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.

7 frågor/svar hittade

Ljud-Ljus-Vågor [20511]

Fråga:
Erat svar angående ljusgenomsläpp vad gäller polaroidfilter var följande:

Låt oss först beskriva vad ett polarisationsfilter gör:

Ett sådant filter släpper igenom den komponent som är parallell med filtrets polarisationsriktning. Detta innebär att om dessa riktningar är parallella så släpps allt ljus igenom. Om de är vinkelräta inget och om vinkeln är 45 grader hälften av ljuset. Det ljus som kommer igenom har samma polarisations riktning som filtrets riktning.

Om vi skickar vanligt ljus, som innehåller alla möjliga polarisationsriktningar, mot ett filter så kommer filtret att göra att vi efter filtret har planpolariserat ljus.

Lägger vi två plattor med vinkelräta riktningar efter varandra kommer inget ljus igenom. Lägger vi däremot in ett annat filter mellan med 45 graders vinkel så kommer visserligen detta mellanfilter att absorbera en del ljus men det kommer också att vrida polarisationen så att en del av ljuset kommer igenom det sista filtret. /Gunnar O

Svaret är att om tre filter efter varandra vertikalt sedan diagonalt och sedan horisontellt innebär att fullt ljusgenomsläpp sker efter tredje filtret. Alltså har ni ett stort problem om ni försöker förklara fullt genomsläpp med att mellanfiltret "vrider ljuset " så att fullt genomsläpp sker efter tredje filtret. Det första filtret absorberar hälften hur kan då fullt ljus gå igenom efter tredje filtret oavsett om det är ett diagonalt som andra filter som "vrider" ljuset. Med vänlig hälsning Peter Obs har kollat detta, experimentellt att det stämmer.
/Peter J, Göteborg

Svar:
Du refererar till fråga 12347 .

Där sägs att

...det kommer också att vrida polarisationen så att en del av ljuset kommer igenom det sista filtret...

Det står ingenstans att allt ljus kommer ut efter det tredje filtret. I själva verket kommer 1/2 av intensiteten ut ur det första, 1/4 ut ur det andra och 1/8 ut ur det tredje. Svaret är alltså korrekt men beskrivningen lite kortfattad. I fråga 5528 finns en mer detaljerad genomgång av fenomenet.
/Peter E

Nyckelord: polarisation [7];

*

Ljud-Ljus-Vågor [13590]

Fråga:
Tja, undrar bara en sak vet inte om det finns något svar men har funderat på det ett tag. Hur ser fotonens och olika ljus vågrörelser ut är de bara åt 2 riktningar t.ex. upp och ner som vågor på vattnet eller sidleds också eller kanske möjligen skiftande?
/Karl j, Hjärteskolan, Trosa

Svar:
Ljus är en elektomagnetisk svängningsrörelse. Det finns ett elektriskt fält och vinkelrätt däremot ett magnetiskt fält som svänger med mycket hög frekvens. Båda svängningarna är vinkelräta mot fotonens rörelseriktning, se nedan.

Polarisation: Riktningen av det elektriska fältet definieras som polarisationsriktningen.

Polarisationsriktningen kan variera, men varje polarisationsriktning kan sammansättas av två komponenter: t.ex. en horisontell och en vertikal.

Man kan åstadkomma polariserad elektromagnetisk strålning på många sätt, t.ex. absorption (galler), reflektion (Brewster-vinkeln), sändarantennens utformning (radiovågor), comtonspridning (gammastrålning). Se Polarizer .

För en vattenvåg är bara en svängningsriktning möjlig - den riktning som är vinkelrät mot ytan - så för en sådan saknar det mening att tala om polarisation.



/Peter E

Nyckelord: polarisation [7]; elektromagnetisk strålning [15]; #ljus [63];

*

Ljud-Ljus-Vågor [13368]

Fråga:
Hur alstras det polariserade ljuset som kommer från himlen?
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Hur alstras det polariserade ljuset som kommer från himlen? Jag har studerat ljuset med hjälp av polarisationsfilter. Det är inte hela himlen som är polariserad utan polariseringen går som ett band över himlen, vinkelrätt mot solstrålarna, som ett bildäck. Det är tydligast på morgon och kväll, ett välkänt fenomen.

Min tolkning är följande. Det är det blå ljuset från himlen som är polariserat. Jag misstänker att det är syre, ozon eller kväve, alltså en molekyl med dubbel eller trippelbindningar, som svarar för polariseringen och skickar ut infallande ljus vinkelrätt mot infallsvinkeln. Om det infallande ljuset är blått, ultraviolett eller ännu kortvågigare har jag ingen idé om. Det blå ljuset på himlen kommer från ozon, men det är fluorescens. Det har nog inget med polariseringen av ljuset att göra.

Jag är pensionerad biologilektor från Polhemskolan här i Lund. Jag följer fågelsträcket i Falsterbo och läser om frågor om fåglarnas orientering, hobbyforskning. Fåglar uppfattar polariserat ljus. Läste på 70-talet 20 poäng fysik med resultatet mvg, och lite fysik sitter fortfarande kvar. Jag är tacksam för tips om litteratur om polarisering av himlen. Finns det någon som kan hjälpa mig? Mycket tacksam för någon form av svar.
/Ingvar l, f.d. Polhemskolan, Lund

Svar:
Ingvar! Vi har svarat flera gånger på frågan varför himlen är blå (se nedanstående avancerade sökning), men inte i detalj gått in på processen och varför det spridda ljuset är polariserat.

Anledningen till att himlen är blå är att solljuset (bestående av alla färger, dvs i princip vitt) sprids av luftens molekyler i en process som kallas Rayleigh-spridning (NE: spridning av ljus mot partiklar som är mycket mindre än ljusets våglängd, t.ex. luftens molekyler), se nedanstående figur. (Observera att solen är vit, inte gul!) Figuren ger också uttrycket för sannolikheten för spridning som funktion av spridningsvinkeln q och ljusets våglängd l.

Förutom några konstanter består spridningssannolikheten av två termer:

1/l4
Ljus av kort våglängd sprids allså mycket mer är ljus av lång våglängd. Om vi jämför blått ljus (4500 Å) med rött ljus (6500 Å) får vi förhållandet (6500/4500)4=4.4. Blått ljus sprids alltså betydligt mer än rött. Det är anledningen till att himlen ser blå ut.

(1 + cos2q)
Denna term säger att intensiteten av det spridda ljuset är minst 90o från solen. I själva verket är intensiteten i 90o precis hälften av intensiteten i 0o. Detta ger en indikation av vad som orsakar denna term: polarisationen. Ljuset från solen är opolariserat och kan ses som två polarisationsriktningar med samma intensitet vinkelräta mot varandra. I 90o kan endast den ena riktningen spridas. Intensiteten där blir alltså hälften. För att bekräfta teorin kan man kontrollera ljusets polarisation i olika riktningar (olika spridningsvinklar). Man finner då att polarisationsgraden är maximal 90o från solen.

Fåglar, som kan uppfatta polarisation utan hjälpmedel (t.ex. polarisationsglasögon) kan alltså bestämma riktningen mot solen även när denna skyms av moln.

Kan man förstå varför bara den ena polarisationsriktningen kan spridas i 90o? Ja, det är ganska lätt att ge en enkel bild av processen om man vet hur en dipol (enkel, rak sändarantenn) sänder ut strålning. En dipol strålar maximalt i 90o och inte alls i 0o.

Vi delar det infallande solljuset i två polarisationskomponenter - polarisationsriktningen för elektromagnetisk stålning är E-vektorns riktning: vinkelrätt mot synlinjen och parallellt med synlinjen. Ljus som faller in med polarisationsriktningen i synlinjen kommer att få elektroner att svänga i synlinjen. Dessa dipoler kan alltså inte stråla i synlinjen. Ljus som däremot faller in med polarisationsriktningen vinkerätt synlinjen kommer att få elektroner att svänga vinkelrätt mot synlinjen. Dessa dipoler kan alltså att stråla maximalt synlinjen. Alltså ser vi bara den senare hälften, och det spridda ljuset är polariserat.

Rayleigh-spridning är helt oberoende av vilka molekyler vi har eftersom alla molekyler är ungefär lika stora. Processen är alltså inte fluorescens (NE: en form av luminiscens [utsändande av ljus] från ett system) utan i princip elastisk spridning mot bollar utan inre struktur.

Se även snackset Varför är himlen blå? och nedanstående länk.



/Peter E

Nyckelord: blå himmel [12]; polarisation [7]; #ljus [63];

1 http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/atmos/blusky.html

Avancerad sökning på '"himlen blå"' i denna databas

*

Ljud-Ljus-Vågor [12347]

Fråga:
Då två polarisationsfilter står i förhållande till varandra så att inget ljus släpps igenom kan man mellan dessa plasera ett mot de andra diagonalt polarisationsfilter. Hur kommer det sig att dessa tre filter i kombination släpper igenom ljus?
/Håkan S

Svar:
Låt oss först beskriva vad ett polarisationsfilter gör:

Ett sådant filter släpper igenom den komponent som är parallell med filtrets polarisationsriktning. Detta innebär att om dessa riktningar är parallella så släpps allt ljus igenom. Om de är vinkelräta inget och om vinkeln är 45 grader hälften av ljuset. Det ljus som kommer igenom har samma polarisations riktning som filtrets riktning.

Om vi skickar vanligt ljus, som innehåller alla möjliga polarisationsriktningar, mot ett filter så kommer filtret att göra att vi efter filtret har planpolariserat ljus.

Lägger vi två plattor med vinkelräta riktningar efter varandra kommer inget ljus igenom. Lägger vi däremot in ett annat filter mellan med 45 graders vinkel så kommer visserligen detta mellanfilter att absorbera en del ljus men det kommer också att vrida polarisationen så att en del av ljuset kommer igenom det sista filtret.

I fråga 5528 finns en mer detaljerad genomgång av fenomentet.
/Gunnar O/lpe

Nyckelord: polarisation [7];

*

Ljud-Ljus-Vågor [12225]

Fråga:
Hur tar polaroidglasögon bort reflexer?
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
När ljus reflekterat svänger det bara i ett plan och därför kan vi slippa reflexer med polaroidglasögon. Jag förstår hur glasögonen fungerar, men inte varför reflexionen gör ljuset polariserat. Hoppas ni kan hjälpa mig med det.
/Eva B, Sandagymnasiet, Huskvarna

Svar:
Vid reflexion ändras både ljusets intensitet och polarisation. När en ljusstråle träffar gränsytan på ett genomskinligt medium kommer en del av ljuset att brytas och en del av ljuset att reflekteras. Om ljuset faller in mot gränsytan så att den brutna strålen och den reflekterade strålen är vinkelräta mot varandra, så kommer det reflekterade ljuset att vara planpolariserat. Infallsvinkeln som uppfyller sambandet, och alltså ger 100% polariserat reflekterat ljus, kallas för brewstervinkeln.

Om det i brewstervinkeln infallande ljuset är planpolariserat vinkelrätt mot infallsplanet kommer allt ljus att brytas ner i mediet med högre brytningsindex och inget ljus reflekteras.

Vi tar en mycket enkel modell av spridningen, se nedanstående figur: den inkommande vågens E-fält (som definieras som polarisationsriktningen) sätter elektroner i svängning i gränsytan. Komponenten som är parallell med normalen får elektronerna att svänga nästan i den riktning som den reflekterade strålen går (exakt för Brewstervikeln). En dipol strålar inte i denna riktning. Det betyder att den med infallsplanet parallella komponenten inte reflekteras, utan måste gå in i mediet. Den andra komponenten - som reflekteras utmärkt - tas om hand av polaroidglasögonen. Alltså ser vi inget reflekterat ljus.

Se vidare Brewster's_angle .



/Peter E

Nyckelord: polaroidglasögon [3]; *vardagsfysik [60]; polarisation [7]; #ljus [63];

*

Ljud-Ljus-Vågor [5528]

Fråga:
Tre polarisationsfilter
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
En komplicerad fråga...... Vi har precis satt upp tre polaroidfilter, Det första och det sista är vinkelräta mot varandra (= svart) MEN det tredje som sitter i mitten är vinklat ca 45 grader och då släpps ljuset igenom........ Hur blir det så???? vrids ljuset på något konstigt sätt????
/Jonas P, Rudbecksgymnasiet, Tidaholm

Svar:
Fall 1: Vi analyserar opolariserat ljus med det första filtret. Hälften kommer igenom, och nu är det linjärpolariserat (Figur 1 nedan). Eftersom det andra filtret är orienterat vinkelrät, kommer inget ljus igenom det (Figur 2).

Fall 2: (Figur 3) Samma resonemang för det första filtret. Det andra filtret är nu orienterat i 45o. Vi delar upp ljuset från första filtret i två vinkelräta komponenter i 45o och 135o med amplituden 1/20.5 vardera. Den ena blir helt absorberad av filter 2 (som ju står i 45o), den andra släpps igenom oförändrad. Intensiteten som släpps igenon filter 2 blir då 1/2. För filter 3 blir resonemanget precis det samma. Multiplicerar vi de 3 transmissionsvärdena, får vi att (1/2)*(1/2)*(1/2) = 1/8 av ljuset kommer igenom. Här bortser vi från förluster genom reflektion.

Se även fråga 12347 och detaljerade förklaringar på engelska under länk 1 och länk 2. Figuren nedan (© Copyright 2004 Darel Rex Finley) är delvis lånad från länk 1.

I undre delen av nedanstående figur visas hur det ser ut med riktiga polarisatorer.



/KS/lpe

Nyckelord: polarisation [7]; #ljus [63];

1 http://alienryderflex.com/polarizer/
2 http://www.informationphilosopher.com/solutions/experiments/dirac_3-polarizers/

*

Ljud-Ljus-Vågor [841]

Fråga:
Varför är himlen ibland blå och ibland röd?
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Hej. Om det är av samma orsak som himlen ibland är röd som den ibland är blå, borde den då inte också lika ofta vara grön, då grön ligger mellan blå och röd i färgspektrat. Vad beror annars de olika färgerna på?
/Mats L, Pauliskolan, Malmö

Svar:
Mycket intressant fråga! Svaret är att himlen kan vara grön, det är bara det att det är sällsynt. Låt oss försöka reda ut de olika färgerna:

Mitt på dagen är himlen blå. Det beror på att solljuset sprids av luften, och blått ljus sprids mer än rött och gult. Eftersom det är spritt ljus, så är det också polariserat.

Försök: Sätt på dig ett par polarisationssolglasögon. Titta på en punkt 90 grader (ett kvarts varv) från solen. Vrid på huvudet. Kan du se att himlen blir mörkare när huvudet är i ett visst läge?

När solen håller på att gå ner, så har solljuset så lång väg att gå igenom atmosfären, att det blå ljuset är helt försvunnet (spritts bort). Det enda du ser då är det röda ljuset som sprids - du har en vackert röd solnedgång.

I ett mellanläge kan man ibland se att himlen är grön, men det är, som sagt, ganska ovanligt.

Se även snackset Varför är himlen blå? .
/Peter Ekström

Nyckelord: blå himmel [12]; polarisation [7]; *vardagsfysik [60]; #ljus [63];

1 http://science.howstuffworks.com/question39.htm

*

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 7203 frågor med svar.
Senaste ändringen i databasen gjordes 2017-11-19 11:33:22.


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
.