Provkonstruktion

Årskurs: Gymnasiet
Ämne: Fysik 3
Tema: Relativitet och kosmologi

Syfte

Syftet med detta prov är att bedöma elevernas kunskaper om relativitetsteorin och kosmologi, med fokus på centrala begrepp och teorier, samt förmåga att resonera kring dessa ämnen.

Koppling till styrdokument

Centralt innehåll

Denna provkonstruktion kopplas till läroplanens centrala innehåll: “Relativitetsteorin, både speciell och allmän, samt grundläggande begrepp inom kosmologi, inklusive universums struktur, dess utveckling och upptäckter relaterade till astrofysik.”

Kunskapskrav

Provet kopplas till kunskapskraven: “Eleven ska kunna beskriva och förklara centrala begrepp inom relativitetsteori och kosmologi, samt redogöra för hur dessa teorier har format vår förståelse av universum.”

Prov

Faktafrågor

1. Vad är ljusets hastighet enligt relativitetsteorin?

• A) 150 000 km/s
• B) 250 000 km/s
• C) **299 792 km/s**
• D) 300 000 km/s

2. Vad innebär tidsdilatation?

• A) Tiden expanderar för alla objekt
• B) **Tiden går långsammare för objekt som rör sig nära ljusets hastighet**
• C) Tiden går snabbare ju längre bort man är
• D) Tiden är konstant för alla objekt

3. Hur beskriver den allmänna relativitetsteorin gravitation?

• A) Genom att använda mörk materia
• B) **Som en krökning av rumtiden**
• C) Som en kraft mellan två massor
• D) Som en konstant kraft

4. Vad innebär begreppet rödförflyttning?

• A) **Att ljus från avlägsna objekt sträcker sig**
• B) Att ljus från avlägsna objekt förkortas
• C) Att ljus stannar upp
• D) Att ljus faller ner mot jorden

5. Vad är mörk materia?

• A) Materia som kan ses med blotta ögat
• B) **Osynlig materia som påverkar galaxers rörelser**
• C) Materia som saknar massa
• D) Materia som finns endast i svarta hål

6. Vilken teori förklarar universums expansion?

• A) **Big Bang-teorin**
• B) Mörk energiteorin
• C) Relativitetsteorin
• D) Teorin om gravitationslinser

7. Vad innebär en gravitationslins?

• A) **En effekt där ljus böjs av på grund av en massiv kropp**
• B) En typ av teleskop
• C) En teori om svarta hål
• D) En konstant i relativitetsteorin

8. Vilken av följande är ett exempel på en kosmologisk fråga?

• A) Vad är kraften bakom gravitation?
• B) **Vad hände vid Big Bang?**
• C) Hur fungerar relativitetsteorin?
• D) Vad är ljusets hastighet?

9. Vad är en svart hål?

• A) En plats där tid inte existerar
• B) **En region där gravitationen är så stark att inget kan undkomma**
• C) En teori om universums slut
• D) Ett teoretiskt objekt i relativitetsteorin

10. Vilken typ av information ger rödförflyttning om ett objekt?

• A) Att objektet har en konstant hastighet
• B) **Att objektet rör sig bort från oss**
• C) Att objektet är i vila
• D) Att objektet har en hög massa

11. Adam experimenterade med gravitation och kom fram till:

• A) **Gravitationen är resultatet av rumtidskrökning**
• B) Gravitationen är en kraft mellan två objekt
• C) Gravitationen beror på temperatur
• D) Gravitation är konstant överallt

12. Vad är ljusets hastighet en konstant i?

• A) Relativitetsteorin
• B) **Båda relativitetsteorin och kosmologi**
• C) Endast kosmologi
• D) Ingen av ovanstående

13. Vilket av följande fenomen är inte förknippat med relativitet?

• A) Tidsdilatation
• B) Längdkontraktion
• C) **Svarta hål**
• D) Gravitationslinser

14. Vad står “mörk energi” för inom kosmologi?

• A) **En hypotetisk energi som driver universums expansion**
• B) Energi som går förlorad
• C) Energi från svarta hål
• D) Energi i den mörka materian

15. Hur kan vi observera kosmiska händelser som skedde för miljarder år sedan?

• A) Genom att resa genom rumtiden
• B) **Genom att studera den rödförflyttning som sker idag**
• C) Genom experiment som görs på jorden
• D) Genom att använda teleskop

Resonerande frågor

1. Diskutera hur relativitetsteorin har förändrat vår förståelse av tid och rum.

Syftet är att ge eleven möjlighet att reflektera över de djupgående konsekvenserna av relativitetsteorin.

2. Hur kan kosmologin hjälpa oss att förutse universums framtid?

Eleven får möjlighet att koppla teori till praktiska aspekter av vår förståelse av universum.

3. Beskriv hur mörk materia och mörk energi samverkar i teorier om universums struktur.

Denna fråga uppmuntrar eleverna att analysera komplexa samband inom kosmologi.

4. Resonera kring betydelsen av gravitationslinser för observationer av avlägsna galaxer.

Eleven ges möjlighet att diskutera direkta observationer och deras påverkan på vår förståelse av universum.

5. Hur har teorierna kring svarta hål utvecklats över tid?

Denna fråga uppmanar till reflektion över den vetenskapliga metodens förändringar och teorins evolution.

6. Diskutera de etiska aspekterna av att utforska svarta hål.

Eleven får möjlighet att undersöka och resonera kring etiska frågor i vetenskaplig forskning.

7. Hur kan vi använda relativitetsteorin för att förklara moderna teknologiska framsteg som GPS?

Frågan ger möjlighet att koppla teori till verkliga tillämpningar och teknologiska innovationer.

8. Vilka frågor kvarstår inom kosmologin och relativitetsteorin som forskare fortfarande försöker besvara?

Denna fråga inbjuder till diskussion om framtida forskning och nutida utmaningar.

Bedömning

Faktafrågor betygsätts med 1 poäng vardera. Resonerande frågor betygsätts med 2 poäng vardera. För betyg E krävs minst 8 poäng, för betyg C krävs 12 poäng (inklusive minst 3 poäng från resonerande frågor), och för betyg A krävs 18 poäng (inklusive minst 5 poäng från resonerande frågor).