Relativitetsteorien 100 år

I dag, 25. november er det 100 år siden Albert Einstein la fram hovedpunktene i den generelle relativitetsteorien (GR) for det Prøyssiske Vitenskapsakademiet i Berlin. Den var en komplettering av den spesielle relativitetsteorien (SR) fra 1905 som beskriver hva som skjer med tid, masse og lengde ved stor fart. Det som gjør GR generell er at den også omhandler akselererte systemer. Teorien er og en videreutvikling av Newtons arbeider. Ved liten avstand og svake gravitasjonsfelt er GR sammenfallende med Newtons gravitasjonsteori. Jeg vil forsøke å belyse noen få av de praktiske problemer som er løst ved hjelp av Einsteins teorier.
Tidlig på 1600-tallet forsto Galilei at lys ikke beveger seg uendelig fort. Einstein bygde videre på dette og postulerte at denne hastigheten er en universal konstant som er uavhengig av hva en måler i forhold til. Det vil si at en vil få nøyaktig samme resultat enten en måler farten til lyset fra sola i et observatorium på jorda eller i et romskip som beveger seg mot sola med en fart på 99 % av lyshastigheten. Eller 99,9 % av lyshastigheten osv. Vi benytter og lyshastigheten som lengdemål i og med at vi definerer en meter som en bestemt brøkdel av den avstanden lyset beveger seg på et sekund.

Les videre

Advertisements

Kjemi- og FysikkOL som digital Quiz

I løpet av de første månedene i 3. vgs arrangeres det nasjonale konkurranser i en rekke programfag. Se f.eks http://konkurransene.no. Jeg har satt sammen spørsmål fra tidligere års første runde i fysikk og kjemi og bruker dem som repetisjonsoppgaver til elevene. Dette er aktuelt både før eventuell muntlig eksamen på slutten av andre klasse og i oppstarten av tredje klasse. Quizene er laget slik at det plukkes ut ti tilfeldige spørsmål hver gang en tar den. Når en har besvart et spørsmål, får en umiddelbart svar på om det er rett eller galt og på de fleste oppgavene ligger det en lenke til en video der jeg forklarer innholdet i oppgaven.

Les videre

Solformørkelsen 20. mars 2015

Vår egen stjerne sola er 400 ganger større enn månen. Forholdet mellom avstandene til sola og månen er omtrent like stor. Dette heldige sammentreffet gjør at månen noen ganger kan dekke akkurat hele solskiva slik at vi får en total formørkelse.  Neste fredag inntreffer dette. Svalbard og Færøyene er de eneste stedene en kan observere dette uten båt og hotellrommene på Svalbard har derfor stått bortbestilt lenge. Ekstra artig er det at formørkelsen faller sammen med vårjevndøgn slik at årets eneste soloppgang på Nordpolen kommer i form av en solformørkelse.

På Røros er formørkelsen nesten total, månen vil dekke 91,7 % av solarealet kl 10:57. Formørkelsen starter kl 09:51 og er helt slutt kl 12:04. Det er 46 år til neste gang vi har mulighet til å oppleve en like formørket sol.

Les videre

Fra Samskriving i Fysikk til SAMSKRIVING I ALLE FAG?

De siste tre ukene har elevene i fysikk 1 og i fysikk 2 jobbet samskrivingsbasert. Temaene har vært henholdsvis halvledere og teknologi. Dette er temaer der det ikke er veldig stort behov for formelbruk og utregninger så jeg tenkte dette var greie temaer for å prøve ut mer samskriving. Det tar litt tid i starten før de får laget seg google-dokumenter og får satt riktige delingsinnstillinger, men en henter igjen det på økt effektivitet etterhvert. Jeg delte inn i grupper på to og tre og vi brukte todaysmeet.com for å dele lenker til alle dokumentene i klassen. De fleste stilte inn dokumentet slik at alle med lenka kunne se og kommentere, mens bare de på gruppa fikk redigere. Motivasjonen for å prøve samskriving var god i begge gruppene. Jeg så gjennom dokumentene etter den første økta og alle var kommet i gang med notater og oppgaveløsing. De bruker bildesøk i Google aktivt og finner gode skisser og figurer som de limer inn i notatene. Les videre

Simuleringer fra universitetet i Colorado

Universitetet i Colorado tilbyr gratis simuleringer på nett gjennom portalen http://phet.colorado.edu. Simuleringene dekker temaer innenfor fysikk, biologi, kjemi, geofag og matematikk. Det finnes mange sider med simuleringer og animasjoner der ute, men denne er foreløpig den jeg har funnet som har størst bredde innenfor naturfagene. En glimrende ting med PhET er at det går an å få simuleringene på norsk om noen har oversatt dem. Hvis ikke er det veldig enkelt å oversette dem selv. Jeg har oversatt en del simuleringer og det tar ikke mer enn ca 15 min pr stk. En laster ned en liten java-fil som en åpner simuleringen i. Da kommer det opp en liste med ord på engelsk som en skriver inn den norske oversettelsen til. Denne lagres som en fil og sendes til PhET slik at de kan legge den ut.  Oversetting og kjøring krever ingen installering av programvare. NDLA har inngått et samarbeid med PhET og skal såvidt jeg har forstått inplementere en del av animasjonene i sin nettløsning. Det jobbes også med å få simuleringene tilgjengelig for iPad.

Jeg har brukt enkelte avsimuleringene i fysikk 1 og fysikk 2. Jeg har brukt dem både i forbindelse med gjennomgang av nytt stoff og som ekstratrening for elevene. Det ser ut til at simuleringer gir et ekstra nivå av forsåelse. Jeg oppfatter at det å greie å se for seg fysikkoppgavene før en begynner å regne på dem er en utfordring for mange. Simuleringer vil kunne hjelpe til i denne visualiseringsprosennen. Det jeg sliter litt med er å få dem til å bruke litt ekstra tid på å se på alle mulighetene som finnes i simuleringene. De blir litt for fort ferdige.

Videoanalyse i fysikkundervisningen

Fysikkfaget handler egentlig kun om to ting: Legemers fysiske egenskaper og bevegelse og vekselvirkning mellom forskjellige legemer. Gabrillo Tracker gir mulighet til å beskrive og gjøre beregninger på bevegelse og vekselvirkning i to dimensjoner med utgangspunkt i et videoopptak. Programmet er gratis. Jonas Persson ved skolelaboratoriet på NTNU har samlet mye Tracker-stoff på denne siden. Her finnes videoeksempler og informasjon om nedlasting. For elever og lærere i Sør-Trøndelag fylkeskommune er Tracker tilgjengelig i programvaremenyen.
Kvaliteten på filmen er avgjørende for analysen. Her er noen kritiske momenter:
1.Kameraet MÅ stå på stativ.
2.Det må være godt lys slik at eksponeringstiden på hvert bilde blir kort nok til å «fryse» bevegelsen.
3.Objektene må ha en kontrastfarge i forhold til bakgrunnen.
4.Større objekter merkes med en mindre prikk med kontrastfarge.
5.All bevegelse må skje i et plan vinkelrett på filmretningen.
6.Det må være med en langdereferanse, f.eks en meterstav i bildet og denne må være i samme avstand fra kameraet som den bevegelsen en ønsker å analysere.

Når en har laget filmen er programmet forholdsvis sjølforklarende. En legger til en sporing på hvert av objektene og en kan vise posisjon, fart, akselerasjon osv grafisk. Sporingen kan gjøres manuelt eller automatisk. Erfaringen min er at det enkleste er å starte automatisk og deretter gjøre manuelle justeringer om det trengs. Når dette er gjort kan en legge inn massen til hvert av objektene for å gjøre beregninger på bevegelsesmengde og kinetisk energi.
I videoen under som vser hvordan dette ser ut i Tracker, har har jeg festet en lapp på bilen og følge denne for å kunne beregne akselerasjonen, Dette er en enkel analyse med kun et legeme og en dimensjon. Tracker kan som sagt håndtere mer komplekse situasjoner og der er mange graf- og tabell-muligheter.

Videorapport i Fysikk

Gjennomføring:
I høst har jeg forsøkt to ganger å la elevene levere videorapporter som jeg filmer og kommenterer i en ny video. Vi bruker it’s learning. Jeg har lagt opp innleveringen som en test, slik at de kan bruke det innebygde videoverktøyet i it’s. Den første gangen fungerte dette greit.Den andre gangen fikk en del elever prøblemer med at etter de hadde tatt opp video, kom det melding om «ugyldig mediefil». Dette har vi tatt opp med it’s.
For å lage kommentarer på elevenes videofiler, har jeg brukt screencast-o-matic. Dette er et program som kan filme hele eller deler av skjermen, samt et bilde av meg via webkamera. Den ferdige videoen med kommentarer har jeg lastet opp til screencast-o-matic serveren med privat lenke, slik at bare den aktuelle eleven finner videoen.

Erfaringer:
Det er mange muligheter når elevene skal lage video. Det som fungerte best, var når de brukte screencast-o-matic og lastet opp videoen enten til youtube eller screencast-o-matic. Når de gjør det, kan de enkelt vise fram grafer og annet som de lager digitalt. Når en i tillegg får med bilde av eleven, får en et bedre inntrykk av graden av forståelse. Vi hadde muntlig prøve i fysikk før jul med forholdsvis gode resultater. Flere av elevene kommenterte at videorapportering var svært god trening til muntlig prøve.
Elevvideoene var 3-9 minutter lange. Når teknikken fungerte greit, kunne jeg gå rett på og kommentere mens jeg så gjennom videoen første gang. Når jeg i tillegg hadde lastet opp kommentarvideoen og sendt en epost med videolenke til eleven, hadde jeg brukt 15-20 minutter på hver video. Dvs noe mer enn jeg vanligvis bruker på å gå gjennom en labrapport.
En del av elevene hadde laget ganske detaljerte manus for de sa på videoen. For å gjøre det mer reelt i forhold til muntlig prøve/eksamen burde jeg ha poengtert at de kun burde hatt en stikkordsliste som manus.
Utbyttet for elevene var at de fikk en annen type trening enn de vanligvis får ved å skrive en labrapport.
Nedenfor har jeg tatt med et lite utdrag at starten og avsluttningen på en ferdig redigert rapport. Bildekvaliteten på dette er desverre noe dårligere enn på orginalen.

Blogging som rapportform i fysikk

Nå har vi forsøkt blogging som rapportform i fysikk 1. Forsøket skulle gi svar på følgene: Stemmer det at bremselengden blir fire ganger så lang når farten er dobbelt så stor. Eller sagt på fysikkspråket: Er bremselengden proporsjonal med kvadratet av farten.

Forsøket ble gjort med ultralyd avstandsmåler og Capstone dataloggerprogram fra Pasco.  Som testobjekter brukte de tørrisklumper eller kaffekopper som ble sendt bortover en lang pult. i Capstone leste de av fart og bremsestrekning i flere omganger slik at de kunne variere farten. Deretter plottet de bremsestrekning mot kvadratet av farten for å undersøke om dette ble punkter omtrent på en rett linje.

I bloggrapporten skulle de ha med en innledning, beskrivelse av gjennomføringen, grafen de plottet og kommentarer til grafen.  Jeg valgte å si at de skulle lage en anonym bloggadresse med tanke på at de etterpå skulle kommentere hverandres blogger. De greier sikkert greier å gjette seg til hvem en del av de andre bloggene tilhører om de prøver hardt på dette, men jeg regnet med at det ville være enklere å være objektive i kommentarene på den måten. I tillegg ligger jo dette åpent på Internett og innlevert skolearbeid er jo ellers ikke offentlig tilgjengelig med navn.

I dag 14. jan har elevene fått liste over alle bloggene med beskjed om at de skal legge inn kommentar på to av de andre bloggene. De skal finne blogger som ikke har to kommentarer fra før slik at alle blir kommentert. Hensikten med kommentarene skal være å gi faglig konstruktive framovermeldinger til medelevene. Etter at de er ferdige med å kommentere hverandres blogger skal jeg gå gjennom og eventuelt kommentere litt mer.  Etter dette skal de få en anonym spørreundersøkelse der jeg ønsker å få en vurdering av læringsutbyttet i de forskjellige fasene. Resultatet av denne legges ut her.

Bloggadresser:

http://bremsearbeid.blogg.no/
http://alleskalmed.blogspot.no
http://fyzick.blogg.no
http://iheartphysics.blogg.no/
http://wienerstang.blogspot.no/
http://rosabloggnr1.blogg.no
http://kline.blogg.no/
http://aeinstein.blogg.no
http://rorosinggettingwet.blogg.no/
http://barbiegirl69.blogg.no/
http://awesomefysikkblogg.blogg.no/
http://forsokifysikkmedtorris.blogg.no/
http://sintefysikere.blogg.no/
http://torriskungen.blogg.no/
http://ichbineinnordmann.blogg.no/1389567539_fysikk.html
http://torrisfysikk.blogg.no/
http://www.rosafysiker.blogg.no
http://fysikkerbra.blogg.no/