Svar:
Det är två saker man kan diskutera i detta sammanhang: 1) Hur ljudet "skapas" när propellern snurrar och 2) Hur ljudet utbreder sig genom luften.

Punkt 1: Det är viktigt att det är kallt. Tänk på uttrycket den kalla vinden viner i husknuten. När temperaturen är låg har luften högre viskositet, det vill säga är
"segare". Detta medför att det bildas mer virvlar bakom rotorbladen och ljudet blir starkare.

Punkt 2: Det är så att luften skiktar sig ofta när det är kallt med kall luft i dalarna och varm högre upp. Då kan ljudet avböjas så att "det går ner" i dalarna.

Tack Göran Jönsson för hjälp med svaret!
1999-06-27

Svar:
Ljus kan beskrivas som en ström av partiklar, fotoner. För att ljuset ska absorberas måste fotonerna försvinna. Detta kan endast ske genom att det finns elektroner antingen bundna till atomer eller fria inne i materialet som kan ta upp den energi som fotonen har. Vad som sker är att fotonen försvinner och elektronen får dess energi.

Inne i ett material kan elektronerna endast finnas i vissa bestämda energinivåer. För att elektronen ska kunna ta upp fotonens energi ("käka upp fotonen") så måste fotonens energi passa mellan två energinivåer. I
många material ligger energinivåerna tätt och de är då inte genomskinliga. I andra material som t ex glas, vatten, luft och diamant finns det "luckor" i elektronernas energinivåer.

Då finns det ingen möjlighet för absorption av fotoner och materialet blir genomskinligt. Genomskinligheten hos ett visst material beror alltså mycket på våglängden hos strålningen. Om man t.ex. skickar in vitt ljus genom ett finger, så absorberas de korta våglängderna, och de långa våglängderna (rött ljus) går igenom. Fingret ser alltså rött ut.

Om det finns flera luckor i absorptionsförmågan så kan flera färger gå igenom. Den färg man uppfattar blir då enligt den normala färgblandningen, se Color Addition Simulator.
/GO/lpe 2000-04-04

Svar:
Dispersion är enligt Nationalencyklopedin förändring av en våg (ljus, ljud, vattenvågor etc.) som är sammansatt av flera elementarvågor, var och en med given men sinsemellan skild frekvens, till följd av att de olika elementarvågorna har olika fart. Exempel: vitt ljus som i ett prisma delas upp i olika färger, regnbågen, havsvågor. För ljus är alltså dispersion en ändring i brytningsindex som funktion av våglängden, se nedanstående figur från Wikimedia Commons (Dispersion_relation).

Det är inte helt korrekt att brytningsindex avtar som funktion av våglängden. Detta gäller för synligt ljus för nästan alla material. Går man över ett större våglängdsområde så är denna funktion omväxlande växande och avtagande.

När ljus passerar ett material växelverkar det elektromagnetiska fältet med de laddade partiklarna, främst elektroner som finns i materialet. Elektronerna sätts i svängning på grund av denna växelverkan. Brytningsindex har sitt maximum vid resonans. När man närmar sig resonansen ökar brytningsindex för att avta när resonansvåglängden har passerats.

Man kan se effekten så att ljus aborberas och återutsänds. Detta orsakar en fördröjning, dvs den effektiva ljushastigheten är lägre än i vakuum.

Man kan härleda Cauchys dispersionsformel (se Cauchy's_equation) i en enkel modell där elektronerna är bundna med linjära fjäderkrafter.

Läs: De flesta optikböcker på högskolenivå diskuterar denna modell t ex Hecht: "Optics".

1997-03-20

Svar:
Fotonerna, ljuspartiklarna är speciella; de har ingen vilomassa. Därför måste de alltid röra sig med ljusets fart. Däremot har de energi. Man kan om man vill översätta denna energi till massa.
1997-03-20

Svar:
Det var en frågeställning som jag inte tänkt på tidigare. I vanliga fall sker två saker när en partikel accelereras: Dels ökar farten och dels ökar rörelseenergin. Om vi nu har en foton som rör sig i vakuum så har den alltid ljusets fart så öka dess fart kan vi inte. Kan vi ändra dess energi? Detta kan endast ske i ett gravitationsfält t ex om fotonen faller in mot ett svart hål.

Om vi nu betraktar en foton som går in i (eller ut ur) en glaskropp så ändras ju dess fart både vid ut- och inträdet. Dess energi däremot är konstant, den har ju samma frekvens när den kommer ut som när den kom in. Man kan naturligtvis säga att den accelereras vid passagen från glas till luft men det är inget naturligt sätt att beskriva processen på.
1997-03-20

Svar:
Det finns relativt få direkta bevis för att alla som mäter
ljushastigheten får samma värde oberoende av faktorer som egen rörelse,
ljuskällans rörelse. Vid CERN har man bl a mätt hastigheten på ljus som sänds ut av källor
med mycket hög hastighet.

Det finns även en stor mängd indirekta bevis för att ljushastigheten är
konstant. Hela relativitetsteorin bygger på hypotesen att hastigheten
är konstant. Det finns inga observationer eller experiment som motsäger denna teori!

Om det skulle finnas objekt som rör sig snabbare än ljuset
så skulle de sannolikt inte kunna observeras, men denna fråga
ligger egentligen utanför dagens teorier.
2000-04-04

Svar:
Man kan se det på två sätt:

För det första så har fotonen energi. Eftersom energi och massa i grunden är samma sak så har fotonen även massa och påverkas därmed av gravitationen.

Det andra synsättet är det som Einstein införde i och med att han konstruerade den allmänna relativitetsteorin. I denna teori är rummet krökt på grund av gravitationen och partiklar som inte påverkas av några andra krafter "går rakt fram" i detta rum.
1997-03-20

Svar:
Ljuset som kommer från atomer, molekyler eller atomkärnor är "budbärare" som för med sig information om dessa mycket små kroppar som vi inte kan observera direkt. Ljus utsänds från dessa mikroskopiska kroppar när de "gör sig av" med energi.

Ett spektrum får man när man delar upp ljuset efter våglängd eller frekvens. Ett kontinuerligt spektrum innehåller ljus av alla våglängder (t.ex. temperaturspektrum). Ett diskret spektrum består av ett ändligt antal ljusa linjer (t.ex. emissionsspektrum).

Bandspektra är typiskt för molekyler och beror på att molekyler kan både vibrera och rotera, se bilden nedan.



Tydliga linjespektra kommer från atomer. Dessa som alltid är sfäriska kan varken rotera eller vibrera.
Det enda sättet för en atom att ha extra energi är att elektronerna får högre energi.

I emissionsspektra ser man ljusa linjer medan man i
absorptionsspektra skickar vitt ljus genom ett prov. Man ser då mörka linjer. Se nedanstående bild. Det kontinuerliga spektrat till vänster (riktning 1) kallas temperaturspektrum (se temperaturstrålning) eftersom utseendet endast beror av den utsändande kroppens temperatur. Om man tittar på lampans temperaturspektrum genom ett gasmoln, så kommer vissa våglängder att absorberas. Vi får ett absorptionsspektrum (riktning 3). Om man i stället tittar på gasmolnet från sidan, så kommer man att se ljusa linjer - ett emissionsspektrum (riktning 2). För ett visst gasmoln är våglängderna för linjerna samma i emission som absorption förutom att vissa linjer ibland saknas i absorptionsspektrat, se fråga [15042].

Man kan fråga sig varför man får mörka linjer i riktning 3 när de våglängder som absorberas i gasmolnet sänds ut igen. Anledningen är att de sänds ut i alla riktningar (t.ex. i riktning 2), så det kommer färre fotoner av de absorberade/utsända våglängderna i riktning 3.

Röntgenspektra har mycket kortare våglängd än synligt ljus. Dessa spektra består av två komponeneter: dels kontinuerligt, dels ett karakteristiskt spektrum.

Studera: Studera olika spektra från gasurladdningslampor
med hjälp av spektroskop. För att se absorptionsspektrum kan Du på motsvarande sätt studera solljuset.

/Gunnar O/Peter E 2000-04-04

Svar:
Du har rätt i allt utom själva slutsatsen. Lika många fotoner som absorberas återutsänds. Eftersom denna återutsändning sker i alla riktningar blir intensiteten mycket mindre. Att absorptionslinjer är helt svarta beror på en kontrasteffekt då omgivningen är mycket ljusare.

Jämför: En TV-ruta är grå när TV är avstängd ändå kan delar av TV-bilden se helt svarta ut.
1997-03-20

Svar:
Kikaren uppfanns i början av 1600-talet förmodligen i Holland av de som hade upptäckt hur man slipar linser. Galilei och Kepler ha gett namn åt de två enklaste kikarna.

Slå upp kikare i ett större uppslagsverk. Du kan enkelt bygga olika typer av kikare med två linser och en optisk bänk!
1997-03-20