Emneområder
- Termodynamik
- Mekanik: kinetisk energi
- Matematik: statistisk dataanalyse, normalfordeling, histogram, varians, diffusionsligning
- Kernestof om termodynamik i Kemi
Det lærer dine elever
Øvelsen illustrerer den molekylære mekanisme bag diffusion, som er en central proces til transport af stoffer i celler og overalt i naturen. I øvelsen anvendes et fluorescensmikroskop til at studere mikroskopiske plastikkugler i vand. Vandmolekylerne bevæger sig tilfældigt på grund af temperaturen og kolliderer med overfladen af plastikkuglerne. Kuglerne kommer derved også til at udføre en tilfældig bevægelse som dog er betydeligt langsommere end vandmolekylernes bevægelse, da kuglen er meget større. Einsteins teori fra 1905 forudsiger præcist diffusionskoefficienten for en mikroskopisk kugle som funktion af kuglens størrelse, viskositeten af vandet og temperaturen.
I øvelsen optager vi en film af en enkelt mikrokugles tilfældige bevægelse i vand. Kuglens bane bestemmes efterfølgende med billedanalyse på computer. Derefter analyserer vi bevægelsen og kuglens skridt med statistiske metoder i Matlab og sammenligner med de teoretiske forudsigelser og Einsteins teori for Brownsk bevægelse. Under analysen bestemmer vi også kuglens størrelse. Øvelsen viser et virkeligt eksempel på et stokastisk fænomen i naturen og giver mulighed for at kombinere begreber i statistik og fysik.
Øvelsen varer typisk 2-3 timer, inklusive en kort introduktion.
Vi afsætter 3 timer til jeres besøg, enten kl. 9-12 eller kl. 13-16.
Overordnet ansvarlig for øvelsen er lektor Adam Cohen Simonsen.
De faglige hjælpere i FysikLab udgøres af 1-2 fysikstuderende. Derudover forventer vi at du som lærer hjælper til under udførelsen af øvelsen.
Efter aftale med underviseren.
Jo flere mulige datoer du angiver i din bookingforespørgsel, desto større er sandsynligheden for at vi kan imødekomme dine ønsker.
Senest 14 dage før øvelsens udførelse.
Send dog gerne din bookingforespørgsel i god tid inden du har brug for svar på, hvorvidt der er mulighed for at komme på besøg.
Vi udleverer en øvelsesvejledning.