Fysik

Fysikeksamen omkring Universet (igang nu)

08. januar 2007 af Rassm (Slettet)

Hej. Jeg har lige været oppe at trække i fysik, vi har jo 24-timer med den nye ordning, mit emne blev formulerets således:

"Prøvens første del omfatter en præsentation af emnet Universet i dag.

Den faglige samtlale vil tage udgangspunkt i dels din indledende præsentation og del i en ønsket omtale af størrelsesforhold i universet og rødforskydning.."

Jeg har ikke helt rødforskydning og størrelsesforhold på plads, men jeg er ikke helt ude i hampen, hvis jeg siger at rødforskydning har noget med universets udvidelse at gøre, og dermed ikke kun "universet i dag".

Og skal jeg fokusere på "stjernebilleder" og kunne navigere på et stjernekort??

Og hvis nogen ville hjælpe mig med nogle guldkorn, jeg ville være lykkelig!!

På forhånd tak,

Rasmus 2.G

Svar #1
08. januar 2007 af Rassm (Slettet)

Okay, undskyld de mange fejl som blev begået i min hast. Håber det er læseligt.

Mvh. Rasmus

Brugbart svar (0)

Svar #2
08. januar 2007 af DanielPetersen (Slettet)

Til #1: Er du sprogspasser?

Brugbart svar (0)

Svar #3
08. januar 2007 af Waterhouse (Slettet)

Hmm, det kan diskuteres hvor relevant stjernebilleder o.l. er - jeg vil personligt mene, at du kan finde vigtigere og mere fysik-relaterede ting, når det nu er en fysik-, og ikke astronomieksamen.

Rødforskydningen er en konsekvens af, at universet udvider sig, og at galakserne bevæger sig væk fra hinanden. Det skyldes Doppler-effekten, som du kan finde omtalt på f.eks. Wikipedia. Prøv også at lave et opslag på Edwin Hubble.

Brugbart svar (0)

Svar #4
08. januar 2007 af QaZZaQ

Rødforskydning:
http://da.wikipedia.org/wiki/R%C3%B8dforskydning
Du har ret i at det kan have noget med universets udvidelse at gøre. Det viser sig nemlig at hvis man betragter rødforskydningen af fjerne galakser, så ser man at rødforskydningen stiger med afstanden.

Rødforskydning er også et mål for hastighed; jo større rødforskydning z, des større er hastigheden væk fra os. z=v/c

Dette kan føre en frem til v=H_0 *d, kaldet Hubbles lov opkaldt efter Edwin Hubble. H_0 er hubblekonstanten.

Skal du omtale stjernebilleder? Det ville jeg ikke mene lå inden for spørgsmålets rammer.

Størrelsesforhold: Solens størrelse vs. jordens størrelse; afstande i solsystemet; solsystemet i galaksen; galakser i hobe, i superhobe.

Svar #5
08. januar 2007 af Rassm (Slettet)

Mange tak for jeres svar, det er virkelig nyttigt.

#4

Nej, men vi modtager et bilag til selve eksaminationen i morgen. Jeg har grublet over, hvad min lærer kunne finde på, som har lidt relevans i forhold til universet.
Du har nok ret mht. at stjernebilleder, ikke er det første hun vil perspektiverer til.

Rødforskydning, er en konsekvens af at lyskilden fjerner sig fra os, og dermed øger lysets bølgelængder.
Men selve ordet rødforskydning, har det noget at gøre med forlængelsen af bølgelængderne?

Også mht. størrelsesklasser.
Tilsyneladende og absoluttee størrelsesklasser er begge betegnelser som opererer i min fysikbog.
Disse bruges kun til nærliggende stjerner, har I nogen anelse om hvor relevant det er?

Overvejer også at fortælle om astronomiens fødsel i Babylon, når mit emne nu hedder "Universet i dag" er det vil oplagt at fortælle om hvordan det startede.
Men det regner jeg med at perspektivere til, så jeg også kan inddrage Kopernicus, Galilei og slutteligt "Det mørke stof" - Det sande vakuum. Hvor jeg i min samtale med læreren, vil prøve at lede samtalen ind på "anti-tyngdekraften" og scenarier såsom "the big crunch" - sønderrivelsen osv..

Lyder dette helt hovedløst?

Brugbart svar (0)

Svar #6
08. januar 2007 af QaZZaQ

Ved rødforskydning forskydes bølgelængderne mod den røde del af spektret og lys ser derfor rødere ud; deraf navnet.
Blåforskydning derimod ses når et objekt bevæger sig mod os; der bliver lyset forkudt mod den blå ende af spektret.

Størrelsesklasser er et vigtigt begreb at forstå i astronomien så det vil jeg mene er relevant. Brugen af størrelsesklasser benyttes i det omfang det er muligt at skelne en stjerne fra omgivelserne.

Din disposition lyder ikke helt hovedløs, men du kan vel næppe nå det hele? Jeg ville måske se bort fra (eller i det mindste gå hurtigt hen over) de historiske dele som du nævner.

Svar #7
08. januar 2007 af Rassm (Slettet)

Det var den absolutte og tilsyneladende størrelsesklasse, jeg var mere skeptisk mht..
Størrelsesklassificeringen er meget vigtig, så jeg skal selvfølgelig beskæftige mig med den.

Er der nogen, der kender til andre måder at klassificere stjerner på? Og inputs til størrelsesforhold, rødforskydning eller opgaven i det hele taget?

Jeg er lutter øre, og meget begejstret for at I gider.

Svar #8
08. januar 2007 af Rassm (Slettet)

Men hvis universet udvider sig, må jorden jo være med i den udvidelse, er det som et koordinat-sæt hvor punkterne forbliver, men hvor akserne forlænges?

Ellers vil afstanden jo forblive den samme.

Brugbart svar (0)

Svar #9
08. januar 2007 af QaZZaQ

Ja det er jeg klar over og det var også netop disse jeg omtalte i #6.

Stjerner inddeles også efter spektraltyper, og tildeles bogstaver O,B,A,F,G,K,M som igen hver inddeles i 10 undergrupper.
Derudover tildeles også en luminositetsklasse fra I-V.
Solens spektraltype er således 2GV
Jeg mener dog ikke at dette er et område du bør bruge særligt meget energi på.

Brugbart svar (0)

Svar #10
08. januar 2007 af QaZZaQ

Du kan forestille dig et rosinbrød, som hæver.
Altså alle punkter bevæger sig væk fra hinanden.
Udvidelsen begrænses dog af gravitationen, således forstået at selve jorden ikke udvides; den holdes sammen af graviationen.

Svar #11
08. januar 2007 af Rassm (Slettet)

Ahh, nu forstår jeg. Ja, jeg skal nok ikke slå det for stort op, når det kun er 6 - 8 min. fremlæggelsen maksimalt må vare.

Jeg ved godt, jeg er meget spørgende, men bliver sgu nødt til det, så må du svare på det, du har overskud til.

Cepheidemetoden, er det en du måske kunne beskrive?
Selve historien for metoden, har jeg på plads, men det er mest sammenhængen, jeg har problemer med.

Og hvad betyder z << 1 når vi snakker Dopplereffekt?
Hubblerkonstanten, ville jeg også utrolig gerne høre om.

Hvordan ville din disposition, have set ud, hvis du fik dette emne?

Tidsbegrænsningen på 8 min. for mit eget oplæg, gør jo, at jeg må fravælge meget.

Jeg overvejer denne:

Universet - kort intro (store afstande)
Afstandsmålinger (Parallakse, Hobble)
Størrelsesklasser (Tilsyneladende og absolut)
Rødforskydning (blåforskydning, perspektivering til universets udvidelse in mente)
Perspektivere til universets udvidelse... (Evt. prøve at komme ind på "det mørke stof")

Brugbart svar (0)

Svar #12
08. januar 2007 af QaZZaQ

Cepheidemetoden:
Cepheider er pulserende stjerner hvor luminositeten altså er varierende med tiden. H. Leavitt fandt ud af at der var en sammenhæng mellem en cepheides periode og dens luminositet. Således at cepheider med samme periode også havde samme luminositet.
Cepheider er altså derfor en standardlyskilde, og kan benyttes tilafstandsbestemmelser i universet.

Når du møder z << 1 i forbindelse med Doppler betyder det at man kan benytte den klassiske dopplerforskydning, og ikke er nødsaget til at betragte den relativistiske. I den klassiske betragtning har du at z=v/c.

Hubblekonstanten H_0 er den konstant, som indgår i Hubbles lov v=H_0 *r. Den har en numerisk værdi omkring 70+-7 km s^-1 Mpc^-1
Nullet indikerer at det er den værdi som Hubbleparameteren har idag.

Hubbleparameteren H(t) er afhængig af tiden og er defineret som a'/a hvor a er den såkaldte skalafaktor som er normeret til a(t_0)=1
Måske ikke noget som du behøver at gå i dybden med...?

Men hav styr på at H_0 er den proportionalitetskonstant, som opfylder Hubbles lov.

Din disposition ser meget fin ud.
Nøgleord til universets endeligt: Kritisk masse, krumning, kosmologisk konstant.

Svar #13
08. januar 2007 af Rassm (Slettet)

Er den absolutte og tilsyneladende samme udregninger blot med forskellig udgangspunkt?
Hvor M er en observation, hvis stjernen befandt sig 10 parsec fra Jorden. Hvorimod m er når vi bare observerer fra Jordens udgangspunkt

Hubble-konstanten er også lidt kringlet, og har svært ved at finde information omkring den.

Galaksen bevæger sig væk fra os med en fart, der er proportional med afstanden fra os.

Hvordan skal jeg forklare Hubble-konstanten i den sammenhæng?

Brugbart svar (0)

Svar #14
08. januar 2007 af QaZZaQ

Ja, den absolutte størrelsesklasse af en stjerne er defineret som den tilsyneladende størrelsesklasse hvis den befandt sig 10pc væk fra os.

Hubble observerede en masse stjerner. Han så at der var en lineær sammenhæng mellem afstanden (r), og deres hastighed (v). han plottede altså alle sine målinger ind i en graf (v ad y-aksen; r ad x-aksen) og så at de dannede en ret linie. Ved lineær regression er det jo så muligt at finde hældningskoefficienten. Denne hældningskoefficient blev opkaldt efter Hubble, og kaldes derfor Hubblekonstanten. v=H_0*r

Brugbart svar (0)

Svar #15
08. januar 2007 af QaZZaQ

rettelse: han observerede selvfølgelig galakser og ikke stjerner.

Svar #16
08. januar 2007 af Rassm (Slettet)

Okay, mange tak.

Teorien om universets krumning blev fremsat af Albert Einstein, men er det massen som afbøjer rummet?

Den kosmologiske konstant, var det ikke også et påfund fra Einstein, som Hubble-resultaterne, fik ham til at skrotte?

Brugbart svar (0)

Svar #17
08. januar 2007 af QaZZaQ

Tjo....der blev rent faktisk fremsat teorir vedr. universet krunming længe før Einstein. Allerede i 1829 fremsatte Nikolai Lobachevski teorien. Det var så Einstein som skabte linket mellem universets krumning, og mass-energy indholdet.
Og ja, det er masse-energien, der på storskala krummer rummet.

Universet kan da enten være
fladt: kappa=0
negativt krumt: kappa=-1
eller positivt krumt: kappa=1

Dette kobles sammen med eneritætheden med
epsilon_ crit,t=(3c^2/(8*pi*G))*H(t)

evalueret til tiden t=t_0, altså nu fås
epsilon_ crit,0=(3c^2/(8*pi*G))*H_0

den kritiske energi tæthed er så
eps_crit=5200+-1000 MeV m^-3

er energitætheden mindre end dette er kappa=-1, er den større er kappa=1; og hvis energitætheden er lig med den kritiske så er kappa=1.

Ovenstående udtryk for den kritiske energitæthed udledes af Friedmannligningen.

Den kosmologiske konstant blev indført af Einstein for at underbygge hans teori om et statisk univers. Da Hubbles resultater kom frem blev Einstein nødt til at indse at hans statiske univers ikke var sandt og i den forbindelse skal han have sagt at det var hans største fejltagelse nogensinde.

Det viser sig dog nu at han måske alligevel havde ret. Som det lyder til at du har styr på.

Svar #18
09. januar 2007 af Rassm (Slettet)

Tusinde tak for hjælpen, det var virkelig dejligt.
Eksamen gik faktisk ikke så godt, kom ud i nogle meget rodede forklaringer, og begyndte at vakle ved mange spørgsmål. Trak også et bilag omkring nordlys, som jeg havde svært ved at forklare.

Men det endte med et 10-tal, så jeg siger mange tak.

Skriv et svar til: Fysikeksamen omkring Universet (igang nu)

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.