Svar:
Att gräset är grönt beror på att klorofyll inte absorberar det gröna ljuset. Det är ljus av andra våglängder som absorberas. Figuren nedan från Wikimedia Commons visar absorptionen för två olika sortes klorofyll. Som synes är det medelvåglängder som inte absorberas, och dessa uppfattar ögat som grönt. Se vidare Klorofyll och Chlorophyll.

Man kan använda detta faktum att växterna alltså bara kan tillgodogöra sig två våglängder (rött och blått) genom att använda speciellt avstämda lysdioder som belysning, se länk 1. Man spar alltså en massa energi genom att bara belysa med de våglängder växterna kan tillgodogöra sig, jämfört med att använda en vanlig glödlampa som till en stor del strålar i våglängder växterna inte han någon nytta av.

Här är en video från Lunds universitet om växternas färseende och användning av lysdioder i växthus:



Länk 2 är från ett företag som tillhandahåller LED-belysning för växthus.

/fa2010_2

/Peter E 2002-10-25

Svar:
Ja, det var ett mycket intressant program måndag 22/9/03 om "monstervågor". Vi är inte experter på vågor i oceanerna, men det visades klart att de klassiska linjära modellerna inte beskriver verkligheten. De beskriver "normala" vågor bra, men kan inte alls reproducera de vågor som är 2-3 gånger högre än de normala. Att dessa 30m höga "monstervågor" existerar är ingen tvekan om eftersom det finns trovärdiga överlevande och omfattande mätningar.

Den olinjära modellen kan reproducera "monstervågorna", och det är tillräckligt för att dra slutsatsen att det är en bättre modell. Vad gäller den detaljerade mekanismen bakom fenomenet, så vet man inte mycket. Så mycket kan man dock säga att det måste finnas något som gör att en våg kan stjäla energi från en annan våg, för principen om energins bevarande ger vi inte upp så lätt :-).

Vad gäller om det förekommer olinjära fenomen för andra typer av vågor så är svaret ja. Det förekommer definitivt när det gäller elektromagnetisk strålning (ljus, LASER). Icke-linjär optik (nonlinear optics) är ett mycket omfattande forskningsområde. Nationalencyklopedin säger följande:

Icke-linjär optik, del av den moderna optiken karakteriserad av att intensiteten av de observerade optiska fenomenen inte är proportionell mot den hos de ingående ljusstrålarna.

/Peter E 2003-09-24

Svar:
Denna fråga orsakade mycket bryderi! Ränder eller fransar får en fysiker omedelbart att tänka på interferens. Men det är antagligen inte korrekt (din begäran av det vetenskapligt korrekta svaret skrämmer oss :-).

Anledningen till att vi inte tror att det är interferens är att effekten är oberoende av ljuskällan. Man skulle vänta sig att en laserljuskälla skulle visa effekten tydligare än t.ex. solen eller en glödlampa. Dessutom, om man får interferensfransar med en glödlampa, så skulle man vänta sig att de olika färgerna skulle vara förskjutna i förhållande till varandra. Det mönster man ser är emellertid bara gråtoner.

Man kan se effekten ganska bra på följande enkla vis: Skym en ljuskälla med ett finger. Nära fingret (som inte skall vara belyst från det håll ögat är) kan du se grå ränder. Effekten syns egentligen mer generellt än så: vid alla skarpa övergångar från ett ljust fält till ett mörkt fält.

Det du ser är ganska säkert Machs band (eng. Mach bands). Effekten upptäcktes av Ernst Mach (samma gubbe vars namn givit namn år en hastighetsenhet mach 1 = ljudhastigheten). Effekten har att göra med hur sensorerna i ögat är konstruerade. Det är inte så enkelt att utsignalen till hjärnan är direkt relaterad till insignalen (ljusintensiteten) i en punkt. Varje sensor är omgiven av en inhibitor (undertryckande sensor).

Ögat har ett fantastiskt dynamiskt område (fungerar bra både i starkt och svagt ljus). Till en del beror detta på att bländaren (pupillen) ändras, men också på de ovan beskrivna inhibitorerna.

För en mer detaljerad förklaring se Mach bands eller sök på 'Mach bands' på webben.
Tack bland annat Sven-Göran, Elisabeth och Göran för funderingar och diskussioner!

Tack Aneth och Karin för en rolig och utmanade fråga!
/Peter E 2003-10-13

Svar:
Hej Thor! Mycket intressanta frågor du ställer!

Ultraviolett strålning är elektromagnetisk strålning vars våglängd är kortare än det synliga ljusets, se nedanstående figur. Den som utsätts för strålning kan drabbas av så kallad snöblindhet (se Snöblindhet) och långvarig överexponering är en stor riskfaktor för hudcancer (se Malignt_melanom).

Farligheten hos UV-strålning beror helt på hur stark lampan är och hur du riktar den. Om du riktar den mot marken och inte mot ansiktet är det inte farligt om det är en standardlampa som säljs fritt i Sverige. UV-ljuset reflekteras ganska dåligt.

Fluorescens och fosforescens är nästan samma sak, men fosforescens har större fördröjning. Vad som sker är att UV-ljus exciterar atomer till ett exciterat tillstånd. Detta sönderfaller genom att sända ut ljus av längre våglängd (mindre energi).

Fluorescens kommer av fluorit (flusspat, CaF₂) som uppvisar effekten. Fosforescens kommer av fosfor eftersom en viss sorts fosfor är fosforiserande.

För mer information, se artiklarna i Wikipedia Fluorescence och Phosphorescence.

/Peter E 2003-10-01

Svar:
Mia! Mycket intressant observation! Jag har utfört följande experimentet med hjälp av min assistent (frugan):

Placera ett ljus på ett bord och placera en lampa så att skuggan av ljuset faller på väggen. Tänd ljuset. Man ser då förutom skuggan av ljuset även skuggan av något som verkar vara rök ovanför ljuset. Men om man tittar direkt på ljuset syns ingen rök! Man får en tydligare effekt om man fläktar lite så att ljuslågan rör sig. Vad är det man ser?

Förklaringen är att den varma luften som stiger från ljuset har lägre densitiet (är tunnare) än resten av luften. Ljus som passerar områden med varierande densitet bryts och reflekteras. Föreställ dig en ljusstråle som går från lampan, genom området ovanför ljuset och fram till väggen. En liten del av detta ljus sprids/reflekteras så det inte hamnar där det skulle. Det blir alltså lite mörkare, och denna "skugga" uppfattas som rök.

Detta är samma effekt du kan se på en uppvärmd väg eller i öknen. Luftspegling och hägringar beror på samma effekt: brytning/totalreflektion i områden där luftens densitet ändras.
/Peter E 2003-10-05

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 2003-10-03

Svar:
Jill! Ljud uppstår när något - t.ex. en svängande gitarrsträng - sätter luften i vibration. Vibrationen fortplantar sig genom luften med hastigheten c:a 330 m/sekund. Luften består av molekyler, och det är täthetsvariationer av dessa som utgör ljudvågor. Transporten är emellertid inte perfekt - vissa molekyler börjar röra sig slumpmässigt. Slumpmässig rörelse hos molekyler är värme. Så svaret är: ljudet förvandlas till värme.
/Peter E 2003-11-10

Svar:
Bra fråga Catharina!

Solens "yta" (fotosfären) sänder ut temperaturstrålning, dvs elektromagnetisk strålning som utsänds från varje kropp med temperatur över absoluta nollpunkten. Maximum för denna fördelning ligger i gult för solytans temperatur, c:a 6000 grader. Temperaturstrålningen för en s.k. absolut svart kropp (en kropp som absorberar all strålning som kommer in) beror bara på temperaturen, inte sammansättningen. Spektrum för temperaturstrålningen visas nedan för några temperaturer; figuren kommer från Radiation Laws.

Genom att mäta upp vid vilken våglängd maximum ligger, kan man bestämma temperaturen hos en kropp. Det är så man bestämt solytans temperatur till c:a 6000^oC.

En gaslåga sänder ut ett
linjespektrum, dvs ett spektrum som består av spektrallinjer. Vilka linjer som utsänds beror på atomernas egenskaper. Så färgen på gaslågan beror på atomernas energinivåer.

Försök: tänd en bunsenlåga och justera den så den är blå. Kasta lite koksalt i lågan. Vad händer? Effekten beror på natriumet i NaCl.

Se vidare temperaturstrålning och
linjespektrum i Nationalencyklopedin. Temperaturstrålning (även kallad svartkroppsstrålning, ett begrepp som är förvirrande) behandlas även i Svartkropp.

/Peter E 2003-11-13

Svar:
Jag tolkar frågan så, att du vill veta hur det kommer sig att ljus som träffar en spegel reflekteras eller ljus som går igenom en lins kan t.ex. fokuseras eller böjas av?

Ljus kan beskrivas som en elektromagnetisk vågrörelse. När en sådan ljusvåg kommer in mot en yta av något material kan olika saker hända: den kan reflekteras, absorberas eller böjas av...
Vad som sker beror bl.a. på ytans beskaffenhet (slät eller skrovlig), ljusets färg och infallsvinkel, och förhållandet mellan brytningsindex hos linsen och omgivningen (oftast luft). Ett materials brytningsindex talar om hur snabbt ljuset kan ta sig fram i materialet, och har att göra med materialets inre struktur och sammansättning. Luft har brytningsindex 1.0, medan vatten har ca 1.3 och glas 1.5-1.6.

Linser består oftast av glas eller plast som formats på ett speciellt sätt så att de får "runda" ytor. T.ex. kan de vara konvexa eller konkava - formade som utsidan eller insidan på en kupad hand. Formen har stor betydelse för vinkeln mellan först det inkommande ljuset och ytan, och sedan för den vinkel gentemot ytan på linsens baksida där ljuset kommer ut.

Se vidare länken nedan.

Vanliga speglar fungerar på ett litet annorlunda sätt. De består oftast av en klar glasskiva med ett tunt metallskikt på baksidan. Glaset är till för att skydda metallytan - det är den som är den egentliga spegeln. Metallen innehåller "fria" elektroner (som inte är bundna till någon speciell metallatom), och när ljusvågorna växelverkar med elektronerna i metallytan blir effekten att nästan inget ljus kan tränga in i metallen - det reflekteras istället. Om spegelytan är plan ser man en tydlig spegelbild, men om ytan är skrovlig eller ojämn kastas det reflekterade ljuset ut i olika riktningar vilket gör spegelbilden otydlig.

För att beräkna vad som händer med speglar och linser använder man sig av stråloptik. Man följer då den väg ett litet antal strålar tar, och man kan på så sätt få fram hur bilden ser ut. Se vidare PowerPoint presentationen Stråloptik från Malmö högskola. Bilden nedan visar vad som händer med en positiv lins.

/Margareta H/Peter E 2004-01-23

Svar:
Emma! Detta är en bra och klassisk fråga. Det finns många felaktiga svar, varav att anledningen är att ögonen sitter till höger och vänster är ett. Stäng ett öga! Du ser samma bild! Det har alltså inget med ögonens placering att göra!

Detta är faktiskt en kuggfråga. En spegel kastar inte om riktningen i sidled, lika lite som den kastar om upp och ned, det är vi som gör det. Däremot kastar den om riktningen vinkelrätt mot spegelytan.

Tänk dig att vi sätter upp en stor spegel längst fram på tavlan i ditt klassrum. En lärare kommer in, ställer sig framför spegeln och pekar uppåt. Spegelbilden pekar uppåt. Läraren pekar neråt - spegelbilden pekar neråt. Läraren pekar mot fönstret - spegelbilden pekar mot fönstret. Läraren pekar mot dörren - likaså spegelbilden. Detta är absoluta riktningar, och ändras inte av en spegel. Vänster och höger är däremot relativriktningar som mäts jämfört med en person. En verklig person som står mittemot dig har roterat i förhållande till dig och har därför annan uppfattning om vad som är höger och vänster.

Experiment: Ta ett halvgenomskinligt papper och skriv ditt namn på det. Håll upp det med framsidan mot spegeln. Vad ser du? Ditt namn är i spegeln skrivet från höger till vänster med bakvända bokstäver. Men det ser precis ut som det du kan läsa genom pappret. Vänd nu pappret så att framsidan är mot dig. Vad ser du nu?

Nedan är två länkar med korrekta förklaringar på engelska.
/Peter E 2004-01-22