Romkofferten. April 23, 2011 NAROM. Gjøre eksperimenter med utstyret i romkofferten og koble disse til teori

Transkript

1 April 23, 2011 NAROM Grunnskolen X Videregående X Lærere X Høgskole/Universitet X HENSIKT VARIGHET STED UTSTYR SIKKERHET FORKUNNSKAP PROGRAMVARE Gjøre eksperimenter med utstyret i romkofferten og koble disse til teori Hver oppgave kan ta mellom 1 og 3 timer Ute/datarom Data med interettilgang Ikke se direkte på sola Generell fysikkunskap Internett og det som følger med i romkofferten

2 Sammendrag består av utstyr en kan bruke i undervisning på mange forskjellige nivåer. Underveis i dette dokumentet blir utstyret presentert. Det blir også gitt eksempler på hvordan det kan brukes. Bakerst i dokumentet er det gitt eksempler på oppgaver en kan bruke i undervisningen - men det er mulig å gjøre mye mer enn det som står her! inneholder følgende: Sunspotter soltelskop for hvitt lys Coronado solteleskop for Hα-linjen og tilhørende kamerastativ og adapter for å feste på et kompaktkamera 3 stk. spektrometre med fast spalteåpning Edmund Optics handspektroskop med variabel spalteåpning Honeywell Smart Digital Magnetometer NB! Intrumentene i kofferten må behandles meget forsiktig. Dette er dyre instrumenter som er laget til vitenskapelige formål, og slike presisjonsinstrumenter kan lett bli ubrukelige hvis de utsettes for støt, fukt, fingeravtrykk på linser etc. 1

3 Innholdsfortegnelse 1 Sunspotter Litt solflekkteori Overvåkning av solflekker og solstormer Solteleskopet Coronado Lyset vi ser på gjennom Coronadoteleskopet Hvordan en bruker teleskopet Spektroskop Spektroskopene i romkofferten Hva kan en bruke spektroskopene til? Magnetometer Oppdagelsen av strøm- og magnetfeltet Strøm og magnetfelt Jordas magnetfelt Magnetometeret Tilkobling/oppkobling av magnetometeret Måling av jordas magnetfelt Simulere nordlysforstyrrelser Sunspotter og Coronado solteleskopet Coronado solteleskop Solflekker og solas rotasjon Spektroskop Lyskilder på jorden Aktuelle lenker Magnetometer Jordas magnetfelt Simulering av elektrojet

4 Figure 1: Dette er en skjematisk illustrasjon av sunspotteren. 1 Sunspotter Dette er et enkelt teleskop som består av to linser og tre speil. Den gir et fint bilde av solas overflate i hvitt lys. Det mest interessante fenomenet som vi kan studere med Sunspotteren er solflekker og dessuten solformørkelser hvis anledningen skulle by seg. I figur 1 kan man se hvordan Sunspotteren er bygd opp. Sollyset slipper inn gjennom et grovt okular, hvor det spres for å få et større bilde. Etter dette reflekteres det via tre speil og inn i en ny feltlinse, hvor lyset samles igjen ned på papiret. 1.1 Litt solflekkteori Solflekker er relativt kjølige områder på soloverflaten som er mørke i forhold til omgivelsene. De er koblet til intens magnetisk aktivitet, slik som solstormer og solvindutbrudd. Solflekker er dermed en pekepinn på den indre aktiviteten til sola. Når det er mange solflekker er det høy aktivitet, og vice versa. Antall solflekker er observert i lang tid, og som man kan se av figur 2 så var det et fall i aktiviteten mellom Denne preioden kalles Maunder-minimumet. Den var i samme tidsrom som det som kalles Den lille istiden, noe mange forskere ikke tror er tilfeldig. Sammenhengen mellom temperaturen på jorda, solflekkaktivitet og solaktivitet generelt er et aktivt forskningsfelt. Det finnes blant annet mange romsonder som 3

5 Figure 2: Forekomsten av solflekker de seneste 400 årene. observerer sola for å finne ut mer om dette. Hvis du vil lese mer om sola og solflekker kan du gå inn på følgende lenke: Overvåkning av solflekker og solstormer I tillegg til å bruke Sunspotteren til å se på sola kan vi også bruke romsondene som overvåker sola. Romsondene ser blant annet på solflekker og måler magnetfeltet og partikkeltettheten et stykke unna sola. Et eksempel på en slik sonde er Advanced Composition Explorer (ACE). Denne ligger 1, meter fra oss, mellom sola og jorda i et såkalt Lagrangepunkt. Til sammenligning er sola omtrent 1, meter fra jorda. Online data fra romsonden ACE blir lagt ut på følgende internettadresse: Ved å velge Dynamics Plots i menyen til venstre på internettsiden over, og deretter SOLAR WIND: Mag field & Plasma i tabellen midt på siden vil du få opp grafer du kan bruke til å gi et nordlysvarsel. Den øverste grafen viser magnetfeltstyrken til solvinden i hvitt, og nord-sør komponenten til dette magnetfeltet (B z ) i rødt. Når B z er negativ over en lengre periode (en halvtime eller mer) er det gode sjanser for nordlysutbrudd omtrent en halv til én time senere. En negativ verdi av B z innebærer forøvrig at magnetfeltet peker i motsatt retning av jordas magnetfelt. Stor solvindhastighet (over ca. 450 km/sekund), som vises i gult i den nest nederste grafen, er også et godt varsel for nordlys. Naturligvis er det også gunstig med høy partikkeltetthet (over 10 partikler per kubikkcentimeter). Partikkeltettheten vises i den oransje kurven midt på siden. Hvis du vil lese mer om nordlyset kan du gå inn på følgende side: 4

6 2 Solteleskopet Coronado I motsetning til Sunspotter ser vi ikke på alt lyset fra sola med solteleskopet Coronado. Dette teleskopet har nemlig et innebygd filter som bare slipper gjennom rødt lys med bølgelengden 656,3 nm. Se forklaring på hva dette innebærer i figurteksten til figur 4. Med Coronadosolteleskopet kan vi se aktive områder og fenomener på sola som uten filter vil drukne i lys med andre farger. Et eksempel på en slik aktivitet er utbrudd (prominences) ute på randen av solskiven, slik vi ser øverst i figur 4. Ved hjelp av et vanlig kompaktkamera kan vi ta bilder av det vi ser gjennom teleskopet. Forklaring på hvordan dette gjøres blir gjort i den punktvise listen under. 2.1 Lyset vi ser på gjennom Coronadoteleskopet Sollys som har rett bølgelengde for solteleskopet vårt stammer fra eksiterte hydrogenatomer i solas overflate. Selv om temperaturen i soloverflaten ligger på rundt 5700 K, og de fleste atomene dermed er ionisert (slik at vi ikke får emisjonslinjer), finnes det også litt hydrogen her som har elektroner i bane og dermed kan gi oss lys med bølgelengden telskopet vårt slipper gjennom filteret sitt. Figure 3: Her ser vi hvordan Bohr s atommodell forklarer opprinnelsen til lyset fra Hα-linjen. Et elektron med tredje nederste energitilastand faller ned til nest nederste energitilstand i Hydrogenatomet. Energidifferansen mellom de to tilstandene blir frigjort i form av lys som sendes ut. Det er lys med denne energien Coronadoteleskopet vårt ser på. Hva er egentlig Balmerserien og Hα-linjen? Når elektronet i et eksitert hydrogenatom faller ned på nest laveste energinivå sendes det ut lys i den såkalte Balmerserien. Denne bølgelengden er avhengig av den opprinnelige eksiterte tilstanden, altså hvilken energitilstand elektronet var i før det falt ned. Emmisjonslinjen vi ser med solteleskopet vårt er 5

7 den første linjen i den såkalte Balmerserien. At den er den første linjen innebærer at lyset er det minst energirike i denne serien. Lyset herfra kalles kalles Hα-linjen, hvor H en står for hydrogen og α indikerer at det er den første linjen. Se forklaring i figur 3 og teksten under denne figuren. Figure 4: Nederst ser vi de fem første emmisjonslinjene i Balmerserien. Den rødoransje linjen lengst til høyre er den såkalte Hα-linjen, mens de to linjene lengst til venstre har bølgelengde kortere enn 400 nm, og er dermed definert som ultraviolette (i virkeligheten er de ikke synlige). Jo lenger bølgelengde lyset har (jo lenger til høyre i figuren), jo mindre energi har lyset. Over Balmerserien er et bilde av solen slik den ser ut gjennom Coronado solteleskopet - her ser vi bare lys fra Hα-linjen. Hvis du er heldig har solen større og tydeligere solflekker enn på bildet vi ser her når du bruker teleskopet. I tillegg kan den ha utbrudd på randen, slik vi ser over. 2.2 Hvordan en bruker teleskopet Når du skal bruke telskopet må du feste det på et kamerastativ og montere okularet (øyelinsen). Du kan også feste adapteren på slik at du kan bruke et kamera (vanlig kompaktkamera) til å ta bilde av sola. Slik går du fram for å sette opp og bruke teleskopet: 1. Sett opp kamerastativet (beinene løsnes og strammes ved å vri på de svarte plasthåndtakene). 2. Fest teleskopet ved å skru skruen du finner på kamerastativet inn på gjengene under teleskopet. Oppsettet skal nå være slik som til venstre i figur 5. 6

8 3. Putt øyestykket/okularet (ligger i den hvite lille plastboksen) på plass slik som vist i midten i figur 5. Stram forsiktig til med den hvite skruen til venstre for øyestykket/okularet. 4. Juster helning og vinkel på kamerastativet slik at du får siktet inn solen. Det hvite matte glassvinduet foran øyestykket/okularet brukes for å sikte inn sola; den skal vises som en lys prikk midt i. Du må muligens finjustere når du ser gjennom teleskopet Du kan nå ta bilde av sola ved å påmontere kameraadapteren slik som til høyre i figur 5. Stram til slik at adapter sitter på plass, men ikke bruk makt (ikke stram hardt til). Kameraet skrus på skruen på adapteren tilsvarende som teleskopet ble skrudd på kamerastativet. Figure 5: Til venstre ser vi hvordan Coronadosolteleskopet skal festest på kamerastativet. I midten er øyestykket satt på plass og til høyre er adapteren satt på, slik at vi kan feste på et kompaktkamera og ta bilder av sola. Du kan lese mer om emisjonslinjer og Balmerserien her: Flere og mer spesifike forslag til hva en kan gjøre med og i forbindelse med bruken av telskopet er gitt bakerst i dokumentet. 1 Det er helt trygt å se på sola gjennom telekopet, men se aldri direkte på sola med øynene uten et solfilter eller et solteleskop! 7

9 3 Spektroskop Et spektroskop er et instrument som brukes for å analysere bølgelengdene til lys. Ved å gjøre dette kan en f.eks. avgjøre hva slags atomer som finnes i en gass. Det er ved hjelp av spektroskopi astronomer har funnet ut hva som finnes i sola og i andre stjerner. Spektroskopi brukes også til å finne ut hva som finnes i atmosfæren til andre planeter, f.eks. Mars. Kort fortalt er spektroskopi en av de aller viktigste teknikkene som blir brukt i solforsking og i astronomi generelt. Spektroskopene i romkofferten er ikke så nøyaktige eller følsomme at vi kan avgjøre hva slags stoffer som finnes i en gass, men vi kan bruke dem til å se på noen kvalitative forskjeller mellom lys fra f.eks. lysstoffrør og lys fra himmelen. På følgende lenke finner du en interaktiv øvelse som kan knyttes til dette temaet: Spektroskopene i romkofferten har to typer spektroskop. Spektroskopet som er formet som en svart trekant (til høyre i figur 6) spalter lys gjennom et optisk gitter. Fordi lys oppfører seg som bølger, og lys med ulike farger ikke er annet enn lys med ulike bølgelengder, vil lys med ulike farger bli spredt med ulike vinkler gjennom gitteret. Dette kalles dispersjon. Ved hjelp av forholdsvis enkel teori om bølger og god kalibrering er dette spektroskopet lagd slik at vi ikke bare kan se ulike farger, men vi kan også lese av på en skala hvilke farger (bølgelengder) vi ser. For å gjøre denne avlesningn benytter vi en innebygd skala i spektroskopet som viser bølgelengden i ångstrøm (10 Å = 1 nanometer = 0, meter). Figure 6: Her ser vi et bilde av spektroskopene i romkofferten. Det sølvfargede spektroskopet spalter lyset ved hjelp av prismer. Når lys går fra et tynt medium til et tykkere avbøyes det. Det er derfor gjenstander som stikkes ned i vann ser større og forkøvet ut. Den spesifikke avbøyningen er blant annet avhengig av lysets bølgelengde (farge), og dermed kan vi også bruke prismer til å få dispersjon. Spaltebredden på det sølvfargede spektroskopet, som bestemmer hvor mye lys vi slipper inn til prismene, kan justeres ved å dreie det rillete hjulet fremst på røret. Fokus stilles inn ved å dra okularet ut og inn. 8

10 3.2 Hva kan en bruke spektroskopene til? Det er vanskelig å bruke spektroskopene i romkofferten til å avgjøre hva slags gasser og stoffer en ser på. For å gjøre dette må vi se akkurat hvilke bølgelengder lyset har, og vi må ha en oversikt over hvilke atomer og molekyler som sender ut og absoberer hvilke bølgelengder. Det er greit å skaffe seg en slik oversikt for atomer, men molyler sender ut mange ganske brede emisjonslinjer, og har mange ganske brede absorbsjonlinjer når vi lyser på dem. Istedenfor å avgjøre hvilke stoffer ting har kan vi få fram kvalitative forkjeller mellom lys fra sola og lys fra f.eks. lysstoffrør, stearinlys og/eller andre menneskeskapte lyskilder. En kan også sammenligne lys fra vegger og invetar med lys fra lyskilden i rommet. Flere og mer spsifike forslag til hva en kan gjøre er gitt bakerst i dokumentet. 9

11 4 Magnetometer 4.1 Oppdagelsen av strøm- og magnetfeltet I 1819 oppdaget Hans Christian Ørsted at kompassnåla beveger seg hvis strømstyrken varierer i en leder i nærheten av nåla. Dette kan i dag forklares av elektromagnetismeteori, som forteller oss hvordan elektrisitet og magnetisme henger sammen. Blant annet vet vi fra elektromagnetismen at en elektrisk strøm setter opp et magnetfelt rundt seg. I 1741, flere tiår før Hans Christian Ørsteds oppdagelse, oppdaget Anders Celcius om at kompassnåla beveger seg under nordlysutbrudd. Kombinerer vi oppdagelsene til Celsius og Ørsteds får vi en antydning om at det flyter sterke elektriske strømmer et eller annet sted når det er nordlysutbrudd. Det har vist seg at det er elektriske strømmer i jordas indre som også genererer det permanente magnetfeltet som gjør at kompassnåla peker mot nordpolen. Begge disse fenomenene blir forklart under, og i avsnittet Mangetometeret får vi se hvordan vi kan bruke magnetometeret i romkofferten til å måle disse fenomenene. 4.2 Strøm og magnetfelt Rundt en rettlinjet strøm genereres det et magnetfelt, slik det er vist i figur 7. Styrken på dette magnetfeltet i en avstand r fra strømmen er gitt av uttrykket i ligning (1). Under nordlysutbrudd går det elektriske strømmer østover eller vestover i ca. 120 kilometers høyde. De røde pilene i figur 7 er magnetfeltforstyrrelsene som strømmen produserer. Retningen på magnetfeltet følger av den såkalte høyrehåndsregelen, som sier at vi kan la tommelen peke i strømretningen - da vil de andre fingrene krumme seg rundt i samme retning som magnetfeltet. Størrelsen til magnetfeltforstyrrelsen fra en strøm er gitt ved B (r) = µ 0I 2π r, (1) hvor I er strømstyrken, r er avstanden fra målestasjonen til strømmen, og µ 0 = 4π 10 7 T m er en naturkonstant. A Jordens magnetfeltet måles kontinuerlig på en rekke magnetiske observatorier, blant annet i Norge. Tromsø geofysiske observatorium driver de norske stasjonene. Sanntidsmålingene herfra kan du finne på følgende lenke: På denne siden kan du gå inn på målinger fra enkeltsteder, for eksempel Andenes. Dette kan være interresant å gjøre når vi skal gjøre målinger med magnetometeret vårt. Hvis du velger Stackplot på internettsiden over (ganske langt ned), og deretter H under Component og Norwegian line får du en oversikt over hvordan magnetfeltet 10

12 har variert det siste døgnet ulike plasser i Norge (forkortelse for hvor de ulike målingene er foretatt vises til høyre på grafene, og hvis du holder musa på disse får du det fulle navnet til stedene). At en velger H innebærer at en ser på forandringen til magnetfeltets styrke i den horisontale retningen ( langs bakken ) i retning mot den magnetiske polen. Det kan også være interessant å se på Z-komponenten når vi skal sammenligne disse grafene med våre målinger. Z-komponenten gir forandringen til magnetfeltets styrke rett ned i bakken. Figure 7: Til venstre ser vi på en elektrisk strøm som går inn i arket. De svarte sirklene representerer magnetfelt som oppstår rundt strømmen. Til høyre ser vi en illustrasjon av høyrehåndsregelen, som er forklart i teksten. Du kan lese mer om magnetfeltmålinger og sammenhengen dette har med nordlyset på lenken under: Jordas magnetfelt I jordas indre flyter det varme metaller. Resultatet av dette er at det flyter elektriske strømmer der inne - noe som genererer et magnetfelt. I praksis gir dette et magnetfelt som nesten er slik det ville vært om vi hadde hatt en svær stavmagnet i jordas kjerne. Nær nordpolen finner vi den magnetisk sørpolen(!). En magnetisk nordpol blir tiltrekt av en sørpol og omvendt. Dette gjør at nordpolen på kompasset vårt blir tiltrekt av den magnetisk sørpolen - noe som gjør at mange kaller den magnetiske sørpolen for den magnetiske nordpolen... I nærheten av ekvator går magnetfeltet parallelt med bakken. Lenger sør går det på skrått opp av bakken og ved sørpolen går det rett opp av bakken. Lenger nord, f.eks. i Norge, peker magnetfeltet på skrått ned i bakken, mens det ved nordpolen går rett ned i bakken. Under er det beskrevet hvordan vi kan måle styrken på magnetfeltet og hvilken vinkel det har ned i bakken. 11

13 4.4 Magnetometeret Magnetometeret i romkofferten måler tre av komponentene til magnetfeltet samtidig. Det måler feltet i X-, Y- og Z-retning, vinkelrett på hverandre Tilkobling/oppkobling av magnetometeret Magnetometeret kobles til serialporten på baksiden av PC en. Adapteren som skal være koblet til magnetometeret er den som også har en strømledning inn sammen med datakabelen. Adapteren til magnetometeret må festet ved hjelp av et skrujern. Den svarte boksen ved stikkontakten skal være innstilt på 9 Volt og pilen ved Pol. skal peke mot pluss. Når magnetometeret er tilkoblet kan du sette inn CD en med programvaren vi skal bruke. Velg mappen HMR2300 og HMR2300 demo sw. Pakk deretter ut filen. La detektorenheten ligge på en horisontal flate, helst på et bord med understell av tre og langt fra metallkomponenter slik som radiatorer eller elektriske apparater. Koordinatsystemet som instrumentet benytter er merket utenpå detektorenheten (Z-aksen peker nedover). Hvis du ikke er helt sikker på hvor geografisk nord ligger kan du justere retningen i horisontalplanet slik at Y-komponenten blir omtrent lik null, da peker X omtrent mot magnetisk nord. For å få startet målingene må du trykke på Run Måling av jordas magnetfelt Ved hjelp av magnetometeret kan vi måle styrken og retningen på jordas magnetfelt. Enheten i programmet er milligaus, noe som tilsvarer 0,1 Tesla, som er standard enhet i Norge (SI-systemet). For å omgjøre til Tesla må vi dermed dividere med 10. Når vi trykker på Run kan vi måle hvor mange Tesla jordas magnetfelt er der vi er. Når Y-komponenten er (omtrent) null gir X-komponenten magnetfeltets styrke i horisontal retning. Z-komponenten gir magnetfeltets styrke ned i bakken. Den totale styrken til magnetfeltet er B = når vi orienterer magnetometeret slik at B Y 0. B 2X + B2Y + B2Z B 2 X + B2 Z, (2) Vinkelen, I ( inklinasjonen ), magnetfeltet har ned i bakken er gitt ved B Z I = tan BX 2 + B2 Y når vi orienterer magnetometeret slik at B Y 0. tan ( BZ B X ), (3) 12

14 4.4.3 Simulere nordlysforstyrrelser Ved hjelp av en strømforsyning eller et 9 volts batteri og en strømledning kan vi simulere magnetfeltforstyrrelser vi har under nordlysutbrudd. Dette gjør vi ved å sende en strøm over magnetometeret vårt fra øst til vest, eller fra vest til øst. Når vi holder strømledningen rett over magnetometeret blir forstyrrelsen bare i nord-sør-retning. Dersom vi lar ledningen gå fra øst til vest eller omvendt litt sør eller nord for magnetometeret får vi også en forstyrrelse i styrken på magnetfeltet ned i bakken. Alt dette kan forklares ved hjelp av figur 7. Styrken på forstyrrelsen er gitt av ligning (1). Passe høyde på strømledningen er 5-10 cm. En kortslutter batteriet når en lar en ledning gå fra norpolen til sørpolen på det - gjør derfor ikke dette i lenger enn ca. 2-3 sekunder. 13

15 Oppgaver 5 Sunspotter og Coronado solteleskopet 5.1 Coronado solteleskop For å bruke dette teleskopet er du avhangig av at det ikke er overskyet (og at sola er over horisonten). (a) Sett opp teleskopet slik det er beskrevet tidligere i dokumentet. Sett på et kompaktkamera dersom du har dette tilgjengelig, og ta bilde av sola. (b) Legg merke til om det er solflekker og evt. utbrudd på randen av sola. (c) Sammenlign det du ser med bildene som er tatt med solobservatoriet på Hawaii: Solflekker og solas rotasjon (a) Fest et hvitt ark på sunspotterens bildeplan og juster skopet slik at bildet av solen ligger midt på planet. Tegn med en spiss blyant randen av solskiven på arket og solflekkene så nøyaktig som du kan. (b) Noen av de minste solflekkene kan være diffuse og det er derfor vanskelig å avgjøre om de er reelle solflekker når vi bare studerer dem gjennom sunspotteren. Sammenlign derfor bildet fra sunspotteren med det du ser på følgende side: Hvis det er overskyet kan en også bruke siden over til å se etter solflekker istedenfor å bruke sunspotteren. (c) Nå kan du foreta observasjoner over tid for å se på solflekkvariasjoner. Du kan også studere solas rotasjonshastighet, noe Galileo Galilei var den første til å gjøre på begynnelsen av 1600-tallet. Hvis du ikke har ubegrenset med tid kan du se på bilder romsonder har tatt av sola over tid, istedenfor å bare bruke sunspotteren. Gå inn på SOHOs hjemmeside, Trykk på Search and Download Images. Velg MDI Continuum, og velg de siste 7 dagene. Finn dagens bilde, samt bildet for de siste 7 dagene. Velg (omtrentlig) samme tidspunkt hver dag. 14

16 Når solflekktegningene for alle dagene foreligger: Overfør alle solflekker og solflekkgrupper inn på samme bilde, evt. alle bildene på samme side i f.eks. et word-dokument. Noter følgende: (i) Endring i flekkenes form gjennom observasjonsperioden. (ii) Eventuelle solflekkgrupper. (iii) Eventuelle nye solflekker. (d) Tegn banen til hver enkel flekk (bruk linjal). Hvis alt har gått bra danner banene parallelle linjer. Solflekkene ligger i virkligheten (omtrentlig) i ro, så forflyttelsen skyldes solrotasjon. Bruk solflekkforflyttelsene til å tegne inn solas ekvator på bildet (solflekkene beveger seg parallellt med denne). Tegn også inn solas nordpol og sørpol. (e) Hvor mange grader har hver enkelt solflekk beveget seg i løpet av observasjonsperioden, og hvor stor er solas omdreiningshastighet målt i grader per døgn? (Husk at sola er en kule. Flekkene lengst øst og lengst vest har tilsynelatende beveget seg minst, men dette kan være et synsbedrag). (f) I enkelte perioder ser vi flekker både i nærheten av solas ekvator og på større/mindre breddegrader (lenger nord/sør). Er det merkbar forskjell på solas rotasjonshastighet målt ved ekvator og på høyere breddegrader? Du kan gå inn på følgende lenke for å lære mer om solflekker: 6 Spektroskop 6.1 Lyskilder på jorda Analyser lyset fra forskjellige lyskilder, f.eks. glødepærer, halogenpærer, lysstoffrør, stearinlys osv. gjennom spektroskopene. Si noe om følgende følgende: (a) Hva er den grunnleggende forskjellen mellom spekteret fra en glødepære og et lysstoffrør? (b) Hvordan er spekteret til reflektert/spredt lys fra vegger og inventar sammenlignet med spekteret fra lyskildene i rommet? (c) Hva er forskjellen mellom lyset på himmelen og lyset fra en menneskskapt lyskilde? NB: ikke se direkte på sola! 15

17 6.2 Aktuelle lenker (a) Gå inn på Hva kan de forskjellige bølgelengdene på SOHO-teleskopet fortelle oss om sola? (b) Det er ikke bare sola og lyskilder vi har på bakken som lyser, også atmosfæren kan lyse! Dette kaller vi sør- eller nordlys. På lenken under kan du velge Nordlys og lære mer om det: Du kan også lære om nordlys her: 7 Magnetometer 7.1 Jordas magnetfelt Mål jordas magnetfelt og svar på følgende: (a) Hva er den totale styrken på jordas magnetfelt? (b) Hvilken vinkel har magnetfeltet ned i bakken? (c) Vil denne vinkelen være større eller mindre nærmere den magnetiske sørpolen (nær jordas geografiske nordpol)? (d) På den nordlige halvkule peker jordas magnetfelt ned i bakken. Peker det opp av bakken på den sørlige halvkule? 7.2 Simulering av elektrojet (a) Bruk en strømforskyning/batteri og en strømledning til å sende en strøm i retningen øst-vest 5-10 cm rett over magnetometeret. Notèr styrkeforandringen til magnetfeltet i X-retning når strømmen går over og svar på spørsmålene under. (i) Bruk høyrehåndsregelen til å avgjøre om strømmen over magnetometeret gikk fra øst til vest, eller fra vest til øst. (ii) Bruk ligning (1) til å regne ut strømstyrken i ledningen da den gikk over magnetometeret. (b) Bruk en strømforskyning/batteri og en strømledning til å sende en strøm i retningen øst-vest 5-10 cm over og ca 5-10 cm nord for magnetometeret. Notèr styrkeforandringen til magnetfeltet i Z-retning når strømmen går over. 16

18 (c) Bruk en strømforskyning/batteri og en strømledning til å sende en strøm i retningen øst-vest 5-10 cm over og ca 5-10 cm sør for magnetometeret. Notèr styrkeforandringen til magnetfeltet i Z-retning når strømmen går over. (d) Gå inn på lenken under, bruk Z-komponenten og avgjør om og evt. hvor det har vært en elektrojet (og dermed nordlys) det siste døgnet. For å få tips kan lese det som står på lenken under 17

19 Figure 8: Her ser vi en illustrasjon av jordas magnetfelt, representert ved en stor stavmagnet i kjernen. Jordas rotasjonsakse er vist i blått. Vi ser at geografisk nord ikke ligger på akkurat samme sted som magnetisk nord. Dette kan du lese mer om her: http: // www. apollon. uio. no/ vis/ art/ 2006_ 4/ Artikler/ Nordlys 18