Ljus och ljud 1

Question 1

Vad är utbredningshastighet?

Answer 1

Utbredningshastigheten är den hastighet som vågen rör sig framåt med. Antag att vågen är en vattenvåg som rör sig åt höger. Tänk er att en ”gubbe” ställer sig på en vågtopp och surfar med vågen på toppen. Hastigheten ”gubben” rör sig med åt höger på vågtoppen är vågens utbredningshastighet. Utbredningshastighet anges i enheten m/s.

Question 1

Vad är utbredningshastigheten för ljud och ljus?

Answer 1

Utbredningshastigheten för ljud i luft är cirka 330 m/s och
Utbredningshastigheten för ljus i luft är 300 000 km/s.

Question 2

Vad är frekvens?

Answer 2

Frekvensen är det antal vågtoppar som passerar en stillastående person under 1 sekund (hur många toppar på en kurva som passerar eller kommer in och träffar örats trumhinna per sekund). Den mäts i Hz (Hertz). Gäller främst ljud.

Question 3

Vad hör människor för frekvens?

Answer 3

En människa hör mellan 20 Hz och 20 000 Hz. Observera att människor förlorar möjligheten att höra höga frekvenser med åldern

Question 4

Vad kallas frekvenser över 20 000 Hz? Vilka kan uppfatta det ljudet?

Answer 4

Ultraljud. Kan uppfattas av t.ex. hundar och fladdermöss.

Question 5

Vad kallas ljud under 20 Hz? Vilka kan det uppfattas av?

Answer 5

Infraljud. Kan uppfattas av tex elefanter och valar. Dessa frekvenser kan transporteras över långa sträckor. Även människor kan påverkas av infraljud trots att vi inte kan höra infraljud.

Question 6

Vad är våglängd?

Answer 6

Våglängden är avståndet mellan två vågtoppar (eller vågdalar). Gäller främst ljus.

Question 7

Vad är våglängden för synligt ljus?

Answer 7

0,38 (violett) -0,76 (rött) mikrometer eller 380-760 nanometer.

Question 8

Vad kallas ljus med våglängder kortare än 380 nm?

Answer 8

Ultraviolett ljus (UV-ljus). Många djur ser dessa våglängder. Exempel är fåglar.

Question 9

Vad kallas ljus med våglängder längre än 760 nm?

Answer 9

Infrarött ljus (IR-ljus). Till exempel ormar kan detektera IR-ljus. Det är IR-ljuset från solen som värmer oss en varm sommardag, inte luften.

Question 10

Vad är amplitud?

Answer 10

Amplituden är avståndet mellan vattenvågens mittläge och vågtoppen. För vattenvågen mäts Amplituden i meter. Stor amplitud = starkt ljus och högt ljud

Question 11

Vad finns det för två olika typer av vågor?

Answer 11

1. Transversell våg (ex. ljusvåg. Vågor som går upp och ned).
2. Longitudinell våg (ex. ljudvåg med pulser)

Question 12

Vad är en longitudinell våg?

Answer 12

En ljudvåg: När vi talar så rör sig vårt stämband fram och tillbaka. Detta skapar pulser i luften när ljudet lämnar vår mun. Dessa pulser träffar sedan en annan persons trumhinna som rör sig fram och tillbaka med samma frekvens. Stämbanden sätter luften i rörelse, vilket leder till att molekylerna i luften packas ihop (förtätningar) och dras isär (förtunningar). Detta är det vi kallar ljudvågor.

Question 13

Ljudhastigheten (utbredningshastigheten) skiljer sig i olika material. Vad beror det på?

Answer 13

Hastigheten beror på hur hårt kopplad en atom (molekyl) är med sin närmast liggande granne. Ju hårdare koppling är mellan atomerna desto högre är ljudhastigheten.

Question 14

Vad är ljudhastigheten (utbredningshastigheten) i luft, vatten och metall?

Answer 14

Ljudhastigheten i luft 330 m/s
Ljudhastigheten i vatten 1500 m/s
Ljudhastigheten i metaller 5000 m/s

Question 15

Hur kan man åskådliggöra att utbredningshastigheten varierar?

Answer 15

Metaller: Barnen står och håller varandra med sträckta händer. Pojken till vänster går ett steg till vänster. Man kan se att rörelsen fortplantar sig fort genom gruppen. (Snabbast)

Vatten: Barnen står nu inte med sträckta armar. Utan de håller varandra i händerna med svagt hängande armar. Om pojken till vänster nu tar ett steg till vänster tar det längre tid för rörelsen att fortplantas i gruppen.

Luft: Barnen släpper nu varandras händer och ökar avståndet till varandra med någon meter. Pojken till vänster går nu ett par steg åt höger och knuffar till flickan (i den blå klänningen) som sedan i sin tur går till höger och knuffar till pojken i den orangea tröjan och så vidare. (Långsammast)

Question 16

Vad är Dopplereffekten?

Answer 16

Frekvensen varierar från samma vågkälla, om man rör sig mot den eller bort från den. Om man rör sig mot ljudkällan hör man fler pulser = högre frekvens. Frekvensen var pulser (vågtoppar) per sekund.
Om man däremot rör sig bort från ljudkällan så hör man färre pulser = lägre frekvens. Om man kör åt motsatt håll med samma hastighet så blir frekvensen 0 Hz

Question 17

Vad är naturlig frekvens (NF)?

Answer 17

Varje föremål har minst en naturlig frekvens. En frekvens den gillar att svänga sig i, ljudvågorna, kommer alltid ha samma ljud/naturligt vibrerar. Den beror på hur föremålet är utformat. Instrument har flera. Naturlig frekvens: Varje glas med vatten har sin naturliga frekvens.

Question 18

Vad är påtvingad frekvens (PF)?

Answer 18

Är den frekvens som utifrån påverkar föremålet. Den frekvens vi tillför glaset då vi gnider ovansidan på glaset med vårt finger. Vid påtvingad frekvens får man inte trycka för hårt eller långsamt osv, för att hitta samma frekvens

Question 19

Vad är resonans?

Answer 19

Om den påtvingade frekvensen på föremålet är den samma som föremålets naturliga frekvens fås resonans (en förstärkning av ljudet). Får vi om vi lyckats gnida glaset på ett sådant vis så att den påtvingade frekvensen blir lika stor som glasets naturliga frekvens.