? Den er i hvert fall inne til behandling i Forskningsrådet nå.
Anders Isnes
Redaktørens spalte:
Bergen, 30.09.99.
Fysikklæreren får inn ein del faglege innlegg, men svært lite debattinnlegg og
synspunkt på fysikkfaget frå medlemene. Det er også ein del aktivitet i lokallaga som
ikkje blir publisert. Gjer det til ein vane å senda kopi til Fysikklæreren som vedlegg til E-post av alt som kan ha
interesse. Kjem du over interessante fysikklinkar på internett, eller har du lest ei god
fysikk-bok, så send ein E-post om det, så tar vi det med i ei spalte "Lekkerbisken".
Vi har fokusert litt på eksamensoppgåvene i 3Fy 99, og har
publisert dei på nettet. Det kunne vera interessant å sjå korleis fysikklærarane ville
løysa den siste oppgåva. Utfordring: Er det nokon som vil laga ei løysing skriven
elektronisk, så vil vi publisere den.
Hugs at neste deadline er alltid i morgon i Fysikklæreren så ingen
innlegg kjem for seint, og ingen for tidleg!
FYSIKK-OL 2000
Forbered elevene på tur til England!
1. runde skal avholdes i uke 45 eller 46. Det er en 100 minuters prøve med pensum t.o.m.
mekanikk i 3FY. Skolene får om ikke så lenge tilsendt oppgaver ogretteskjema. Vi håper
at mange vil delta. Den internasjonale finalen er i England til sommeren (se http://www.stpeters1.demon.co.uk/).
For informasjon:
Carl Angell Skolelaboratoriet, Fysisk institutt, UiO
Postboks 1048 Blindern N-0316 Oslo
Tel 22 856443, Fax no. 22 856422, e-post: carl.angell@fys.uio.no
eller
Hans Flornes Høgskolen i Bergen Postboks 7030, 5020 Bergen
Tel: 55 87 70 01, e-post: Hans.Flornes@hib.no
Den internasjonale olympiaden i fysikk var i
Padua i Italia i sommer. Her er adressen til årets olympiade. http://www.pd.infn.it/Olifis/welcome.htm
Løsningen til oppgavene er ikke lagt ut her ennå . Hvis de ikke kommer ganske snart,
skal vi få tak i en versjon slik at løsningen også kan legges ut på vår hjemmeside.
(Den blir i alle tilfelle på engelsk).
Men her ligger oppgavene på norsk: http://www.hordaland.vgs.no/fysikk/newpage1.htm.
Her vil du også finne linker til de norske uttakningsoppgavene 1998/99 runde 1 og runde 2
med løsningsforslag.
Frå Aina Haaland og Jenny E. Nilsen har Fysikklæreren fått denne
artikkelen om
Stiftelsen Maidanak.
Bergen, 10.08.99
Vi ønsker å rette deres oppmerksomhet mot Maidanak-observatoriet og dets potensiale. Det kan gjerne være interessant for leserne å følge med på utviklingen som skjer ved denne astronomiske forskningsstasjonen.
På Maidanakfjellet i Usbekistan arbeider astronomer fra Ukraina, Usbekistan og Russland med observasjoner gjort med et 1,5-meter teleskop. Det finnes tre steder på jorden der man regner at de atmosfæriske forholdene for denne typen forskning er ideelle. De ligger på Hawaii, i de chilenske Andesfjellene og på Mt. Maidanak. Stedene har til felles at de ligger mellom 2000 og 4000 meter over havet og har liten svingning i temperatur. Det er også lav luftfuktighet sommer og vinter. Alt dette gir de beste forholdene for de astronomiske instrumentene.
Forskerne som arbeider ved observatoriet er fra astronomiske institutter ved Kharkovs Universitet i Ukraina, Moskvas Universitet i Russland og Tashkents Universitet i Usbekistan. Lederne for forskningsgruppene er Prof. Vladimir Dudinov, Dr. Boris Artamonov og Dr. Irek Kharmitov. De jobber med flere ulike prosjekter, blant annet gravitasjonslinsing.
Maidanak-teleskopet er spesielt godt egnet til å ta bilder med svært høy oppløsning. Sammen med de gode atmosfæriske forholdene får observatoriet et potensiale som hever det til verdensklassen. Selve teleskopet ble bygget av av Sovjetunionen og er av høy optisk kvalitet. I forbindelsen med byggingen av teleskopet ble det også laget en rekke laboratorier. Etter Sovjetunionens fall, gikk teleskopet og de tilhørende bygningene over til det astronomiske instituttet i Tashkent, Usbekistan. Men grunnet kjente økonomiske problemer i det tidligere Sovjet, kan man ikke lenger opprettholde den høye standarden. Det største problemet er mangelen på moderne elektronisk utstyr. For å heve Maidanak-observatoriet til en vestlig standard trengs det et avansert CCD kamera, datamaskiner, kommunikasjonsutstyr og utstyr for produksjon av flytende nitrogen.
Opprustningene ved Maidanakobservatoriet vil koste noen hundre tusen kroner. Dersom man skulle bygget et tilsvarende observatorie fra grunnen av i dag , ville det ha kostet 25-40 millioner kroner. Dette har oppmuntret skandinaviske astronomer til å stifte The Maidanak Foundation. Stiftelsen har som mål å heve Maidanak-observatoriet til en vestlig standard, samt å bedre samarbeidet med vesten. Stiftelsen Maidanak vil oppfordre til bruk av observatoriet som en del av utdannelsen til vestlige studenter og elever. De tre universitetene i Sentral-Asia samarbeider allerede med universitetene i Oslo , Bergen og København. Ved Niels Bohrs Astronomiske Institutt i København er et avansert CCD kamera under bygging, og ventes ferdig våren 2000. Dette kameraet vil bedre observatoriets resultater betraktelig. Med det potensialet Maidanak-observatoriet har, vil stedet være svært aktuelt for astronomisk forskning i fremtiden.
Dersom dette kan være en interessant artikkel for dere, ta kontakt med undertegnede per e-mail maidanak@hotmail.com , eller ta kontakt med styreformann Henrik Nilsen per e-mail henrik.nilsen@fi.uib.no.
Venlig hilsen
Aina Haaland og Jenny E. Nilsen
Vedlagt følger en innbydelse til å delta i en tosidig lærerutveksling
gjemmom EPS med Irland. Ta kontakt med styret i Fysikklærerforeningen
om det er av interesse.
EPS Education Forum Teaching Exchange Programme
The Model
(Alf Ölme) alf@mail.varberg.se
Ring rundt sol og måne
Av Øyvind Guldahl
Preludium
Vinterferien 99 ga meg god anledning til å observere et ganske vanlig meteorologisk fenomen, nemlig ringen rundt sola med radius ca 20° som ofte opptrer når et lavtrykk nærmer seg og det er slørskyer (cirrostratus) med iskrystaller i høyere luftlag.
En dag så vi en særlig fin slik ring rundt sola, og jeg tenkte at "ja vel, nå kommer det mer snø." Og ganske riktig, følgende natt kom det noen nye cm lett snø. Dagen etter var vi igjen på skitur og setter oss ved bredden av et snødekket vann for å spise maten vår. Det er igjen en tydelig ring rundt sola (nytt lavtrykk på vei), men sola står så lavt at den nederste delen av ringen kommer godt under horisonten. Da ser jeg noe jeg aldri har lagt merke til før: Den nederste delen av ringen er der allikevel! Den ses tydelig i nysnøen på isflata foran meg. Jeg ble svært fascinert av dette, og kom i tanker om hvordan fenomenet egentlig oppstår. Alt jeg visste fra før var at ringen skyldes iskrystaller, noe som nå med all mulig tydelighet ble demonstrert på snøflata foran meg. Den neste tanken var at "brytning og refleksjon er tema i 2Fy, så dette kan det da ikke være så vanskelig å finne ut av".
Beregning av ringens radius
Siden snøkrystallene har 6 tagger, er det rimelig å anta at iskrystallene har overflateplan som danner 60° med hverandre. (For eksempel 6-kantede sylindre.) Vi tar utgangspunkt i følgende hypotese:
Ringen skyldes sollys som har passert iskrystaller med to isflater som danner 60° med hverandre.
Vi vil finne en formel for den totale retningsforandringen j som strålene får etter en slik passasje. Når det gjelder regnbuen, var denne oppgaven relativt lett på grunn av regndråpenes kulesymmetri. (Se fysikklæreren nr 1-99.) For iskrystaller er derimot j avhengig av krystallens orientering i forhold til solstrålenes retning og da blir straks beregningene mindre elevvennlige.
La oss først anta at strålens innfallsplan står vinkelrett på de to krystallflatenes skjæringslinje. Da er vi på nivå med en 2Fy-oppgave:
Et trekantet regulært prisme treffes av en lysstråle vinkelrett på prismets akse. Finn vinkelen j mellom stråleretningene før og etter passeringen av prismet når brytningsindeks n og innfallsvinkel x er kjent. (Se fig. 1)
Den interesserte leser kan kontrollere at vi får følgende formel:
.
Setter vi n = 1,30, får j en minimalverdi
lik 21,08° for innfallsvinkelen x = 40,54° , og vi ser av grafen at en stor andel av lyset får en avbøyning
like over 21,08° .
Se figur 2.
Dette ser jo lovende ut. Men vi må også vise at 21,08º virkelig er et minimum for j når krystallene har en vilkårlig orientering i forhold til stråleretningen.
La derfor strålens innfallsplan danne en vinkel y med krystallplanenes skjæringslinje.
Se figur 3.
Utregningen av j (x,y) var en større utfordring enn jeg tenkte meg på forhånd. Detaljene tar jeg ikke med her. Den svært interesserte leser oppfordres til å kontrollere at vi får:
Det er naturlig å prøve om en symbolregnende lommeregner kan forenkle dette. Jeg har ikke tilgang på en slik, men har forsøkt med matematikkprogrammet "derive" uten å lykkes.
En grafisk lommeregner kan imidlertid lett vise at denne funksjonen har de riktige egenskapene, med et ganske stort "flatt" område omkring et minimalpunkt på
(x,y) = ( 40,54º , 0º) med minimalverdien j = 21,08º.
Når en lysstråle treffer en tilfeldig orientert iskrystall, vil det altså være relativt stor sannsynlighet for at strålen etter passering av to krystallflater får en retning som danner en vinkel like over 21,08° med den opprinnelige retningen. Dette lyset kommer til oss fra krystaller som ligger på en kjegleflate med toppunkt i øyet, akse langs siktelinja mot sola og vinkelen mellom aksen og kjegleflata = 21º.
Siden j har et minimum, vil ikke noe av lyset få en retningsforandring som er mindre enn 21º. Dette forklarer at himmelen er mørkere på innsiden av ringen enn utafor.
Men hva med farger?
Vi kan som regel se at ringen er rødlig på innsida, og det stemmer med at rødt har lavest brytningsindeks i det synlige området av spekteret. Men hvorfor ser vi ikke fargene slik som i regnbuen?
Iskrystallene er syltynne nåler, mye tynnere enn vanlige regndråper. Da vil bøyningsfenomener gjøre seg gjeldende, og det fører til at en gitt bølgelengde ikke får noen skarpt definert minimumsvinkel. De ulike fargene blir mer blandet, og vi ser en mer eller mindre hvit ring.
Bisoler og andre lysfenomen på himmelen
De delene av ringen som ligger i samme høyde som sola, en på hver side, er ofte tydelig mer lyssterk enn resten av ringen. Mange ganger ser vi bare disse flekkene som da kalles bi-soler. Dette tror jeg må skyldes at isnålene under visse forhold får en slik form at de orienterer seg i en spesiell retning. Andre ganger er det den øverste delen av ringen som er mest lyssterk, og det kan kanskje forklares på tilsvarende måte.
Iskrystaller er også årsak til en rekke andre og mer sjeldne lysfenomen på himmelen. Disse kan skyldes mer kompliserte stråleganger i krystallene, og det ville være interessant å få vite noe mer om dette. Er det noen som kan gi meg tips om litteratur?
Hilsen Øyvind Guldahl
eller lierguldahl@os.telia.no
Nye Fysikk-Lekkerbiskener.
Norsk Fysikklærerforenings side der alle medlemer blir utfordra til å
presentere gode bøker, internettadresser, fysikkleiker eller utstyr dei kjem over.
24.09.99:
TIMSS-rapporten "Hva i all verden skjer i realfagene i
videregående skole?"
Nå er endelig TIMSS-rapporten "Hva i all verden skjer i realfagene i
videregående skole?" kommet.
Boka, som er utgitt på Universitetsforlaget og skrevet av Carl Angell,
Marit Kjærnsli og Svein Lie, handler om TIMSS-resultater i videregående skole.
Boka presenterer resultater fra tre forskjellige elevutvalg. Det er
fysikkspesialister (3FY i Norge), matematikkspesialister (3MX og 3MY i
Norge) og såkalte generalister som består av elever fra alle
studieretninger i siste år i videregående skole. De viktigste resultatene
analyseres i et internasjonalt perspektiv, og enkeltoppgaver med resultater
og fagdidaktiske kommentarer er gjengitt.
Og boka anbefales naturligvis av meg (Carl)
Hilsen
Carl
09.09.99:
Astrofysikk.
Øyvind Grøn har skrevet et hefte som heter "Nyhetsbrev om
stjerner og universet 1998". Det er HiO-rapport 1999 nr. 2 og kan bestilles fra
Høgskolen i Oslo, Wergelandsveien 27, 0167 Oslo. Tel: 2245 2000.
Jeg tror mange fysikklærere ville ha glede av dette heftet, så det er herved
anbefalt.
Øyvind Grøn sier selv at: "Kanskje er over 90 % av universets energi i en form
som er ukjent for oss. Nye observasjoner av supernovaer tyder på at universet
er i en tilstand av akselerert ekspansjon. Kan det være frastøtende gravitasjon
fra vakuumenergi som akselererer ekspansjonen? Nyhetsbrevet er ment som en
kilde til oppdatering, og kanskje inspirasjon, for lærere og elever, og for
alle som er nysgjerrige på hva astronomene har observert, og hvordan de nå
tolker sine observasjoner.
Med hilsen
Carl
Kurs:
FYSIKK STUDIERETNINGSFAG I VIDEREGÅENDE SKOLE
Skolelaboratoriet, Fysisk institutt
Universitetet i Oslo
22.11 - 26.11 1999
Kurset er planlagt for fysikklærere i den videregående skolen.
Arrangør: Skolelaboratoriet, Fysisk institutt
Kursleder: Carl Angell
Innhold:
Kurset vil inneholde sentrale emner fra læreplanene for 2FY og 3FY etter
R-94, og det vil bli gitt en oversikt over aktuelle forskningsfelt som har
relevans for faginnholdet i skolen. Historisk-filosofisk dimensjon, etikk og
samfunnsaspekter i fysikkundervisningen. IKT i fysikkfaget. Det blir lagt vekt
på eksperimenter og laboratoriearbeid i undervisningen, samt
metodisk/didaktiske diskusjoner.
Vilkår for deltakerne:
Reise: Billettutgifter dekkes etter billigste reisemåte.
Opphold: Kr. 180,- per døgn i tilskudd for
tilreisende.
Kursavgift: Kr. 750,-
Søknaden sendes Skolelaboratoriet, Fysisk institutt, Pb. 1048 Blindern, 0316
Oslo.
Fax: 2285 6422
e-post: carl.angell@fys.uio.no
Søknadsfrist: 15. OKTOBER
1999.
Fysikkstudier i Norge |
||
Vi tilbyr grunnfag, cand.mag.-grad, cand.scient.-grad eller siv.ing.-grad i fysikk. Cand.scient.- og siv.ing.-studier gjerne i kombinasjon med et år i utlandet. |
||
| Universitetet i Tromsø | Anne Bruvold | 7764 5130 |
| Universitetet i Bergen | Kjartan Olafsson | 5558 2806 |
| Norges teknisk naturvitenskapelig universitet | Kaare Stegavik | 7359 4000 |
| Universitetet i Oslo | Carl Angell | 2285 6443 |
| Norges landbrukshøgskole, Ås | Bjørn Berre | 6494 8700 |
Ring oss dersom du ønsker: - informasjon - studiemateriell - å besøke oss - å få besøk |
||
