Kosmos SF. Figur Figurer kapittel 9: Stråling fra sola og universet Figur s Den øverste bølgen har lavere frekvens enn den nederste.

Transkript

1 Figurer kapittel 9: Stråling fra sola og universet Figur s. 259 Bølgelengde Bølgetopp Bølgeretning Figur 11.1 Bølgelengde Bølgetopp Lav frekvens Bølgelengde Høy frekvens Tid (s) Den øverste bølgen har lavere frekvens enn den nederste.

2 Figurer kapittel 9: Stråling fra sola og universet Figur s. 260 Oversikt over de viktigste begrepene som har med bølger å gjøre. Størrelse Forklaring Illustrasjoner og eksempler Bølge Forplantning av en svingebevegelse. I dagligtale sier vi at en bølge brer seg. Vannbølger, lydbølger, bølger fra ekkolodd og lysbølger. Tid Svingebevegelse En regelmessig bevegelse av noe fram og tilbake eller opp og ned. Kalles også en periodisk bevegelse. Pendel som svinger, gitarstreng som vibrerer. En svingning En enkelt bevegelse fram og tilbake eller ned og opp igjen. På én svingning forflytter en bølgetopp seg en bølgelengde. En svingning Tid Bølgelengde Avstanden mellom to bølgetopper. En bølgelengde Tid Frekvens Tallet på svingninger per sekund, dvs. hvor mange bølgetopper som passerer et punkt per sekund. Radiobølger og varmestråling har lav frekvens, UV-lys og røntgenstråling har høy frekvens. Tid

3 Figurer kapittel 9: Stråling fra sola og universet Figur s. 261 ENERGI Frekvens (Hz) Bølgelengde (m) Synlig lys Ultrafiolett stråling Infrarød stråling Gammastråling Røntgenstråling Mikrobølger Radiobølger 400 nm 800 nm Fiolett Indigo Blått Grønt Gult Oransje Rødt Det elektromagnetiske spekteret deler vi inn i forskjellige typer av bølger etter bølgelengdene. Den synlige delen av spekteret er forstørret og viser regnbuefargene rød, oransje, gul, grønn, blå indigo (= blåfiolett) og fiolett. Huskeregel: ROGGBIF.

4 Figurer kapittel 9: Stråling fra sola og universet Figur s. 263 Energi Figuren viser et atom som tar opp (absorberer) energi. Et elektron blir da sparket opp på et høyere energinivå (atomet blir eksitert). Denne energien blir avgitt når elektronet går tilbake til et lavere energinivå, og atomet sender da ut EM-stråling. 1) + E 1 E 2 2) 3) + + E 1 E 2 E 1 E 2 EM-stråling Figuren viser hvordan man tenker seg at forskjellige typer EM-stråling kan komme fra et hydrogenatom. Elektronet kan bringes til flere mulige energinivåer. Elektroner som går tilbake til E1, sender ut UV-bølger. Elektroner som går tilbake til E2, sender ut bølger i den synlige delen av spekteret, og elektroner som går til E3 og E4, sender ut infrarød stråling. E 5 E 4 E 3 E 2 E 1 + Infrarød stråling Synlig lys i blålig del av emisjonsspekteret Synlig lys i rødlig del av emisjonsspekteret UV-bølger

5 Figurer kapittel 9: Stråling fra sola og universet Figur s. 264 Fenomen Type elektromagnetisk stråling Beskrivelse Foregår Drivhuseffekt Langbølget (infrarød) stråling Stoppes delvis av klimagassene i atmosfæren på vei ut fra jorda. Det gir en naturlig gjennomsnittstemperatur på jorda som gir grunnlag for liv. Ozonlag Ultrafiolett stråling (UV-stråling) Stoppes av ozon i atmosfæren på vei inn mot jorda. Nordlys Synlig lys Oppstår når ladde partikler fra sola treffer molekyler i jordas atmosfære slik at de blir eksitert og sender ut lys. Karbondioksid tas opp og frigjøres ved jordoverflaten. I likhet med de andre klimagassene i lufta er konsentrasjonen størst nærmest jordoverflaten. Ozonlaget befinner seg i hovedsak mellom 10 og 25 km over jordas overflate. Nordlys forekommer helt i ytterkant av jordas atmosfære, ca. 100 km over bakken. Stråling fra verdensrommet Elektromagnetisk stråling fra hele spekteret Strålingen fra himmellegemer kan fortelle oss mye om forholdene i universet. Utenfor jordas atmosfære, fra ca. 120 km over bakken.

6 Figurer kapittel 9: Stråling fra sola og universet Figur s. 266 Atmosfærens betydning for livsvilkårene på jorda Nitrogen, oksygen og karbondioksid, samt vann Naturlig drivhuseffekt Beskyttelse Meteoroider fra verdensrommet Er viktige gasser for livet på jorda. I fotosyntesen brukes CO 2. Nitrogen i atmosfæren er en viktig kilde til dannelsen av aminosyrer hos mange planter. Oksygen er nødvendig for celleåndingen. Bringer temperaturen opp fra 18 grader til 14 grader. Utjevner temperaturforskjeller mellom natt og dag. Danner et filter mot farlig UV-stråling farlig kosmisk stråling De fleste meteoroider brenner opp i atmosfæren og gjør derfor ikke skade på bakken.

7 Figurer kapittel 9: Stråling fra sola og universet Figur s. xx Drivhuseffekten. Figur 4.41

8 Figurer kapittel 9: Stråling fra sola og universet Figur s. 268 UV-A UV-B Døde hudceller Levende hudceller UV-A går lenger ned i huden enn UV-B. UV-B er mer energirik, og det er denne strålingen som gjør oss solbrent. Er det sunt å sole seg? Minus Hudkreft Aldring av huden Solbrenthet Svekking av immunsystemet Øyeskader Pluss Dannelse av D-vitamin Velvære Solbrun Er det sunt å sole seg? Figur 6.16

9 Figurer kapittel 9: Stråling fra sola og universet Figur s Lite Høydefordeling av ozon Høyde (km) Mye 10 5 Lite Stratosfære Troposfære Fordelingen av ozon i forskjellige høyder i atmosfæren. Figur 11.34

10 Figurer kapittel 9: Stråling fra sola og universet Figur s. 270 UV-stråling deler et oksygengassmolekyl i to atomer Når et oksygenatom treffer et annet oksygenmolekyl dannes et ozonmolekyl Ozonmolekylet absorberer UV-stråling Ozon dannes ved hjelp av ultrafiolett stråling. 117 O 3 Modell av ozonmolekylet. Figur 9.24b UV-C UV-B UV-A Ionosfæren Mesosfæren Stratosfæren Mest ozon Troposfæren Figur 9.25c Mye av den ultrafiolette strålingen blir stoppet av ozonlaget. Jorda 50 km 25 km 10 km Figur 6.14

11 Figurer kapittel 9: Stråling fra sola og universet Figur s. 274 Fakta om sola Størrelse Diameter på 1,4 millioner km, som tilsvarer 109 ganger diameteren til jorda. Temperatur på overflaten 5500 C Temperatur i sentrum 15 millioner C Alder Forventet gjenværende levetid 4,5 milliarder år 5 milliarder år Sammensetning av stoffer Hydrogen 74 %, helium 25 %, andre grunnstoffer 1 % Plasma Energiproduksjon Solvind Solflekker I gassene i sola er elektronene revet løs fra atomene slik at de blir ionisert. Denne stofftilstanden kalles plasma. Hydrogen fusjonerer til helium og frigjør kjerneenergi. Partikkelstrøm av protoner og elektroner. Kraftige og ustabile magnetfelter skaper områder med lavere overflatetemperatur (ca C) og bidrar til eksplosjoner på overflaten. Da blir det sendt ut solvind.

12 Figurer kapittel 9: Stråling fra sola og universet Figur s. 274 Jordas magnetfelt. Figur 7.29

13 Figurer kapittel 9: Stråling fra sola og universet Figur s. 275 Nordlys + Sola Solvind Sørlys Magnetfelt + Solvinden består av protoner, elektroner Figur og heliumkjerner Magnetfeltet er tettere på jordas solside enn på skyggesiden. Partiklene i solvinden blir lettere fanget inn i det utstrakte magnetfeltet på skyggesiden og styres ned mot polområdene. Her får vi nordlys og sørlys når solvindpartiklene treffer atomer og molekyler i atmosfæren.

14 Figurer kapittel 9: Stråling fra sola og universet Figur s. 278 Figuren viser emisjonsspekteret for hydrogengass 410 nm 434 nm 486 nm 656 nm Ffigur 6.11 Figuren viser absorpsjonsspekteret vi får når hvitt lys sendes gjennom hydrogengass. 410 nm 434 nm 486 nm 656 nm Ffigur 7.14

15 Figurer kapittel 9: Stråling fra sola og universet Figur s. 279 Hvitt lys med alle farger R Prisme, fargene splittes opp Hvitt lys spaltes i et prisme, og vi får et kontinuerlig spekter. O G G B I F Kontinuerlig spekter Lys med noen bestemte bølgelengder Hvitt lys med alle farger Glødende hydrogengass Prisme, fargene splittes opp Prisme, fargene splittes opp Kald hydrogengass Varm, glødende hydrogengass sender ut lys med bestemte bølgelengder. Vi får et emisjonsspekter. Emisjonsspekter Absorpsjonsspekter Når hvitt lys sendes gjennom kald hydrogengass, vil lys med noen bølgelengder bli absorbert og dermed mangle i spekteret. Vi får et absorpsjonsspekter. 74 % hydrogen 25 % helium 1 % andre grunnstoffer Ved hjelp av linjespektre har astronomene funnet ut mye om solas sammensetning av grunnstoffer.

16 Figurer kapittel 9: Stråling fra sola og universet Figur s. 280 Strålingstetthet Blåhvit stjerne med temperaturen C Gul stjerne med temperaturen 6000 C Rød stjerne med temperaturen 3000 C Bølgelengde Blå farge Rød farge Når temperaturen til lyskilden øker, blir kurven høyere og forskjøvet mot venstre.

17 Figurer kapittel 9: Stråling fra sola og universet Figur s C 0 C 373 K 273 K Sammenhengen mellom kelvin- og celsius-skalaene. K = kelvin. I størrelse er 1 K = 1 C, men 0 K = 273,15 C (det absolutte nullpunkt) og 0 C = 273,15 K. 273 C 0 K Figur 7.16 Betelgeuse 429 lysår Bellatrix 243 lysår Mintaka Alnitak 920 lysår 830 lysår Alnilam 1360 lysår Saiph 725 lysår Rigel 780 lysår Stjernebildet Orion består av stjerner med forskjellig avstand til jorda. Figur 7.19

18 Figurer kapittel 9: Stråling fra sola og universet Figur s Dopplereffekten. Lyden fra sirenen høres lysere ut når ambulansen kommer mot oss, fordi lydbølgene blir klemt sammen foran ambulansen. Figur 7.21 Her ser vi bevegelsene til en galakse sett fra siden. De Figur 7.3 blå områdene beveger seg mot oss (lyset er blåforskjøvet). De røde områdene beveger seg bort fra oss (lyset er rødforskjøvet). Dette viser at galaksen roterer. Farten er størst nær sentrum.

19 Figurer kapittel 9: Stråling fra sola og universet Figur s. 283 Strikk cm 20 cm cm 30 cm På figuren ser du tre nummererte kuler som henger på en strikk. Legg merke til at kule nr. 3 fjerner seg mer fra kule nr. 1 enn det kule nr. 2 gjør når vi strekker strikken ut. Det er fordi kule nr. 3 er lenger borte. Kule nr. 2 har beveget seg 5 cm, mens kule nr. 3 har beveget seg 10 cm.

20 Figurer kapittel 9: Stråling fra sola og universet Figur s. 285 Størrelser Forklaringer 1. Bølge A. Hyppigheten til svingningene: Antallet svingninger per sekund er det samme som antallet bølgetopper som passerer et punkt per sekund. 2. Svingebevegelse B. Målenheten for frekvens. 3. En svingning C. En regelmessig bevegelse av noe fram og tilbake eller opp og ned. Kalles også en periodisk bevegelse. 4. Bølgelengde D. Forplantning av en svingebevegelse. I dagligtale sier vi at en bølge brer seg. 5. Frekvens E. En enkelt bevegelse fram og tilbake. 6. Hz F. Avstanden mellom to bølge topper.

21 Figurer kapittel 9: Stråling fra sola og universet Figur s. 288 Lyskilde Spalte Prisme Skjerm

22 Figurer kapittel 9: Stråling fra sola og universet Figur s. 289 Pose nr. Solfaktor Tid før fargereaksjon (sekunder) 1 Solkrem med lav faktor faktor 3 2 Solkrem med middels høy faktor faktor 10 3 Solkrem med høy faktor faktor 30 4 Uten solkrem faktor 0 UV-lys Solkrem på gjennomsiktig plast UV-måler

23 Figurer kapittel 9: Stråling fra sola og universet Figur s Vann CO 2 -rikt: HCl + CaCO 3