Ljus och ljud 3 Flashcards
Vad behöver ljud för att röra sig framåt?
De flesta vågorna kräver något medium för att kunna röra sig. Ljud behöver molekyler (atomer) för att pulserna skall kunna röra sig framåt. Molekylerna i luften packas ihop (förtätningar) och dras isär (förtunningar)
Behöver ljus något medium för att röra sig framåt?
Synligt ljus kan passera vakuum (vakuum mellan solen och jorden). Det verkar som om ljus inte behöver något medium för att kunna röra sig framåt. I och med att de slingrar sig runt varandra behöver de inget medium för att sprida sig. Kan gå igenom vakuum.
Vad består en ljusvåg av för komponenter?
Vågen består av ett elektrisk fält och ett magnetiskt fält.
Vilka olika typer av elektromagnetisk strålning finns det och i vilken ordning kommer dem? Från längre våglängd till kortare.
- Radiovågor - först AM och sedan FM
- Mikrovågor
- Infraröd strålning (värme)
- Synligt ljus
- UV-strålning
- Röntgenstrålning
- Gammastrålning
Hur kan man alstra/producera elektromagnetiska vågor? Nämn alla.
Elektrisk ström i antenner: Radiovågor och mikrovågor
Temperaturstrålning: IR-, synligt- och UV-ljus
Elektroner som hoppar mellan sina elektronskal, bromsstrålning: IR-, synligt, UV- och röntgenljus
Instabila atomkärnor sönderfaller: Gammastrålning
Vilka två typer av radiovågor finns det? Berätta om dem.
Man skickar ut radiovågor till radioapparater, ljus, sen omvandlar radion det till hörbart ljud. AM är det man använde i början, dåliga signaler. A för amplitud och M för modellerad, information finns genom att amplituden ändras
FM är det vi har idag. F står för att frekvensen ändras lite och man från infon genom att frekvensen ändras lite
Hur lyckades Marconi genomföra radiosändningar mellan Europa och Amerika?
Problemet är att ljus (även radio) går rakt fram.
Jorden är rund så Marconis radiosändning kan aldrig skickas direkt mellan Europa och Amerika. Detta löste man genom att låta radiovågorna studsa mellan jordens jonosfär och marken. Jonosfären består som namnet antyder av joner. Den här metoden används av AM-bandet (kortvåg).
Varför hör vi t.ex. inte dansk radio i Östergötland?
FM används. FM-vågorna kommer från en mast i stället. Räckvidden beror på masthöjden, vanligtvis når vågorna 6 mil. Sen blir det ”radioskugga” och signalerna går inte fram.
Hur kan mikrovågor värma mat och vilka molekyler krävs?
- Molekyler som kan suga åt sig mikrovågsvågor måste vara dipoler. Då är vissa delar av molekylen positiva och andra delar är negativa. Vattenmolekylen är en dipol, där vätena svagt positiva och syret är svagt negativ.
- Mikrovågorna får vattenmolekyler att rotera. Mikrovågorna gör att vi har plus på ovansidan och minus på undersidan i mikrovågsugnen. Efter en bråkdel av en sekund ”svänger” det om och då är det minus på ovansidan och plus på undersidan.
- På vattenmolekylen är vätena är positiva och riktar sig mot mikrovågornas minus. Syret är negativt och riktar sig mot mikrovågornas plus. . Vattenmolekylen börjar då att rotera.
- När de roterar kan de ibland knuffa till andra molekyler som inte påverkats av mikrovågorna (fett, proteiner mm). Vid knuffen får dessa molekyler en ökad hastighet och deras temperatur ökar.
Frekvensen för mikrovågen i en mikrovågsugn avgör hur många gånger den här omsvängningen sker. För en mikrovågsugn är frekvensen 2,45 miljarder Hz.
Varför går det fort att koka vatten men långsamt att tina is i en mikrovågsugn?
I is så ”sitter” vattenmolekylerna fast i isens kristallstruktur och de har problem att rotera.
Varför får man inte stoppa in metall i en mikrovågsugn?
I metallen finns fria elektroner som rör sig enkelt. Elektronerna rör sig alltså fram och tillbaka i metallen. Att elektronerna rör sig fram och tillbaka i metallen bildar en ström och blir varmare. Vid den här rörelsen krockar elektronerna med atomerna i metallen. Atomerna i metallen rör sig mer och mer (temperaturen ökar i metallen). Tillsluter kan metallen bli så varm att den smälter.
Vad är temperaturstrålning och vad sänder en person, en spis, en glödlampa och en sol ut för strålning?
Alla föremål sänder ut elektromagnetisk strålning.
Vilken typ av elektromagnetisk strålning beror på föremålets temperatur.
En person med 25 grader sänder ut IR-ljus
En kvarglömd spisplatta på 600 grader sänder ut rött synligt ljus.
Tråden i en glödlampa håller en temperatur på 2500 C. Ni känner tydligt IR-strålningen när ni håller handen en bit ifrån lampan. Temperaturen är nu så pass hög att även blått ljus börjar sändas ut (dock inte så mycket).
Solen utstrålar IR-, synligt och UV-ljus. Vilka våglängder den sänder ut kan avgöra hur varm den är. Om en annan sol är ännu varmare kan den börja skicka ut röntgen osv.
Vad beror morötters orangea färg på?
Färgen uppkommer av att morötterna bestrålas av synligt ljus (från antingen lampor eller solen). När ljuset träffar morötterna absorberas det blå ljuset samt lite av det gröna ljuset (se figuren till höger) av ett ämne som finns i morötterna. Det skulle krävas en temperatur på lite drygt 1000* C för att de skall bli orangefärgade på grund av temperaturstrålningen.
Hur värms vatten upp av IR-ljus?
Frekvensen hos IR-vågorna är ungefär 10 000 gr högre än de var hos mikrovågorna. Detta gör att vattenmolekylerna inte hinner fullborda sin rotation. Man säger i stället att molekylen vibrerar. När vattenmolekylen vibrerar kan atomerna i vattenmolekylen knuffa till omgivande molekyler som då värms upp. Det är detta ni märker av när ni går ut en solig vårdag och känner hur solen värmer upp er
Förklara växthuseffektens steg med IR-ljus.
1. Solens temperatur är ungefär 5500*C. Solen sänder ut IR-, synligt- och UV-ljus.
2. Ljuset från solen träffar jorden (även om en del IR ljus fastnar i vår atmosfär).
3. Jorden värms upp till ungefär 25* C. Vid den temperaturen sänds bara IR ljus ut från jordytan.
4. IR ljuset som sänds ut från jorden absorberas av växthusgaserna i vår atmosfär (koldioxid, metan, vatten) då de är dipoler. Temperaturen höjs sedan på jorden.
5. Alla dessa gaser finns naturligt i vår atmosfär. Detta gör att vi även under normala förhållanden har en växthuseffekt på jorden. Jordens normala växthuseffekt är ungefär 30*C.
6. Genom förbränning av fossila bränslen har vi ökat mängden koldioxid i vår atmosfär. Den ökade mängden koldioxid absorberar IR-ljuset och kommer vibrera. Kolidioxiden skickar sedan ut ljuset, men kan gå åt fel håll, gör det svårare för IR-ljuset har svårare att ta sig ut eftersom det är mer koldioxid som absorberar. Detta har höjt jordens temperatur.*
