Vill du ha ett snabbt svar - sök i databasen:
588 frågor / svar hittades
Varför är klorofyllet inte svart?
Fråga:
Hej, jag undrar varför klorofyllet inte är svart? Jag menar, växterna vill ju ta upp så mycket solljus som möjligt, så varför är då inte växter svarta? Att växterna vid ekvatorn inte är svarta är förståeligt. De lär ju brinna upp, men här in norden är det ju brist på solljus, så varför har då inte växterna här svart klorofyll? Har det något med evolutionen att göra? Och om man då på konstgjort sätt skapar en växt med svart klorofyll, skulle denna växt då kunna konkurrera ut andra växter?
/ Johanna
/Johanna L, Bjärehovskolan, 2014-04-28
Hej, jag undrar varför klorofyllet inte är svart? Jag menar, växterna vill ju ta upp så mycket solljus som möjligt, så varför är då inte växter svarta? Att växterna vid ekvatorn inte är svarta är förståeligt. De lär ju brinna upp, men här in norden är det ju brist på solljus, så varför har då inte växterna här svart klorofyll? Har det något med evolutionen att göra? Och om man då på konstgjort sätt skapar en växt med svart klorofyll, skulle denna växt då kunna konkurrera ut andra växter?
/ Johanna
/Johanna L, Bjärehovskolan, 2014-04-28
Svar:
Man kan tycka att det skulle vara mest effektivt om klorofyllet absorberade alla våglängder och inte bara blått och rött, se fråga [10888]. Nu fungerar emellertid inte evolutionen så att den effektivaste lösningen alltid utvecklas. För detta krävs dels en uppenbar fördel som driver evolutionen och dels att lösningen är fysikaliskt möjlig.
I fallet fotosyntes hos växter är det en mycket komplex process som antagligan bara utvecklats en enda gång med grönalger (Grönalger
) som gemensam förfader. Sedan måste det även finnas en molekyl som till skillnad från klorofyll absorberar även grönt ljus. På frågan "varför har då inte växterna här svart klorofyll?" är svaret att svart klorofyll finns inte. Jag kan tänka mig att man skulle kunna hitta något ämne som absorberar grönt ljus och som kunde komplettera klorofyll (se länk 2). Med hjälp av genteknik skulle man kanske kunna få växter att producera den grönabsorberande molekylen. Det finns emellertid andra metoder att öka effektiviteten, se nedan.
Se även diskussionen i länk 1, länk 2 och
http://simple.wikipedia.org/wiki/ChlorophyllWhy_green_and_not_black.3F
I fråga [10888] finns även en video om hur man kan optimera belysningen i växthus genom att med LED generera endast de våglängder klorofyllet absorberar.
/Peter E 2014-04-28
Man kan tycka att det skulle vara mest effektivt om klorofyllet absorberade alla våglängder och inte bara blått och rött, se fråga [10888]. Nu fungerar emellertid inte evolutionen så att den effektivaste lösningen alltid utvecklas. För detta krävs dels en uppenbar fördel som driver evolutionen och dels att lösningen är fysikaliskt möjlig.
I fallet fotosyntes hos växter är det en mycket komplex process som antagligan bara utvecklats en enda gång med grönalger (Grönalger
) som gemensam förfader. Sedan måste det även finnas en molekyl som till skillnad från klorofyll absorberar även grönt ljus. På frågan "varför har då inte växterna här svart klorofyll?" är svaret att svart klorofyll finns inte. Jag kan tänka mig att man skulle kunna hitta något ämne som absorberar grönt ljus och som kunde komplettera klorofyll (se länk 2). Med hjälp av genteknik skulle man kanske kunna få växter att producera den grönabsorberande molekylen. Det finns emellertid andra metoder att öka effektiviteten, se nedan. Se även diskussionen i länk 1, länk 2 och
http://simple.wikipedia.org/wiki/ChlorophyllWhy_green_and_not_black.3F
I fråga [10888] finns även en video om hur man kan optimera belysningen i växthus genom att med LED generera endast de våglängder klorofyllet absorberar.
/Peter E 2014-04-28
Hur får föremål färg?
Fråga:
Hej! Vi läser just nu optik i skolan o lär oss om ljuset. Vi har pratat mycket om ljusets frekvens och att de olika frekvenserna ger olika färger. Men när man upplever att ett föremål har en viss färg så reflekterar föremålet det vita ljuset och absorberar komplementfärgen. Vad innebär det? Absorberas alla färger utom just den vi upplever eller bara komplementfärgen? Skulle vara kul att få veta! Mvh Mirjam
/Mirjam O, Vallhallaskolan, Oskarshamn 2014-05-27
Hej! Vi läser just nu optik i skolan o lär oss om ljuset. Vi har pratat mycket om ljusets frekvens och att de olika frekvenserna ger olika färger. Men när man upplever att ett föremål har en viss färg så reflekterar föremålet det vita ljuset och absorberar komplementfärgen. Vad innebär det? Absorberas alla färger utom just den vi upplever eller bara komplementfärgen? Skulle vara kul att få veta! Mvh Mirjam
/Mirjam O, Vallhallaskolan, Oskarshamn 2014-05-27
Svar:
Hej Mirjam! Bra fråga!
Komplementfärg är ett besvärligt och dåligt definierat begrepp, se fråga [17926]. Det är dessutom kopplat till hur människan uppfattar färgblandningar. Därför är det lättare att förstå vad som händer i termer av våglängder. Våglängderna är sedan kopplade till känsligheten hos röd-, grön- och blåkänsliga tappar i ögat, se fråga [13824].
Om ett föremål som belyses av vitt ljus (alla synliga våglängder) absorberar alla våglängder utom de röda som reflekteras, så uppfattas föremålet som rött.
Klorofyll t.ex. absorberar blått och rött (se fråga [10888]), så det reflekterade gröna ljuset ger växtbladen sin gröna färg.
Vad händer om grönt ljus absorberas och rött och blått reflekteras? Det beror alltså på tapparnas känslighet för olika våglängder. Man kan blanda färger med appleten Color Addition Simulator
. Där kan man se att blandningen rött/blått uppfattas som en färg vi kallar magenta. Observera att denna färg inte finns i spektrum utan är en färg som uppstår vid blandning av flera färger i kombination med ögats färgkänslighet.
/Peter E 2014-05-27
Hej Mirjam! Bra fråga!
Komplementfärg är ett besvärligt och dåligt definierat begrepp, se fråga [17926]. Det är dessutom kopplat till hur människan uppfattar färgblandningar. Därför är det lättare att förstå vad som händer i termer av våglängder. Våglängderna är sedan kopplade till känsligheten hos röd-, grön- och blåkänsliga tappar i ögat, se fråga [13824].
Om ett föremål som belyses av vitt ljus (alla synliga våglängder) absorberar alla våglängder utom de röda som reflekteras, så uppfattas föremålet som rött.
Klorofyll t.ex. absorberar blått och rött (se fråga [10888]), så det reflekterade gröna ljuset ger växtbladen sin gröna färg.
Vad händer om grönt ljus absorberas och rött och blått reflekteras? Det beror alltså på tapparnas känslighet för olika våglängder. Man kan blanda färger med appleten Color Addition Simulator
. Där kan man se att blandningen rött/blått uppfattas som en färg vi kallar magenta. Observera att denna färg inte finns i spektrum utan är en färg som uppstår vid blandning av flera färger i kombination med ögats färgkänslighet./Peter E 2014-05-27
Varför kan det inte bli en totalreflektion om ljuset går från ett tunnare till ett tjockare material?
Grundskola_7-9: Ljud-Ljus-VÃ¥gor - totalreflektion [19508]
Fråga:
Hej! Varför kan det inte bli en totalreflektion om ljuset går från ett tunnare till ett tjockare material?
/Isabelle D, Lindeborgsskolan, Malmö 2014-10-21
Hej! Varför kan det inte bli en totalreflektion om ljuset går från ett tunnare till ett tjockare material?
/Isabelle D, Lindeborgsskolan, Malmö 2014-10-21
Svar:
Formellt: Se fråga [9810] för ett uttryck för gränsvinkeln för totalreflexion. Om n2/n1 är > 1 har ekvationen ingen lösning eftersom sinus är maximalt 1.
Praktiskt: Se figuren nedan från ovanstående fråga. Även den omvända strålgången är möjlig. Infallsvinklar nära 90o tillåter lite transmission till det nedre (tätare) mediet.
Vid passage från tunnare till tätare medium ges reflektionen av Fresnels formler, se fråga [15480]. Observera att reflektionsförmågan enligt Fresnels formler går mot 100% då infallsvinkeln går mot 90o.
Formellt: Se fråga [9810] för ett uttryck för gränsvinkeln för totalreflexion. Om n2/n1 är > 1 har ekvationen ingen lösning eftersom sinus är maximalt 1.
Praktiskt: Se figuren nedan från ovanstående fråga. Även den omvända strålgången är möjlig. Infallsvinklar nära 90o tillåter lite transmission till det nedre (tätare) mediet.
Vid passage från tunnare till tätare medium ges reflektionen av Fresnels formler, se fråga [15480]. Observera att reflektionsförmågan enligt Fresnels formler går mot 100% då infallsvinkeln går mot 90o.
Växelverkan mellan fotoner och materia
Gymnasium: Ljud-Ljus-VÃ¥gor [19548]
Fråga:
Hej hej!
Jag har några frågor som det vore bra att få svar på. :)
1. Kan fria elektroner sända ut fotoner? Och vad är det som krävs för att det ska hända i så fall? I min fysikbok står det nämligen, om jag har förstått det rätt, att accelererande elektroner sänder ut elektromagnetisk strålning, men hur gör de det?
2. Tre olika sätt som fotoner interagerar med materia är Comptonspridning, den fotoelektriska effekten och parbildning, men finns det fler sätt än dessa?
Vad för typ av reflektioner är det t.ex. som sker då man arbetar med geometrisk optik? Hur kan man få ihop partikelmodellen med vågläran vad gäller brytningsvinkel och reflektionsvinkel?
Från högstadiet har jag även något minne av att "fotoner kan excitera elektroner, vilka sedan återvänder till en lägre energinivå och avger en foton med samma energi", men jag lyckas inte hitta någon information om en sådan process i min gymnasiefysikbok. Finns det sådana processer? Eller är detta någon version av den fotoelektriska effekten då den infallande fotonen inte har tillräckligt med energi för utträdesarbetet som elektronen i materialet kräver (ja vad händer i så fall egentligen?)?
Tack så jättemycket!
/Aletta C, Donnergymnasiet, Göteborg 2014-11-24
Hej hej!
Jag har några frågor som det vore bra att få svar på. :)
1. Kan fria elektroner sända ut fotoner? Och vad är det som krävs för att det ska hända i så fall? I min fysikbok står det nämligen, om jag har förstått det rätt, att accelererande elektroner sänder ut elektromagnetisk strålning, men hur gör de det?
2. Tre olika sätt som fotoner interagerar med materia är Comptonspridning, den fotoelektriska effekten och parbildning, men finns det fler sätt än dessa?
Vad för typ av reflektioner är det t.ex. som sker då man arbetar med geometrisk optik? Hur kan man få ihop partikelmodellen med vågläran vad gäller brytningsvinkel och reflektionsvinkel?
Från högstadiet har jag även något minne av att "fotoner kan excitera elektroner, vilka sedan återvänder till en lägre energinivå och avger en foton med samma energi", men jag lyckas inte hitta någon information om en sådan process i min gymnasiefysikbok. Finns det sådana processer? Eller är detta någon version av den fotoelektriska effekten då den infallande fotonen inte har tillräckligt med energi för utträdesarbetet som elektronen i materialet kräver (ja vad händer i så fall egentligen?)?
Tack så jättemycket!
/Aletta C, Donnergymnasiet, Göteborg 2014-11-24
Svar:
1 Nej. Det strider mor bevarandet av energi/rörelsemängd. Elektroner som accelereras (avböjs) av elektriska eller magnetiska fält sänder ut fotoner som kallas bromsstrålning eller synkrotronstrålning, seBremsstrahlung . Energin för att skapa fotoner tas alltså från elektronens rörelseenergi. Men elektroner som påverkas är ju inte fria.
2 Först måste man bestämma vilken energi av elektromagnetisk strålning vi talar om. För de tre processerna du nämner är det frågan om relativt höga energier, över 100 keV. Nej, det är de tre processer som förekommer för fotoner med hög energi. Om fotonen har mycket hög energi bildas energetiska partiklar som på olika sätt växelverkar med den omgivande materien. En process är tjerenkovstrålning, se fråga [1732].
Fotoner av rätt energi kan excitera atomer och molekyler, men då är det vanligtvis frågan om lägre fotonenergi, t.ex. synligt ljus. Det är så ett absorptionsspektrum uppkommer, se fråga [176].
/Peter E 2014-11-26
1 Nej. Det strider mor bevarandet av energi/rörelsemängd. Elektroner som accelereras (avböjs) av elektriska eller magnetiska fält sänder ut fotoner som kallas bromsstrålning eller synkrotronstrålning, se
2 Först måste man bestämma vilken energi av elektromagnetisk strålning vi talar om. För de tre processerna du nämner är det frågan om relativt höga energier, över 100 keV. Nej, det är de tre processer som förekommer för fotoner med hög energi. Om fotonen har mycket hög energi bildas energetiska partiklar som på olika sätt växelverkar med den omgivande materien. En process är tjerenkovstrålning, se fråga [1732].
Fotoner av rätt energi kan excitera atomer och molekyler, men då är det vanligtvis frågan om lägre fotonenergi, t.ex. synligt ljus. Det är så ett absorptionsspektrum uppkommer, se fråga [176].
/Peter E 2014-11-26
Hur sprider sig ljud genom luft och vatten?
Fråga:
hur sprider sig ljud genom luft och vatten?
/amanda l, särla skolan, Borås 2014-11-27
hur sprider sig ljud genom luft och vatten?
/amanda l, särla skolan, Borås 2014-11-27
Svar:
Ljud är mekaniska vågor där ett oscillerande tryck överförs genom ett fast material, vätska eller gas. För att klassas som ljud måste frekvenserna vara inom intervallet för hörsel med en nivå som är tillräckligt stark för att höras, se Ljud.
Ljud är alltså tryckskillnader som fortplantar sig genom ett medium med ljudhastigheten.
I gaser och vätskor är ljud en longitudinell (tryckändring i utbredningsriktningen, se nedanstående figur) variation i tryck som rör sig med en hastighet som är oberoende av frekvens och amplitud. Detta är avgörande för att vi skall kunna uppfatta ljud med källor på olika avstånd på samma sätt förutom att styrkan minskar med ökande avstånd.
För ljudhastigheten i olika material:
Gas: [8346] [12639]
Vatten: [19342]
Diverse fasta/flytande medier: [4311]
Se även Sound.
. Ljud är alltså tryckskillnader som fortplantar sig genom ett medium med ljudhastigheten.
I gaser och vätskor är ljud en longitudinell (tryckändring i utbredningsriktningen, se nedanstående figur) variation i tryck som rör sig med en hastighet som är oberoende av frekvens och amplitud. Detta är avgörande för att vi skall kunna uppfatta ljud med källor på olika avstånd på samma sätt förutom att styrkan minskar med ökande avstånd.
För ljudhastigheten i olika material:
Gas: [8346] [12639]
Vatten: [19342]
Diverse fasta/flytande medier: [4311]
Se även Sound
.
GÃ¥r det att bromsa ljus?
Grundskola_7-9: Ljud-Ljus-VÃ¥gor - ljushastigheten [19609]
Fråga:
Hej, jag har hört att det går att bromsa ljus. Men vart tar fotonens rörelseenergi vägen vid inbromsningen? Blir det värme? Eller vad händer?
Tacksam för svar!
/Johanna L, 2015-01-23
Hej, jag har hört att det går att bromsa ljus. Men vart tar fotonens rörelseenergi vägen vid inbromsningen? Blir det värme? Eller vad händer?
Tacksam för svar!
/Johanna L, 2015-01-23
Svar:
Brytningsindex n definieras (fråga [17691]) som ljushastigheten dividerat med hastigheten i mediet: n=c/v, så ljus "bromsas upp" i alla medier med n>1.
Ljustransport genom ett medium är en kvantmekanisk effekt som man inte utan vidare kan föreställa sig med bilder från klassisk fysik.
För det första blir rekylen (E2/(2Mc2)) när synligt ljus växelverkar med ett medium enormt liten eftersom E är litet och M (mediets massa) mycket stor.
Formellt sett bevaras både rörelsemängd och energi i mediet eftersom det är våglängden och inte frekvensen som ändras. Med frekvensen konstant är både
energin E = hv och
rörelsemängden p = hv/c
konstanta, så det är inget problem.
I fråga [17060] beskrivs ett experiment där man i någon mening stoppat upp ljuset helt och hållet.
/Peter E 2015-01-23
Brytningsindex n definieras (fråga [17691]) som ljushastigheten dividerat med hastigheten i mediet: n=c/v, så ljus "bromsas upp" i alla medier med n>1.
Ljustransport genom ett medium är en kvantmekanisk effekt som man inte utan vidare kan föreställa sig med bilder från klassisk fysik.
För det första blir rekylen (E2/(2Mc2)) när synligt ljus växelverkar med ett medium enormt liten eftersom E är litet och M (mediets massa) mycket stor.
Formellt sett bevaras både rörelsemängd och energi i mediet eftersom det är våglängden och inte frekvensen som ändras. Med frekvensen konstant är både
energin E = hv och
rörelsemängden p = hv/c
konstanta, så det är inget problem.
I fråga [17060] beskrivs ett experiment där man i någon mening stoppat upp ljuset helt och hållet.
/Peter E 2015-01-23
Svänger E och B fälten i takt i elektromagnetisk strålning?
Gymnasium: Ljud-Ljus-Vågor - elektromagnetisk strålning, Maxwells ekvationer, relativitetsteorin, speciella [19723]
Fråga:
Hej!
Jag läser just nu om elektromagnetiska svängningskretsar och hur radiovågor alstras, men det finns något jag inte riktigt förstår. Om man utgår från förklaringen med svängningskretsen där energi växlar mellan att vara elektrisk mellan kondensationsplattorna och magnetisk i spolen, kommer man fram till att det magnetiska fältet är minimalt när det elektriska fältet är maximalt och vice versa. Men när vi talar om elektromagnetiska vågor är inte fälten förskjutna relativt varandra med pi/2 rad, de är ju i fas!Jag har försökt googla runt och stötte på begreppen induktionsfält och strålningsfält, men ingen riktig ingående förklaring på vad dessa är och hur de gör att fälten hamnar i fas, så jag hade varit tacksam om jag hade fått en här!
Mvh, Rose
/Rose G, Katedralskolan, Växjö 2015-03-14
Hej!
Jag läser just nu om elektromagnetiska svängningskretsar och hur radiovågor alstras, men det finns något jag inte riktigt förstår. Om man utgår från förklaringen med svängningskretsen där energi växlar mellan att vara elektrisk mellan kondensationsplattorna och magnetisk i spolen, kommer man fram till att det magnetiska fältet är minimalt när det elektriska fältet är maximalt och vice versa. Men när vi talar om elektromagnetiska vågor är inte fälten förskjutna relativt varandra med pi/2 rad, de är ju i fas!Jag har försökt googla runt och stötte på begreppen induktionsfält och strålningsfält, men ingen riktig ingående förklaring på vad dessa är och hur de gör att fälten hamnar i fas, så jag hade varit tacksam om jag hade fått en här!
Mvh, Rose
/Rose G, Katedralskolan, Växjö 2015-03-14
Svar:
Engelska Wikipedia säger följande omelektromagnetisk strålning :
Maxwells ekvationer ger en vågekvation där amplituden på stort avstånd från källan (se nedanstående figur) avtar som 1/r. Detta är ditt strålningsfält. Fälten ser ut som i figuren i fråga [15035]. Man ser att E och B svänger i takt.
Nära källan är fälten mycket mer komplicerade eftersom vi har både laddningar och magnetism. Dessa (induktionsfältet) avtar emellertid hastigare än 1/r och försvinner på stort avstånd. Det är alltså bara strålningsfältet, som avtar som 1/r, som överlever på stort avstånd.
Det är alltså amplituden på fälten som avtar som 1/r. Energitransporten ges emellertid av Poyntings vektor (Poynting_vectorPlane_waves ):
P = konstExB = konstE2/c,
och avtar, som sig bör, som 1/r2.
Se ävenElectromagnetic_radiationNear_and_far_fields , Electromagnetic_radiationDerivation_from_electromagnetic_theory och fråga [2867].
Hoppas det blev lite klarare, Rose, men detta är inte helt lätt. Bra föreläsningar om Maxwells ekvationer och elektromagnetisk strålning av professor Shankar (Yale) finns under länk 1 och 2. Mot slutet av föreläsning 2 visar föreläsaren hur den magnetiska kraften uppkommer som en relativistisk effekt på laddningar som rör sig. Det var detta som fick Einstein att utveckla sin speciella relativitetsteori.
Engelska Wikipedia säger följande om
Electromagnetic radiation (EMR) is a form of radiant energy released by certain electromagnetic processes. Visible light is one type of electromagnetic radiation, other familiar forms are invisible electromagnetic radiations such as X-rays and radio waves.
Classically, EMR consists of electromagnetic waves, which are synchronized oscillations of electric and magnetic fields that propagate at the speed of light. The oscillations of the two fields are perpendicular to each other and perpendicular to the direction of energy and wave propagation, forming a transverse wave. Electromagnetic waves can be characterized by either the frequency or wavelength of their oscillations to form the electromagnetic spectrum. (Electromagnetic_radiation )
Maxwells ekvationer ger en vågekvation där amplituden på stort avstånd från källan (se nedanstående figur) avtar som 1/r. Detta är ditt strålningsfält. Fälten ser ut som i figuren i fråga [15035]. Man ser att E och B svänger i takt.
Nära källan är fälten mycket mer komplicerade eftersom vi har både laddningar och magnetism. Dessa (induktionsfältet) avtar emellertid hastigare än 1/r och försvinner på stort avstånd. Det är alltså bara strålningsfältet, som avtar som 1/r, som överlever på stort avstånd.
Det är alltså amplituden på fälten som avtar som 1/r. Energitransporten ges emellertid av Poyntings vektor (
P = konstExB = konstE2/c,
och avtar, som sig bör, som 1/r2.
Se även
Hoppas det blev lite klarare, Rose, men detta är inte helt lätt. Bra föreläsningar om Maxwells ekvationer och elektromagnetisk strålning av professor Shankar (Yale) finns under länk 1 och 2. Mot slutet av föreläsning 2 visar föreläsaren hur den magnetiska kraften uppkommer som en relativistisk effekt på laddningar som rör sig. Det var detta som fick Einstein att utveckla sin speciella relativitetsteori.
Anormal dispersion
Fråga:
Hej!
I en tidningsartikel nämns att "radioblixtar" (från andra galaxer?) är ett fenomen som är oförklarat och att "När radiopulsen når jorden har signalen i viss mån spridits ut och de kortaste radiovågorna anländer först." Formuleringen tycks visa att hastigheten hos vågen är större för kortare vågor(högre frekvens). Är det så i verkligheten? (Text i SvD 1/11 - 15)
/Thomas Ã, Knivsta 2015-11-03
Hej!
I en tidningsartikel nämns att "radioblixtar" (från andra galaxer?) är ett fenomen som är oförklarat och att "När radiopulsen når jorden har signalen i viss mån spridits ut och de kortaste radiovågorna anländer först." Formuleringen tycks visa att hastigheten hos vågen är större för kortare vågor(högre frekvens). Är det så i verkligheten? (Text i SvD 1/11 - 15)
/Thomas Ã, Knivsta 2015-11-03
Svar:
Ja, det är korrekt. Pressreleasen finns i länk 1. Här är originalartikeln:
http://mnras.oxfordjournals.org/content/447/1/246
Som du antyder är dispersionen normalt så att korta våglängder bromsas mer än långa våglängder - blått bryts mer är rött, se nedanstående figur ochDispersion_(optics)Material_dispersion_in_optics .
Radiovågor från t.ex. pulsarer bromsas av framför allt fria elektroner, men då påverkas längre våglängder mer än kortare (anormal dispersion), sePulsarProbes_of_the_interstellar_medium och Dispersion_(optics)Dispersion_in_pulsar_timing .
Genom att mäta ankomsttiden för olika våglängder kan man, med en modell för tätheten av fria elektroner, bestämma avståndet till objektet, se länk 2.
Ja, det är korrekt. Pressreleasen finns i länk 1. Här är originalartikeln:
http://mnras.oxfordjournals.org/content/447/1/246
Som du antyder är dispersionen normalt så att korta våglängder bromsas mer än långa våglängder - blått bryts mer är rött, se nedanstående figur och
Radiovågor från t.ex. pulsarer bromsas av framför allt fria elektroner, men då påverkas längre våglängder mer än kortare (anormal dispersion), se
Genom att mäta ankomsttiden för olika våglängder kan man, med en modell för tätheten av fria elektroner, bestämma avståndet till objektet, se länk 2.
Fritt fall och satellitbana.
Fråga:
Hej
Jag stötte på en fråga liknande denna, som jag blev mycket nyfiken på och nu undrar hur man kan beräkna:
Om en astronaut på rymdpromenad strax utanför en rymdstation som ligger i månens omloppsbana (realistiskt eller ej...) tappar ett verktyg som sakta börjar dras mot jorden, hur lång tid tar det innan verktyget når jordytan? Rymdstationen befinner sig på motsatt sida jorden jämfört med månen. Bortse från luftmotstånd och från gravitation från andra himlakroppar än jorden.
/Urban C, LTU, Luleå 2016-01-11
Hej
Jag stötte på en fråga liknande denna, som jag blev mycket nyfiken på och nu undrar hur man kan beräkna:
Om en astronaut på rymdpromenad strax utanför en rymdstation som ligger i månens omloppsbana (realistiskt eller ej...) tappar ett verktyg som sakta börjar dras mot jorden, hur lång tid tar det innan verktyget når jordytan? Rymdstationen befinner sig på motsatt sida jorden jämfört med månen. Bortse från luftmotstånd och från gravitation från andra himlakroppar än jorden.
/Urban C, LTU, Luleå 2016-01-11
Svar:
Var det en kuggfråga? Det tar väldigt lång tid. Verktyget kommer att fortsätta i nästan exakt samma omloppsbana som rymdstationen eftersom den relativa hastigheten är mycket låg.
Verktyget skulle bli en del av det rymdskrot, se Rymdskrot, som finns speciellt i låga banor runt jorden. Rymdskrotet är en fara för satelliter som går i en avvikande bana eftersom kollisionshastigheten då kan bli flera km/s.
Verktyget kommer antagligen att efter en lång tid kollidera med månen, eftersom det är osannolikt att månen och verktyget har exakt samma omloppstid.
Om man föreställer sig att verktyget kastas i bakåtriktningen så att banrörelsen upphörde så måste detta ske med hastigheten
2pR/P = 2p384106/(27.3360024) = 1023 m/s = 1.023 km/s.
Verktyget skulle då falla rakt ner på jorden. Hur lång tid skulle detta ta? Man kan räkna ut detta genom integration, men i artikelnFree-fall_time finns en härledning där man utnyttjar Keplers tredje lag, se fråga [12644].
Falltiden (till jordens centrum -- ännu ett orealistiskt antagande) blir då
tff = pR3/2/(2(2G(M+m))1/2) =
p(384106)3/2/(8(6.6710-11)(5.971024))1/2 =
419000 s = 419000/(360024) dygn = 4.8 dygn.
Vi har bortsett från verktygets massa m i förhållande till jordens massa M.
(Samma uttryck fås även från formeln iFree_fallInverse-square_law_gravitational_field )
Resultatet är rimligt med tanke på att det tog Apollo-kapslarna ungefär 3 dygn att färdas tillbaka till jorden från månen.
Astronomiska sifferuppgifter är från Planetary Fact Sheets.
/Peter E 2016-01-12
Var det en kuggfråga? Det tar väldigt lång tid. Verktyget kommer att fortsätta i nästan exakt samma omloppsbana som rymdstationen eftersom den relativa hastigheten är mycket låg.
Verktyget skulle bli en del av det rymdskrot, se Rymdskrot
, som finns speciellt i låga banor runt jorden. Rymdskrotet är en fara för satelliter som går i en avvikande bana eftersom kollisionshastigheten då kan bli flera km/s.Verktyget kommer antagligen att efter en lång tid kollidera med månen, eftersom det är osannolikt att månen och verktyget har exakt samma omloppstid.
Om man föreställer sig att verktyget kastas i bakåtriktningen så att banrörelsen upphörde så måste detta ske med hastigheten
2pR/P = 2p384106/(27.3360024) = 1023 m/s = 1.023 km/s.
Verktyget skulle då falla rakt ner på jorden. Hur lång tid skulle detta ta? Man kan räkna ut detta genom integration, men i artikeln
Falltiden (till jordens centrum -- ännu ett orealistiskt antagande) blir då
tff = pR3/2/(2(2G(M+m))1/2) =
p(384106)3/2/(8(6.6710-11)(5.971024))1/2 =
419000 s = 419000/(360024) dygn = 4.8 dygn.
Vi har bortsett från verktygets massa m i förhållande till jordens massa M.
(Samma uttryck fås även från formeln i
Resultatet är rimligt med tanke på att det tog Apollo-kapslarna ungefär 3 dygn att färdas tillbaka till jorden från månen.
Astronomiska sifferuppgifter är från Planetary Fact Sheets
./Peter E 2016-01-12
Akustisk levitation
Fråga:
Hej igen! Jag har en fråga som rör ännu en video. På YouTube heter den "three-dimensional mid-air acoustic manipulation" och är 2 min och 24s lång. Detta experiment kan göras i "2D" med sand på en vibrerande platta. Jag förstår då varför vissa mönster skapas. Jag förstår dock inte hur det funkar i 3D. Vilken kraft motverkar gravitationen så att föremålen inte faller? Som jag förstår det utsätts föremålen för samma kraft från alla håll. Tack på förhand och tack för tidigare svar!
/Eskil F, Mariaskolan, Malmö 2016-01-16
Hej igen! Jag har en fråga som rör ännu en video. På YouTube heter den "three-dimensional mid-air acoustic manipulation" och är 2 min och 24s lång. Detta experiment kan göras i "2D" med sand på en vibrerande platta. Jag förstår då varför vissa mönster skapas. Jag förstår dock inte hur det funkar i 3D. Vilken kraft motverkar gravitationen så att föremålen inte faller? Som jag förstår det utsätts föremålen för samma kraft från alla håll. Tack på förhand och tack för tidigare svar!
/Eskil F, Mariaskolan, Malmö 2016-01-16
Svar:
Föremålen fångas in i noderna som skapas när ljudvågorna interfererar. Det är alltså ljudtrycket som motverkar tyngdkraften. Man lyfter föremålen genom att höja ljudmönstret uppåt från bordsskivan.
Om våglängden l är av storleksordningen 1 cm, ljudhastigheten v så blir frekvensen
f = v/l = 340/0.01 = 34000 Hz.
Det är alltså frågan om ultraljud.
Här är en senare version där fenomenet förklaras lite bättre:
Länk 1 är en tekniskt artikel om hur akustisk levitation fungerar.
Länk 2 är en mer lättfattlig beskrivning. Ett par kommentarer:
Ljud i luft är en longitudinell vågrörelse av tryckvariationer även om det ofta tecknas som en transversell våg, se fråga [19553].
Akustisk levitation är inte lätt eftersom det krävs en ansenlig kraft för att få föremål att sväva. Man använder sig av mycket höga ljudfält (normalt av ultraljud så omkringstående inte får hörselskador) och får vad som kallas icke-linjära effekter, se fråga [12156].
/Peter E 2016-01-19
Föremålen fångas in i noderna som skapas när ljudvågorna interfererar. Det är alltså ljudtrycket som motverkar tyngdkraften. Man lyfter föremålen genom att höja ljudmönstret uppåt från bordsskivan.
Om våglängden l är av storleksordningen 1 cm, ljudhastigheten v så blir frekvensen
f = v/l = 340/0.01 = 34000 Hz.
Det är alltså frågan om ultraljud.
Här är en senare version där fenomenet förklaras lite bättre:
Länk 1 är en tekniskt artikel om hur akustisk levitation fungerar.
Länk 2 är en mer lättfattlig beskrivning. Ett par kommentarer:
Ljud i luft är en longitudinell vågrörelse av tryckvariationer även om det ofta tecknas som en transversell våg, se fråga [19553].
Akustisk levitation är inte lätt eftersom det krävs en ansenlig kraft för att få föremål att sväva. Man använder sig av mycket höga ljudfält (normalt av ultraljud så omkringstående inte får hörselskador) och får vad som kallas icke-linjära effekter, se fråga [12156].
/Peter E 2016-01-19
** Frågelådan är stängd för nya frågor tills vidare **
Länkar till externa sidor kan inte garanteras bibehålla informationen som fanns vid tillfället när frågan besvarades.
Länkar till externa sidor kan inte garanteras bibehålla informationen som fanns vid tillfället när frågan besvarades.
Denna sida frÃ¥n NRCF är licensierad under Creative Commons: Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar