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.

9 frågor/svar hittade

Kraft-Rörelse [20314]

Fråga:
Hur är det med gravitationskraften mellan materia och antimateria.

Är den attraherande eller repellerande.

Är graviationen attraherande mellan två partiklar av antimateria.
/benny b, livets, finspång

Svar:
Gravitationen har bara en "laddning", så det finns ingen "antigravitation". Antimateria utövar alltså samma attraherande kraft både på materia och antimateria. Detta är den allmänt accepterade hypotesen bland fysiker. Den experimentella stödet för detta är emellertid fortfarande mycket svagt, se Gravitational_interaction_of_antimatter . Orsaken till att kunskapen är så begränsad är att antipartiklar och partiklar annihilerar (förintas) när de kommer nära varandra. Dessutom är de flesta partiklar laddade, vilket gör det svårt att mäta den mycket svaga gravitationen i närvaro av den relativt starka elektromagnetiska kraften.

Den elektromagnetiska kraften har som alla vet två laddningar, positiv och negativ. Den starka kraften (färgkraften) har tre laddningar, röd, grön och blå.
/Peter E

Nyckelord: kraftverkningar [9]; antimateria [16]; annihilation [14];

*

Universum-Solen-Planeterna [17472]

Fråga:
Hej! Diametern på det synliga universum har angivits till 93 miljarder ljusår. Universums ålder anges till c:a 13,8 miljarer år. Om universum utvidgats med ljushastigheten borde storleken väl vara c:a 13 miljarder ljuår "i radie", dvs det dubbla i diameter. Diskrepansen är rätt stor. är orsakentill den den s k inflationen, som anses ha skett strax efter begynnelsen? Hur länge pågick inflationen, vad orsakade den (=hur kom den till) och vilken var dess hastighet -den tycks ju ha gått fortare än ljuset!-?
/Thomas Å, Knivsta

Svar:
Hej Thomas! Var har du fått 93 miljarder år från? Om universum är 14 miljarder år gammalt så är diametern hos det synliga universum definitionsvis 28 miljarder ljusår. Hur stort "hela" universum är vet vi helt enkelt inte, det kan vara oändligt stort. Se fråga 6116 .

Inflation är att universum under någon bråkdels sekund nästan direkt efter big bang expanderade extremt fort - storleken beräknas ha ökat ungefär 1028 gånger, se Inflation_(cosmology) .

Expansionen vid inflationen var mycket kortvarig omkring 10-38 s. Inflationen skedde med en hastighet som översteg ljushastigheten. Orsaken kan vara en fasförändring (som frigjorde energi) då den starka (färg)kraften skildes från den elektrosvaga, se fråga 1496 . Se länk 1.

Bilden nedan av de fyra olika kraftverkningarna är från länk 1. I standardmodellen finns fyra kraftverkningar:

* gravitation
* svag växelverkan (betasönderfall)
* elektromagnetism
* starka färgkraften (QCD - håller ihop kvarkar)

Dessa kraftverkningar var vid big bang förenade i en kraft. Efter hand har ur-kraften separerats till fyra olika krafter. Kärnkraften (som håller ihop protoner och neutroner i atomkärnan) är inte en separat kraft utan en yttring av den starka färgkraften.



/Peter E

Nyckelord: inflation [5]; big bang [32]; standardmodellen [23]; kraftverkningar [9];

1 http://www.daviddarling.info/encyclopedia/B/Big_Bang.html

*

Elektricitet-Magnetism [16724]

Fråga:
Hej! Jag har funderat ett tag på hur fotoner kan vara kraftbärande partiklar (bosoner) till den elektromegnetiska kraften. Jag har försökt kolla upp detta och har kommit fram till att kraften förmedlas genom moln av virtuella fotoner runt elektroner eller andra laddade partiklar. Jag förstår dock fortfarande inte hur detta kan påverkar partiklar och ge upphov till fält. Är elektromagnetiska fält egentligen bara stora moln av virtuella fotoner? Varför ger detta upphov till inducerad spänning och ström?

Jag är mycket intresserad av pertikelfysik och skulel bli väldigt glad för svar. :)
/Charlie L, Danderyds Gymnasium, Danderyd

Svar:
Charlie! Du skall inte blanda ihop verkligheten med en modell av verkligheten. Den bild du talar om är Feynman-diagram som är en beräkningsmetod inom kvantfältteorin, uppfunnen av den amerikanske fysikern Richard Feynman. Man beskriver visserligen den elektromagnetiska kraften som ett utbyte av fotoner, men dessa är virtuella så man kan inte tilldela dem några egenskaper. Fysikaliska modeller är ofta matematiska beskrivningar av fenomen, men de får inte övertolkas.

Feynmandiagram är en summarisk framställning, motsvarande engelska artikel Feynman_diagram är mer detaljerad men också svår. Quantum_electrodynamics ger en bra historisk introduktion.

Lästips:
Feynman, Richard (2006). QED: the strange theory of light and matter. Princeton University Press. ISBN 0-691-12575-9.

Länk 1 innehåller fyra föreläsningar av Richard Feynman.
/Peter E

Nyckelord: kraftverkningar [9]; fysikalisk modell [11];

1 http://www.vega.org.uk/video/subseries/8

*

Materiens innersta-Atomer-Kärnor [13976]

Fråga:
Hej! Att normalkraften överhuvudtaget finns, och att vi därför inte kan gå genom väggar, eller falla tvärs genom jordklotet beror ju på att atomernas elektronskal (och kärnor) repellerar varandra.

Vi läste nyligen om fission och om moderatorer, där neutroner bromsas upp av vattenmolekyler. Krocken liknades vid en stöt mellan två "kulor". Vad är det för kraft som verkar mellan neutronen och protonen i en vätemolekyl, för det kan ju inte röra sig om samma kraft, som i ovanstående fall? Neutronen är ju oladdad. Att neutronen skulle gå tvärs igenom en massiv proton verkar ju inte så troligt, men är det så?
/Marcus B, Östrabogymnasiet, Uddevalla

Svar:
Hej Marcus! Det är korrekt att anledningen till att fasta föremål repellerar varandra är att elektronerna i atomskalen repellerar varandra. Atomkärnorna hindras av elektronskalen att komma nära varandra, så de bidrar inte till repulsionen.

Neutronerna bromsas inte upp av vattenmolekylerna utan av vätekärnorna i molekylerna. Eftersom neutronerna är oladdade påverkas dom inte av elektronerna. När de kommer mycket nära en atomkärna påverkas de däremot av den s.k. starka kraften som är den kraft som håller ihop atomkärnorna. Detta är en helt annan kraft än den elektromagnetiska kraften.
/Peter E

Nyckelord: kraftverkningar [9];

*

Materiens innersta-Atomer-Kärnor [13480]

Fråga:
Varför har inte elektromagnetisk växelverkan begränsad räckvidd? Enligt NationalEncyklopedin så överförs elektromagnetisk växelverkan med hjälp av virtuella fotoner, enligt NE så kan virtuella partiklar bara existera en begränsad tid, den säger dessutom att elektromagnetism har en obegränsad räckvidd. Hur hänger det ihop? borde inte elektromagnetism få en begränsad räckvidd precis som svaga & starka kärnkrafter?
/Alvin G, Rålamdshovsskolan, Stockholm

Svar:
Nej, elektromagnetisk växelverkan och gravitationen har obegränsad räckvidd. Det beror på att utbytespartiklarna (foton resp. graviton) har vilomassan 0. Utbytespartiklarna för svaga och starka växelverkan (W,Z resp. gluon) har vilomassa, vilket medför att räckvidden är begränsad.
/Peter E

Nyckelord: kraftverkningar [9];

*

Partiklar [13463]

Fråga:
Tja jag är en pojke på 14 vårar som skulle vilja ställa 2 frågor av intresse var vänlig att förklara så tydligt som möjligt med tanke på min ålder: 1. Vad är det för skillnad på fotoner, gluoner och gravitoner (tror jag de hette rätta mig om jag har fel)? 2.Hur uppstår den nukleärakraften, jag vet att den kommer från nukleonerna och jag vet vilka kvarkar de är uppbyggda av men är det bara att acceptera att den finns där. Jag menar laddningar brukar väl inte vilja vara i närheten av samma laddningar?
/Daniel K, björndalen, Trollhättan

Svar:
Daniel! Bra frågor, men naturligtvis inte lätta att svara på. Jag skall försöka göra det så enkelt som möjligt!

1. De partiklar du nämner är förmedlare av (de som överför på avstånd) de grundläggande krafterna. Om vi kompletterar med W,Z så är krafterna och förmedlarna:
  gravitation - graviton (ej påvisad)
  svaga kraften (betasönderfall) - W- och Z0
  elektromagnetiska kraften - foton
  starka kraften (färgkraften) - gluon
Dessa partiklar är inte bara olika i vilka krafter de förmedlar, utan även t.ex. mycket olika tunga. Fotonen har t.ex. vilomassan 0 medan W,Z väger lika mycket som en zirkonium-atom!

2. Du har rätt i att protonerna i kärnan är positivt laddade och repellerar varandra (vill inte vara i närheten av varandra). Det som gör att kärnan hålls ihop är den starka kraften (färgkraften kallas den, inte för att den har något med färg att göra utan för att det finns tre "laddningar) helt enkelt är starkare. De tre kvarkarna som bygger upp neutroner och protoner är "färg"laddade, och det är detta som dels håller ihop tre kvarkar till en neutron/proton, och dels håller ihop neutronerna och protonerna i en atomkärna. Färgkraften var ämnet för årets (2004) nobelpris i Fysik, se länk 1. Exakt hur färgkraften håller ihop atomkärnan har man ännu ingen riktigt bra beskrivning av - det är ett av de hetaste problemen i kärnfysik just nu.
/Peter E

Se även fråga 3456 och fråga 12080

Nyckelord: kärnkrafter [7]; kraftverkningar [9]; färgkraften [8];

1 http://nobelprize.org/physics/laureates/2004/public-sv.html

*

Materiens innersta-Atomer-Kärnor [12968]

Fråga:
Hej. Jag vet inte om det är tänkt att lärare skall få ställa frågor här, men jag testar:

Vi vet att det är Pauliprincipen (för neutronerna) som hindrar neutronstjärnor från gravitationell kollaps. Hur hänger detta ihop när vi vet att det bara finns fyra typer av växelverkan/krafter? Är Pauliprincipen kopplad till någon av de fyra krafterna(möjligen e-m-kraften i så fall), eller är den att betrakta som en typ av växelverkan som är av helt annorlunda slag?

Går det att beräkna "Pauli-repulsionens" styrka, d.v.s. i någon mån översätta den till en kraft, så att man kan jämföra den kvantitativt med gravitationskraften och se att de är lika stora?
/Svante B, Polhemsgymnasiet, Göteborg

Svar:
Svante! Naturligtvis får lärare fråga! Tala om med data (åldern brukar vara avslöjande ) att ni är lärare så kan vi anpassa svaret bättre.

Pauliprincipen har inget att göra med någon av de fyra kraftverkningarna. Det är helt enkelt en egenskap hos fermioner (partiklar med halvtaligt spinn) att de inte trivs i samma kvanttillstånd som en annan identisk fermion. Varför det är så och varför bosoner (partiklar med heltaligt spinn) inte lyder pauliprincipen - utan stortrivs i samma tillstånd - vet vi helt enkelt inte.

Även vita dvärgstjärnor hålls upp av pauliprincipen, men då för elektroner. Om en stjärna har en massa som är större än gränsmassan för en vit dvärg (ungefär 1.4 solmassor), kommer pauliprincipen att tvinga elektronerna att ha så hög rörelseenergi att de kan initiera reaktionen

e- + p+ --> n + v

Elektronerna försvinner alltså och stjärnan kollapsar till en neutronstjärna. Om den övre massgränsen för en neutronstjärna överskrids, så kommer händelsehorisonten (gränsytan till ett svart hål) att innesluta materien och sluka den. Huruvida neutronerna inne i ett svart hål lyder pauliprincipen vet vi inte - se länk 1 nedan för de egenskaper som ett svart hål kan ha. Nedanstående video finns på länk 2.

Disclose.tv - Crab Pulsar

Spinning at 1800 rpm, the neutron star at the center of the Crab Nebula contains 2 solar masses crushed into a body only 6 miles in diameter. This movie was made by the Chandra X-Ray telescope, showing the neutron star, and rippling disturbances created by its magnetic field. Audio is a real-time recording of the radio signal from the pulsar. The star's magnetic field focuses radio emission into a beam which rotates like a light house beacon.

/Peter E

Se även fråga 12919

Nyckelord: neutronstjärna [9]; pauliprincipen [10]; kraftverkningar [9];

1 http://zebu.uoregon.edu/~soper/StarDeath/end.html
2 http://www.disclose.tv/action/viewvideo/15383/Crab_Pulsar/

*

Elektricitet-Magnetism, Materiens innersta-Atomer-Kärnor, Universum-Solen-Planeterna [957]

Fråga:
Kan gravitationen både vara den starkaste och den svagaste kraften? Vilket stämmer?
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Jag har både hört att gravitationen skulle vara den starkaste naturkraften men jag har också hört att det skulle vara den svagaste. Vilket stämmer?
/Robin S, S:T Jacobi Gymnasium, Stockholm

Svar:
På sätt och vis båda påståendena korrekta! Gravitationen är vad gäller styrkan den svagaste kraften. På stora avstånd är den emellertid den starkaste. Det beror på att två av de starkare krafterna (den starka färgkraften och den svaga) har mycket kort räckvidd (ungefär storleken av en proton eller en neutron). Då återstår bara gravitation och elektromagnetisk växelverkan. Den senare verkar ju mellan objekt med olika laddning. Eftersom kraften är ganska stark, så strävar ett laddat föremål att samla in laddningar av motsatt laddning. Detta betyder att de flesta föremål i Universum (t.ex. stjärnor, planeter) är oladdade, och de påverkas inte av elektromagnetiska krafter. Återstår allstå bara gravitationen, som är den dominerande kraften vad gäller Universum. Det beror alltså dels på att gravitationen har oändlig räckvidd (avtar som 1/r2) och dels på att den bara har en 'laddning', objekten kan alltså inte göra sig 'neutrala' för gravitationen genom att samla in motsatt 'laddning'.

Den yttersta manifestationen för gravitationens styrka är svarta hål. I dessa har så mycket massa samlats inom ett litet område, att materian krossas till en punkt. Man har numera, bland annat med hjälp av Hubble-teleskopet, mycket bra indirekta bevis på att svarta hål verkligen existerar. Vill du veta mer om svarta hål leta i frågelådans databas!
/Peter Ekström

Nyckelord: kraftverkningar [9];

*

Universum-Solen-Planeterna [3716]

Fråga:
Jag undrar i vilken ordning naturkrafterna kommer i vilken är starkast och vilken är svagast?
/Caroline W, tycho brahe skolan, helsingborg

Svar:
De fyra fundamentala naturkrafterna eller bara växelverkan är de fysikaliska fenomen där partiklar påverkar varandra med krafter. Enligt nuvarande teorier kan all interaktion förklaras utifrån dessa fyra krafter.

Av de fyra fundamentala kraftverkningarna är gravitationen svagast och den starka växelverkan (kärnkrafterna) starkast. Här är ordningen (vid måttliga energier), kraftförmedlaren samt vilomassa och spinn för kraftförmedlaren:

  1. stark växelverkan (håller ihop kvarkarna i nukleoner och orsakar bindningen i atomkärnor), gluon, 0, 1
  2. elektromagnetisk växelverkan (håller ihop atomen), foton, 0, 1
  3. svag växelverkan (betasönderfall), W+ , W- och Z0 bosoner, 80-90 GeV/c2, 1
  4. gravitation (håller ihop planeter, solsystem, galaxer och galaxhopar), graviton, 0, 2

De approximativa relativa styrkorna framgår av nedanstående figur från Fundamental_växelverkan .

Se vidare fråga 957 , Fundamental_interaction och länk 1 om kraftförmedlarna.



/KS/lpe

Nyckelord: kraftverkningar [9];

1 http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/particles/expar.html

*

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 7181 frågor med svar.
Senaste ändringen i databasen gjordes 2017-09-26 10:23:43.


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
.