Sådan tester du, hvilken slags polyethylen, et stykke plast er. Plast kan være mange typer polymerer - et af dem er polyethylen,. PE fås i High og Low Density.
Hvordan dannes en plasma, og hvad er det mikrobølgerne i en mikroovn påvirker, når den er tændt? Gennem forsøget stifter du bekendtskab med en plasma – det man også kalder den 4. tilstandsform.
VIGTIGT – læs dette sikkerhedsafsnit inden du går i gang. BEMÆRK, AT FORSØGET KAN VÆRE MEGET VOLDSOMT OG KAN SKADE OVNEN. Brug helst en ovn, der kun er beregnet til fysikforsøg. Bemærk, at glasset bliver meget varmt, og derfor skal det helst været et Pyrex glas eller lignende.
Hvis du har et glas vand inde i ovnen, kan du prøve at reducere mængden af plasma, der dannes. Prøv eventuelt helt uden vand i glasset. Prøv desuden at tænde ovnen før tændstikken er gået helt ud.
Del 1
Mikrobølgerne får røgen og soden til at gnistre og lyne meget kraftigt, og store plasmabobler vil stige op fra tændstikken.
Del 2
Dermed bliver røgen opsamlet i toppen af glasset, og man kan på den måde danne et mere stabilt plasma.
Beskriv, hvad du observerede under forsøget. Hvad forårsagede det, du så?
Gjorde du noget for at begrænse plasma-styrken? Virkede det og hvorfor?
Plasma består af positivt ladede gasmolekyler, elektroner samt neutrale gasmolekyler.
Når tændstikken brænder og der er ild, bliver gasser ioniserede ved, at de negative elektroner i gassen får tilført så meget energi, at de et kort øjeblik forlader molekylet, som derved bliver positivt ladet.
Det elektriske felt, som dannes af mikroovnen, kan forlænge tiden, hvor elektronerne eksisterer frit, hvorved de kan ionisere flere molekyler på deres rejse rundt i ovnen. Der opstår en slags kædereaktion, der danner mere plasma.
I plasmaet finder en negativ elektron før eller siden sammen med et positiv ladet gasmolekyle. Der frigives derved energi i form af lys, og det er denne rekombination, der forårsager det kraftige lys fra plasmaet.
Ifølge producenterne skal der i ovnen altid være et materiale, der kan absorbere mikrobølgerne. Ellers kan strålingsintensiteten vokse så meget, at magnetronen (der genererer mikrobølgerne) bliver beskadiget.
For at undgå dette, kan man placere et glas vand inde i ovnen. Vandet dæmper dog også strålingen, så forsøg i mikrobølgeovnen ikke bliver så kraftige. Forsøget kan også laves uden vand, men så bør man benytte en ovn, der kun er beregnet til fysikforsøg!
Interessante links
Plasma forklaret
Generer en plasma med vindruer
Tændstik forsøg forklaret
“How microwave cooking works”(Howstuffworks.com)
Kort introduktion til mikrobølgeovne
Simulering af vandmolekyler udsat for mikrobølger
I forsøget benyttes en mikrobølgeovn, en analog høj-teknologi. 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).
En tændstik er teknisk udstyr. Den første tændstik kunne tændes ved at stryge den mod hvilken som helst overflade. Den nuværende tændstik kræver dog, at man stryger den mod en bestemt kemisk substans for antænding. Læs mere om tændstikkens historie her.
Justér ovnens effekt mellem hvert forsøg du gentager. Din variabel er ovnens effekt.
Placer et vandglas ved siden af tændstikken, når du udfører forsøget. Gentag forsøget, men hvor indholdet af vand i glasset er ændret. Din variabel er vandindholdet.
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.