Forsøk stjernehimmel

Forsøk 2.3 Stjernehimmel

Hensikten med dette forsøket er å observere stjernebilder og stjernenes bevegelser.

Vi skulle også finne en rekke stjerner og stjernebilder: Karlsvogna, Mizar og Alcor, Polarstjerna, Kassiopeia, Andromegalaksen, Pegasus, Svanen, Orion, Betelgeuse, Rigel, Orions sverd og Sirius.

En stjerne er et himmellegeme som og som regel består den av veldig varm gass og som stråler ut energi den selv produserer. Denne energien er i hovedsak lys, og den blir frigjort gjennom fusjoner i kjernen. At noe fusjonerer vil si at det skjer en sammensmelting mellom to atomkjerner.  Stjernenes bevegelse kan vi finne ut av gjennom Dopplereffekten. Dette gjør vi gjennom å se på bølgelengdene til spektrallinjene til stjerna, for de endrer seg når stjerna beveger seg.  Når stjernene beveger seg mot oss, blir bølgelengdene kortere, og når stjernene beveger seg fra oss, blir bølgelengdene lengre.

Min hypotese var at stjernene ville flytte seg, i forhold til meg. Dette fordi jorda roterer, og derfor vil stjernenes posisjon i forhold til meg være synlig forandret i løpet av noen timer.

Utstyr som ble brukt:

-       Stjerne-app på telefonen (Skyview)

-       Varmt tøy!

På kvelden dro vi opp på spiralen og observerte stjernene.

Det første vi skulle gjøre var å finne Karlsvogna. Den ligger på den nordlige himmel. Karlsvogna er en del av stjernebildet Store Bjørn/Ursa Major, og består av Store Bjørns syv klareste stjerner. De er derfor lette å observere, fordi de er såpass lyssterke. Den nest siste stjernen i ”hanken” er den dobbeltstjerne, selv om den ser ut som en enkelt stjerne. De heter Mizar og Alcor.

Så skulle vi finne polarstjerna. Denne finner man ved å sikte langs linjestykket mellom de to stjernene til høyre i selve vogna. Ta 4-5 slike linjestykker oppover, så kommer du til polarstjerna.  Når man skal finne stjernebilder på himmelen, kan det som regel være lurt å ta utgangspunkt i stjernebilder vi kjenner fra før. Karlsvogna og Orion er gode å bruke når man skal finne andre stjerner, fordi de fleste vet hvordan de ser ut. I tillegg er Karlsvogna alltid på den nordlige delen av himmelen. Polarstjerna er alltid på den nordlige himmel, så dersom du finner polarstjerna, vet du himmelretningene. På grunn av dette har den også navnet Nordstjernen. Denne stjernen er en del av stjernebildet lille bjørn, og den er egentlig et system bestående av tre stjerner. Den sterkeste av disse har fått navnet Polaris A.

Vi valgte oss et bestemt sted vi skulle stå og observere hele forsøket. Vi markerte stedet i en sirkel på bakken, slik at forandring av plasseringen min ville bli en feilkilde. Vi gikk etter vi hadde observert stjernene, og gikk ut igjen etter ca to timer. Det vi så da, var at stjernene hadde forflyttet seg. Karlsvogna og Polarstjerna hadde forflyttet litt mer østover i forhold til meg. Dette er fordi jorda snurrer rundt sin egen akse, derfor kan det nesten se ut som at stjernene forflytter seg i en sirkel. Det er altså ikke stjernene som beveger seg fra øst til vest,  men jorda.

Etter dette skulle vi finne stjernebildet Kassiopeia. Denne finner man ved å se fra hanken i Karlsvogna til Polarstjerna og videre gjennom denne. Den ser ut som en skeiv w.

Fortsetter man videre gjennom Kassiopeia, kommer man videre til Andromedagalaksen. Dette er den eneste galaksen man kan se med det blotte øyet fra den nordlige halvkule, og er det eneste vi kan se utenfor vår egen galakse.

Videre skulle vi finne stjernebildet Pegasus. Like over den andre stjerna i ”hanken” i Pegasus, finner man Andromedagalaksen. For å se denne må man bruke prismekikkert. Galaksen ser ut som en tåkete dott, og den er 2,3 millioner lysår borte. Den inneholder ca. Hele 100 milliarder stjerner.

Stjernebildet Svanen var det neste vi skulle finne. Her ligger det også et svart hull, altså en sort region i verdensrommet hvor ingenting slipper unna, selv ikke lys. Vi vet lite om svarte hull, fordi det er umulig å sende noe nærme det for å hente informasjon, når alt bare forsvinner i det. (kan ikke ses, men kan være greit å vite!) 

På skrå fra Svanen kan man se den svært lyssterke stjerna Vega (bildet under). Omkring denne stjerna er det observert gassplaneter, og det er mulig at det også finnes planeter der som ligner vår egen jordklode.

På vinteren kan man også se stjernebilde Orion. Orion består av stjernene Betelgeuse og Rigel. Disse to stjernene har forskjellige farger, dette på grunn av temperatur og avstand til jorda. Betelgeuse er rød-gul, mens Rigel er blå-hvit. På grunn av dette kan vi lære at Betelgeuse har en temperatur på ca 2500 – 4000 grader, og Rigel en temperatur på ca 12.000 – 25.000 grader.

 Under beltet finner man Orions sverd. Her blir det dannes stjerner akkurat nå, og vi kan kalle det for galaksens egne fødestue.

Ned og til venstre for Orion kan man se Sirius. Sirius er, bortsett fra sola, himmelens mest lyssterke stjerne. Jeg kunne ikke finne noen planeter som var mer lyssterke enn Sirius.

En feilkilde er at det ikke alltid kan være lett å se om stjernene har bevegd seg fra din posisjon, er man unøye kan det være vanskelig å se nettopp dette.

Konklusjon: Årsaken til stjernene flytter på seg er fordi jorda konstant snurrer, roterer, rundt sin egen akse. I tillegg til dette beveger også stjernene og resten av universet seg. Stjernenes posisjon ser forskjellig ut fra hvor du står, så det kan derfor være nyttig å ta utgangspunkt i for eksempel Karlsvogna for å finne andre stjerner/stjernebilder. Jorda roterer fra vest mot øst, og da kan det se ut som om stjernene beveger seg fra øst mot vest, altså motsatt.

Forsøk terninger - radioaktivitet

3.3 Halveringstid med terningkast

Hensikten med dette forsøket er å simulere halveringstiden til et radioaktivt stoff ved hjelp av vanlige terninger.

Radioaktivitet ble oppdaget av franskmannen Henri Becquerel i 1896. Grunnstoffene uran, radium og polonium sender ut stråling som vi kaller radioaktiv, og strålingen kommer fra ustabile atomkjerner.

Når en atomkjerne sender ut heliumkjerner, altså alfastråling, eller elektroner, betastråling, blir det dannet et nytt grunnstoff.  I det radioaktive stoffet thorium-234 forandres stoffet litt etter litt. Innen 24 dager er halvparten av mengden til stoffet omdannet. Vi sier derfor at halveringstiden for thorium-234 er 24 dager. Atomkjerner i det radioaktive stoffet omdannes altså til andre atomkjerner.

                                                                                                                                   

Utstyr som ble brukt var

-       Et krus med 20 terninger

·      Først valgte vi hvilket tall som vi latet som var spalting av en atomkjerne. (6)

·      Så kastet vi alle terningene samtidig og plukket bort sekserne. Vi noterte i en tabell hvor mange ikke seksere vi hadde igjen. Etter det la vi tilbake alle ikke-seksere i kruset.

·      Man skal fortsette med punkt 2 helt til man har kastet minst 10 ganger, eller til man har fått seksere på alle terningene. Vi noterte resultatet i tabellen slik som i punkt 2.

·      Dette gjorde vi i en ny serie med alle 20 terningene.

·      Vi gjentok dette til vi hadde fullført 5 serier.

·      Så fremstilte vi resultatene grafisk, se bilde under for hvordan det er mulig å sette det opp.

Resultatet kan dere på Excel arket.

Feilkilde: Feilkilde er at hvis man kaster terningene for få ganger vil ikke resultatet bli nøyaktig nok. For å redusere feilkilden kan man øke antall kast/serier. (De store talls lov)

 

Atomkjernene i et radioaktivt stoff er veldig ustabile. Derfor er det knyttet større usikkerhet rundt halveringstiden til stoffet. Selv om vi har en viss peiling på halveringstiden, for eksempel til stoffet thorium-234 der halveringstiden er 24, vil det på grunn av ustabiliteten i atomkjernen bli usikkerhet. Dette fordi halveringstiden kan være tilfeldig. Det kan plutselig bli forandringer i halveringstiden.

Halveringstiden vi kom fram til med hjelp av terningene ble ca 4 og et halvt minutt.

Forsøk om drivhuseffekten.

2.4 Hvordan oppstår drivhuseffekten?

Hensikten med dette forsøket var å se hvordan en glassplate/plastfolie slipper gjennom lys og varme.

Uttrykket drivhuseffekt bruker vi fordi vi sammenligner atmosfæren med glasset i et drivhus. Glasset slipper gjennom den synlige strålingen, men stopper mesteparten av varmestrålingen fra bakken fra å slippe ut. På denne måten stiger temperaturen inne i drivhuset. Drivhusgassene i atmosfæren slipper altså solstrålene inn, men fungerer som et hinder mot varmestrålingen fra jorda.

Atmosfæren er på mange måter grunnlaget for livet på jorda, uten den ville temperaturen vært på et slikt nivå at det ikke var mulig å leve her. (-19 grader)

Min hypotese var at det synlige lyset ikke ville bli hindret av lampen.

Utstyr som ble brukt var:

-       kokeplate

-       glassplate, min 30 x 30 cm

-       sollys eller en annen lyskilde (lampe)

-       To like store plastbokser

-       plastfolie

·      Det første vi gjorde var å holde glassplaten opp mot sollyset.

·      Etter dette skrudde vi på kokeplata på middels varme. Da den ble varm tok en av oss hånda så nær plata som mulig, uten å brenne seg. Så tok en annen en glassplate mellom kokeplata og hånda, for å se om man merket noen forskjell.

·      Når dette var gjort la vi to termometre i hver sin plastboks, og leste av temperaturen etter hvert.

·      Det siste vi gjorde var å strekke plastfolie over den ene boksen (viktig at den er så tett som mulig). Vi satt så begge boksene under en lampe (sollys fungerer også), og målte av temperaturen etter hvert.

Resultat

·      Det synlige lyset blir ikke hindret av lampen (sollyset), i så fall veldig svakt.

·      Glassplaten hindrer varme, men ikke lys.

·      Temperaturen i boksen uten plastfolie over var 22 grader.

·      Temperaturen i boksen med plastfolie var 25 – Dette viser at varmen kommer inn, men slipper ikke lite godt ut under plastfolien.

Feilkilder: En feilkilde kan være at plastfolien ikke er helt tett og at termometrene ikke er helt nøyaktige.

Konklusjon: Hypotesen stemte, og forsøket viser hvordan atmosfæren hindrer at jorda bli for varm. Glass plata fungerer som atmosfæren, lampen er sola og hånda vår er jorda. Man merker betydelig forskjell når man tar vekk glassplata, hånden blir varmere, slik jorda vil bli uten atmosfæren.  Ozonlaget fungerer på samme måte - Den hindrer varme, men ikke lys, å slippe gjennom.

Hva skjer med havnivået når temperaturen stiger?

Hensikten med forsøket er å undersøke hva som skjer med havnivået dersom is smelter som følge av drivhuseffekten.

På grunn av at det blir frigjort mer og mer CO2 gjennom fossilt brensel som kull, olje og gass, øker mengden av karbondioksid i atmosfæren. Målinger viser en økning på over 30 % av karbondioksid fra 1750 og frem til i dag. FNs klimapanel regner med at gjennomsnittstemperaturen på jorda vil i tidsrommet 1980-2100 stige med mellom 1,8 og 4 grader som følge av menneskelig påvirkning. Dette vil være den største temperaturendringen på 10 000 år, og en temperaturøkning vil føre til at havet stiger med om lag 40 cm. Dette på grunn av at isen smelter. I Nordpolen vil ikke havnivået stige fordi isen ligger allerede i vannet, mens i Sørpolen ligger isen på land, som vil få konsekvenser for havnivået.

Min hypotese er at når isbitene ved siden av steinblokken i plastboksen blir fylt på med lunkent vann vil ikke havnivået stige. Der isbitene ligger på steinen vil havnivået stige når vi heller lunkent vann over.

Utstyr som ble brukt var:

-       To like store plastbokser

-       To isblokker/isbiter

-       To steinblokker

-       Vann

·      Først la vi den ene isbitene ved siden av en steinblokk i en plastboks. Så fylte vi på med lunkent vann helt til det nesten gikk opp til kanten av plastboksen.

·      Så la vi isbitene oppå steinblokken i den andre plastboksen. Vi fylte på med lunkent vann nesten opp til kanten av boksen.

·      Vi lot boksene stå i ro til all isen var smeltet, og observerte hva som hadde skjedd.

Resultat:

I plastboksen hvor isbitene lå ved siden av steinblokken vil ikke vannivået stige.

I plastboksen hvor isbitene lå oppå steinblokken vil vannivået faktisk stige når isbitene smelter.

Konklusjon: Resultatet støtter hypotesen, og forsøket viser hvordan havnivået stiger hvis Nord og Sørpolen smelter: Hvis Nordpolen smelter vil ikke dette ha noen effekt på havnivået, fordi isen ligger allerede i vannet. Hvis isen på Sørpolen smelter derimot, vil havnivået øke drastisk fordi isen ligger på land.