Provkonstruktion
Årskurs: Gymnasiet
Ämne: Fysik 3
Tema: Relativitet och kosmologi
Syfte
Syftet med provet är att bedöma elevernas förståelse av relativitetsteori och kosmologi, samt deras förmåga att tillämpa dessa begrepp inom olika kontexter. Provets utformning syftar till att säkerställa att eleverna kan redogöra för och förklara fundamentala koncept och teorier inom ämnet.
Koppling till styrdokument
Centralt innehåll
Provets centrala innehåll inkluderar: “Koppla aktuella och historiska teorier till observationer; beskriva och förklara centrala begrepp inom relativitetsteori och kosmologi.”
Kunskapskrav
Eleven ska kunna:
- Beskriva och förklara centrala begrepp inom relativitetsteori och kosmologi.
- Redogöra för hur dessa teorier har format vår förståelse av universum.
Prov
Faktafrågor
- Vad är ljusets hastighet i vakuum?
- A) 300 000 km/s
- B) **299 792 km/s**
- C) 150 000 km/s
- D) 1 000 000 km/s
- Vad innebär tidsdilatation?
- A) Tid går snabbare för objekt i rörelse
- B) **Tid går långsammare för objekt i rörelse**
- C) Tid är konstant oavsett rörelse
- D) Tid påverkas inte av gravitation
- Hur beskriver den allmänna relativitetsteorin gravitation?
- A) Som en osynlig kraft
- B) **Som en krökning av rumtiden**
- C) Som en acceleration
- D) Som en konstant kraft
- Vad innebär rödförflyttning i astronomi?
- A) **Att ljus sträcks ut av avlägsna objekt**
- B) Att ljus förkortas av nära objekt
- C) Att ljus ändrar färg endast i närheten av svarta hål
- D) Att ljus alltid färdas med konstant hastighet
- Vad är mörk materia?
- A) Materia som syns i teleskop
- B) **Osynlig materia som påverkar galaxers rörelser**
- C) En typ av vanlig materia
- D) Materia som finns på andra planeter
- Vilket fenomen förklaras av gravitationslinser?
- A) **Böjning av ljus runt massiva objekt**
- B) Ljusets hastighetsändringar
- C) Skapande av svarta hål
- D) Observerat ljus från avlägsna galaxer
- Vad beskriver Big Bang-teorin?
- A) Universum är statiskt
- B) **Universum har expanderat från en extremt tät och varm punkt**
- C) Universum är oändligt gammalt
- D) Universum kommer alltid att vara i samma tillstånd
- Vilken av följande är en effekt av relativitetsteorin?
- A) **Tidsdilatation**
- B) Rödförflyttning
- C) Gravitationell linsning
- D) Mörk materia
- Vad är det mest centrala i Einstein’s E=mc²?
- A) Energi kan inte skapas
- B) **Energi och massa är ekvivalenta**
- C) Tidsdilatation
- D) Ljusets hastighet är konstant
- Vad innebär principen om ljusets hastighet?
- A) **Ljusets hastighet är konstant oavsett observatörens rörelse**
- B) Ljusets hastighet förändras i vakuum
- C) Ljusets hastighet är snabbare i vissa medier
- D) Ljusets hastighet kan variera mellan olika ljuskällor
- Vilken observation stöder den allmänna relativitetsteorin?
- A) **Gravitationslinser**
- B) Elektriska fält
- C) Magnetiska fält
- D) Kalla stjärnor
- Vilken typ av energi utgör mörk energi?
- A) Kinetisk energi
- B) **En hypotetisk form av energi som påverkar universums expansion**
- C) Potentiell energi
- D) Termisk energi
- Vad är syftet med kosmologi?
- A) Att studera jordens atmosfär
- B) **Att förstå universums struktur och utveckling**
- C) Att förutsäga väder
- D) Att studera elektromagnetisk strålning
- Vilka frågor ställer kosmologer för att förstå mörk materia?
- A) **Hur påverkar den mörka materian galaxers formation och rörelse?**
- B) Hur skapas planeter?
- C) Förvandlas materia till energi?
- D) Vad är ljusets hastighet?
Resonerande frågor
- Förklara hur relativitetsteorin förändrar vår förståelse av tid.
Syftet är att eleven ska kunna diskutera och förklara tidens relativitet och ge exempel från vetenskapliga observationer. - Diskutera betydelsen av mörk materia i vår förståelse av universum.
Frågan ger möjlighet att koppla samman teori med observationer och beskriva konsekvenserna av mörk materia. - Hur påverkar den allmänna relativitetsteorin vår syn på gravitation?
Eleven får möjlighet att analysera och diskutera gravitationens natur och ge exempel. - Beskriv hur rödförflyttning stödjer teorin om universums expansion.
Här uppmanas eleven att tydligt förklara rödförflyttningens betydelse och koppla till teorier. - Vilka frågor kvarstår angående universums framtid, baserat på nuvarande teorier?
Syftet är att eleven ska tänka kritiskt om framtida forskningsfrågor och teorier. - Hur kan relativitetsteorin tillämpas i dagens teknologi, som GPS-system?
Frågan kräver att eleverna relaterar teori till praktiska tillämpningar. - Diskutera skillnaderna mellan speciell och allmän relativitet.
Eleven ges möjlighet att klart definiera och jämföra de två teorierna. - Vad kan observationer av svarta hål berätta om universum?
Här får eleven möjlighet att knyta observationer till djupare kosmologiska insikter.
Bedömning
Faktafrågorna ger totalt 15 poäng, där varje korrekt svar ger 1 poäng. Resonerande frågor ger upp till 3 poäng vardera, beroende på djupet i analysen.
För betyg E krävs totalt 8 poäng, för betyg C krävs 12 poäng (minst 3 poäng från resonerande frågor), och för A krävs 18 poäng (minst 5 poäng från resonerande frågor).