Vill du ha ett snabbt svar - sök i databasen:

| Senaste Veckans fråga | Alla Veckans frågor | ämnen |

8 frågor / svar hittades

Gymnasium: Ljud-Ljus-Vågor - interferens [965]
Fråga:
Ett experiment från gymnasiet som jag kommer ihåg var
interferens i tunna skikt. Vi fick se det randiga mönster
som uppkommer på två glasskivor som ligger på varandra.
Ränderna uppkommer ju eftersom det är olika långt mellan
glasskivorna på olika ställen, men tänk om det inte var
det. Tänk om det var exakt rätt avstånd över allt för att
ljus av en viss våglängd skulle släckas ut. Då skulle ljus
av den våglängden som träffade glaset försvinna, eller?
/Björn  S,  Sjödalsgymnasiet,  Huddinge 1998-02-09
Svar:
Med interferens menas att överlagring (superposition) av två eller flera vågor inte ger en summa av intensiteterna. Istället kan vågor både förstärka eller släcka ut varandra eller ge svävningar. När denna överlagring sker i vissa punkter i rummet och vid vissa tider skapas ett nytt vågmönster.

Ljuset (energin) kan aldrig försvinna genom interferens. Vad som
sker är att man får en omfördelning av strålningen, dvs de fotoner (ljuspartiklar) som saknas i de mörka har i stället reflekterats
och gått ut åt andra hållet. Så någonstans måste de ta vägen, såvida de inte
absorberas av något material, men det är en annan historia.

Se nedanstående bild från Wikimedia Commons av interferens från två punktkällor. Se vidare Interference_(wave_propagation).

Question Image

/Peter Ekström 2002-10-18


Varför skimrar plastfodralen till kassettband i olika färger?

Fråga:
Varför skimrar plastfodralen till kassettband i reflekterat ljus?
/erik  w,  östersund 1998-05-04
Svar:
Du ser denna effekt så snart du har att göra med tunna genomskinliga skikt, som t.ex. plastfodral, såpbubblor eller ett tunnt lager bensin på vattnet.



Det beror på att en del av ljuset går igenom det tunna skiktet
och reflekteras, medan en del reflekteras redan i den första
ytan. Detta två ljusstrålar interfererar med varandra så att vissa färger förstärks och vissa släcks ut beroende på om vägskillnaden är ett jämnt antal våglängder eller ej. Eftersom skiktets tjocklek ofta varierar i olika punkter, så ser du ett färgat mönster.



Vad händer då med fotonerna (ljuspartiklarna) som släcks ut? Försvinner de bara? I så fall skulle lagen om energins bevarande inte vara uppfylld!



Ingen fara! Ljuset (energin) kan aldrig försvinna genom interferens. Vad som sker är att man får en omfördelning av strålningen, dvs de fotoner som saknas i de mörka områdena har i stället gått ut i en annan riktning. Antalet fotoner (energin) är alltså konstant, medan fördelningen i olika riktningar ändras genom interferensen.



Vissa fjärilar åstadkommer ett nästan självlysande intryck med hjälp av fjäll av exakt anpassad tjocklek, se länk 1:

Question Image

Länkar: http://animals.howstuffworks.com/insects/butterfly-colors.htm
/Peter Ekström 2002-10-10


Grundskola_7-9: Ljud-Ljus-Vågor - diffraktion, interferens [2583]
Fråga:
Jag har fått ett hemprov i fysik, så jag behöver svaret så fort som möjligt. (helst innan tisdag 2/2-99)
Hur kan man bevisa att ljus är en vågrörelse??
/Viktoria  R,  Forssaklackskolan,  Borlänge 1999-01-30
Svar:
Det här behöver du:


1 En liten, koncentrerad ljuskälla, till exempel en bar ficklamps-lampa
(utan reflektor).


2 Ett papper


3 Två knappnålar


Tänd lampan och gå några meter bort. Gör ett litet hål i pappret. Tryck inte
igenom hela knappnålen, använd bara spetsen. Hålet ska vara litet. Titta
på lampan genom hålet. Man ser en diffus ljusfläck i mitten med en ring
runt om. Ringen är röd i ytterkanten. Detta fenomenet kallas diffraktion,
eller ljusböjning, och kan bara förklaras om ljuset är en vågrörelse.
Rött ljus har längst våglängd. Därför böjs det ut mest.


Gör två hål i pappret nära varandra, ungefär en halv mm.
Titta på lampan. Nu har den diffusa fläcken fått mörka band. Vrider
man pappret, vrider sig banden också. Detta fenomen uppkommer genom
att ljusvågor från de båda hålen samverkar med varandra. Det kallas
interferens. Man kan faktiskt uppskatta ljusets våglängd med detta enkla
experiment. Om vinkeln mellan banden är en tiondels grad (=1/600 radian),
och avståndet mellan hålen är 0.3 mm, blir våglängden 0.3/600 = 0.0005 mm,
vilket stämmer bra.


Be dina kamrater ta med knappnålar och be din lärare greja lampan,
så kan hela klassen göra det!


Lite bättre blir det om man använder aluminiumfolie i stället för papper.
Hålen blir rundare.

Diffraktion förklaras med ett fenomen som heter interferens: om två ljusstrålar svänger i takt får man en förstärkning av ljuset, om de svänger i otakt får man en försvagning.

Fler frågor/svar om interferens och elektromagnetisk strålning.
/KS 1999-02-04



Kan man släcka ut ljud med "motljud"?

Grundskola_4-6: Ljud-Ljus-Vågor - interferens, ljud [4532]
Fråga:
Skulle man, rent teoretiskt, kunna förinta ett ljud med ett exakt
likadant ljud från andra hållet?
/Erik  J,  Sandeklev,  Göteborg 2000-02-08
Svar:
Jo, man kan i princip tänka sig att ta bort ljud med motljud, men det är inte helt lätt. Ett ställe där man faktiskt försöker ta bort buller är i flygplan (fast i allmänhet bara i förstaklass-kabinen). Här kan man sätta på sig ett par hörlurar som på utsidan har små mikrofoner som registrerar vilket buller som finns på just den plats där du sitter. Detta ljud skickas till en apparat som skapar precis det "motljud" som behövs för att släcka ut bullret. (Man kan också säga att apparaten "vänder uppochner" på ljudsignalen.) Motljudet sänds sedan ut i dina hörlurar och det blir så gott som helt tyst. På fackspråk kallas fenomenet för "aktiv bullerreduktion". Se vidare Active_noise_control.
/KS/EN 2002-10-15


Fråga:
Numera anvädns s k reflexfria glasögon
Hur fungerar de?
Släpper de igenom UV ljus och i så fall vilken typ dvs A, B ,C?

I vissa fall anses även blått ljus skadligt
för ögonen. Finns det några glasögon som filtrerar bort blått ljus och
samtidigt allt UV-ljus.
/Hilma  A,  2001-03-16
Svar:
Antireflexbehandling av glas innebär att man belägger glaset med ett tunt
skikt av ett antireflexmaterial med annorlunda brytningsindex. Ljuset kommer då att
reflekteras dels i gränsskiktet glas-antireflexmaterial, dels i gränsskiktet
antireflexmaterial-luft. Om då vägskillnaden är en halv våglängd,
kommer de båda reflekterade strålarna släcka ut varandra genom destruktiv
interferens. För att detta ska uppfyllas helt, ställs vissa krav på
brytningsindexen. Observera att antireflexbehandlingen bara funkar
till 100% för
en viss våglängd. Man väljer då en våglängd där ögat har högst känslighet,
alltså gulgrönt ljus. Därför reflekterar antireflexbehandlad optik
ljus av andra
våglängder. Vanligtvis verkar den vara blåaktig.

Om en del av den reflekterade strålningen "interfereras bort" var tar den då vägen? Strålningsenergi kan inte bara försvinna. Svaret är att den transmitteras. Man får alltså genom interferens en lite större andel av ljuset att ta den önskvärda vägen genom linsen.

Se vidare AntireflexbehandlingTunnfilmsantireflexbehandling.

Antireflexbehadlingen har knappast något inflytande på glasets egenskaper när det gäller ultraviolett ljus.
/KS/lpe 2001-03-16


Fråga:

1. Om två högtalare på var sin sida om en scen sänder ut identiskt
rena toner hör man tonen klart och tydligt om du står mitt i mellan högtalarna.
Varför minskar ljudets intensitet om man flyttar sig åt sidan?



2. En människa kan inte höra ljud med frekvensen 100 kHz eller 102 kHz.
Men om man går in i ett rum med två ljudkällor som sänder ut 100 kHz
respektive 102 kHz hörs ljud. Varför?
/Stefan  O,  Motala 2001-05-10

Svar:
1. När du står mitt emellan högtalarna är avståndet lika till de båda
högtalarna. Då kommer de båda ljudvågorna att ligga i fas, svängningarna
förstärker varandra. När du flyttar dig åt sidan, blir fasöverensstämmelsen
sämre, ljudet blir svagare. När du förflyttar dig till en punkt där
vägskillnaden till högtalarna är en halv våglängd, skulle under ideala
förhållanden ljudet vara helt utsläckt. För detta fordras ett ekofritt rum.
Förflyttar du dig ännu längre, förstärks ljudet igen för att sedan ytterligare
avta. Fenomenet kallas interferens. Om n är ett heltal gäller att om
vägskillnaden är n våglängder får vi förstärkning, om den är n + 1/2
våglängder får vi försvagning.

2. Om man blandar ljud med dessa frekvenser, uppstår två nya frekvenser,
202 kHz och 2 kHz, alltså summan av och skillnaden mellan frekvenserna. Det går att
visa rent matematiskt. 2 kHz hörs ju. Fenomenet utnyttjas vid amplitudmodulering
inom radiotekniken. Också pianostämmaren använder sig av fenomenet. Se bilden nedan från länk 1.

Question Image

Länkar: http://www.kettering.edu/~drussell/Demos/superposition/superposition.html
/KS/lpe 2001-05-11


Fråga:
Hej, jag undrar hur det kommer sig att oljeskikt och CD-skivor
skimrar i olika färger?
/Hanna  N,  2002-03-07
Svar:
I båda fallen rör det sig om interferens,
det vill säga att olika ljusstrålar påverkar varandra.

1. Oljeskikt. Här får vi reflektion av ljuset dels i oljeytan,
dels i gränsskiktet mellan olja och vatten. Är vägskillnaden mellan de
reflekterade ljusstrålarna ett helt antal (n) våglängder, kommer det ljuset
att förstärkas. Är vägskillnaden n + ½, kommer ljuset att försvagas.
Ljus av olika färger har ju olika våglängder. Oljeskiktet är ju vanligen
inte jämntjockt. Därför kommer olika färger att förstärkas i olika delar
av fläcken. Det är så färgerna uppstår. Detta funkar bara om oljan är tunn.
Såpbubblors färg förklaras på samma sätt.

2. CD-skivan funkar som ett optiskt gitter. De tunna linjerna är på ungefär
en ljusvåglängds avstånd. De
reflekterar ljuset, och i de vinklar där vägskillnaden är ett jämnt antal våglängder, får man förstärkning. Eftersom ljus av olika färger har olika våglängd kommer olika delar av skivan ge förstärkning av olika färger och man får var man kallar ett spektrum av alla regnbågens färger.
/KS/lpe 2002-03-08


Akustisk levitation

Grundskola_7-9: Ljud-Ljus-Vågor - interferens, ljud, ultraljud [20060]
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
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].
Länkar: https://www.dropbox.com/s/bzzdh4pj6a0p152/PixieDust_techpaper_cameraready.pdf  |  http://science.howstuffworks.com/acoustic-levitation.htm
/Peter E 2016-01-19


| Senaste Veckans fråga | Alla Veckans frågor | ämnen |

** Frågelådan är stängd för nya frågor tills vidare **
Länkar till externa sidor kan inte garanteras bibehålla informationen som fanns vid tillfället när frågan besvarades.

Creative Commons License

Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons: Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar