Just nu har frågelådan sommaruppehåll och svarar inte på nya frågor. Du kan ändå söka bland alla gamla svar. Vi önskar dig en fin sommar och hälsar dig välkommen tillbaka i augusti!
Vill du ha ett snabbt svar - sök i databasen
Nyckelord: lins
5 träffar
Fråga:
Läste i Illustrerad vetenskap nr 5-98 om ett rymdteleskop med solen som lins. Hur ser formeln ut?
/björn w, Karlbergsgymnasiet, Åmål 1998-05-19
Läste i Illustrerad vetenskap nr 5-98 om ett rymdteleskop med solen som lins. Hur ser formeln ut?
/björn w, Karlbergsgymnasiet, Åmål 1998-05-19
Svar:
Tanken är att utnyttja solen som gravitationslins. Ljuset påverkas av gravitationen (tyngdkraften) så att det böjs av. En ljusstråle som passerar
nära solranden böjs av 1.74 bågsekunder (1 bågsekund = 1/3600 grad) enligt Einsteins allmäna relativitetsteori. (Den teorin beskriver egentligen rummet
som krökt och att ljuset går rakt i detta rum.) Parallella strålar som passerar nära
solranden kommer då att brytas samman till en "brännpunkt" som ligger ganska
långt bort, 550 AE (1 AE = jordbanans radie = 150 miljoner km). Härifrån skulle
man se himlakroppar bakom solen förstorade. Förstoringen blir inte särskilt
stor, och svårigheterna att genomföra det är oerhörda. Artikeln ger en helt
orealistisk bild av vad som kan åstadkommas.
Tanken är att utnyttja solen som gravitationslins. Ljuset påverkas av gravitationen (tyngdkraften) så att det böjs av. En ljusstråle som passerar
nära solranden böjs av 1.74 bågsekunder (1 bågsekund = 1/3600 grad) enligt Einsteins allmäna relativitetsteori. (Den teorin beskriver egentligen rummet
som krökt och att ljuset går rakt i detta rum.) Parallella strålar som passerar nära
solranden kommer då att brytas samman till en "brännpunkt" som ligger ganska
långt bort, 550 AE (1 AE = jordbanans radie = 150 miljoner km). Härifrån skulle
man se himlakroppar bakom solen förstorade. Förstoringen blir inte särskilt
stor, och svårigheterna att genomföra det är oerhörda. Artikeln ger en helt
orealistisk bild av vad som kan åstadkommas.
Gravtationslinser är i alla fall i praktiken påvisade, och när det gäller
stora massor, som galaxhopar kan fenomenet vara påtagligt. Hubble-teleskopet
har tagit flera bilder där man ser bakomliggande galaxer förstorade och förvrängda av galaxhopens gravitation. Med hjälp av dessa bilder kan man "väga"
hopen och beräkna hur materien är fördelad. I ett fall ser man samma galax avbildad på 5 olika ställen. Du kan titta på den
på länk 1 och bilden nedan. Läs gärna den beskrivande texten.
Räkna ut solens "brännvidd" som gravitationslins. Solradien är 0.7 miljoner km. Övriga uppgifter du behöver finns i detta svar.
Svar: 480 AE. I artikeln anges 550 AE. Man har kanske räknat ut det på ett lite annorlunda sätt. Ska man göra det riktigt, ska man ta med
ljus som passerar lite längre från solen, och inte bara strålarna som går precis vid solranden.
Varför ser vi saker i speglar och linser?
Fråga:
Varför ser vi saker i speglar och linser?
/Elisabet Ã, skarpäng, täby 2004-01-21
Varför ser vi saker i speglar och linser?
/Elisabet Ã, skarpäng, täby 2004-01-21
Svar:
Jag tolkar frågan så, att du vill veta hur det kommer sig att ljus som träffar en spegel reflekteras eller ljus som går igenom en lins kan t.ex. fokuseras eller böjas av?
Ljus kan beskrivas som en elektromagnetisk vågrörelse. När en sådan ljusvåg kommer in mot en yta av något material kan olika saker hända: den kan reflekteras, absorberas eller böjas av...
Vad som sker beror bl.a. på ytans beskaffenhet (slät eller skrovlig), ljusets färg och infallsvinkel, och förhållandet mellan brytningsindex hos linsen och omgivningen (oftast luft). Ett materials brytningsindex talar om hur snabbt ljuset kan ta sig fram i materialet, och har att göra med materialets inre struktur och sammansättning. Luft har brytningsindex 1.0, medan vatten har ca 1.3 och glas 1.5-1.6.
Linser består oftast av glas eller plast som formats på ett speciellt sätt så att de får "runda" ytor. T.ex. kan de vara konvexa eller konkava - formade som utsidan eller insidan på en kupad hand. Formen har stor betydelse för vinkeln mellan först det inkommande ljuset och ytan, och sedan för den vinkel gentemot ytan på linsens baksida där ljuset kommer ut.
Se vidare länken nedan.
Vanliga speglar fungerar på ett litet annorlunda sätt. De består oftast av en klar glasskiva med ett tunt metallskikt på baksidan. Glaset är till för att skydda metallytan - det är den som är den egentliga spegeln. Metallen innehåller "fria" elektroner (som inte är bundna till någon speciell metallatom), och när ljusvågorna växelverkar med elektronerna i metallytan blir effekten att nästan inget ljus kan tränga in i metallen - det reflekteras istället. Om spegelytan är plan ser man en tydlig spegelbild, men om ytan är skrovlig eller ojämn kastas det reflekterade ljuset ut i olika riktningar vilket gör spegelbilden otydlig.
För att beräkna vad som händer med speglar och linser använder man sig avstråloptik . Man följer då den väg ett litet antal strålar tar, och man kan på så sätt få fram hur bilden ser ut. Se vidare PowerPoint presentationen Stråloptik
från Malmö högskola. Bilden nedan visar vad som händer med en positiv lins.
Jag tolkar frågan så, att du vill veta hur det kommer sig att ljus som träffar en spegel reflekteras eller ljus som går igenom en lins kan t.ex. fokuseras eller böjas av?
Ljus kan beskrivas som en elektromagnetisk vågrörelse. När en sådan ljusvåg kommer in mot en yta av något material kan olika saker hända: den kan reflekteras, absorberas eller böjas av...
Vad som sker beror bl.a. på ytans beskaffenhet (slät eller skrovlig), ljusets färg och infallsvinkel, och förhållandet mellan brytningsindex hos linsen och omgivningen (oftast luft). Ett materials brytningsindex talar om hur snabbt ljuset kan ta sig fram i materialet, och har att göra med materialets inre struktur och sammansättning. Luft har brytningsindex 1.0, medan vatten har ca 1.3 och glas 1.5-1.6.
Linser består oftast av glas eller plast som formats på ett speciellt sätt så att de får "runda" ytor. T.ex. kan de vara konvexa eller konkava - formade som utsidan eller insidan på en kupad hand. Formen har stor betydelse för vinkeln mellan först det inkommande ljuset och ytan, och sedan för den vinkel gentemot ytan på linsens baksida där ljuset kommer ut.
Se vidare länken nedan.
Vanliga speglar fungerar på ett litet annorlunda sätt. De består oftast av en klar glasskiva med ett tunt metallskikt på baksidan. Glaset är till för att skydda metallytan - det är den som är den egentliga spegeln. Metallen innehåller "fria" elektroner (som inte är bundna till någon speciell metallatom), och när ljusvågorna växelverkar med elektronerna i metallytan blir effekten att nästan inget ljus kan tränga in i metallen - det reflekteras istället. Om spegelytan är plan ser man en tydlig spegelbild, men om ytan är skrovlig eller ojämn kastas det reflekterade ljuset ut i olika riktningar vilket gör spegelbilden otydlig.
För att beräkna vad som händer med speglar och linser använder man sig av
från Malmö högskola. Bilden nedan visar vad som händer med en positiv lins.
Planet som liknar Jorden?
Fråga:
Aftonbladet berättade för ett par dagar sedan om en 'Planet som liknar Jorden'. Kan ni berätta lite mer om upptäckten?
/Sven P, 2006-01-30
Aftonbladet berättade för ett par dagar sedan om en 'Planet som liknar Jorden'. Kan ni berätta lite mer om upptäckten?
/Sven P, 2006-01-30
Svar:
Artikeln i Aftonbladet, länk 1, säger inte så mycket så vi får gå till lite mer professionella (åtminstone när det gäller vetenskap) källor: Icy exoplanet brings astronomers closer to home (physorg.com) och orginalartikeln i Nature, länk 2 (tyvärr endast tillgänglig för prenumeranter).
En exoplanet är en planet som cirklar kring en annan stjärna än solen. Man har för närvarande (30 januari 2006) upptäckt 159 exoplaneter, de flesta med spektroskopiska metoder.
Planeten upptäcktes med vad som kallas engravitationslins . Det går så till att man i ett stort nätverk av flera observatorier (The Optical Gravitational Lensing Experiment (OGLE)) kontinuerligt fotograferar ett rikt stjärnfält. Bilderna analyseras automatiskt, och om man upptäcker att en stjärnas ljusstyrka ändras (man filtrerar bort variabla stjärnor vars verkliga ljusstyrka ändras), så ger man en varning till nätverket.
Gravitationslins
Anledningen till ändringen i ljusstyrka kan vara att en annan svag och normalt osynlig stjärna (i bilden ovan markerad med termen MACHO) passerat precis mellan oss och den avlägsna stjärnan. Ljuset från den senare kommer då att förstärkas (precis som av en vanlig lins) eftersom gravitationen från den mellanliggande stjärnan fokuserar ljuset. Man får en mycket karakteristik ljuskurva, se bilden nedan.
Signal i blått och rött
Kurvan har dels en karakteristisk form och dels påverkas alla färger exakt lika så att förhållandet (nedersta delen) är inom osäkerheten lika med 1.
Man har upptäckt massor av gravitationslinsande stjärnor, men det intressanta med det aktuella fallet (se bilden nedan) är den lilla extratoppen som finns på högersidan av huvudtoppen. Denna extratopp tolkar man som en planet som rör sig kring den mellanliggande stjärnan.
OGLE-2005-BLG-390Lb
Planeten med det inspirerande namnet OGLE-2005-BLG-390Lb har 5 gånger jordens massa och cirklar kring sin M-typ dvärgstjärna på c:a 10 år. Det intressanta med planeten är inte att den är särskilt lovande som möjlig planet som kan innehålla liv (yttemperaturen är c:a 50 K, alltså mycket lägre än jordens c:a 290 K), utan att upptäckten av planetsystem av denna typ kan bekräfta våra idéer om hur planetsystem uppkommer.
Jag bedömer data som mycket övertygande (se figuren ovan från artikeln i Nature) och metoden gravitationslinsning kan säkert vara av stort värde i framtiden eftersom man kan se andra planeter än tunga planeter nära sin stjärna (s.k. hot jupiters) som man upptäckt genom att mäta förskjutningar i stjärnors spektra. För allmän information om exoplaneter se
  The Extrasolar Planets Encyclopaedia
  California & Carnegie Planet Search
  Extrasolar visions
  Planet Quest
/Peter E 2006-01-30
Artikeln i Aftonbladet, länk 1, säger inte så mycket så vi får gå till lite mer professionella (åtminstone när det gäller vetenskap) källor: Icy exoplanet brings astronomers closer to home
(physorg.com) och orginalartikeln i Nature, länk 2 (tyvärr endast tillgänglig för prenumeranter). En exoplanet är en planet som cirklar kring en annan stjärna än solen. Man har för närvarande (30 januari 2006) upptäckt 159 exoplaneter, de flesta med spektroskopiska metoder.
Planeten upptäcktes med vad som kallas en
) kontinuerligt fotograferar ett rikt stjärnfält. Bilderna analyseras automatiskt, och om man upptäcker att en stjärnas ljusstyrka ändras (man filtrerar bort variabla stjärnor vars verkliga ljusstyrka ändras), så ger man en varning till nätverket. Gravitationslins
Anledningen till ändringen i ljusstyrka kan vara att en annan svag och normalt osynlig stjärna (i bilden ovan markerad med termen MACHO) passerat precis mellan oss och den avlägsna stjärnan. Ljuset från den senare kommer då att förstärkas (precis som av en vanlig lins) eftersom gravitationen från den mellanliggande stjärnan fokuserar ljuset. Man får en mycket karakteristik ljuskurva, se bilden nedan.
Signal i blått och rött
Kurvan har dels en karakteristisk form och dels påverkas alla färger exakt lika så att förhållandet (nedersta delen) är inom osäkerheten lika med 1.
Man har upptäckt massor av gravitationslinsande stjärnor, men det intressanta med det aktuella fallet (se bilden nedan) är den lilla extratoppen som finns på högersidan av huvudtoppen. Denna extratopp tolkar man som en planet som rör sig kring den mellanliggande stjärnan.
OGLE-2005-BLG-390Lb
Planeten med det inspirerande namnet OGLE-2005-BLG-390Lb har 5 gånger jordens massa och cirklar kring sin M-typ dvärgstjärna på c:a 10 år. Det intressanta med planeten är inte att den är särskilt lovande som möjlig planet som kan innehålla liv (yttemperaturen är c:a 50 K, alltså mycket lägre än jordens c:a 290 K), utan att upptäckten av planetsystem av denna typ kan bekräfta våra idéer om hur planetsystem uppkommer.
Jag bedömer data som mycket övertygande (se figuren ovan från artikeln i Nature) och metoden gravitationslinsning kan säkert vara av stort värde i framtiden eftersom man kan se andra planeter än tunga planeter nära sin stjärna (s.k. hot jupiters) som man upptäckt genom att mäta förskjutningar i stjärnors spektra. För allmän information om exoplaneter se
  The Extrasolar Planets Encyclopaedia
  California & Carnegie Planet Search
  Extrasolar visions
  Planet Quest
/Peter E 2006-01-30
Hur räknar man ut ljuset avböjning vid solen?
Fråga:
Hej! Ljus som passerar tunga kroppar, tex solen, böjs av något. Vid svarta hål kan man väl få rätt stor avböjning på ljuset. Går det att räkna på vanligt sätt med centripetalkrafter i sådana sammanhang för en foton, som saknar vilomassa? Vilken "massa" skall man använda? Kan man anta att fotonen skulle erfara en centrifugalkraft - om man nu löser problem där sådan används??
/Thomas Ã, Arlandagymnasiet, Märsta 2009-03-21
Hej! Ljus som passerar tunga kroppar, tex solen, böjs av något. Vid svarta hål kan man väl få rätt stor avböjning på ljuset. Går det att räkna på vanligt sätt med centripetalkrafter i sådana sammanhang för en foton, som saknar vilomassa? Vilken "massa" skall man använda? Kan man anta att fotonen skulle erfara en centrifugalkraft - om man nu löser problem där sådan används??
/Thomas Ã, Arlandagymnasiet, Märsta 2009-03-21
Svar:
Ljuset följer den snabbaste vägen som i ett gravitationsfält inte är en rät linje, se fråga [17427].
Det är ingalunda trivialt att räkna ut avböjningen. Man måste använda hela formalismen för den allmänna relativitetsteorin, seTwo-body_problem_in_general_relativityApproximate_formula_for_the_bending_of_light .
Avböjningen vid solranden ges av uttrycket
df = 4GM/c2b
där G är gravitationskonstanten G = 6.674 10-11 m3s-2kg-1
M är solens massa M = 1.989 1030 kg
c är ljushastigheten c = 2.998 108 m/s
b är solens radie b = 6.955 108 m
Låt oss innan vi räknar ut df se vad den har för dimension
[df] = [m3s-2kg-1][kg]/([m2/s2][m]) = 1
dvs dimensionslöst som sig bör för en vinkel i radianer.
Vi får
df = 8.494 10-6 radianer
Men 1 bågsekund är
2p/(3606060) = 4.848 10-6 radianer.
Avböjningen i bågsekunder blir alltså
df = (8.494 10-6)/(4.848 10-6) = 1.75"
För att räkna på ett annat objekt, t.ex. ett svart hål, byter man bara ut massan M och radien b i formeln ovan.
Eddingtons mätningar vid solförmörkelsen 1919, nedanstående bild, (seTests_of_general_relativity och länk 1) har ifrågasatts, men resultatet av mätningen har senare bekräftats. I vilket fall som helst innebar mätningarna en omedelbar acceptans av den allmänna relativitetsteorin från alla utom möjligen nobelpris-kommitteen.
Ljuset följer den snabbaste vägen som i ett gravitationsfält inte är en rät linje, se fråga [17427].
Det är ingalunda trivialt att räkna ut avböjningen. Man måste använda hela formalismen för den allmänna relativitetsteorin, se
Avböjningen vid solranden ges av uttrycket
df = 4GM/c2b
där G är gravitationskonstanten G = 6.674 10-11 m3s-2kg-1
M är solens massa M = 1.989 1030 kg
c är ljushastigheten c = 2.998 108 m/s
b är solens radie b = 6.955 108 m
Låt oss innan vi räknar ut df se vad den har för dimension
[df] = [m3s-2kg-1][kg]/([m2/s2][m]) = 1
dvs dimensionslöst som sig bör för en vinkel i radianer.
Vi får
df = 8.494 10-6 radianer
Men 1 bågsekund är
2p/(3606060) = 4.848 10-6 radianer.
Avböjningen i bågsekunder blir alltså
df = (8.494 10-6)/(4.848 10-6) = 1.75"
För att räkna på ett annat objekt, t.ex. ett svart hål, byter man bara ut massan M och radien b i formeln ovan.
Eddingtons mätningar vid solförmörkelsen 1919, nedanstående bild, (se
Ögats fokusering
Fråga:
Ögonlinsen ändrar tjocklek utefter hur långt bort det man tittar på befinner sig. Gör de inte det så blir bilden suddig. Linsens tjocklek påverkar hur mycket ljusets bryts. Vad jag undrar är varflör ljuset måste brytas mer för att ge en skarp bild ifall ljuset färdats kort sträcka jämfört med då ljuset kommer långt bortifrån och ljuset ska brytas lite för att man ska se en skarp bild. Hur påverkar sträckan det färdats innan? Och hur går det till bakom? Borde inte ljuset ifall linsen blir tjockare hamna i en brännpunkt innan näthinnan och ändå inte ge en skarp bild? Eller ändras den också?
Tack för svar. Jag vill inte bara ha fler att utan minst ett skutligt varför också. Utelämnad fakta tycker jag inte om, det gör det bara svårare att förstå eftersom man inte begriper hur det kan ha gått till. M.v.h. Elina
/Elina H, Irstaskolan, Västerås 2018-02-03
Ögonlinsen ändrar tjocklek utefter hur långt bort det man tittar på befinner sig. Gör de inte det så blir bilden suddig. Linsens tjocklek påverkar hur mycket ljusets bryts. Vad jag undrar är varflör ljuset måste brytas mer för att ge en skarp bild ifall ljuset färdats kort sträcka jämfört med då ljuset kommer långt bortifrån och ljuset ska brytas lite för att man ska se en skarp bild. Hur påverkar sträckan det färdats innan? Och hur går det till bakom? Borde inte ljuset ifall linsen blir tjockare hamna i en brännpunkt innan näthinnan och ändå inte ge en skarp bild? Eller ändras den också?
Tack för svar. Jag vill inte bara ha fler att utan minst ett skutligt varför också. Utelämnad fakta tycker jag inte om, det gör det bara svårare att förstå eftersom man inte begriper hur det kan ha gått till. M.v.h. Elina
/Elina H, Irstaskolan, Västerås 2018-02-03
Svar:
Elina!
Ögats lins är en genomskinlig, bikonvex kropp i ögat, som bryter ljus på samma sätt som en tillverkad lins. Linsen är elastisk och dess form kan påverkas av muskler i ögat, för att justera skärpan. (Lins_(öga)
)
Ackommodation , ögats närinställning, är förmågan att förändra brytkraften i ögats lins.(Ackommodation)
Hornhinnan , på latin cornea, är den yttersta hinnan i ögat, "ögats fönster mot omvärlden". Hornhinnans främsta uppgift är att skydda ögat mot skräp och beröring samt, tillsamman med linsen, fokusera infallande strålknippen på näthinnan. Hornhinnan utför c:a 2/3 av fokuseringen. (Hornhinna)
Om föremålet är avlägset är de inkommande strålarna parallella, se figuren nedan. Då erfordras det mindre styrka hos den positiva linsen för att ge en skarp bild på näthinnan. Om föremålet är nära är de inkommande strålarna divergenta (går ifrån varandra), så det krävs mer styrka hos linsen för att vi skall få en skarp bild. Nej, avståndet mellan linsen och näthinnan ändras inte vid ackommodation, bara linsen styrka.
En tunn lins har låg styrka och en tjock lins har hög styrka.
Observera att en stor del av brytningen sker i hornhinnan (se figuren nedan) eftersom det där är frågan av en övergång från luft, med brytningsindex 1, till ett medium med n>1.
Se även fråga [20766],Lens_(anatomy) , Cornea och Retina .
Jag hoppas detta var tillräckligt med fakta :-).
Elina!
)))Om föremålet är avlägset är de inkommande strålarna parallella, se figuren nedan. Då erfordras det mindre styrka hos den positiva linsen för att ge en skarp bild på näthinnan. Om föremålet är nära är de inkommande strålarna divergenta (går ifrån varandra), så det krävs mer styrka hos linsen för att vi skall få en skarp bild. Nej, avståndet mellan linsen och näthinnan ändras inte vid ackommodation, bara linsen styrka.
En tunn lins har låg styrka och en tjock lins har hög styrka.
Observera att en stor del av brytningen sker i hornhinnan (se figuren nedan) eftersom det där är frågan av en övergång från luft, med brytningsindex 1, till ett medium med n>1.
Se även fråga [20766],
Jag hoppas detta var tillräckligt med fakta :-).
Länkar till externa sidor kan inte garanteras bibehålla informationen som fanns vid tillfället när frågan besvarades.
Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons: Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar