Välkommen till Resurscentrums frågelåda!

 

Vill du ha ett snabbt svar - sök i databasen: Anpassad Google-sökning
(tips för sökningen).
Använd diskussionsforum om du vill diskutera något.
Senaste frågorna. Veckans fråga.

4 frågor/svar hittade

Ljud-Ljus-Vågor [15948]

Fråga:
Då man sänder ljus genom en dubbelspalt och härleder formeln för interferens antar man så vitt jag vet att ljuset är koherent och svänger i fas. Då ljus däremot studeras med hjälp av en gitterspektrometer kan detta komma från en urladdningslampa en stjärna eller dylikt. Min tanke är då att detta ljus inte kan anses vara i fas, men ändå räknar vi med den formel som härleds med koherent ljus. Hur hänger detta ihop?

Enligt huyghens princip kan en vågfront anses vara sammansatt av vågor som sprids cirkulärt åt alla håll. Hur kan då ljuset från en laser hållas samman i en stråle utan att spridas?

Vore tacksam för svar eller dina tankar kring detta.
/Per F

Svar:
Ljus är inte bara en vågrörelse! Det uppför sig som partikel och våg samtidigt! Man får interferens även om man skickar ut enstaka fotoner, så koherensen är irrelevant.

Den raka ljusfronten bevaras i punkter en bit från kanten genom att ljusvågor på ömse sidor tar ut komponenter vinkelrätt mot fortplantningsriktningen, se nedanstående figur. Se vidare fråga 1620 och Huygens'_principle .



/Peter E

Se även fråga 1620

Nyckelord: Huygens princip [3]; dubbelspalt [4];

*

Ljud-Ljus-Vågor [5179]

Fråga:
(Jag är för övrigt lärare)

Jag har hört (icke bekräftat) att man kan, om man skickar en enda foton genom en dubbelspalt, få den att interferera med sig själv och bilda ett interferensmönster. Om detta stämmer skulle jag gärna få boktips där jag kan läsa mer.
/Torsten V, Tyresö gymnasium, Tyresö

Svar:
Det där verkar paradoxalt, men det stämmer. Kanske blir det begripligare om man tänker sig ljuset som en vågrörelse. Ljusvågen passerar genom båda spalterna och interfererar med sig själv. När vi sedan registrerar ljuset, är det i form av ett ljuskvantum eller en foton.

Nedanstående figur visar mönstret från en enkelspalt och från en dubbelspalt, se Double-slit_experiment .

På senare tid har interferens observerats med molekyler bestående av 60 kolatomer (fullerener). Alltså uppträder molekylen som en våg, och passerar faktiskt genom båda spalterna. Kvantmekaniken är obegriplig. För en utförligare diskussion, se nedan.



/KS

Se även fråga 1807 och fråga 187

Nyckelord: dubbelspalt [4];

*

Ljud-Ljus-Vågor [1807]

Fråga:
Hur kan en elektron vara både en våg och en partikel?
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Jag har läst om att ljuset upträder både som våg och som partikel men jag har fått två olika fakta om dubbelspaltexperimentet där det ena säger att man kan se att ljuset är en partikel när man tittar på varje enskild foton, andra källan säger att varje foton återföljs av en våg. Vad är egentligen sant, är ljus både en partikel och en våg och hur skall jag då bevisa det? Tack på förhand.
/Daniel S, Grennaskolan, Grenna

Svar:
Både ljus och partiklar har våg- och partikelegenskaper.

När man ska beskriva interferensen i dubbelspalten måste man behandla ljuset som en vågrörelse. Om vi låter ljuset träffa en fotografisk film, kan vi inte behandla ljuset som en kontinuerlig våg. Ljuset kan nämligen bara utbyta energi med materia i bestämda energipaket. Dessa kallar vi fotoner. Det är alltså inte fotoner som går genom spalterna, utan elektromagnetiska vågor, men filmen tar emot energi från det elektromagnetiska fältet i form av fotoner.

Medges att det finns olika uppfattningar om hur man ska beskriva dubbelspaltfenomenet. Rent intuitivt upplever man nog högenergetisk elektromagnetisk strålning (gammakvanta) rätt så mycket som partiklar, medan lågenergetisk strålning (radiovågor) har lite partikelkaraktär.

Det är inte bara ljus som har denna dubbelnatur, utan egentligen allting. Man kan tillverka små "fotbollar" av 60 kolatomer (kallas fullerener). Nu har man upprepat dubbelspaltexperimentet med sådana partiklar, se länk 1. Man kastar sådana fotbollar mot en dubbelspalt med en hastighet av ett par hundra meter per sekund. På andra sidan dubbelspalten bildar fotbollarna ett tydligt interferensmönster. Det visar att fotbollen uppträder som en våg, när den passerar dubbelspalten. Vidare visar man mycket klart, att det inte är de olika fotbollarna som interfererar med varandra, utan varje fotboll interfererar med sig själv. Alltså, i någon mening passerar varje fotboll genom båda spalterna. Sunt förnuft säger, att fotbollen passerar genom antingen den ena eller den andra spalten. Så är det alltså inte. Sunt förnuft duger inte när det gäller kvantmekaniken. Om man på något sätt tar reda på vilken spalt den passerat genom, försvinner interferensmönstret, och man säger att vågfunktionen kollapsar.

Se även Double-slit_experiment#Other_variations och Buckminsterfullerene .

Nedanstående video är en trevlig framställning av dubbelspaltexperimentet av Dr Quantum.


/KS/lpe

Nyckelord: våg/partikelegenskaper [7]; dubbelspalt [4];

1 http://www.univie.ac.at/qfp/research/matterwave/c60/index.html

*

Ljud-Ljus-Vågor [187]

Fråga:
Vilken är den tyngsta partikel för vilken man observerat vågegenskaper? Vilken metod har man använt? Var kan man läsa om det?
/

Svar:
I vanliga interferensförsök är det så vitt jag vet alfapartiklar. Vid spridning av sådana partiklar mot tyngre atomkärnor så ser man interferensfenomen vilka tolkas som att vågen som går på ena sidan om kärnan interfererar med vågen som går på andra sidan. Ett mycket intressant försök som visar vågegenskaper är det experiment som gjordes med rubidiumatomer i en jonfälla som uppvisade Bose-Einsteinkondensation. Denna kondensation är ett genuint kvantfenomen som intimt är sammankopplat med partiklarnas vågegenskaper. Detta kan du läsa om i Science nr 269, July 1985.

Senare tillägg: År 1999 observerade man interferens i ett dubbelspaltexperiment med en stråle av fullerener, en sorts "minifotbollar" bestående av 60 kolatomer. Molekylvikten blir 720 (721 i vissa fall, 1% av kolet har atomvikt 13 i stället för 12). Kvantmekaniskt sett passerade alltså varje liten fotboll genom båda spalterna.
/KS

Nyckelord: våg/partikelegenskaper [7]; dubbelspalt [4];

*

Ämnesområde
Sök efter
Grundskolan eller gymnasiet?
Nyckelord: (Enda villkor)
Definition: (Enda villkor)
 
 

Om du inte hittar svaret i databasen eller i

Sök i svenska Wikipedia:

- fråga gärna här.

 

 

Frågelådan innehåller 7168 frågor med svar.
Senaste ändringen i databasen gjordes 2017-07-06 14:08:20.


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
.