Kapittel 9: Stråling fra sola og universet Flashcards
Hvordan oppstår nordlys?
Energien i sola blir laget dypt inne i kjernen av sola. Inne i kjernen er temperaturen over 14 millioner grader, og trykket er så enormt at hydrogenatomer presses sammen til helium-atomer. I denne kjerne-reaksjonen frigjøres det energi. Varmen strømmer utover kjernen av sola, til de ytre lagene hvor den setter i gang store strøm-virvler. Strømmene av elektrisk ladet gass lager magnetfelt på sola. Noen steder blir magnetfeltene ekstra kraftige. Her vil magnetfeltet hindre noe av lyset i å komme ut, og det dannes mørkere solflekker. De elektriske ladede gassene, som kalles plasma, drar magnetfeltene videre utover. Magnetfeltene strekkes og vris og så brister magnet-strikken. Flere milliarder tonn plasma slynges ut fra sola. Dette kalles en solstorm.
Når solstormen når jorda skjer det noe merkelig. Det er akkurat som den blir avbøyd av en usynlig støtpute: jordas magnetfelt. Magnetfeltene kobler seg sammen, og gassene i solstormen strømmer ned mot polene på dagsiden. Det er dag-nordlyset. Magnetfeltet strekkes videre bakover og kobles sammen. Magnet-strikken slipper, og gassen fra solstormen strømmer langs magnet-linjene, mot polene på nattsiden. Dette er natt-nordlyset.
Hva var Norges betydning i forskningen av nordlys?
At nordlyset er langt vanligere i Nord-Norge enn i Sør-Norge var lenge et mysterium. Men den norske forskeren Kristian Birkeland fant allerede i 1904 ut at nordlyset blant annet kommer av hendelser som foregår på sola – 150 millioner km fra jorda. Hypotesen var at sola sender ut ladde partikler som når fram til jordas atmosfære. I 1900 fikk Birkeland bygd et «kunstig verdensrom», som er en glasskasse der nesten all luft var pumpet ut. I midten av dette «verdensrommet» plasserte han en liten jordklode i midten, som han kalte terrellaen. En liten elektromagnet laget et magnetfelt omkring denne kula (jordmagnetfeltet). Fluorescerende maling på kula «atmosfæren». Fluorescerende stoffer lyser når de blir truffet av stråling. Elektroner med høy fart var «solvinden», det vil si ladde partikler fra sola.
Birkeland lyktes med dette nordlyseksperimentet, og på den måten var det allerede for over 100 år siden mulig å forklare nordlys omtrent slik vi gjør i dag: ladde partikler fra sola kommer inn mot jordas magnetfelt og får gasser i atmosfæren til å sende ut lys, nordlys.
Hva er drivhuseffekten?
Drivhus er et svært glasshus som man har planter i. Sola vil skinne gjennom taket, treffe bakken og den varme lufta blir fanget. Sola må treffe for å kunne gi varme. Når sola treffer jorda og bakken blir det avgitt varmestråling. Det kan vi se på asfalten for eksempel. Varmen vil holde seg på bakken. Naturlig drivhuseffekt bringer temperaturen opp fra -18 grader til 14 grader. Det utjevner temperaturforskjeller mellom natt og dag. Vi vil ha naturlig drivhuseffekt, men menneskelig drivhuseffekt pluss naturlig drivhuseffekt er negativt. Vi har en beskyttelse rundt jorda som danner filter mot farlig UV-stråling og farlig kosmisk stråling. Menneskeskapt drivhuseffekt forsterker den naturlige, som fører til økt global oppvarming. Menneskeskapt drivhuseffekt vil kunne ødelegge ozonlaget, som beskytter oss mot farlige strålinger.
Hva er den naturlige drivhuseffekten?
Drivhuseffekten er en naturlig prosess der noen gasser gjør en planets overflate varmere enn den ellers ville vært. Den forekommer på Jorden og andre planeter som har atmosfære. De såkalte drivhusgassene fanger opp (absorberer) varmestråling, og noe av denne varmen sendes ned mot overflaten. Det gir høyere temperatur i lufta og ved bakken enn det ellers ville vært. Klimagassene fører til en varmebalanse (energibalanse) på et høyere temperaturnivå.
Hva er den menneskeskapte drivhuseffekten?
Den menneskeskapte drivhuseffekten fører til global oppvarming. Økt mengde av klimagasser fører til mer utstråling av varme fra jorda jordkloden blir absorbert i atmosfæren. Varmestrålingen går tilbake til kloden, og temperaturen stiger. Dette blir kalt global oppvarming.
Hva er konsekvensene av drivhuseffekten i arktiske og lavtliggende områder?
Om det blir for mye av den menneskeskapte drivhuseffekten vil det føre til store konsekvenser. Gjennom forbrenning av store mengder olje, gass og kull kommer av at vi har økt utslippene av CO₂ til atmosfæren. På grunn av for mye av den menneskeskapte drivhuseffekten kan det derfor se ut som at gjennomsnittstemperaturen blir høyere enn 15°C. De fleste forskere mener denne temperaturendringen er menneskeskapt. Menneskene har utnyttet de fossile energikildene – olje, kull og gass for å skaffe energi i form av varme og elektrisitet, energi til transport og til å produsere varer. Dette er karbonkilder som har vært lagret langt nede i jordskorpen, og bruken av dem gir større utslipp av klimagasser som karbondioksid, metan og nitrogenoksider. På denne måten kan gjennomsnittstemperaturen på jorda stige enda mer, fordi mindre varme slipper ut.
Konsekvensene ved global oppvarming er:
- Økt smelting av is i arktiske områder.
- Havets nivå stiger (Enkelte klimaforskere mener hvis utslippene fortsetter å øke, kan det gjennomsnittlige havnivået stige med omtrent fem meter.)
Hva er ozonlaget, og hvilken nytte har vi av den?
I atmosfæren er det størst konsentrasjon av ozon mellom 10 og 25 km over bakken, og det er svært lite ozon lavere enn 10 km og høyere enn 30 km. Den delen av atmosfæren som inneholder mest ozon, kaller vi ozonlaget. Det danner et belte med en tykkelse på om lag 20 km.
Ozon er giftig, men det absorberer farlige stråler, og hindrer dem i å nå jorda. Ozonlaget er et skall som beskytter oss mot UV-strålinger.
Ozonlaget stopper ikke UV-A, stopper UV-B litt og stopper UV-C helt.
Hvordan fungerer dopplereffekten?
Strålingen kan fortelle oss hvordan kilden beveger seg. Lyden fra et kjøretøy som passerer deg, endrer toneleie akkurat idet det farer forbi. Dette er spesielt tydelig når kjøretøyet har sirener. Toneleiet er høyt når kjøretøyet nærmer seg. Når det så passerer, faller toneleiet og blir lavere enn om kjøretøyet hadde vært i ro i forhold til deg. Dette fenomenet kalles dopplereffekten. Det er oppkalt etter den østerrikske matematikeren Christian Doppler, som gjorde greie for det i 1842.
Frekvensen til lysbølgene avgjør hvilken farge lyset har. Hvis kildene beveger seg mot oss, blir bølgene klemt sammen, og bølgelengden blir kortere. Da blir lyset blåere.
Dersom kilden fjerner seg, skjer det motsatte – bølgene blir tynnet ut. Færre bølgetopper passerer per sekund, dermed synker frekvensen, og lyden blir dypere og lyset blir rødere. Vi sier at lyset er rødforskjøvet.
Denne metoden har blitt brukt av astronomer til å kartlegge bevegelsene til stjerner, planeter og galakser.
Hva er alfastråling?
En alfapartikkel består av to protoner og to nøytroner. Det tilsvarer kjernen i et heliumatom. Alfastråling er heliumkjerner som blir skutt ut fra atomkjerner med enorm hastighet. Denne prosessen fører til at man sitter igjen med en kjerne med to færre protoner, og to færre nøytroner. Et eksempel er Radium. En radiumkjerne har 88 protoner, og vår kjerne har 138 nøytroner. Denne kjernen er ikke stabil og vil helt plutselig kunne sende ut en alfapartikkel. Kjernen vi sitter igjen med har 86 protoner og 136 nøytroner, dette er en radonkjerne.
Hva er betastråling?
Betastråling er elektroner eller positroner. Et eksempel, er Cesium. Cesium har 55 protoner, og vår cesiumkjerne har 82 nøytroner. Dette er en ustabil kjerne som ved å sende ut et elektron i stor fart, en betapartikkel, endrer form. Det som skjer, er at et nøytron splittes til et elektron og et proton. Den totale ladningen er bevart, da elektroner er negativt og protonet positivt. Denne reaksjonen frigjør energi som gir elektronet sin høye hastighet. I kjernen øker antall protoner med en, mens antallet nøytroner minker tilsvarende. Da får vi grunnstoffet Barium.
Hva er gammastråling?
Gammastråling er elektromagnetisk stråling med en veldig energi. På grunn av sin høye energi er dette ioniserende stråling, i motsetning til synlig lys. Gammastråling sendes ofte ut fra kjerner som allerede har gjennomgått en annen radioaktiv utsendelse, fordi kjernen har overskuddsenergi etter forrige utsending. Som vi tidligere så, sendte den ustabile cesiumkjernen ut en betapartikkel, og endret form til grunnstoffet barium. Etter at Cesiumkjernen har sendt ut en betapartikkel, har ofte bariumkjernen for høy energi og vil sende ut et foton. Disse fotonene er det vi kaller gammastråling. Etter at kjernen har sendt ut fotonet, er den stabil. Utsending av gammastråling vil altså ikke endre grunnstoffet på samme måte som ved alfa- og betatsråling, men stabilisere det vi allerede har.
Hva er halveringstid når vi snakker om radioaktive stoffer?
Hvor lang tid et radioaktivt stoff bruker på å sende ut partikler slik at det blir halvert.
Hva er det vi bruker halveringstid til?
Vi kan aldersbestemme plante- og dyrerester ved hjelp av karbon 14-isotopen, som har en halveringstid på 5730 år.
Medisinsk bruk av radioaktivitet/stråling
Noen strålingstyper er så energirike at dersom de treffer kroppen vår i store nok doser eller over lang tid, kan vi få alvorlige og varige skader. Men energirik stråling kan også være til stor nytte. Med riktig strålingstype og dose har slik stråling for eksempel stor verdi i medisinsk behandling.
Bestråling av mat
I Norge er det bare tillatt å bruke stråling på krydder og krydderurter. Strålingen som brukes, er energirik gammastråling. Matvarene blir ikke selv radioaktive ved denne behandlingen, men holdbarheten øker. Forskerne er usikre på om gammastrålingen påvirker matvarene på annen måte.
