lu.se

Nationellt resurscentrum för fysik

Institutionen för Fysik, Lunds universitet

Denna sida på svenska This page in English

Den fysikaliska världen

Under rubriken "The physical setting" tar Benchmarks for science literacy upp olika lärandemål med underrubrikerna: Universum, Jorden, Processer som har format Jorden, Materiens struktur, Energiomvandlingar, Rörelse, Krafter i Naturen. Vi presenterar här målen för skolår 3-5. Rubrikerna länkar till det amerikanska originaldokumentet som också ger en mer utförlig diskussion av innehållet och mål för andra stadier. Även målen för skolår 6-8 bör vara intressanta på mellanstadiet

  1. Universum 
    • Stjärnbildena i himlen är hela tiden desamma, även om de verkar röra sig över himlen på natten, och olika stjärnor syns under olika årstider.
    • Med teleskop kan man förstora föremål långt bort på himlen, såsom månen och planeterna. Antalet stjärnor som kan ses genom teleskop är mycket större än det man kan se med bara ögonen.
    • Planeter ändrar sitt läge i förhållande till bakgrunden av stjärnor.
    • Jorden är en av flera planeter i bana runt solen, och månen rör sig i en bana runt jorden.
    • Stjärnorna är som solen, några mindre, och några större, men så långt bort att de ser ut som ljusprickar.
    • En stor ljuskälla på stort avstånd ser ut som en liten ljuskälla som är mycket närmare.
  2. Jorden
    • Allt på jorden dras mot den genom jordens gravitation.
    • Jorden är ungeför klotformad. Liksom jorden är också solen och planeterna klotformade.
    • Jordens rotation kring sin axel på 24 timmar leder till växlingen mellan natt och dag. För människor på jorden leder rotationen till att solen, månen, planeterna och stjärnorna verkar gå runt jorden ett varv per dygn.
    • När flytande vatten försvinner blir det en gas (ånga) i luften, och kan åter bli flytande när det kyls ner, eller bli till fast form (is) om det kyls ned under vattnets fryspunkt. Moln och dimma består av små, små vattendroppar eller frustna vattenkristaller.
    • Luft är materia som omger oss, tar plats. Luftens rörelse vi kan känna som vind
    • Vädret ändras hela tiden, och kan beskrivas genom mätbara storheter som temperatur, vindhastighet och nederbörd. Stora luftmassor med vissa egenskaper rör sig över jordens yta. Rörelsen och växelverkan mellan dessa luftmassor kan användas för att förutsäga väder.
  3. Processer som har format Jorden
    • Vågor, vind, vatten och is formar och omformar jordens landytor, genom att erodera berg och jord i vissa områden och flytta dem till andra, ibland i årstidslager.
    • Berg är sammansatt av olika kombinationer av mineral. Små klippor kommer från sönderbrytning och bortvittrande av urberg och större berg. Jord kommer delvis från vittrat berg, delvis från nedmultnade växtdelar - och kan också innehålla många levande organismer.
  4. Materiens struktur
    • Uppvärmning och kylning kan leda till förändringar av egenskaperna hos material, men inte alla material reagerar på samma sätt vid uppvärmning och avkylning.
    • Många förändringar sker snabbare när det är varmare.
    • Oberoende av hur olika delar av ett föremål sätts ihop så är vikten av hela föremålet alltid densamma som för summan av alla delarna. När ett föremål bryts i delar, så väger delarna tillsammans lika mycket som originalföremålet.
    • Material kan vara sammansatta av delar som är för små för att man ska kunna se dem utan förstoring.
    • När ett nytt material tas fram genom att kombinera två eller flera material, så kan det ha egenskaper som är väldigt annorlunda än originalmaterialen.
    • Många olika slags material kan bildas av ett litet antal grundläggande materialslag.
    • Ämnen kan flytta sig mellan olika platser, men kan aldrig komma från ingenstans, och aldrig bara försvinna.
    • Alla material har vissa egenskaper, såsom styrka, hårdhet, böjlighet, hållfatshet, tålighet mot vatten och eld, och värmeledningsförmåga.
    • Samlingar av delar (puder, kulor, sockerbitar eller träklossar) kan ha egenskaper som de individuella delarna inte har.
  5. Energiomvandlingar
    • När två föremål gnids mot varandra blir båda varmare. Dessutom blir många mekaniska och elektriska apparater varmare när de används.
    • När varmare föremål kommer i kontakt med kallare, så blir de varma föremålen kallare och de kallare blir varmare, tills alla har samma temperatur
    • När varmare föremål kommer i kontakt med kallare, så överförs värme från de varmare till de kallare
    • Ett varmare föremål kan värma upp ett kallare, både genom kontakt och på avstånd.
    • (i slutet av "år 8": Om energi dyker upp någonsans måste den ha försvunnit någon annanstans)
  6. Rörelse
    • Ändringar i fart och rörelseriktning orsakas av krafter
    • Ju större kraften är, ju större blir ändringen i rörelse. Ju större massa föremålet har, ju mindre effekt får en given kraft.
    • Det är väldigt stora skillnader mellan hur fort saker rör sig. Vissa saker rör sig så långsamt att deras resa tar lång tid; andra rör sig så snabbt att man inte ens hinner se dem.
    • Ljus färdas och behåller sin riktning tills det växelverkar med ett materiellt föremål. Ljus kan absorberas, ändra riktning, studsa tillbaka, eller gå igenom ett material.
  7. Krafter i Naturen
    • Jordens gravitation drar i alla föremål på eller nära jorden, även utan att röra vid dem.
    • Utan att röra vid föremål så attraherar en magnet alla föremål av järn, och antingen drar eller skjuter bort andra magneter.
    • Utan att röra vid föremål så attraherar ett föremål som är elektriskt laddat alla andra oladdade föremål, och kan antingen dra eller skjuta bort andra laddade föremål.