3.3 Halveringstid med terningkast

Hensikt:Det var å simulere halveringstiden til et radioaktivt stoff ved bruk av terninger. 


Utstyr:

• En plast kopp

• 20 terninger

• Et sted å skrive ned resultatene. (Excel)

Fagstoff:Når vi skal finne ut halveringstiden til et radioaktivt stoff regner vi ut sannsynligheten for at de radioaktive atomkjernene blir spaltet i løpet av et visst tidsrom. Halveringstiden er den tiden det tar før halvparten av atomkjernen (i det radioaktive stoffet) er omdannet til andre atomkjerner. Noen stoffer han lengre eller kortere levetid enn andre stoffer.


Energien som frigjøres i form av radioaktiv stråling blir delt inn i 3 grupper:

Alfastråling: Den kommer i fra heliumskjernen. Noen astabile atomkjerner sender ut partikler som består av 2 nøytroner og 2 protoner. Denne strålingstypen blir kalt alfastråling. Når atomkjernen sender ut alfastråling, vil de nye atomkjernene inneholde to protoner mindre. Det er dannet et nytt grunnstoff med to prontoner og to nøytroner mindre (F.eks sender uran-238 ut alfastråling og blir til thorium-234). 

Betastråling: Det er elektroner. Det har vi når atomkjernen sender ut elektroner med stor fart. Nøytron i atomkjernen blir omdannet til et elektron og et proton. Elektronet forlater atomkjernen med veldig stor fart, mens protonet blir værende. Fordi kjernen nå inneholder et proton mer er det dannet et nytt grunnstoff (F.eks når den ustabile karbon-14-isotopen blir omdannet til nitrogen-14).

Gammastråling: Det er elektromagnetisk stråling som består av energirike fotoner. Energien i fotonene er en form for "overskuddsenergi" som atomkjernene frigjør etter å ha sendt ut alft- eller beta-stråling. Energien til gammafotonene er mange tusen ganger større enn energien til røntgenfotonene og flere hundre tusen ganger større enn energien til fotonene i synlig lys. 

Fremgangsmåte:
Først lager man en tabell med 5 serier. Så kaster du alle de 20 terningene 10 ganger i hver serie. Til sammen blir det 100 kast. En sekser på terningen tilsvarer en spaltning av en atomkjerne. Da derfor bort terningene du får 6'er på i hvert kast og skriv ned i tabellen hvor mange ikke-seksere du har igjen.

Terningene kastes ca en gang i minuttet, 100 ganger etter at vi har kastet alle terningene. Y-aksen er antall terninger/radioaktivt stoff og x-aksen er antall minutter.

Feilkilder:
For å få et mest mulig nøyaktig resultat, så er det viktig at terningene kastes slik at utfallet er helt tilfeldig. Det vil si at terningene ikke detter ed fra bordet eller blir tulla med. Det er også viktig å være nøyaktig ved avlesningen for å få et mest mulig nøyaktig resultat.


Konklusjon:
Vi kan bruke terninger og terningskast for å finne ut halveringstiden til et radioaktivt stoff, fordi som å få en 6'er på terningen, har stoffet en viss sannsynlighet for at atomkjernen spaltes og det sendet ut stråling. Jo flere kast vi kaster med terningene, jo sikrere og mer presist gjennomsnitt får vi. Alle radioaktive stoffer har en havleringstid og denne kan være forskjellig. Alt fra 3 døgn til 4000 år.

Hvis vi tenker oss at terningene kastes en gang i minuttet, vil halveringstiden på mitt forsøk være 3.5 minutt.

2.3 Stjernehimmel

Hensikt: 
Observere stjernehimmelen og se hvordan stjernene beveger seg


Utstyr:
- Egne øyne
-Stjernehimmel
-En app for å se stjernene


Fagstoff:

En stjerne er en stor glødende gasskule i verdensrommet som stråler fordi den produserer energi ved fusjoner i sentralområdene. På grunn av den høye temperaturen i stjernens kjerne skjer det en fusjon, altså en sammensmeltning av hydrogenkjernen. Stjernene ligger ofte samlet i galakser og "våres" galakse heter Melkeveien.  

En stjerne dannes ved at en støv- og gassky trekker seg sammen på grunn av deres egen tyngdekraft. Ved sammentrekningen varmes skyene opp. Temperaturen blir til slutt så høy (Ca 10 mill °C. ) at kjerneraksjoner finner sted. Da slutter skyene å trekke seg sammen og det er blitt dannet en stjerne. 

En stjernes levetid avhengir av massen. Tunge stjerner vil brenne sitt hydrogen fortere, og vil da dø fort. Derfor er også prosessen der en stjerne dør forskjellig ut ifra størrelsen og massen til stjernen. Vi deler det opp i tre typer: liten stjerne (0,5 solmasse), middels stjerne (0,5-15 solmasser) og stor stjerne (over 15 solmasser). 

Forskere har forsket så stjernener i mange år og har funnet ut ulike metoder som forteller oss om avstanden til stjernen, temperaturen, bevegelsen og kjemiske sammensetninger. 
Selvom det vi ikke ser det så beveger stjernene seg. De kan bevege seg mot oss, fra oss, rundt sin egen akse og i bane med flere andre stjerner. For å se hvor en stjerne beveger seg kan vi bruke dopplereffekten som er en god metode å bruke. Den går ut på at en stjernes bølgelengde er kortere når den beveger seg mot jorden, og lengre når den beveger seg vekk fra jorden. 


Fremgansmåte:
-Finne forskjellige stjernebilder
-Se om stjernene forflytter seg over tid
-Se om enkelte stjerner har forskjellige farger


Hypotese:
Jeg tror stjernene beveger seg under det tidsrommet jeg observerer de på. 


Resultater:

Det første jeg skulle gjøre var å lokalisere Karlsvogna. Den består av sju stjerner hvor den siste er en dobbelstjerne som har navnene Mizar og Alcor. Jeg fant Karlsvogna, men klarte ikke å se dobbelstjernene siden jeg ikke brukte kikkert. 

Den andre punktet på lista var å finne Polarstjerna. Det er den siste stjerna i halen på lillebjørn. 

Så i det tredje punktet så skulle jeg se hvordan Karlsvogna og Polarstjerna var plassert i forhold til meg. Da observerte jeg ved bruk at appen på mobilen, ventet et par timer og observerte igjen. Når jeg skulle observere siste gangen fant jeg ut at appen ikke fungerte som den skulle, men viste fra det jeg har lært at de hadde beveget seg i forhold til meg. Årsaken til at de har forflyttet seg er fordi jorda roterer rundt sin egen akse, og fordi stjernene og andre ting i unvierset beveger seg. Stjernebildet vil da bli forskjellig ut ifra hvor du observerer det fra. Stjernebildene vil se ulike ut ifra nord, sør, øst og vest, men det er fortsatt de samme stjernebildene og stjernene. Vi som observerer fra den nordlige halvkule, vil se at stjernene beveger seg rundt polarstjernen, men stjernebildene beveger seg ulikt ut ifra hvor du er. 

Det fjerde punktet på lista var å finne Kassiopeia. Dette kunne jeg finne ved å se fra hanken på Karlsvogna til Polarstjerna og videre gjennom denne. 

Neste punkt var å lokalisere Andromedagalaksen. Denne finner man hvis man fortsetter videre gjennom Kassiopeia. Dette er den eneste galaksen vi kan se med det blotte øyet fra den nordlige halvkule. Altså den eneste vi kan se utenfor vår egen galakse, Melkeveisystemet. Se etter stjernebildet Pagasus. Finn den andre stjerna i hanken i Pegasus, like over denne er Andromedagalaksen. 

Så skulle jeg finne stjernebildet Svanen. Denne fant jeg ikke ved å bruke appen, dette kan være fordi appen ikke fungerte. 

Neste punkt var å finne stjernebildet Orion, hvis man observerte på vinteren. Her skulle vi også se om de to stjernene Betelgeuse og Rigel hadde forskjellige farger og hvorfor de hadde det. Dette klarte jeg ikke å se ved bruk av appen. Men med bakgrunn for hva jeg har lært så har de har forkjellige farger, og grunnen til dette er at temperaturforkjellene i stjernen skaper forkjellige farger. 

Like under Orions belte finner du Orions sverd. Det er her det i dag dannes stjerner. 

Det siste jeg skulle gjøre var å finne Sirius. Den ligger nede til venstre for Orion. Dette er himmelens mest lyststerke stjerne sett bort ifra sola. 

Feilkilder:

Her er det en del feilkilder som kan oppstå.

Den kvelden jeg gjorde forsøket var det ikke stjerneklart ute så jeg måtte kun følge appen. Dette gjorde det mer vanskelig å finne ut om svarene jeg fikk var riktige eller ikke når jeg ikke kunne se det selv ute. Når jeg senere skulle finne ut om Karlsvogna og Polarsterna hadde flyttet på seg viste appen endringer som var urealistiske. Det var da jeg skjønte at den ikke fungerte riktig. 

En anne feilkilde kan også være at jeg ser på feil kilder fordi jeg ikke står på samme sted når jeg observerer andre gangen. Det er også vanskelig å se alt med egne øyne, så det er en fordel å bruke en kikkert også. 

Kilder:

https://snl.no/stjerne

http://katrinenaturfag.blogspot.no/2014/01/forsk-23-stjernehimmelen.html

Naturfagsboka

2.4 Drivhuseffekten

I dette forsøket skulle vi undersøke hvordan drivhusgasser kan gi økt temperatur og se på hva som skjer med havnivået dersom isen smelter, som følge av økt drivhuseffekt. 



Utstyr:

• Kokeplate

• Glassplate, min 30x30cm

• Plastfolie

• To termometre

• Sollys eller en annen lyskilde

• To like store plastbokser

• Isblokker -> Isbiter

• To steinblokker

• Vann

Fagstoff:

Uten jordas atmosfære ville jorda vært 34 °C kaldere enn i dag. Det ville vært en gjennomsnittstemperatur på -19 °C uten drivhuseffekten i atmosfæren. Men siden vi har drivhusefekten er gjennomsnittsalderen +15 °C. Denne temperaturen gjør det mulig å leve på jorda. 
Atmosfæren spiller inn solstråling fra sola og bestemmer hvilken strålingstyper som slipper inn. Denne strålingen varmer opp jorda og jorda sender ut varmestråling. Jo mer temperaturen på jorda stiger, jo mer øker også varmestrålingen fra jorda. Varmestråling er langbølget stråling. På vei fra jorda blir strålingen absorbert av gasser i atmosfæren. Her sender gassene ut varmestråling igjen, men nå i alle retninger. Noen av strålingene kommer tilbake mot jorda, mens noen har retning vekk fra jorda. Resultatet av dette er at jordoverflaten varmes opp både ved hjelp av sola og atmosfæren. Det er derfor jorda har høyere temperatur enn den ville hatt uten atmosfæren.

    

Hvordan oppstår drivhuseffekten?

Forsøk nr.1: Hold en glassplate opp mot sollyset eller et lysstoffrør. Blir det synlige lyset hindret av glassplata?

Hypotese: Nei, sollyset eller lys fra lysstoffrør blir ikke hindret.

Resultat: Litt av lyset blir reflektert, men det meste går igjennom glassplata.

Forsøk nr.2: Skru på en kokeplate på middels varme og vent til den blir varm. Hold hånden så nær plata som mulig, uten at du brenner deg. Be en av de andre elevene om å holde glassplata mellom kokeplata og hånden din. Merker du noen forkjell? Hvordan kan du forklare det du observerer, og hva har dette med drivhuseffekten å gjøre?

Hypotese: Drivhuseffekten gjør at varmen blir reflektert ned igjen mot plata

Resultat: Når glassplata kom imellom hånda og plata så forsvant varmen som hånda fikk av plata. Dette var fordi glassplata isolerte hånda mot varmen fra plata. Her kommer drivhuseffekten inn, hvor varmeståling når glassplata og reflekterer tilbake. 

Forsøk nr.3: Legg to termometre i hver sin plastboks. Les av temperaturen etter en stund.

Resultat: Boks 1 (D) var 20,5 °C og boks 2 (E) var 22 °C.

Forsøk nr.4: Strekk plastfolie over den ene boksen og gjør den så tett som mulig. Sett begge boksene i sollyset eller under en lampe. Følg med på temperaturen i de to boksene. Hva ser du? Kan du forklare forkjellen?

Hypotese: Drivhuseffekten gjør at varmen holdes inne i boksen.

Resultat: Det vi ser er at det blir 3 °C varmere i den boksen med plastfolie i forhld til den uten. Dette er fordi plastfolien gjør at varmen kommer inn i boksen, men ikke slipper like lett ut igjen. Da vil det bli varmere i boksen og er drivhuseffekten. 

Hva skjer med havnivået når temperaturen stiger?

Forsøk nr.5: Legg den ene isblokken ved siden av en steinblokk i en av plastboksene. Fyll på med lunkent vann helt opp til kanten av plastboksen. Hva tror du vil skje når isen smelter?
Hypotese: Vi tror ingenting skjer.
Resultat: Når vi puttet oppi isblokken så steig vannet, og når isblokken var smeltet sank vannet tilbake igjen. Dette skjer fordi vann har større volum i fast form enn i flytende form. Altså is tar opp mere plass en vann. 

Forsøk nr.6: I den andre plastboksen legger du isblokkene oppå steinblokken slik at isklumpen blir liggende delvis over kanten av karet. Fyll på med lunkent vann helt opp til kanten av boksen. Hva tror du vil skje når isen er smeltet?
Hypotese: Vi tror vannet vil renne over eller hvertfall stige.
Resultat: Når isen ligger oppå steinen så stiger vannet. Dette er fordi is er fast form og blir til flytende form når det smelter. Som gjør at det blir mere vann i boksen og at vannet stiger. 

Forsøk nr.7: La de to boksene stå i ro til all isen har smeltet, og observer hva som har skjedd. vordan kan du bruke dette forsøet til å forklare hva som skjer på Sørpolen og Nordpolen når teperaturen stiger?
Hypotese: Vi tror her at havnivået vil stige på grunn av at isen på Sørpolen ligger på fast land. Mens på nordpolen så flyter den oppå vannet. 
Resultat: Vi kan se på disse forsøkene og se for oss sørpolen og nordpolen. Det forsøket hvor isen fløyt oppå vannet forklarer hva som skjer på nordpolen. Her er det store isklumper som ligger på vannet, når dette smelter vil havnivået synke fordi disse isklumpene har tatt opp så mye plass. Mens på det siste forsøket kan forklare hva som skjer på sørpolen. Grunnen til at havnivået stiger er fordi isen som ligger på fastland smelter og renner ned i havet.



Konklusjon

Førsøkene om hvordan drivhuseffekten oppstår kommer vi fram til dette:
Forsøk nr.1: Her ble noe av lyset reflektert og ble sendt ut i alle mulige rettninger. Vi kan her sammenligne glassplata med drivhusgasser som sender ut varmestråling i alle mulige rettninger. 

Forsøk nr.2: Når vi hadde hånda nærme kokeplata så var det varm, men når glassplata kom imellom så ble varmen borte. Her kan vi sammenligne glassplata med ozonlaget og kokeplata med jorda. Her hadde varmebølgene korte bølgelengdene som gjør at det ikke slippes så lett igjennom atmosfæren. 

Forsøk nr.3: Her skulle vi bare lese av gradene. 

Forsøk nr.4: Her skulle vi lese av gradene på en boks med plastfolie og en uten. Her viste det 25 °C i boksen uten plastfolie, og 27 °C i den med plastfolie. Dette representerer drivhuseffekten hvor plastfolien kan representeren atmosfæren og holder mye av varmen inne. Uten denne atmosfæren ville det vært mye kaldere på jorda. 


I forsøkene om hva som skjer med havnivået når temperaturen stiger kom vi fram til dette:
Forsøk nr.5: Her skjedde det ikke noe forandring. Vi målte høyden på vannet hvor isen lå oppi, og etter de hadde smeltet målte vi på nytt. Begge målingene ga samme resultat, at det ikke hadde skjedd noe. Dette er fordi vann har større volum i flytende form enn i fast form. 

Forsøk nr.6: I den andre boksen hvor isen lå oppå fast land skjedde det motsatte. Her målte vi høyden på vannet før vi satt isblokkene på fastland, og målte igjen når de hadde smeltet. Her hadde vannstanden økt. Dette er fordi isen som lå på fast land smeltet og randt ned i det som skulle representere havet. 

Forsøk nr.7: Grunnen til at det ikke skjer noe med havnivået når isen på nordpolen smelter er fordi her ligger isen i vannet. Is tar opp mere plass i vannet, men når det smelter vil det ha større volum i flytende form enn i fast som gjør at havnivået blir værende. 
Mens om sørpolen smelter vil det gi motsatt effekt. Hvis dette skjer så vil havnivået stige fordi isen ligger oppå fast land når det smelter og renner ned i havet. 



Feilkilder

Det kan oppstå mange feilkilder under disse forsøkene. Glassplata kan være møkkete som kan påvirke resultatene, termometerne kan være defekt og plastfolien kan ha ikke være tett nok. 
Termomenerne vi brukte var det noe feil med. Minimum ett av de må ha vært noe feil med siden de viste to forskjellige temperaturer på samme sted. Mest sannsynlig så var begge to noe feil med. Det vi kunne gjort annerledes var å ta de samme forsøket flere ganger og regne ut gjennomsnittet. 

En feilkilde som kunne vært på havnivå forsøkene er at det kan være luftbobbler i isbitende. Dette gjør at luftbobblene tar opp plass, så når isen smelter så vil ikke alt bli til vann. 



Kilder

Naturfagsboka
SNL.no
http://katrinenaturfag.blogspot.no/2013/12/forsk-24-drivhuseffekt_10.html
http://martineognaturfag.blogspot.no/2013/12/drivhuseffekt-24.html

2.1 Spekter

Hensikten med dette forsøket var å se de forskjellige bølgelengdene i den elektromagnetiske strålingen skilt fra hverandre, slik at man kan se fargene hver for seg. Dette skulle bli sett på gjennom et håndspektroskop, hvor vi kan se de ulike kildens fargespektrum.

Følgende utstyr ble brukt:                                             

•         Håndspektroskop                                                                                                                              
•         Magnesiumtråd                                                                        
•         Lysstoffrør                                                                                 
•         Glødelampe         
•         Stearinlys

Lyskilder i forsøket:

• Lysstoffrør
• Glødelampe
• Stearinlys
• Sollys
• Glødende metall

Fagstoff

Alle lys er elektromegnetisk lys. Vi deler det opp i to grupper: synlig lys og annen type lys. Eksempler på annen type lys er røntgen, infrarød og mikrobølger.

Lysets egenskaper er definert av

•      Frekvens
•      Bølgelengde
•        Periode
•        Energi
•        Amplitude

Høy frekvens: Får vi mer energi, kortere perioder med korte bølgelengder. Det gir et synlig lys, en blålig farge.

Lav frekvens: Mindre energi, lengre perioder med større bølgelengder. Det gir synlig lys, en rødlig farge.

Dette forteller oss at lysets energi, farge, bølgelengde, periode og frekvens er avhengige av hverandre.

Vi skiller mellom 3 ulike lysspekter: Sammenhengende spekter, Emisjonsspekter og Absorpsjonesspekter. Et sammenhengende spekter er et glødende stoff, væske eller gass med stort trykk. Emisjonsspekter er stråling fra gass som avgir elektromagnetisk stråling som lys med bare noen bestemte bølgelengder. De mørke linjene i det sammenhengende spekterer er Absorgpsjonsspekter. 

Hypotese: 

Jeg tror forsøket vil få dette utfallet ut ifra hva jeg har lest om de ulike spektrene.

Lysstoffrør - Emisjonsspekter

Glødelampe - Sammenhengende spekter

Stearinlys - Sammenhengende spekter

Sollys - Sammenhengende spekter

Glødende metall - Absorgpsjnsspekter

Fremgansmåte:

Vi skreiv først vær vår hyotese. Vi slokket lyset for å få det så mørkt i rommet som mulig for å utelukke en feilkilde der andre lyskilder kan ødelegge resultater, dette kalles strølys. Når dette var gjort så vi på de forskjellie lyskildene gjennom et spektroskop. 

Resultater:

Lysstoffrør: Her stemte hypotesen min og det er Emisjonsspekter. Dette er noe som kommer frem da man ser på spekteret fra en gass, og inni disse gassrørende finnes det gasser. 

Glødelampe: Her stemte også hypotesen min og det er sammenhengende spekter. 

Stearinlys: Her stemte hypotesen min og det er sammenhengende spekter. Dette er et glødende fast stoff (flamme), noe som skal gi sammenhengende spekter. 

Sollys: Sammenhengende spekter og hypotesen min stemte.

Glødende metall: Absorgpsjnsspekter og hypotesen min stemte igjen. 

Konklusjon: 

I dette forsøket kan det være mange feilkilder. Som nevt tidligere så kan strølys komme i veien for resultatene. Måleinstrumentet er også en feilkilde fordi det ikke er nøyaktig nok og er vanskelig å lese av. 
Til tross for disse feilkildene så virket svarene logiske utifra det jeg har lest av fagstoff i boka. 5 av 5 hypoteser stemte. 

Kilder:

http://naturfaganette.blogspot.no/2012/09/tid-for-forsk-med-spektroskop.html
http://katrinenaturfag.blogspot.no/2013/10/forsk-21-og-22-spektre-og.html
Naturfagsboka

Pga en personlig hendelse under forsøket er resultatende tatt fra Mona og disse to bloggene over.

Suksesjon på en hogstflate

Sted: Lerpeveien, Skoger


Utstyr: Naturfag 3 boka, NDLA

Området det ligger i: Området jeg undersøket ligger mellom jordene og skogen.

Hensikt: Finne ut hvordan skogen etablerer seg på nytt etter for eksempel en brann.  

Teori: Vi har to suksesjonsfaser, primær- og sekunærfasen.
Primærfasen er den første fasen, her kommer de små plantene til som vi kaller pionerplanter. Disse pionerplantene vokser og sprer seg fort.
Sekundærfasen er den andre fasen, her kommer trærne og pionerplantene forsvinner fordi buskene og trærne stjeler alt sollyset.

Skog som har vokst der: Det så ut som det var bjørk, gran og furu som hadde vokst der før.

Ormgress

Plantearter: 
Bjørk
Ormegress
Løvetann
Strå
Bringebærbusker
Buerot

Hvilken suksesjonsfase?
Området var seint i primærfasen. Pionerplantene begynner å forvinne fordi de store buskene tar alt sollyset.

Hvordan tror du det ser ut om 10-20år?
Da er området i i midten av sekundærfasen. Her kommer krattskog og senere løvtrær. Disse løvtrerne vokser mye fortere enn gran og vil dominere området til granen vokser opp igjen. Når granen kommer blir det så tett at lævtrærene ikke vil få nok lys til å vokse opp.

Hvor lang tid vil det ta før det vokser skog der igjen?
Mellom 20-30 år tror jeg det vil ta. Da har grantrærene overtatt og et stabilt økosystem er etablert.

Oppsummering: Vi har to suksjesjonsfaser, primær- og sekundærfasen. Etter for eksempel en brann eller hogst så bruker området ca. 30 år på å bli en skog igjen.

Konklusjon: Konklusjonen min er at under primærfasen så vil disse pionerplantene forsvinne fordi de større buskene vil ta alt sollyset. Også går området over i sekunærfasen hvor trærne vokser og tar sollyset fra de mindre buskene. Området bruker ca 20-30 år på denne prosesen etter en for eksempel brann.