SNC2D Grade 10 Science - Exam Study Notes

SNC2D Grade 10 Science – Exam Study Notes COVALENT BONDING – Sharing e- between two NONMETALS – – Sharing of electron(s) from two non-metals (SHOWN BY CIRCLES) IONIC BONDING – Occurs between a METAL + NON-METAL – Transfer of electron(s) from the metals to the non-metals (SHOWN BY USING ARROWS INDICATING THE TRANSFER OF e-) >Naming ionic compound< – To name put name of CATION/METALS First then the ANION/NONMETAL “root nameand replace ending with “ide” e.g. Oxygen -> Oxide, Sulfur -> Sulphide/SulFide, Chlorine -> Chloride, Fluorine, Fluoride >Writing Formulas< – Write chemical symbol for both metals and nonmetals – Write atom charge – CRISS-CROSS METHOD MULTIVALENT METALS – Elements that have MORE THAN ONE POSSIBLE CHARGE e.g. Fe+2,+3 Co+2,+3 Mg+2,+3,+4,+6 – To distinguish use ROMAN NUMERALS (1:I, 2:II, 3:III, 4:IV, 5:V, 6:VI, 7:VII, 8:VIII) e.g. Au2O3 Gold(III)Oxide MOLECULAR COMPOUND – Compound containing two non-metals – Must use preFix naming system (mono, di, tri, tetra, penta, hexa, hepta, octa, nona, deca) e.g Co – mono carbon dioxide

>Special molecular compounds< –  NH3 – Ammonia, O3 – Ozone, CH4 – Methane, H2O2 – Hydrogen Peroxide, NH4  –Ammonia POLYATOMIC IONS – Two different atoms combined together to make an ion – Treat as anions or cations – Combining cations with polyatomic ions – keep Polyatomic ions in BRACKETS e.g. K+(SO4)2- Potassium Sulfate K2(SO4)1 – DO NOT KEEP BRACKETS if subscript outside is 1 K2SO4 SNC2D1 Exam Notes COUNTING ATOMS – Subscript indicates # of atoms its beside – Subscript outside of brackets on the right is multiplies (EXPANSION/DISTRIBUTIVE LAW)– CoefFicients in the front of a compound is multiplied through last of each type of atom – e.g. Copper(II)Chloride Cu2+Cl- CuCl2 Cu:1 Cl:2 BALANCING EQUATIONS – Law of conservation of mass – THE AMOUNT INPUT = AMOUNT OUTPUT e.g 2NA + MgCo3 Na : 1 2 (NH4)2 SO3 + Ca(OH)2 NH4 : 2 SO3 : 1 Ca : 1 Mg : 1 C:1 O:3

-> Na3Co3 + Mg Na:2 C:1 O:3 Mg:1 e.g ammonium sulFate + Calcium hydroxide -> CaSO3 + 2NH4OH Ca :1 SO3:1 NH4:12 OH:12 (PRODUCTS) =Things made in a reaction OH : 2 (REACTANT) =Things put into a reaction CHEMICAL REACTION –   A   process   in   which   some   REACTANTS(S)   undergo   a   change   to   become   NEWPRODUCTS STATES OF MATTER (s) = Solid (l) = Liquid (aq) = Aqueous (substance dissolved in water) (g) = Gas DIATOMIC GAS HOFBrINCL H2, O2, F2, Br2, I2, N2, Cl2 TYPES OF REACTION A. SYNTHESIS – Two or more reactants reacted to give ONE product GENERAL FORMULA: A + B -> AB

e.g. Carbon + Oxygen gas -> Carbon Dioxide C(s) + O2 -> CO2(g) B. DECOMPOSITION – One REACTANT breaks down into two or more PRODUCTS GENERAL FORMULA: XY ->X +Y e.g. ammonium nitrate -> dinitrogen monoxide + water SNC2D1 Exam Notes  NH4NO3 -> N2O + H20 C. SINGLE DISPLACEMENT REACTION – A single reactant added to some ionic compound where the CATION(METAL) switches place or the ANION(METAL) switches place GENERAL FORMULA: A + BC -> B +AC D + BC -> C + BD e.g. Fluorine gas + sodium iodine F2(g) + 2NaI -> I2(g) + 2NaF F:2 I:2 Na : 2 Na : 2 I:2 F:2 <- First two switches <- First and Last switches (HALOGEN ONLY) e.g. potassium solid + aqueous copper(II) acetate 2K(s) + Cu(CH3COO)2(aq) -> Cu(s) +2KCH3COO K:12 K:12 Cu : 1 Cu : 1 Ch3C00 : 2 Ch3COO : 1 2 D. DOUBLE DISPLACEMENT REACTION – An ionic compound reacted with another ionic compound – The CATIONS Switches place GENERAL FORMULA: AB + XY -> AY+ AB e.g beryllium nitride + rubidium carbonate Be3N2 + 3Rb2Co3 -> 3BeCo3 +2Rb3N Be : 3 Be:1 3 N:2 N:12 Rb : 2 6 Rb : 3 6 Co3 :13 Co3 :13 COMBUSTION REACTION

– Reaction between a hydrogen (something containing carbon and hydrogen) and oxygengas – will release energy as product COMPLETE COMBUSTION – When there is MORE than enough OXYGEN – Only CARBON DIOXIDE and WATER are produced GENERAL FORMULA: Cx Hy + O2(g) -> H2O +O2(g) (x, y are possible coefFicients) e.g. C5H12 + 8O2 -> 5CO2 + 6H2O <- Must put the STATE OF MATTER 1. Balance Carbons 2. Balance Hydrogen 3. Balance Oxygen C : 5 H : 12 O : 2 16 C : 1 5 H : 2 12 O : 3 8 16 INCOMPLETE COMBUSTION – Combustion reaction that takes place with insufFicient ( not enough) oxygen – Will produceCO2, Co, C(s) [soot] and/or H2O – In an incomplete combustion, can have up to all four products or any combinations of them SNC2D1 Exam Notes  GENERAL FORMULA: Cx Hx + O2 -> CO2 + Co + C(s) + H20 PH SCALE – pH stands for “Power of Hydrogen” – Measures the acidity of solutions using a numerical scale More acidic – more H+ ions, few OH- ions More basic – few H+ ions, more OH- ions Comparing Acidity e.g. Hydrogen acid has pH of 2.0 and sodium hydroxide has pH of 10 – Hydrogen acid is more acidic by a factor of 1010-2 = 108 = 100000000 more

ACIDS – An acid is deFined as any compound that dissolves in aqueous solution to form H+ ions >Properties of acid< – Sour – Litmus = Red – Reacts with carbonate to produce bubbles of CO2(g) – Reacts with metals to produceH2(g) BASES – An base is deFined as any compound that dissociates in aqueous solution to form H+ ions >Properties of base< – Bitter – Litmus = Blue – Slippery – React with oils and grease NEUTRALIZATION REACTION – Neutralization reactions are called acid/base reactions – The reactants of neut. are acidsand bases – The product of neut. are H2O and Salt (ionic) GENERAL EQUATIONS: AB + CD -> AD + CB acid + base -> water + salt NAMING BINARY ACIDS Rules: 1. If you have a BINARY (two element) compound with at least one HYDROGENand is in AQUEOUS(aq) state then it is binary acid 2. Use “hydro” preFix 3. Add root of the anion 4. add “ic acid” sufFix e.g. HI(aq) – Hydroiodic acid NAMING OXO ACIDS – Oxyacids are acids that contain a polyatomic with OXYGEN

SNC2D1 Exam Notes – Oxyacids contain AT LEAST 3 different elements with Hydrogen, Oxygen and in (aq) state Rules: 1. If   you   have   an   Oxyacid,   containing   HYDROGEN,   OXYGEN   containingpolyatomic ions, and in aqueous state, its an oxyacid 2. Keep root of element in polyatomic ion 3. Add “ic acid” sufFix e.g. HCH3COO(aq) – Acetic acid PHYSICAL PROPERTY – Characteristics of a substance that can be determined without changing the composition ofthe substance CHEMICAL PROPERTY – Describes the ability for a substance to undergo changes in composition that would resultin new substance SNC2D1 Exam Notes UNIT 2 – BIOLOGY ( Tissues, Organs, and systems of living things) ORGANELLES IN A CELL (BOTH) CYTOPLASM – Suspends all the organelles in a cell, in a jelly like substance CELL MEMBRANE – A Flexible double-layered, semi-permeable membrane, which supports the cell and acts as a gatekeeper NUCLEUS – The “brain” of the cell, a spherical structure where genetic information (DNA) is stored on chromosomes MITOCHONDRIA – Also called “power plants”, convert stored energy into a usable form

ENDOPLASMIC RETICULUM – A 3-D network, transports materials, such as proteins through cell, attach directly to nucleus and extends to the cell membrane GOLGI BODIES – Collects & process materials to be removed from the cell, makes secrete mucus VACUOLES – A single layered membrane enclosing Fluid in a sac, removes unwanted substance, maintains internal Fluid to keep shape, stores water, fat and food (PLANTS ONLY) CELL WALL – Made of a rigid strong material called cellulose, provides support and protection from physical injury LARGE VACUOLES – Plants have one large vacuole but functions are same as animal cells CHLOROPLAST – Contains chlorophyll that helps photosynthesis, gives leaves their green color, similar functions as mitochondria REASONS FOR CELL DIVISION – To GROW – To REPRODUCE – To REPAIR CELL DIVISION FOR REPRODUCTION Produce   genetically   identical   offspring   from   "one"   parent   through   asexual   reproduction.Sexual   reproduction   involves   "fusing"   two   gametes   to   create   offspring   that   contain   bothparents' genetic material. parents SNC2D1 Exam Notes CELL DIVISION FOR GROWTH – CELLS need to divide

– Absorbs nutrients quicker (distance) – Energy efFiciency – Amount used > amount gained is bad – Cell chemical function – Releases waste quicker Movement of substance Diffusion – A transport mechanism for moving chemical into and out of the cell, from an area of higherconcentration to an area of lower concentration – i.e. when air freshener is sprayed into the air, it diffuses throughout the room Osmosis – The movement of a Fluid, USUALLY WATER, across a membrane towards an area of highsolute concentration – – i.e Apple juice solute with water CELL CYCLE INTERPHASE – Carries out usual functions, but make copy of its DNA & chromosomes for the next step incell division Chromosomes – structure in nucleus containing DNA – Creates sister chromatids after duplication (Identical copy – sister chromatids) Centromere holds the sister chromatids together MITOSIS – (FOUR PHASES – PMAT) FIRST STAGE OF CELL DIVISION 1. PROPHASE (PROACTIVE) (meatball and spaghetti with fries combo) – DNA condenses, turns visible –   Centrioles   (organelles   that   help   duplicate   CANDY)   move   to   opposite   ends   –   Nuclearmembrane weakens/breaks – Spindle Fibers grows from centrioles 2. METAPHASE   (MIDDLE)   (Ghostbusters) – Sister Chromatids move to the “MIDDLE” of the cell – Centrioles pull spindleSiber in opposite direction 3. ANAPHASE   (APART)   (Snake   of   war) – Sister chromatids are pulled,  splitting centromere – Centroids pull spindleSiber in opposite direction 4. TELOPHASE   (TWO)   (Tea   time   with   2) –   Chromatids   divide   into   two   opposite   ends   of   the   cell–   Two   new   nuclear   membrane   forms   around   chromatids   –   Spindle   Siber

disappears– Chromosomes thins CYTOKINESIS – SECOND STAGE OF CELL DIVISION – Cells get cut in half dividing the cytoplasm – For plant cells: A cell wall grows inwards to cut the cell SNC2D1 Exam Notes  CANCER – A broad group of diseases that result in uncontrolled cell division TUMOR – A mass of cell that continue to grow and divide without any function in the bodyBENIGN TUMOR – Tumor that does NOT affect surrounding tissues except for physically crowding MALIGNANT TUMOUR – Tumor that INTERFERES with functioning of surrounding cells; a cancerous tumour METASTASIS – Cancer cells BREAKING AWAY from original tumor elsewhere in the body MUTATION – A random change in the DNA CARCINOGEN – Any environmental factor that causes cancer STRUCTURE OF A CANCER CELL – Cancer cells grow and divide in the mitosis stage quicker than normal cells – less time forcancer cells to duplicate its DNA – Prophase and telophase seems quicker in Cancer cells NORMAL CELL – Large cytoplasm – Single nucleus – Singe nucleolus – Fine chromatin

CANCER CELL – Small cytoplasm – Multiple Nucleus – Multiple and large nucleolus – Coarse chromatin SPECIALIZED CELLS – A cell that can perform a speciFic function 8 IMPORTANT SPECIALIZED CELL BONE CELLS – Grows and repairs bones, collects calcium from digest. system, builds up bones aroundthemselves, creates skeleton WHITE B CELLS – Moves like an amoeba, engulf bacteria and [ights infections FAT CELLS – Have larger vacuoles, stores fat molecules, stores cells chemical energy RED B CELLS – Contains hemoglobin that carries O2 in blood, smooth cells allowing passage – through Bcells NERVE CELLS SNC2D1 Exam Notes – Long, thin and have many branches, conduct electrical impulses to move body SKIN CELLS – Layers of S.C Sit tightly, covers outside of body to protect cell inside and reduce water loss MUSCLE CELLS – Arranged in bundles called muscle Fibers, can contract to make Sibre shorter and move bone SPERM CELLS

– Move independently, carries DNA from male parent to join egg in the female parent HIERARCHY OF CELLS – An organizational structure with more complex or important things on Top of the “pyramid” TISSUE – Collection of similar cells that have a particular, BUT not limited functions (i.e. Heart tissues) ORGAN – A structure of different tissues working to perform a complex bodily function (i.e. lungs) ORGAN SYSTEM – Consist of one or more organs working together to perform a major VITAL function (i.e. digest system) ORGAN SYSTEM TISSUES (4 MAIN TISSUES) (CENM) TISSUE EXAMPLE DESCRIPTION FUNCTION EPITHELIAL skin,   lining   ofnose   anddigestivesystem The   sheet   of   tightlypacked   cells   coveringthe   surface   of   internalorgans – Protects from –dehydrationDecreases frictionon surface CONNECTIVE Bones,tendons   andblood Various   cells   heldtogether   by   liquid,   solidor   gel   (KNOWN   ASMATRIX) – Support–   Insulation   –Structure

MUSCLE Striated,smooth,cardiacmuscles Bundles   of   long   cellcalled muscle Fiber thatcontains   proteins allowing contracting andelongating Movement NERVOUS Brain,   spinalcord,   sensorynerves Long   cell   of   Sinebranches   at   end   thatconduct   electrical impulses – Sensory–   Communicating– Bodily functions CELLULAR   DIFFERENTIATION:   Process   which   cells   become   specialized   to   performspeciFic functions SNC2D1 Exam Notes STEM CELL AND CELLULAR RESPIRATION – An undifferentiated cell that can be divided to form specialized cells – The umbilical cordcontains the most/rich sources of stem cells – TWO TYPES OF STEM CELLS EMBRYONIC – Can differentiate into any kind of cell TISSUES – “Adult stem cells” exist within specialized cells i.e. Bone marrow -> blood DIGESTIVE SYSTEM – Where food energy and nutrients move from being outside of the body to inside of thebody – It takes in food, digest food and excretes the remaining waste. DIGESTIVE TRACT Epithelial cells – Goblets cells producing mucus, protects from digestive enzymes and acidsMucus tissues Nerves Villi – Located in epithelial cells (Sigure like projection) that increase absorption of nutrients MOUTH ● –     Mechanically   breaks   down   food   by   chewing   and   chemically   with   salivacontaining enzymes (such as amylase that breaks down starch) ● –  Food is then passed on to esophagusESOPHAGUS ● –   Muscular tube connects mouth to stomach and muscle move food downwhich is controlled by nerves

● –   Passed onto stomachPeristalsis – the process of moving food through theesophagus   into   the   stomach   with   the   help   of   musclesSTOMACH–   The   stomach   holds   food,   churns   it – Lines with cells that produce digestive enzymes and acids – Muscles contractto   mix   with   food SMALL   INTESTINE –   6m   long –   Most   digestion   occurs   here –   Smooth   muscles –   Nutrient   diffuse   through   wall   and   into   blood   vesselsLARGE   INTESTINE –   1.5m   long –   Larger   diameter –   Primarily   water   absorption –   Waste   material   passed   on   to   rectum RECTUM–   Storage   feces   and   water   absorption   –   Waste   excreted   through   anusACCESSORY ORGANS – Organs producing digestive enzymes that help break down food faster LIVER – Produces enzymes and bile for small intes. – Bile help break down fat GALL BLADDER SNC2D1 Exam Notes – Produces enzymes – Stores bile between meals PANCREAS – Produces insulin to regulate glucose in blood CIRCULATORY SYSTEM ● –  Carries nutrients to cell from intestine, O2 from lungs and CO2, waste awayfrom cell to the lung and kidney respectively ● –  Regulates body temperature ● –     Carries   chemical   message   between   parts   of   the   bodyHEART–   Pumps   blood   through   arteries   and   branch   into   smaller   vesselsBLOOD – Connective tissue that circulates through the body and made of 4 parts Cardiac Muscle Tissues Nerve Tissues ConnectiveTissues

● –  Only found in heart ● –     All   tissues contracted at the ● –  same time ● –  No required thoughto moveBumps blood – Controls the rate ofheart beat –   Protects   theheart Red   Blood   Cells(erythrocytes) White   Blood   Cells(leukocytes) Platelets Plasma ● –Containshemoglobin(transportsO2 ● –throughoutthebodyProduced   inbone ● –marrow   Nonucleus ● –Makesup   1%ofblood ● –volume ● –HaveanucleusFightsinfection   byrecognizinganddestroybacterias andviruses ● –Makesuplessthan1% ● –     ofbloodvolumeHelps clotsblood ● –     Protein   richFluid that ● –  carries bloodcellsMakes   up1/2 of blood ● –     volume Clear BLOOD VESSELS (three types) RESPIRATORY SYSTEM – Provides O2 needed by the body and removes CO2 – Works together with the circulatorysystem Process- Air goes through the nose and mouth and Filtered/trapped by tiny hairs and mucus

● –     Air   then   passes   through   the   pharynx   into   the   trachea(hold   by   rings   ofCARTILAGE that are strong and Flexible) ● –   epithelial cells in trachea produces mucus and have cilia to remove anyleftover material ● –  After gets separated into two branches [Bronchus (one) bronchi (two) Arteries (away) Viens Capillaries (connects) –   Carries   bloodaway   from   the   –heart THICKERWALLS   to withstandpressure ● –     Carriesblood   intothe heart ● –     havevalves   topreventSlowing ● –   backflowpressure,thinnerwalls   thanarteries ● –     Connects arteries   and veins ● –   THIN WALLSallow   O2 andnutrient   todiffuse from ● –     capillary   intobodytissuesCO2   andother   waste diffuse out SNC2D1 Exam Notes – Then divides into smaller tubes called bronchioles Gas exchange – Each bronchioles become tiny sacs called alveoli and also where gas exchange occurs –Each alveolus is surrounded by capillaries where O2 and CO2 diffuse through (the capillary and alveolar walls – The main purpose of the respiratory system – Each alveolus is surrounded by capillaries NERVOUS SYSTEM – The organ system consisting the brain, spinal cord, and peripheral nerves in which sensesthe environment and coordinates appropriate response CENTRAL NERVOUS SYSTEM – The part of the nervous system consisting the brain and spinal cord

PERIPHERAL NERVOUS SYSTEM – The part that consist of the nerves that connect the body to the central nervous system THREE TYPES OF NERVES FOUND – Nerves that control the voluntary muscles – Nerves that carry information form the sensory organs, such as the eyes, ears, tastebuds, and touch receptors to brain – Nerves that regulate involuntary functions (breathing, heartbeat, and digestion) NERVES ARE PROTECTED BY – Central N.S are shielded by bones – Skull protects the brain – Spine guards the spinal cord – Cerebral Spinal Fluid (CSF) NERVE CELL MYELIN SHEATH: Increases signal transfer through the nerves ● –  Neurons are cells that make up a nervous tissue ● –  Nerves allow two way Flow of info ● –  Neurons TRANSMIT info only in ONE DIRECTION ● –  Nerves cells don’t easily regenerate, only a small gap 1 millimeter ● –  Nerves are a bundle of neutrons surrounded by connective tissues SENSORY RECEPTORS – Special cells that receive input from out external environment, signaling the nerves to transmit a message – eyes, ears, mouth, nose, muscles and skin are sensory receptors MUSCULOSKELETAL SYSTEM – Organ system made of bones and skeletal muscle ROLES OF THE SKELETON – Provides supports and place for muscles to attach to

– Protects internal organs – Contains BONE MARROW and produces RBC and WBC – Three connective tissues (bone, ligament and cartilage) BONES – Bones are made of bone cells, Ca and P and collagen Fibers SNC2D1 Exam Notes – Bones contain nerves and blood vessels and most tissues are not living LIGAMENTS – Tough and elastic – Joints and holds bones together CARTILAGE – Cartilage cells contain collagen – Prevents damage to the end of bones (friction) – Strong and Flexible to support the bone – Made of long collagen Sibre MUSCLE STRUCTURE – Contain long muscle cells that make muscle Fibers – special protein that allows muscles to contract (becomes shorter and thicker) – Muscle types – skeletal – voluntary, smooth muscle – involuntary, Cardiac – involuntary PLANT SYSTEM ROOT SYSTEM – grows below ground, anchors the plant and absorbs water and minerals from the soil andstores food SHOOT SYSTEM – made of the stem, leaves and Slower – conducts photosynthesis – produces Flowers for reproduction LEAVES – main area of photosynthesis, used for support, protection and reproduce

– leaves can be used as food (lettuce, tea) wax and medicine and livestock food FLOWER – Contains male or female structure, or both – Male produces pollen grain, female produce eggs – Eggs are fertilized by pollen, producing seeds which would become plants – Flowers are used as food (rice, wheat, corn, vanilla, chocolate) and different medicines STEM – Supports the branch, leaves and Slower and transports materials like water and nutrientsthrough the plant –   Stems   are   used   as   food   (sugar   cane,   potatoes),   paper   products,   cork,   linens   andmedicines SYSTEM AND TISSUES IN PLANT CHARACTERISTIC OF A PLANT – generally green, caused by chlorophyll in chemical called chloroplast – cannot move, has aroot that anchors them in place PHOTOSYNTHESIS ● –  plants make their food through photosynthesis in which tissues in leaves usecarbon dioxide, water and light energy to produce glucose and oxygen ● –  glucose helps plant grow SNC2D1 Exam Notes EQUATION: CO2 + H20 + (light energy) -> C6H12O6 + O2 + energy (ATP) FUNCTIONS OF PLANTS VS ANIMALS (SIMILARITY) – Exchange gasses with their surroundings – More water and nutrients around within their bodies – Have a way of reproducing TYPES OF PLANT TISSUES – THREE TYPES (D.V.G) DERMAL – Forms the outer part ofthe plant – Includes both epidermal and periderm tissues – Epidermal tissues – Cells covering all non-woody surface of a plant

– Periderm tissues – tissues on a surface of a plant which produces bark on stem and root VASCULAR – Forms the area that transports water, minerals and nutrients in the plant – Similar to a network of tubes that reaches from the roots up the stalk, and thought theleaves – Two types of vascular tissues – Xylem – Vascular tissues in a plant that transports water and dissolved minerals form theroots to the leaves and stem. Prokaryote (NO NUCLEUS ORGANELLES) just a rigid hollowtube, DEAD –   Phloem   –   Vascular   tissues   in   plants   that   transport   dissolved   food   and   minerals   andhormones throughout the plant. Eukaryote (are alive when mature and functioning) GROUND – Makes the other structure of the plant – Filters between the dermal and the vascular tissues – Manufactures nutrients by the process of photosynthesis – Store carbohydrate in roots, provide storage and support in stem MERISTEMATIC CELLS – an undifferentiated plant cell that can divide and differentiate toform specialized cells SPECIALIZED TISSUES AND CELLS IN A LEAF PALISADE LAYER – A layer of tall, closely packed cells containing chloroplast, just below the upper surface of aleaf; a type of ground tissue SPONGY MESOPHYLL – A region of loosely packed cells containing chloroplast in the middle of a leaf; a type of ground tissue CUTICLE – Layer of wax on the upper and lower surfaces of a lead blocking diffusion of water and gas STROMAE (Plural: Stomata) – An opening in surface of leaf allowing the exchange of gas GUARD CELLS – One pair of special cells in the epidermis that control opening and closing of each stomata PLANT GROWTH

Apical Meristems – Undifferentiated cells at the tips of plant roots and shoots; cells that divide, enabling the plant to grow longer and develop specialized tissues SNC2D1 Exam Notes Lateral Meristems – undifferentiated cells under the bark in the stems and roots of woodyplants; cells that divide, enabling the plant to grow wider and develop specialized tissues inthe stem UNIT 3 – PHYSICS (Optics) THE PRODUCTION AND REFLECTION OF LIGHT INTRODUCTION OF LIGHT – Light travels at 3.00 x 108 m/s in vacuum, 2.26 x 108 m/s in water – Speed of light travels at an equivalent to 7.5 rotations around earth in 1 second PROPERTIES OF LIGHT – Travels in a STRAIGHT LINE – Travels at the SPEED OF LIGHT – Light energy transmitted through RADIATION – Is any ELECTROMAGNETIC WAVES a human can detect – Appears as a BEAM MEDIUM – any physical substance through which energy can be transformed RADIATION – a method of energy transfer that does NOT require a MEDIUM; the energy travels at SL ELECTROMAGNETIC WAVES – a wave that has both electric and magnetic parts, does not require a medium and travels at the SL –   Spectrum   (RMIVXG)   –   Radio,   Microwave,   Infrared,   Visible,   X-Ray,   Gamma   RayLUMINOUS OBJECT – Produces its own light NON-LUMINOUS OBJECT – Does not produce its own light

TYPES OF LIGHT PRODUCTION • Incandescence – Production of light from high temperature – i.e. incandescent light bulb, candle, sparks • Electric Discharge – Production of light from electricity passing through gas – i.e. neon sign, Geissler tube, Lighting • Phosphorescence – production of light from absorption of UV light resulting in visible light – i.e. glow-in-dark-stickers • Fluorescence – Immediate light emission from absorption of UV light – i.e. highlighter, clothing, Fluorescence light • Chemiluminescence – Direct light production from chemical reaction, no heat – i.e. glow-sticks • Bioluminescence – Chemical light procession within an organism – i.e. glow worms, SireSly •   Triboluminescence   –   Production   of   light   from   friction   of   scratching,   crushing,   rubbingcertain crystal – i.e. quartz TERM OF REFLECTIONS • Light ray – line representing the direction and path the light travels • Geometric optics – uses of light rays to determine the behavior of light when strikes object SNC2D1 Exam Notes • Incident light – light emitted from a source that strikes an object • Transparent – when material transmits ALL or ALMOST ALL incident light, CLEAR • Translucent – when material transmits SOME incident light • Opaque – when material transmits NO incident light at all, absorbed or reFlected

• Image – REPRODUCTION of an object thought the uses of light • Mirror – Any POLISHED surface reFlecting images • Re[lection – The bouncing back of light from a surface • Plane mirror – or Slat mirror, illustrates how predictable the path of light when hits themirror • Incident ray – INCOMING rays that strikes a surface • Reflected ray – the ray that bounces off a reFlective surface • Normal – the perpendicular line to a mirror surface • Angle of incidence – the angle between the incident ray and normal • Angle of re[lection – the angle between the reFlected ray and normal LAW OF REFLECTION – The angle of incidence equals the angle of reFlection – The incident ray, the reFlected ray, and the normal all lie in the same space SPECTACULAR REFLECTION – reFlection of light off a smooth surface – i.e A mirror, disco ball, water reFlection, metallic surfaces DIFFUSE REFLECTION – ReFlection of light off an irregular or dull surface – i.e ripples in water, curved mirror, crumpled Al foil IMAGES IN PLANE MIRROR Rules/Steps 1. Draw exact image on the other end 2. Find 2 points on the object 3. Draw lines (dotted/solid) through the eye to the points 4. Draw lines from the real image to the other line interacting the mirror CURVED MIRROR CONCAVE/CONVERGING – Used in real applications like make up mirror, satellite dish

CONVEX/DIVERGING – Used in real applications like security mirrors S.A.L.T Size – the size of the image compared to the object (small, large, medium) Altitude – theimage position from the PA (upside down/inverted, upright) Location – The location in whichthe image is formed (in front, behind mirror) Type – Real or Virtual Real – Image formed in front of mirror and reFlected rays converge Virtual – Image formed(usually) behind the mirror where “extensions” of reFlection ray meet NOT ACTUALLY REFLECTED RAY (dotted lines REFRACTION OF LIGHT – The bonding of light when the light passes from one medium to another –   Bends   because   light   travels   at   different   speed   depending   on   the   medium   it   travelingthrough RULES OF REFRACTION – FAST -> SLOW, refracted ray TOWARDS normal – SLOW -> Fast, refracted ray AWAYnormal SNC2D1 Exam Notes INDEX OF REFRACTION n = c/v n = INDEX OF REFRACTION C = SPEED OF LIGHT IN AIR (3.00 x 108 m/s) V= SPEED OF LIGHT IN MEDIUM CRITICAL ANGLE & TOTAL INTERNAL REFLECTION CRITICAL ANGLE – (SLOW -> FAST) angle of incidence will cause the angle of refraction to be 90 ̊ TOTAL INTERNAL REFLECTION – when incident angle > the CRITICAL ANGLE, the ray selects instead of refract ● –  light must be traveling from slow -> fast ● –   angle of incidence must be large enough that the light reFlects instead ofrefracts

● –     examples   of   TNR   are   how   diamond   sparkles   and   how   Fibre   opticsworksREFRACTION – SNELL’S LAW – Equation used to determine how a light ray refracts or the index of reFlection from anglesof incidence & refraction EQUATION : n1sinθ1 = n2sinθ2 n1 = Index of refraction of medium #1 n2 = “medium 2” θ1 = (incident angle) light ray to normal θ2 = (angle of refraction) light ray – normal LENS CONVERGING LENS – lens that's thickest in the middle – RAYS CONVERGE at a single point after lens when incident ray are parallel to (PA) –Focal point, opposite side for converging lens DIVERGING LENS – lens that is thinnest in the middle – rays DIVERGE/SPRAY after passing through lens when incident ray parallel to (PA) –Focal point, on same side as the incident ray IMAGES IN LENS Lateral displacement/sideway displacement – the thicker the rectangular prism the light is refracted through the larger material displacement it has Converging lens images 1. Parallel incident ray, refract F 2. Incident ray, through F (secondary focus) 3. Incident Ray through O Diverging lens images 1. Parallel incident ray, reSpect as if it cam from F

2. Incident ray aimed at F, reFlected light ray parallel to PA 3. Incident ray aimed at C,reFlections on same path LENS EQUATIONS THIN LENS EQUATION : MAGNIFICATION EQUATION: F = 1/di + 1/do M = hi/ho = – di/do do = distance from OBJECT to OPTICAL CENTRE (ALWAYS POSITIVE) di = distance from OPTICAL CENTRE to IMAGE (+ when REAL, – When VIRTUAL) ho =heigh of OBJECT from P.A to top (coordinates x, y) SNC2D1 Exam Notes hi = height of IMAGE from P.A to top f   =   OPTICAL   CENTRE   to   F   “FOCAL   LENGTH”   (+   Converging)(-   Diverging)   M   =magniFication (+ Upright)(- Inverted) Variable Positive Negative do (object distance) ALWAYS di (image distance) REAL IMAGE FORMED VIRTUAL IMAGE FORMED ho (object height) Above P.A Below P.A hi (image height) Above P.A Below P.A ƒ (focal length) CONVERGING DIVERGING M (magniFication) UPRIGHT INVERTED FOCUS PROBLEMS Accommodations – changing shape of the lens by eye muscle to focus image on retina FARSIGHTEDNESS – (HYPEROPIA) – able to see objects far away clearly – eyeball is compressed – focuses BEHIND RETINA

FIXING with POSITIVE MENISCUS NEAR-SIGHTED – (MYOPIA) – able to see object close up clearly – far objects are blurry – eyeball is elongated – IMAGES focuses in front of the retina FIXING with NEGATIVE MENISCUS SNC2D1 Exam Notes  UNIT 4 – ENVIRONMENT (Climate Change) WEATHER CLIMATE WEATHER –   Atmospheric   conditions,   including   temperature   precipitation,   wind,   and   humidity   in   aparticular location over a short period of time, such as a day or a week (water, air, energyfrom sun) CLIMATE – The average of the weather in a region over a long period of time METEOROLOGIST – Meteorologist gather information on weathers around the world and uses this information to forecast the weather THE SUNS AND EARTH’S CLIMATE SYSTEM – Almost all energy comes from the sun – FACTORS that affect earth’s climate are AIR, LAND, LIQUID WATER, ICE AND LIVING THINGS Sun emits – INFRARED LIGHT (IR) (low energy, long wavelengths) – ULTRA VIOLET (UV) ( highenergy, short wavelengths) – VISIBLE LIGHT – RADIATION can be absorbed, transmitted and reFlected off particles Where light goes on earth – 30% reFlects back to space from

– Clouds (20%) – Atmosphere (6%) – Surface of earth (4%) – 70% absorbed by atmosphere, clouds, oceans and lands – 1% used for photosynthesis m rest are absorbed and cause rocks to gain thermal energy – After sun’s energy is absorbed, IR radiation are emitted back out Effects of latitude – Earth is tilted by 23.5 ̊ brings us different temperature (seasons) yearly – Latitude measured from the distance of the equator – Tilt means warmer climate at lowerlatitude COMPONENTS OF EARTH’S CLIMATE ATMOSPHERE – The atmosphere is made of layer of gasses surrounding earth – 3 main gasses that make up air are 78% N2, 21% O2, 1% O3, Ar, CO2, H, He Different layers of atmosphere (ETMST) Exosphere – satellites orbit (10,000 km) Thermosphere – space shuttle orbits (500 to 1000 km) Karman Line – aurora (100 km) Mesosphere   –   meteors   burn   up   (80   to   85   km)   Stratosphere   –   ozone   gas   in   higherconcentrations (50 km) Troposphere – weather occurs, ozone (7 to 17 km) SNC2D1 Exam Notes HYDROSPHERE – The part of the climate system that includes all water on and around earth – Water cycle – where energy absorbed when evaporates, condenses into clouds and warms surroundings – Water absorbs and stores more thermal energy that land and heats up and cools down more slowly than land. Regions near a body of water tend to have cooler

summer and warmer winters LITHOSPHERE ● –  The part of the climate system made up of the rocks, soil and minerals of theearth's crust ● –  Higher altitude = lower pressure = more air moves up causing cooler air thatlower   altitude LIVING   THINGS –   All   living   things – Releases CO2 and some releases methane and absorbs infrared radiationaffectingclimateENERGY TRANSFER WITHIN THE CLIMATE SYSTEM HEAT SINKS – A reservoir, such as the ocean, that absorbs and stores thermal energy – water can absorb much more thermal energy that air CONVECTION CURRENT – Movement of warm air and cold air creates a circular pattern called a convection current – these current helps move energy from the equator towards the north & south poles PREVAILING WINDS – Wind that tend to move in the same direction almost all the time JET STREAM – High altitude winds that travel log distances at very high speeds – affect precipitation – may carry warm, moist air producing precipitation or dry, cool air dry weather ENERGY TRANSFER IN THE OCEAN – As water travels towards the poles, it gets colder, making it dense and sinks to the ocean Floor THERMOHALINE CIRCULATION

● –  Driven by the differences in water temp and salinity ● –  Currents move energy from equator to poles creating the ocean conveyor belt EFFECTS OF OCEAN CURRENTS – warm ocean currents heats air above and vice versa – produces rain when warm, moist air reaches land and vice versa Tectonic Plates – earth's outer layer composed of massive prices of solid rock – earth has about 12 major plates moving few cm each year – affects patterns of air and water circulation and the transfer of thermal energy VolcanicEruption – when plates move they cause eruptions – spew ash and other particles called aerosols into atmosphere (sulfate aerosols) – particlesreFlect solar radiation, cooling global climate – which can last few years forward its removed (percip, settling) – rise in GHG ALBEDO (EFFECT) SNC2D1 Exam Notes ● –  is a measure of how much of sun’s radiation is reFlected back by a surface(%) ● –  light coloured surfaces reFlect energy, dark surfaces absorbs it ● –  snow and ice reFlect solar radiation – greatly affect global temperature – the positive feedback loop in which an increase in earth;s temperature causes ice to melt, more radiation is absorbed by earth’s surface, increased temp GREENHOUSE GASES – Any gas in the atmosphere that absorbs lower energy infrared radiation – NITROGEN (N2) OXYGEN (O2) found most in atmosphere (DOES NOT ABSORB IR) Examples of GHG • Water vapour

• Carbon Dioxide (CO2) • Methane (CH4) • Troposphere Ozone (O3) • Nitrous Oxide (N2O) GREENHOUSE EFFECT – A natural process whereby gasses and clouds absorbs IR emitted from earth’s surface and radiates it, heating the atmosphere and earth’s surface Anthropogenic:  Resulting  from ahuman inFluence Anthropogenic GHG: CO2, CH4, N2O, CFC’S CARBON DIOXIDE (CO2) (385 ppm) – Second most common greenhouse gas, causes about 1/4 (25%) – produced by – vehicle and factory emissions – plant respiration – animal respiration – burning tree and fossil fuel Carbon sinks – CO2 dissolves in the ocean and forms solid calcium carbonate – recently increased in carbon due to global temperature – disruption of the soil and loving, forming speeds carbon release – photosynthesis process of forest requires carbon to grow, absorbing/storing CO2 – Part ofplant respiration and the decomposition of trees, they release CO2 WATER VAPOUR (H2O) – Most common GHG (greenhouse gas), about 2/3 (66.6%) of natural gas effects – thevapors when temperature rises, creates clouds trapping heat close to earth METHANE (CH4) (1.785 ppm) – Third most common GHG – Natural gas a fossil fuel often used to heat homes and run vehicle, formed by decay of organic matter (plants & animals) but these plants decompose thousands of years ago

– found 3000-15000 feet below surface – Animals such as cows, sheep’s, bison’s multiple digestive system have microbes that release methane when breaking down OZONE (O3) – Found naturally in the stratosphere, caused 1/3 of direct GHG since industrial revolution –Protects earth’s surface from sun’s higher energy UV radiation SNC2D1 Exam Notes –   Ozone   found   in   the   troposphere   are   harmful   (smog   from   UV,   exhaust,   causes   toxiccorrosive effect) – InSlux from stratosphere ands photochemical reaction with higher levels of air pollution(UV radiation combined with exhaust from cars producing toxic chemical and O3) NITROUS OXIDE (N20) (0.321 ppm) – farmer’s uses of chemical fertilizers that are nitrogen based can be released, as fertilizers breakdown when farmers prepare lands for crops CHLOROFLUOROCARBONS (CFC’S) – commonly found in refrigeration agents and air conditioners – CFCs broken down by UV radiation near ozone layer, freeing chlorine, which has the potential to destroy large amounts of ozone – therefore, depletion in ozone in Antarctica & increased in genetically harmful UV rays to earth STUDY CLUES TO PAST CLIMATE PROXY RECORDS –  Preserved  characteristics  of   the  past   that   can   be  measured,   which   allows   scientist   toreconstruct the climate conditions that occurred during much of earth’s history TREE RINGS – Inside of a tree core containing tree rings – the thickness of the rings tell wet and dry years in a certain region, thin = dry year – alarger/thicker ring means a good growth year ICE CORES – slices of a long rod of ice drilled in ice

● –    the  bubbles  Filled   with air  help  determine  climate  of  past  by  preservingancientair ● –  the preserved air can help analyze the climate of the past, see temperaturesand supports GW theory ● –  scientist found out that CO2 decrease in ice age and CO2 increase after theice ageFOSSILS ● –   researchers found/estimated from the scallops and diatoms that anorecticuse to be warm climates ● –  Suggest air wasn’t always cold because these creatures can’t survive in thistemp.SEDIMENTARY   ROCKS –   dark   sediments   of   the   face   of   a   cliff   represent   lava   formations–   sedimentary   rocks   are   obtained   by   drilling   the   rock– cores that combine algae tells the researcher that temperature was warmerthanwhen   sediments   where   with   pebbles   and   stones – Researchers use geothermal techniques under a microscope to determinedates   of rock   layer –   Coralizer   takes   hi-res   photos   of   the   core   samplesEVIDENCE OF CLIMATE CHANGE (CC) EFFECTS OF CC IN ATMOSPHERE – changes in severe weather – more frequent intense, severe weathers than the past – Heatwave – Drought SNC2D1 Exam Notes – WildSires – Storms – Floods ● –  Changes in precipitation pattern ● –  Changes in season EFFECTS OF CC IN HYDROSPHERE – Melting glacier – Ocean warming & rising sea levels – warmer waters = less CO2 absorption, less effective carbon sink = increase in GHG –Ocean currents – change in Slow – Over the past century, average ocean temp has increased by about 0.6 ̊c EFFECTS OF CC IN WILDLIFE – Change in ecosystem (shifting in ecosystems) – Threat species

– force organisms to adapt and migrate, or they will become extinct – If global avg. temp increases by 3.3 ̊c between 40 and 70% of all species are risk ofextinction