Ljud-Ljus-Vågor [1434] Svar:
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.
Frågelådan innehåller 7624 frågor med svar. ** Frågelådan är stängd för nya frågor tills vidare **
|
Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar.