Fysik B - KVUC

Laboratoriekursus B-niveau 

Flexfysik 2012-2013 

js og tp 

Øvelsesvejledninger til andet laboratoriekursus for fysik C-B 

Ved Thomas Pedersen og Jimmy Staal. Redigeret af Janus Juul Povlsen 

Indhold 

Øvelsesvejledninger til laboratoriekursus for fysik C-B ............................................................................. 1 

Introduktion til fysikøvelserne ............................................................................................................................. 2 

Journaløvelse – Karakteristikker ......................................................................................................................... 3 

Rapportøvelse – Glødepæren ................................................................................................................................ 5 

Journaløvelse – Lodret kast med LoggerPro ................................................................................................... 8 

Rapportøvelse – Friktion ........................................................................................................................................ 9 

Rapportøvelse – Spektralanalyse ....................................................................................................................... 12 

Journaløvelse – Henfaldsloven og halveringstid .......................................................................................... 15 

Rapportøvelse – Beskyttelse mod stråling ..................................................................................................... 17 

Rapportøvelse – Gaslove ....................................................................................................................................... 20 

Bilag ............................................................................................................................................................................... 23 

Journaløvelse - tyngdeaccelerationen g ……………………………………………………………………………………. 24 

Side 1 af 25



js og tp 

Introduktion til fysikøvelserne 

Før øvelsen 

Læs vejledningen grundigt inden du/I laver øvelsen og opstil eventuelle måleskemaer (og det 

gøres smartest i regneark!), det gør øvelsen væsentlig hurtigere – også for dine 

holdkammerater. 

Under øvelsen 

Hvis du er i tvivl om noget så spørg endelig, især hvis øvelsen involverer elektriske kredsløb. 

Efter øvelsen 

Ryd ordentligt op efter dig/jer og efterlad opstillingen, som du/I fandt den. 

Rapporter 

De skal indeholde: 

1. Forside med eget navn, navne på holdkammerater og øvelsens titel. 

2. Introduktion – det kan fx være formål og teori. 

3. Tegning eller foto af øvelsesopstillingen (det er tilladt at genbruge tegninger og 

måleskemaer fra vejledningen). 

4. Kort gennemgang af forsøgsgangen som den endte med at være. Dette punkt skal ikke 

være en øvelsesvejledning, men en redegørelse i datid til "medkursisten", så han/hun kan 

forstå princippet i øvelsen – og kan gentage den evt. også med andet udstyr. 

5. Måleskemaer. 

6. Databehandling, inkl. eventuelle grafiske afbildninger. 

7. Diskussion af fejlkilder, kommentarer til resultater/afvigelser og eventuel kommentar til 

forsøget i øvrigt. 

NB! Fejlkilder har i øvrigt intet at gøre med at aflæse forkert, eller i det hele taget at gøre 

forkerte ting. Den slags kaldes bommerter og betyder blot, at man skal lave øvelsen om! 

Fejlkilder er derimod forhold, man véd, påvirker resultaterne, men som man med det 

forhåndenværende udstyr ikke har mulighed for at korrigere for. 

Journaler 

Denne skal indeholde: 

1. Måleskemaer. 

2. Databehandling. 

3. En passende diskussion af resultaterne og andre relevante kommentarer. 

Ved aflevering samles alle rapporter/journaler til ét samlet dokument (altså én Wordfil), som 

sendes til skolen eller på e-mail til jeres vejleder Janus på mail: ja@kvuc.dk 

Side 2 af 25



js og tp 

Journaløvelse – Karakteristikker 

Formål 

Vi vil i denne øvelse tegne karakteristikken for to 

forskellige metaltråde samt kulstof. 

Vi anvender en opstilling, som vist i diagrammet. Sæt 

amperemeteret til måleområdet 10A. 

Tråden spændes op mellem to standpolklemmer. Vælg 

en længde på 1 til 2 meter. Forsøget gentages med en 

blyant. 

På spændingskilden sættes spændingen til 0 V, mens strømstyrken sættes til max. Ved så 

trinvis at øge spændingen U, som aflæses på voltmetret, kan vi aflæse tilhørende værdier af 

strømmen I på amperemetret. Start med og slut med alt hvad spændingskilden kan 

afgive! 

A. Konstantan 

U/V 

I/A 

B. Kulstof (en tilsnittet blyant) 

U/V 

I/A 

C. Wolfram (en pære) 

Det gælder om at få en del målinger med små spændinger (og strømme), men også med 

større. Det er samtidig også afgørende ikke at overskride pærens påtrykte spændingsværdi! 

Det er i det hele taget vigtigt, at få temmelig mange målinger med, nok også en del flere end 

skemaet herunder lægger op til (fx er ca. 20 målepar passende, hvis de er jævnt fordelt i hele 

måleområdet fra 0 V op til pærens påtrykte spænding). 

U/V 

I/A 

Side 3 af 25



js og tp 

Databehandling 

For hver tråd gøres følgende: 

1. Tegn trådens karakteristik (et -diagram) – husk størrelser og enheder på alle akser! 

2. Hvis karakteristikken er retlinet bestemmes modstanden som grafens 

hældningskoefficient – husk også enhed! 

3. Hvis karakteristikken ikke er retlinet, bestemmes den største og mindste modstand. 

4. Hvis karakteristikken ikke er retlinet – hvorfor ændrer trådens modstand sig? 

Journalen skal indeholde tabellen med måleresultater, grafer, beregninger samt svar på alle 

de ovenfor stillede spørgsmål. 

Side 4 af 25



js og tp 

Rapportøvelse – Glødepæren 

Formål 

Formålet er at bestemme, hvor stor en del af en glødetråds omsatte elektriske energi, der går 

til belysning. 

Forsøget 

En glødetråd er en modstandstråd af stoffet wolfram. Wolfram er velegnet, da det udmærker 

sig ved at have et meget højt smeltepunkt. Når der sendes strøm igennem tråden bliver den 

varm og udsender derfor elektromagnetisk stråling, som delvis ligger i det synlige spektrum 

og delvis i den infrarøde del af spektret. 

Ved eksperimentet bestemmes nyttevirkningen for en elektrisk pære (glødetråden), dvs. 

hvor stor en procentdel af den tilførte elektriske energi, der sendes ud i form af lysenergi. 

Måleprincippet er at sammenligne to delforsøg, hvor man i det ene bruger en tændt pære 

neddyppet i vand og i det andet bruger samme tændte pære og samme opstilling, men denne 

gang skal pæren være pakket ind i alufolie, så lyset ikke kan trænge ud. 

I det første forsøg lader vi altså lyset fra pæren skinne ud gennem vandet og det gennemsigtige 

plastbæger. Lysets energi kan således ikke optages i vandet og opvarme det. Vandet vil 

til gengæld absorbere næsten al den infrarøde stråling, der afsættes som termisk energi i 

vandet. I det andet forsøg vil lysenergien ikke kunne trænge ud gennem foliet, der i stedet vil 

blive afsat i foliet og således blive omsat til termisk energi. Så i dette delforsøg vil næsten hele 

den infrarøde stråling og lysenergien blive absorberet af vandet. 

Til forsøget bruges en 30 W pære (6 V, 5 A), et gennemsigtigt plastbæger, en magnetomrører, 

et digitaltermometer, et voltmeter og et amperemeter samt noget alufolie. 

Opstilling 

V 

Termometer A 

Magnetomrører 

Side 5 af 25



js og tp 

Der skal foretages to måleserier, hver af varighed . Betingelserne for de to 

måleserier skal være fuldstændig identiske, dvs. vandets masse og starttemperatur, strømstyrke 

og spændingsforskel skal alle være helt overensstemmende i de to serier. Eneste forskel er alene, 

at der bruges alufolie i andet forsøg. Ved begge delforsøg skal strømstyrken I, spændingsforskellen 

U, vandmassen m og temperaturstigningen noteres. 

OBS! Vi betegner temperaturen med og tiden med . 

Den energi, der optages af vandet, kan beregnes af udtrykket: 

Den eneste forskel i de to forsøg vil være, at temperaturtilvæksten og dermed energien 

optaget af vandet (forhåbentlig!) vil være større i det andet forsøg, fordi vandet jo her også 

optager lysenergien. Vi kan derfor betegne de to energier med hhv. og . 

Den elektriske energi, som tilføres systemet, kan beregnes af (Joules lov): 

Da både strømstyrken og spændingsforskellen skal være det samme i begge delforsøg, 

bliver de tilførte energier således også ens! 

I det første forsøg med pæren uden folie bliver den leverede elektriske energi dels brugt til 

opvarmning af vand, dels går noget til lysenergi samt – må vi rimeligvis antage – at der også 

går noget energi tabt til omgivelserne. Der må på grund af energibevarelse altså gælde, at: 

hvor er den energi, der udveksles med omgivelserne, og som vi ikke har mulighed for 

at kende størrelsen af. I andet forsøg med pæren pakket ind i folie omsættes den elektriske 

energi dels til opvarmning af vandet og dels til omgivelserne. I dette tilfælde vil lysenergien, 

der ikke kan slippe væk, også være omdannet til varme. Derfor må der pga. energibevarelsen i 

denne situation gælde, at: 

Da er forudsat at være ens i begge forsøg, kan vi sætte højresiderne af ligning (4) og 

(5) lig hinanden, hvorved vi får: 

(2) 

(3) 

(4) 

(5) 

(6) 

Side 6 af 25



js og tp 

Nu tillader vi os at antage, at og har samme værdi (også selvom vi ikke kender 

dem). Man kan diskutere rimeligheden i dette, hvilket da også vil blive gjort under 

databehandlingen. Derved kan ligningen (6) omskrives til et udtryk for : 

Endelig kan nyttevirkningen, forstået som brøkdelen af den leverede elektriske energi, der 

omsættes til lys, beregnes: 


Beregn vha. (2) og 

Beregn vha. (3) . 

Beregn vha. (8) nyttevirkningen. 

Vi har antaget at er det samme i begge forsøg. Dette er nok en rimelig god 

tilnærmelse, men gælder ikke næppe helt, da sluttemperaturen er forskellig i de to 

målinger. Forklar i hvilket af de to delforsøg, man kan forvente, at der udveksles mest 

energi med omgivelserne – og hvorfor. 

(7) 

(8) 

Side 7 af 25



js og tp 

Journaløvelse – Lodret kast med LoggerPro 

Formål 

I denne øvelse skal vi studere et lodret kast, og uddrage mange informationer ud fra en 

fremstillet hastighedsgraf. Formålet er således at blive godt og grundigt fortrolig med 

bevægelse med konstant acceleration. 

Forsøget 

I al sin enkelthed går forsøget ud på, at kaste lodret med en basketbold over en 

bevægelsesdetektor, som er tilsluttet computeren. Programmet LoggerPro (findes i mappen: 

HF → Fysik → LoggerPro → LoggerPro på skolens computere) opsamler data for tid og sted 

og beregner en tilnærmet værdi for hastighed og acceleration til de forskellige tidspunkter. 

Læg bevægelsesdetektoren på bordet og tilslut den PC’en. Åbn LoggerPro og klik på 

urknappen. Stil opsamlingsraten til 20/s, og stil opsamlingstiden til 5 s. Tryk på den grønne 

afspilknap og hold bolden over bevægelsesdetektoren. Kast bolden op og grib den igen på 

nedturen. Det er muligt, at I skal lave flere kast, før I får en pæn kurve. 


Zoom ind på den interessante del af sted- og hastighedsgrafen og kopier grafen over i 

Word. Skriv forklaringer til forskellige dele af graferne – gerne med pilemarkeringer. 

I LoggerPro laves en lineær regression på den lineære del af hastighedsgrafen. Det gøres 

ved at markere grafen med musen og klikke på ikonen . Hvilken værdi har 

tyngdeaccelerationen ifølge din måling? Find den relative afvigelse fra tabelværdien på 

. Hvad kan afvigelsen skyldes? Kopier billedet over i Word. 

Aflæs boldens begyndelseshastighed (dvs. hastigheden i det øjeblik bolden slippes) af 

hastighedsgrafen. Forklar hvor(dan) du aflæser den. 

Bestem arealet under den positive del af -grafen. Dette gøres ved med musen at 

markere den relevante del af grafen og klikke på ikonen . Hvad er den fysiske 

fortolkning af dette? Hvordan kan man bruge -grafen til at bestemme det samme tal? 

Husk igen, at få sagerne kopieret over i Word. 

Bestem ligeledes arealet under den negative del af -grafen. Hvad er den fysiske 

fortolkning af dette? Hvordan kan man bruge -grafen til at bestemme det samme tal? 

Også her skal dokumentationen med over i Word 

Side 8 af 25



js og tp 

Rapportøvelse – Friktion 

Formål 

Vi vil i denne øvelse undersøge Coulombs gnidningslov , hvor er friktionskraften, 

er normalkraften og er friktionskoefficienten. 

Teorien bag forsøget 

En opstilling som nedenfor etableres: 

bord 

Klods 

Principperne er vist på næste figur, hvor er snorkraften, tyngdekraften på trækloddet. 

Klodsens masse er og massen af belastningen er , så normalkraften er givet ved 

Hvis trækloddet har massen er friktionkraften givet ved 

hvor er klodsens (og trækloddets) acceleration. 

Smart pulley 

træklod 

Side 9 af 25



js og tp 

Vi kan bestemme accelerationen ved hjælp af en Smart Pulley, som er en trisse, der kan 

registrere systemets bevægelse. Det er via Smart Pulley’en, I finder værdien for systemets 

acceleration . Massen på de 4,2 g i ligningen ovenfor skyldes, at Smart Pulley’en roterer og 

derved bidrager med noget masse. 

Forsøgsgang 

Tilslutning af LabQuest: Sæt stikket fra Smart Pulley ind i LabQuest indgang DIG 1, og 

forbind LabQuest’en til computer med et USB-kabel. 

Åbn dernæst Logger Pro (i mappen HF → Fysik → LoggerPro på skrivebordet på skolens 

maskiner). 

Indstilling af Logger Pro: I programmet skal man først kalibrere Smart Pulley. Klik derfor på 

Set up sensors og du vil se, at Logger Pro har valgt softwaren Photogate 

i indgangen DIG/SONIC1. Højreklik på softwaren Photogate og vælg Set 

distance or length og vælg dernæst i bjælken Ultra Pulley (10 spoke) in groove. Sæt dernæst 

måletiden i Data collection og sæt tidsmålingen til et passende antal sekunder. 

Der skal udføres 7 forsøg med træsiden mod bordpladen. I vælger selv, hvilke masser I vil 

belaste træklodsen med, men sørg for at notere disse masser. Brug som udgangspunkt 

trækmassen g. Find med en digitalvægt en værdi for træklodsens masse 

kg. Systemets acceleration findes som hældningen af -grafen idet 

under forudsætning af, at accelerationen er tilnærmelsesvis konstant. Derfor markeres der på 

grafen med musen i et stykke af den lineære del og efterfølgende klikkes der på Linear fit 

og hældningen aflæses. Hvert forsøg gentages én gang og der findes en gennemsnitsværdi. 

Udfyld derfor et skema som det følgende ud fra de valgte og målte værdier 

0 

kg m⁄ s 

m⁄ s 

m⁄ s 

Side 10 af 25



js og tp 


Gør regningerne i skemaet færdige. 

Den numeriske værdi af afbildes som funktion af (dvs. skal være opad -aksen og 

ud ad -aksen) og dernæst laves der lineær regression. Kan du på baggrund heraf 

retfærdiggøre, at Coulombs gnidningslov passer? Begrund svaret. 

Bestem friktionskoefficienten som hældningen af grafen. Det oplyses, at den dynamiske 

friktionskoefficient for træ mod træ ligger i intervallet [ ]. Ligger den fundne 

friktionskoefficient i dette interval? 

Kommentér fejlkilder i forsøget og på hvilken måde disse indvirker på forsøgets resultater. 

Side 11 af 25



js og tp 

Rapportøvelse – Spektralanalyse 

Formål 

Vi vil i denne øvelse undersøge spektrerne fra forskellige grundstoffer. Til forsøgene anvender 

vi et goniometer: 

Måling med goniometer 

Figuren herunder viser princippet i et goniometer: 

Lyset sendes fra lampen gennem samlelinsen (kollimatoren) og vinkelret ind på gitteret, hvor 

lyset afbøjes. Fra gitteret sendes lyset gennem den drejelige arm med linser og okular. Når 

man kikker i okularet vil lyset ses som spektrallinjer. Når man har indstillet trådkorset i 

Side 12 af 25



js og tp 

kikkerten præcist over den ønskede linje kan man aflæse en vinkel på skiven med en 

nøjagtighed på . Vinklen i sig selv giver ikke rigtig mening, men hvis man måler den 

samme farve og orden til den anden side er det muligt at beregne afbøjningsvinklen således: 

Selve goniometeret set fra oven: 

Af gitterligningen: 

kan man for hver spektrallinje finde bølgelængden , når gitterkonstanten og 

afbøjningsvinklen kendes og er ordenen. 

Fremgangsmåde 

Vi vil først finde gitterets konstant vha. en natriumlampe. Dernæst vil vi undersøge kviksølv- 

og brintspektret. 

En opstilling som ovenfor etableres. 

Lokalet mørklægges med nedrullede gardiner. Natriumlampen tilsluttes, gitteret sættes i 

goniometeret og kikkertarmen drejes til højre indtil trådkorset præcist ligger over den skarpe 

gule linje. Denne linje har bølgelængden 589,3 nm. Førsteordensvinklen aflæses på 

vinkelskiven. NB! Hvis du/I er i tvivl om, hvordan dette gøres, så spørg læreren/vejlederen. 

(Princippet er det samme som på en skydelære.) 

Drej kikkertarmen længere til højre, så trådkorset er præcist over den gule linje i 

andenordensspektret og afbøjningsvinklen aflæses. Det samme gentages til venstre side: 

Aflæs også dér både første- og andenordensvinklen. 

Natriumlampen udskiftes med en kviksølvlampe. Denne gang aflæses alene førsteordens 

afbøjningsvinklerne af de tydeligste linjer i spektret (4 linjer). Dette gøres til begge sider. 

(1) 

Side 13 af 25



js og tp 

Til sidst erstattes kviksølvlampen med brintlampen. Her skulle det være muligt at aflæse en 

violet, en turkis og en rød linje – også dette gøres til første orden i begge sider. Hvis man har 

et rigtig godt syn, kan man på heldige dage faktisk se to forskellige violette linjer, men det 

forventes ikke 


Na-lampen 

Beregn gitterkonstanten vha. gitterligningen, hvor . Brug både 1. ordens og 2. 

ordens målingen, og find et gennemsnit af de to værdier. 

På gitteret er der påtrykt, hvor mange spalter der er pr. mm. Beregn ud fra dette en værdi 

for gitterkonstanten. Med hvor mange procent afviger din værdi af fra den påtrykte? 

Hg-lampen 

Brug gitterligningen til bestemmelse af bølgelængderne for de fire Hg-linjer. Brug ved 

beregningen den værdi af , som du har målt i forsøget med Na-lampen. 

Beregn de relative afvigelser fra tabelværdierne (se bilag). 

Saml alle de beregnede størrelser, samt tabelværdierne for bølgelængderne, og de relative 

afvigelser i en overskuelig tabel (eventuelt kan der også bruges farver i tabellen ). 

Brintlampen 

Da vi kun ser de synlige linjer i brintspektret, sker alle spring ned til niveau . De 

aflæste linjer skyldes spring fra niveauerne , og . Hvis du/I har været 

heldige at se den meget utydelige violette linje, så hidrører den fra overgangen til 

. 

Af Rydbergformlen 

( 

) bestemmes Rydbergs konstant for hver af de målte 

værdier af og den relevante værdi af . 

Find gennemsnittet og sammenlign med tabelværdien m . Find 

afvigelsen i procent og kommenter denne. Den røde farve svarer til n=3 (fordi elektronen 

hopper fra skal nummer 3 til skal nummer 2). Den turkise (blå) svarer til n=4 (fordi 

elektronen hopper fra skal 4 til skal 2). Den violette farve svarer til n=5 (fordi elektronen 

hopper fra skal nummer 5 til skal nummer 2). Der er også en violet farve svarende til n=6, 

hvor elektronen hopper fra skal 6 til skal 2 (men denne linje er svær at se). 

Ekstra guf: Man kan også bestemme Rydbergs konstant R ved lineær regression i Excel 

regneark ved at have 

ud af x-aksen og 

ud af y-aksen. Hvordan bestemmes 

Rydbergs konstant R ud fra regressionslinjen? Vink: Hældningen! 

Side 14 af 25



js og tp 

Journaløvelse – henfaldsloven og halveringstid 

Formål 

Formålet med øvelsen er at undersøge henfaldsloven specielt med henblik på bestemmelse af 

halveringstiden for en bestemt -kilde. Desuden trænes dataopsamling med GM-rør og 

LabQuest, samt dataanalyse med LoggerPro. 

Forsøget 

I forsøget måles på gammastråling fra radioaktivt . Det radioaktive barium dannes som 

led i henfaldet af , som i ca. 93 % af tilfældene omdannes til barium med overskud af 

energi: 

Denne proces er langsom, halveringstiden er ca. 30 år. Det radioaktive barium er derimod 

meget ustabilt, og omdannes hurtigt til stabilt ved udsendelse af -stråling: 

Det er denne gammastråling, vi måler på i forsøget. Tabelværdien for halveringstiden i det 

sidstnævnte henfald er 153 sekunder. 

Måling af baggrundsstrålingen 

GM-rør med forstærker tilsluttes porten Dig 1 på en LabQuest, som kobles til computeren via 

en USB-port. Programmet LoggerPro åbnes (det ligger i mappen HF → Fysik → LoggerPro på 

skolens computere). Nu vises både en tabel og en graf over “Counts”, dvs. antal registrerede 

henfald, som vi refererer til som tælletallet. 

Allerførst stilles GM-røret op uden kilde i nærheden, og baggrundsstrålingen måles i 3 

minutter. Det gøres ved at trykke på urknappen , vælge Length til 3 minutter, og i 

Sampling rate at vælge 3 minutes/sample. Herefter trykkes på den grønne afspilknap . 

Resultatet noteres. 

Forholdsregler: I forsøget arbejdes der med åbne radioaktive kilder. Disse skal behandles med 

omhu, og det er bl.a. forbudt at spise eller drikke samtidig med udførelsen af forsøget. 

Måling af halveringstiden 

Inden vi starter målingen skal opsamlingstiden 

indstilles til 360 sekunder, og i Sampling rate 

vælges 10 seconds/sample. 

Vi ønsker i forsøget kun at undersøge -henfaldet. 

Der benyttes derfor en snedig, kemisk metode til 

Side 15 af 25



js og tp 

at adskille de to henfald. -137 kilden er indstøbt i en lille plastikbeholder der indeholder lidt 

cæsiumsalt. Der dannes hele tiden exciteret barium, , i kilden, hvorfor der på klumpen af 

cæsium-saltet konstant vil sidde noget , der så henfalder til . Vi sprøjter noget fortyndet 

saltsyre (HCl) med lidt natriumchlorid (NaCl) gennem cæsiumsaltet. Denne blanding opløser 

og , men ikke . Fjernes Cs-kilden fra opstillingen, er det kun -henfaldet fra vi 

måler på. 

Vi trækker nu en lille smule af opløsningen op i en sprøjte og presser den gennem beholderen 

med -saltet og ned i en lille metalskål. Denne anbringes ud for GM-røret med ca. 1 cm 

afstand. Umiddelbart herefter trykkes på LoggerPro’s grønne afspilknap . 


Baggrundsstrålingen forventes at være så langt under tælletallene, at vi kan tillade os at se 

bort fra den. 

Vi vil nu finde forskriften for tælletallet som funktion af tiden. Derfor markerer vi grafen 

og trykker på ikonen Curve fit, . Her vælges Natural exponent, . Klik 

dernæst på Define Function og slet B. Klik til sidst Try Fit. Notér forskriften og kopier 

skærmbilledet over i Word. 

Hvad er den fysiske betydning af konstanterne A og C? 

Benyt forskriften til at bestemme halveringstiden for gammahenfaldet. Sammenlign med 

tabelværdien og beregn den relative afvigelse. 

At vi har set bort fra baggrundsstrålingen, bør være en lille fejlkilde. Hvilken betydning har 

dette for den målte værdi af halveringstiden. Bliver den for stor eller for lille? Begrund 

svarene. 

Side 16 af 25



js og tp 

Rapportøvelse – Beskyttelse mod stråling 

Formål 

I. At undersøge gammastrålingens evne til at trænge gennem bly. 

II. At undersøge afstandskvadratloven for en gammakilde. 

Vi benytter gammakilden fra Risø. Denne indeholder det -radioaktive -137, der henfalder 

til -137 med halveringstiden a r: 

hvor * angiver, at datterkernen befinder sig i en exciteret tilstand. henfalder 

efterfølgende ved udsendelse af -stråling med energi 0,662 MeV ( s): 

Det er kun -strålingen fra den sidste proces, der måles på. Stavkildens indkapsling er nemlig 

udformet så den -stråling, der udsendes ved den første proces absorberes. 

Forholdsregler: I forsøget arbejdes der med radioaktive kilder. Disse skal behandles med omhu, 

og det er bl.a. forbudt at spise eller drikke samtidig med udførelsen af forsøget. 

I. Halveringstykkelsen for gammastråling i bly 

-strålingens intensitet efter passage af tykkelsen af blyet er givet ved: 

hvor er intensiteten ved overfladen. Stofkonstanten kaldes den lineære 

absorptionskoefficient. Sammenhængen mellem og halveringstykkelsen er givet ved: 

Idet tælletallet er proportional med intensiteten 1 får vi: 

For at undersøge denne lovmæssighed stilles kilden og GM-røret i en fast afstand fra 

hinanden, begge monteres på en skinne, og der indskydes blyplader i mellem GM-rør og kilde. 

1 Tælletallet må være proportional med intensiteten, og vil derfor følge samme lovmæssighed som intensiteten. 

Til gengæld ved vi ikke hvor stor en del af den samlede intensitet, der faktisk bliver målt. 

Side 17 af 25



js og tp 

Til målingen bruger vi en LabQuest. Et GM-rør med forstærker tilsluttes porten Dig 1 på en 

LabQuest, som kobles til computeren via en USB-port. Programmet LoggerPro åbnes. Nu vises 

både en tabel og en graf over “Counts”, dvs. over antal registrerede henfald og dermed 

tælletallet. 

I.a. Måling af baggrundsstråling 

Allerførst stilles GM-røret op, uden kilde, og baggrundsstrålingen måles i 3 minutter. Det 

gøres ved at trykke på urknappen , vælge Length til 3 minutter, og i Sampling rate at 

vælge 3 minutes/sample. Herefter trykkes på LabQuestens grønne afspilknap . Resultatet 

noteres. 

I.b. Måling af absorption i bly 

Stavkilden skrues i holderen (ikke for hårdt!) og kilden anbringes ca. 4 cm fra GM-rørets 

forkant og må derefter ikke flyttes. Nu laves en række målinger hvor antal plader varieres, 

og der måles hver gang i 2 minutter. 

Start med en måling uden blyplader. Derefter anbringes en blyplade (tykkelsen af blypladen 

oplyses af læreren/vejlederen) foran GM-røret og der tælles igen. Notér resultatet. Forsøget 

gentages indtil man har mindst 7 tykkelser. Den samlede absorbertykkelse fås derefter ved 

addition. Udfyld et skema med sammenhørende værdier af absorbertykkelse og tælletal. 

Udfyld et skema med sammenhørende værdier af absorbertykkelse og tælletal. 

Tykkelse /cm 

Tælletal 

Korrigeret tælletal 

II. Afstandskvadratloven 

En gammakilde med aktiviteten , hvor hver gammafoton har energien , vil have en 

strålingseffekt stra ling . I følge afstandskvadratloven vil strålingsintensiteten i afstanden 

r fra kilden være 

stra ling 

Side 18 af 25



js og tp 

I forsøget vil vi undersøge denne sammenhæng, dvs. om intensiteten er omvendt proportional 

med afstanden i anden potens. Dette gøres ved at måle tælletallet i faste tidsrum som funktion 

af afstanden fra kilden. Som i forsøg A er tælletallet proportional med intensiteten. 

Vi kan derfor opstille en ligning om sammenhængen mellem tælletallet og afstanden fra 

kilden: 

Proportionalitetskonstanten afhænger af såvel kildens aktivitet som GM-rørets effektivitet. I 

forsøget er vi imidlertid ikke interesserede i værdien af , det er alene lovmæssigheden vi 

undersøger. 

Der bruges den samme opstilling og målemetode som i forsøg I, bare uden blyplader. For en 

given afstand måles tælletallet i 2 minutter. Start med kilden i 2 cm afstand fra GM-røret og 

varier afstanden op til ca. 20 cm, i alt omkring 10 målinger. 


Forsøg I 

Find det korrigerede tælletal ved at trække 2/3 af tælletallet fra baggrundsstrålingen fra 

alle tælletallene. Hvorfor 2/3? 

Afbild (fx med Excel) det korrigerede tælletal som funktion af tykkelsen (dvs. de 

korrigerede tælletal op ad andenaksen og tykkelsen ud ad førsteaksen) og find forskriften 

ved eksponentiel regression. Find også forklaringsgraden . 

Er den eksponentielle model god? Er der bestemte punkter der afviger særlig meget fra 

kurven? 

Brug forskriften til bestemmelse af absorptionskoefficienten og find halveringstykkelsen i 

bly. 

Sammenlign med Databogens værdi for halveringstykkelse af gammastråling i bly, på ca. 

6,5 mm og beregn den relative afvigelse. 

Forsøg II 

Alle tælletallene korrigeres for baggrundsstrålingen jf. første punkt i Forsøg I ovenfor. 

For at undersøge om afstandskvadratloven holder, skal datasættet lineariseres. Dvs. du 

skal afbilde tælletallet som funktion af (dvs. tælletallet op ad andenaksen og ud 

ad førsteaksen). Hvad kan du konkludere ud fra grafen? 

Du har nu muligvis opdaget, at der er en systematisk fejl i forsøget, idet grafen 

sandsynligvis har en lettere krummet facon. Dette er tilfældet fordi den rigtige afstand 

mellem kilde og GM-rør er større end den målte afstand mellem kilden og GM-rørets 

vindue. Gammastrålingen bliver nemlig først absorberet ca. 2,5 cm inde i GM-røret. Lav 

derfor en ny graf, hvor du lægger 2,5 cm til alle afstandene. Hvad kan du nu konkludere? 

Side 19 af 25



js og tp 

Rapportøvelse – Gaslove 

Formål 

Formålet er at undersøge to specialtilfælde af idealgasligningen , nemlig når 

hhv. rumfanget og temperaturen er konstant. Desuden trænes brug af 

dataopsamlingsudstyret LabQuest. 

Øvelse A: Guy-Lussacs lov 

Af idealgasligningen ses, at hvis man holder rumfanget af en indespærret idealgas fast, vil tryk 

og absoluttemperatur (dvs. temperaturen målt i Kelvin) være ligefrem proportionale, dvs. 

hvor er en konstant. Dette kaldes Guy-Lussacs (udtales gæj-ly’saks) lov. 

En glaskolbe anbringes midt i en stor gryde med koldt vand. Kolben spændes fast i et stativ, så 

den kan holdes helt under vand uden at røre gryden. Gryden anbringes på en elektrisk 

kogeplade. 

Ved hjælp af en plastikslange forbindes kolben til en trykmåler, og trykmåleren tilsluttes 

LabQuest i indgang CH 2. En temperaturmåler anbringes, så temperaturen måles lige ved 

glaskolben nede i vandet. Det er en fordel at holde temperaturmåleren på plads med en 

elastik. Temperaturmåleren tilsluttes LabQuest i indgang CH 1. LabQuest tilsluttes 

computeren ved hjælp af et USB-kabel. Programmet LoggerPro (findes i mappen HF → Fysik 

→ LoggerPro på skolens computere) startes. Programmet vil selv opdage de tilsluttede 

sensorer. Man vil nu se en tabel og to grafvinduer. Slet temperaturgrafen, og tryk på "time" på 

-aksen på trykgrafen og vælg "temperature". Tryk dernæst på ikonet og indstil 

tidtagning til “Length”: 45 min. og en måling hvert minut (60 seconds/sample. u er alt klar til 

måling. Tænd for kogepladen (halv styrke!) og tryk på . Der vil efterhånden 

fremkomme en graf for sammenhængen mellem temperatur og tryk, samtidig med at tabellen 

til venstre på skærmen udfyldes. Når temperaturen når op omkring 80C afbrydes forsøget. 

Forsøget tager en del tid, så her kan I passende gå i gang med anden deløvelse . 

Marker tabellen og kopier den over i Excel – og gem regnearket. Alternativt kan du udføre 

databehandlingen i LoggerPro. 


Afbild (ved hjælp af Excel eller LoggerPro) som funktion af (temperaturen i 

celciusgrader) 2 . 

2 Husk at som funktion af betyder at og . 

Side 20 af 25



js og tp 

Lav en lineær regression og få vist linjens ligning, samt -værdien for den rette linje. 

Forklar den fysiske betydning af konstanterne i regressionsligningen. Angiv også 

måleenhederne. 

Bestem vha. linjens forskrift det absolutte nulpunkt. Sammenlign med . Overvej 

imidlertid, hvorfor det ikke rigtig giver mening at bestemme den relative afvigelse i denne 

situation! [Hint: Hvad sker der, hvis du skifter til enheden K i stedet for ?] 

Øvelse B: Boyles lov 

Holdes temperaturen af en indespærret idealgas fast, vil tryk og rumfang være omvendt 

proportionale. Dette kaldes Boyles lov. Der gælder nemlig, at 

hvor altså er konstant. 

En medicinsprøjte forbindes til en LabQuest via en tryksensor . Ved hjælp af stemplet varieres 

rumfanget af luften i sprøjten. Begynd med stemplet midt i cylinderen, forbind til trykmåleren 

og aflæs rumfanget og trykket. Pres stemplet indad, og aflæs for hver inddeling på cylinderen 

trykket på LabQuest’ens display, og rumfanget. Når et passende mindste rumfang er nået, 

gentages de samme målinger, mens stemplet trækkes ud til startpositionen. Derved kommer 

to trykmålinger for hvert rumfang. Gennemsnittet af disse to målinger bruges i 

databehandlingen. Derpå trækkes trinvis stemplet udad, og for hver inddeling på sprøjten 

aflæses trykket. Dette fortsættes indtil et passende største rumfang er nået. Så gentages de 

samme målinger, mens stemplet føres tilbage til startpositionen. Igen bestemmes 

gennemsnittet af hver dobbeltmåling. 


I forsøget er rumfanget aflæst direkte på sprøjten, så der er ikke taget hensyn til det 

rumfang , der udgøres af slangen til trykmåleren og det indre af selve trykmåleren. For at 

Boyles lov gælder, skal dette rumfang egentlig med. Vi kan imidlertid med en velvalgt grafisk 

afbildning bestemme dette ekstra rumfang. 

Side 21 af 25



js og tp 

Tegn en ( 

)-graf med Excel, og bestem ved lineær regression forskriften for linjen, samt 

-værdien. (bemærk, at der kun skal tegnes én graf, dvs. både under- og 

overtryksmålingerne samles i én graf) 3 . 

Hvis vi betegner rumfang af slange og det lille ekstra rumfang inde i trykmåleren med , 

så skal dette lægges til det aflæste rumfang på sprøjten for at loven skal gælde. Det 

samlede rumfang af den indespærrede gas er derfor . Dvs. Boyles lov kan nu skrives: 

Bestem på denne baggrund rumfanget ud fra regressionsligningen. 

Er målingerne i overensstemmelse med Boyles lov? Begrund svaret. 

Hvilken indflydelse ville det have på ( 

3 ( 

Begrund svaret. 

)-graf betyder at 

og . 

)-grafen, hvis sprøjten havde været utæt? 

Side 22 af 25



js og tp 

Bilag 

Side 23 af 25



js og tp 

Journaløvelse – Tyngdeaccelerationen g 

Formål: At bestemme en værdi for tyngdeaccelerationen g. 

Der udføres tre forskellige forsøg til bestemmelse af tyngdeaccelerationen g. 

Forsøg 1: Lodder af forskellige masser hænges op i en kraftmåler (gerne en elektronisk kraftmåler 

Logger Pro og Vernier). Udfyld et skema som nedenstående: 

X=m/kg 

Y=F/N 

Lav lineær regression i Excel regneark. Find en værdi for tyngdeaccelerationen g ud fra den lineære 

regression. Vink: Hældningen! 

Ekstra guf: Man kan også lave den lineære regression i Logger Pro med event with entry: 

Tryk på Data collection og vælg Event with entry, masse, short name: m og unit: kg. 

Når alle målinger er foretaget og der er trykket STOP markeres grafen eller tabellen med 

punkterne og der klikkes på Linear fit og hældningen aflæses. 

Forsøg 2: Et ufoformet lod hænges i en snor, så snoren danner et V. Bestem længden l ved at 

måle afstanden fra loddet til den pind snoren er bundet omkring. Mål svingningstiden T for små 

udsving (mål fx 10 svingninger og divider med 10). Find en værdi for tyngdeaccelerationen g ud fra 

ligningen √ 

ved at isolere g. 

Forsøg 3: Lad en lille metal kugle flyve gennem luften (vi ser bort fra luftmodstanden) fra toppen 

(starter med hastigheden 0 m/s) til bunden, hvor kuglen rammer en lille sort kasse. En elektronisk 

tidstæller registrerer den tid t det tager for kuglen at bevæge sig afstanden h ned gennem luften. 

Der gælder Galileis faldlov: 

Lav en måleserie hvor der måles sammenhørende værdier af højden h og tiden t. Der måles i SIenheder 

dvs. h i meter og t i sekunder. Dvs. udfyld et skema som nedenstående: 

X=t/s 

Y=h/m 

Side 24 af 25



js og tp 

Lav potensregression i Excel regneark. Find en værdi for tyngdeaccelerationen g ud fra 

regressionsligningen: Vink: Sammenlignes regressionsligningen med Galileis 

faldlov ses, at g=2b og at a skal være tæt på 2. Tiden t svarer til x. 

For alle forsøg bestemmes den relative afvigelse til tabelværdien for tyngdeaccelerationen g som i 

Danmark er: g=9,82N/kg eller g=9,82m/s^2 

Side 25 af 25

Fysik B - KVUC

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?