Visa fråga/svar

 

Ljud-Ljus-Vågor [1434]

Fråga:
Man sätter en glödlampa i ett rum utan fönster, rummet är helt vitmålat. Vad händer? Vitt reflekterar ju allt ljus, så blir det bara ljusare och ljusare eftersom att allt ljus reflekteras? Fast egentligen så borde inte ljusstyrkan i rummet öka för ljuset kan väl inte bli starkare än ljuskällan?
/martin e, Bergunda, Växjö

Svar:
Det du beskriver är vad man brukar kalla ett tanke-experiment, alltså något som man i praktiken aldrig kan göra. Men det är helt OK med tanke-experiment, sådana har spelat stor roll för utvecklingen inom naturvetenskapen.

Hur ska vi kunna ta reda på hur det ser ut i ditt alldeles vita rum? Gör vi ett hål i väggen för att titta in, blir ju rummet inte helt vitt längre. Samma sak om vi sätter in en ljusmätare av något slag.

Det finns faktiskt ett annat sätt att ta reda på hur det står till i rummet, och det är i själva verket nyckeln till problemets lösning. För att lampan ska lysa, måste vi skicka en elektrisk ström genom glödtråden, och den kommer utifrån. Vi kan alltså mäta strömstyrkan i tråden och spänningen över tråden. Då kan vi räkna ut två saker: effekten (watt) och resistansen (ohm). Det första talar om hur mycket energi vi tillför rummet per sekund, det andra ger oss en möjlighet att mäta glödtrådens temperatur, eftersom resistansen (det elektriska motståndet) beror på temperaturen.

Nu kommer en viktig sak. Det finns faktiskt något i rummet som inte är vitt: glödtråden. Om den hade varit helt vit, skulle den inte kunna skicka ut något ljus. Den kan alltså både sända ut och fånga upp ljus. Säg nu, att vi bestämmer oss för att hålla konstant temperatur på glödtråden. Det gör vi genom att reglera ström och spänning så att resistansen blir oförändrad. Vi kommer då upptäcka, att vi hela tiden måste sänka spänningen (och strömmen). Det beror på att en del av energin som behövs för att hålla tråden varm kommer från ljus som tråden fångar upp. Och den delen ökar hela tiden. Till slut behövs ingen ström alls för att hålla tråden varm. Den värms helt av ljus som den tidigare har skickat ut. Vi har uppnått det tillstånd som kallas termisk jämvikt. Väggarna lyser då lika starkt (per ytenhet) som glödtråden. Vi kan slå av apparaterna och gå hem. Tanke-experimentet är slut.  
/KS

*

 

 

Frågelådan innehåller 7624 frågor med svar.
Senaste ändringen i databasen gjordes 2022-05-21 17:33:39.

 

** Frågelådan är stängd för nya frågor tills vidare **


sök | söktips | Veckans fråga | alla 'Veckans fråga' | ämnen | dokumentation | ställ en fråga
till diskussionsfora

 

Creative Commons License

Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar
.