Eleverne laver en model, hvor de ved hjælp af en lommelygte undersøger, hvorfor skyggen ‘peger’ i en bestemt retning, og hvordan skyggen kan ændre størrelse, afhængig af lysstrålens placering.
VIGTIGT – læs dette sikkerhedsafsnit, inden du går i gang. Forsøget må kun udføres af en lærer.
Der er risiko for væskebrand, når du opvarmer alkohol. Sluk aldrig en eventuel væskebrand med vand. Hav derfor korrekt brandslukningsudstyr parat.
Undersøg hvad en alkohol er. Hvilke atomer består den af, og hvordan er den bygget op? Hvordan er en alkohol forskellig fra andre molekyler?
Prøv at finde en smart måde at skrive alkoholen op på formel.
Kan du se en sammenhæng mellem længden af alkoholen, og hvor hurtigt den varmes op? Forklar sammenhængen og vis det evt. i en tabel.
Mikrobølgestråler kan absorberes i et molekyle, hvis det indeholder en polær binding. I et vandmolekyle er der to bindinger mellem oxygen og hydrogen, og de er begge polære. Derfor er vand rigtig godt til at absorbere mikrobølger. I vores madvarer er der næsten altid meget vand, så derfor er mad nemt at varme op med mikrobølger.
Alkoholer er karakteriseret ved at indeholde en såkaldt hydroxy-gruppe. Det kaldes det, når et carbonatom har et oxygenatom bundet til sig, samtidig med at dette oxygenatom har et hydrogenatom bundet til sig. Man kalder det også bare en OH-gruppe. Bindingen mellem O og H, som findes i et vandmolekyle, findes altså også i en alkohol.
I dette forsøg undersøges, hvor meget mikrobølgestråling der kan absorberes i 3 forskellige alkoholer. Den første alkohol har foruden sin OH-gruppe 6 carbonatomer, den næste har 8 carbonatomer, og den sidste har 10 carbonatomer. Det vil sige, at OH-gruppen i den første alkohol udgør en større del af molekylet, end den gør i den sidste alkohol. Derfor bliver den første alkohol nemmere varmet op af mikrobølger, end den sidste alkohol gør.
“How microwave cooking works”(Howstuffworks.com)
Kort introduktion til mikrobølgeovne
Simulering af vandmolekyler udsat for mikrobølger
Kemisk forklaring af opvarmning med mikroovn
Om alkoholer
I forsøget benyttes en mikrobølgeovn, en analog højteknologi. En mikrobølgeovn varmer maden ved at bestråle den med mikrobølgestråler, der har en frekvens ved 2450MHz.
Mikrobølgerne påvirker alle polære molekyler, hvilket typisk vil betyde de vandmolekyler, der findes i vores madvarer. polære molekyler har en positiv og en negativ ende, og når molekylet udsættes for mikrobølgernes elektriske felt, vil det begynde at rotere i takt med, at feltet svinger. Disse svingninger omsættes til varme, idet vandmolekylerne “gnider” op ad hinanden (friktion).
Virkningsfuld kompetenceorienteret naturfagsundervisning indeholder bl.a. elementer af problembaseret og elevstyret undervisning. Et greb, du som underviser kan bruge, er at implementere åbenhed, ved at stilladsere undersøgelserne med frihedsgrader.
Problembaseret og elevstyret undervisning er kendetegnet ved, at eleverne arbejder selvstændigt med egne undersøgelser. Eleverne skal finde egne svar, og det skal ikke være givet på forhånd, hvad de skal. Eleverne skal ikke reproducere eller genskabe allerede eksisterende undersøgelser.
Som underviser udvælger du en grad af frihed samt hvilket trin, den skal implementeres i. Astra opdeler en undersøgelse i følgende seks trin, hvor du kan arbejde med implementering af frihedsgrader.