Svar:
Låt oss se hur en orgelpipa med längden L fungerar.
Eftersom pipan är stängd
i ena ändan och öppen i den andra, så är
den fundamentala (längsta)
våglängden l=4L,
eftersom vi måste ha en nod (ingen svängning) i
den slutna ändan och en antinod (maximal
svängning) i den öppna.

Det är viktigt att komma ihåg, att
våglängden bestäms av pipans
längd, och alltså är oberoende av vilken
gas man blåser med.
Ljudhastigheten är däremot olika
i olika gaser. Ljudhastigheten i helium är 2.6 gånger högre än luftens.

Ljudhastigheten är proportionell mot molekylernas medelhastighet, som
i sin tur är proportionell mot roten av absoluta temperaturen. En typisk
luftmolekyl (kväve) är 7 gånger tyngre än en heliummolekyl (28/4 = 7).
Vid en given temperatur är medelenergin för luftmolekylerna lika med
medelenergin hos heliummolekylerna. Ur det får vi att kvoten
mellan ljudhastigheterna blir:

(7)^1/2 = 2.6

För alla vågrörelser gäller sambandet
att utbredningshastigheten
är våglängdenfrekvensen, dvs
v=lf.
Frekvensen som örat uppfattar blir
alltså f=v/l=
v/4L. Eftersom ljudhastigheten i helium är
2.6 gånger så
hög som ljudhastigheten i luft, så kommer en
heliumfylld orgelpipa
att ha 2.6 gånger högre naturlig
frekvens än samma
pipa med luft. Människans talorgan fungerar ungefär som
en orgelpipa, och det är därför rösten ändras till
högre frekvenser när man andas in helium och pratar.

I fråga [15873] finns en demonstration av vad som händer om man i stället andas in en tung gas som svavelhexafluorid.
/PE/KS 2002-06-04

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:
Det beror på hur ögat är konstruerat. Synceller består av två typer: tappar som finns i tre varianter och kan se färger och stavar som inte ser färg men som är känsligare.

På natten fungerar bara stavarna eftersom tapparna kräver mer ljus. Du är därför färgblind på natten.

Svaret på din andra fråga är att det centralt på näthinnan finns mycket tappar och färre stavar. Detta för att ge bra färgseende. I utkanten av näthinnan finns många stavar, dvs mörkerseendet är bättre där.

Observera att stavarna är inaktiverade när belysningen är god. Det tar flera minuter i mörkret innan du ser bra. Detta kallas ögats mörkeradaption. Det finns andra intressanta egenskaper vad gäller synfunktionen hos människan, se förklaringen till Machs band i Mach bands.

Man kan fråga sig varför ögat av evolutionen utvecklats på detta sätt med stavar som är färgblinda. Det beror ganska säkert på att stavarna kan göras känsligare (är mer effektiva detektorer) eftersom de kan detektera allt infallande ljus medan tapparna bara detekterar ljus av en viss våglängd.
/Peter E 2003-10-22

Svar:
Intressant fråga eftersom din förklaring att det är luftmotståndet som bromsar är fel. Om det varit luftmotståndet så har du helt rätt: hastigheten hade inte ökat när du drar in benen. Du ser samma effekt när en konståkare gör en piruett, se bilden.

Förklaringen är att något som kallas rörelsemängdsmoment L - produkten av en kropps tröghetsmoment I och dess rotationshastighet w (vinkelhastighet) L=Iw - måste bevaras (Se Rörelsemängdsmoment) och (Angular_momentum).

Se snackset Rotera mera och fråga [9154].

/Peter E 2003-12-16

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

Svar:
Lisa! Det är Arkimedes förtjänst! Nåja, han förklarade det åtminstone. Nationalencyklopedin säger om Arkimedes princip: en lag i hydrostatiken som säger att en kropp som är helt eller delvis nedsänkt i en vätska påverkas av vätskan med en uppåtriktad kraft vilken till sitt belopp är lika med den undanträngda vätskans tyngd.

Det är medeldensiteten som är avgörande, inte densiteten av det material farkosten är gjord av. Föreställ dig en innerslang av gummi. Om den inte innehåller någon luft, så sjunker den i vattnet. Om du pumpar luft i slangen så väger den lika mycket (den väger i själva verket lite mer), men volymen ökar mycket. Densiteten är ju massa/volym, så densiteten minskar. När densiteten blir mindre än vattnets densitet så flyter slangen.

Det är samma sak med en båt. Även om båten är gjord av järn (som har hög densitet och sjunker), så finns det utrymmen i en båt som innehåller luft (t.ex. kaptenens hytt). Så länge vattnet hindras komma in i dessa utrymmena flyter båten. Om det däremot kommer in vatten, t.ex. genom att båten kantrar, så sjunker båten.

Se även frågorna [8194] och [15378].

/Peter E 2004-03-12

Svar:
Det är samma sak med digital TV. Om du tittar på SVT1 digitalt i ett rum och analogt i ett annat, så ligger det digitala ljudet efter.

Nej, de elektriska signalerna för analogt ljud går inte snabbare än de för digitalt ljud. Fördröjningen beror på att elektroniken som förvandlar de digitala signalerna till ljud du kan höra (analogt ljud, apparaten kallas en digital-till-analogomvandlare) tar lite tid för att utföra den uppgiften. Det analoga ljudet kan däremot (via en förstärkare som ger liten fördröjning) direkt driva högtalaren. Så även om signalerna gått samma sträcka hör du det analoga ljudet tidigare.

Sedan kan vägen signalerna går variera: det digitala kanske tar en omväg via en geostationär satellit. En sådan tar c:a 0.3 sekunder. Ytterligare en effekt som kan fördröja signalen är om de går igenom t.ex. en DVD-spelare. Det kan ta lite tid för elektroniken i denna att sända ut signalen igen.

Du kan ibland märka en annan irriterande effekt: att kommentatorn ligger lite före bilden och kommenterar det du ännu inte sett (t.ex. att bollen gick i mål). Detta beror på att bilden gått via en eller flera geostationära satelliter som befinner sig på ett avstånd av c:a en tiondel av månens avstånd. Kommentatorljudet går ofta via telefonledningar som går längs jordytan. Ljudet har alltså betydligt kortare väg och kommer alltså fram före bilden. Detta borde "synkas" innan den sammansatta signalen sänds ut, men detta slarvar man ofta med.
/Peter E 2004-11-30

Svar:
Hej Ted! En reflex fungerar så att den nästan oavsett varifrån ljuset kommer reflekterar det tillbaka i den riktning det kom. Det finns olika sätt att åstadkomma detta de vanligaste är en klotformig lins eller hörn gjorda av speglande material.

Linsen fungerar så att ljuset bryts till en punkt, reflekteras och går samma väg tillbaka. Det är så kattens lysande ögon uppkommer.

Hörnan (se snackset, länk 1) fungerar så att efter tre reflektioner går ljuset tillbaka i samma riktning det kom från. Bilden nedan visar principen något förenklat i två dimensioner.

Reflexer är alltså användbara om man använder en lampa som är nära ögat för att se när det är mörkt. En vanlig vit yta sprider det inkommande ljuset i alla riktningar, medan reflexen skickar allt ljus tillbaka till ljuskällan. Det är anledningen till att man ser reflexer så mycket bättre än även vita ytor.

Använd alltid reflex nör du är ute när det är mörkt! Tänk på att även om du ser en bil bra för att den har belysning, så om du inte har reflexer kanske bilföraren inte ser dig!

Se vidare Retroreflector.

/Peter E 2006-01-31

Svar:
Egentligen fysiologi, men vi försöker svara ändå: kroppen har en mycket avancerad temperaturreglering (termostat), se det relativt avancerade dokumentet under länk 1. Det viktigaste för att hålla kroppstemperaturen nere i en bastu är svettning, som genom vattnets höga ångbildningsvärme (fråga 11076) mycket effektivt för bort energi från kroppen.
/Peter E 2006-03-09

Svar:
Marianne! Friktionskraften är ett mycket komplicerat fenomen när man djupdyker i det, men standardmodellen är mycket enkel: friktionskraften f är proportionell mot normalkraften N:

f = mN

där proportionalitetskonstanten m kallas friktionskoefficient. Som du ser är det inget beroende av arean. Att det är så kan man intuitivt förstå eftersom om vi t.ex. dubblar arean så blir normalkraften per ytenhet hälften så stor, så resultatet blir oförändrat. Proportionaliteten mellan friktionskraften och normalkraften kan man förstå om man tänker på att den reella kontaktytan (utgörs av några atomer som sticker ut) är ganska liten. Om man ökar normalkraften så kommer atomerna att flytta sig lite, och fler atomer kommer i kontakt med varandra. Detta gör att friktionen ökar. Att den ökar linjärt kan enklast betraktas som ett experimentellt faktum.

Bilderna nedan (från Hyperphysics, länk 1) visar vilofriktion (statisk) och glidfriktion (kinetisk). Den förra är som du säger större. Anledningen är komplex och beror av materialet, men det har att göra med att knöligheter fastnar i varandra när klossen ligger still, medan denna effekt minskar om klossen rör sig.

I den nedre figuren visas friktionskraften f som funktion av den drivande kraften F. Klossen väger 10 kg, så normalkraften är hela tiden c:a 100 N. Till vänster (i origo) är friktionskoefficienten noll (ingen drivande kraft att motverka). Friktionskoefficienten ökar när man går åt höger tills den blir 0.5. Då övervinns friktionskraften och klossen börjar röra sig. Observera att så snart klossen sätts i rörelse så minskar friktionskoefficienten till (i det här exemplet) 0.4.

Se vidare länk 1 och friction för mer om friktion än du någonsin vill veta :-).

/Peter E 2006-10-31