Fysik

kosmologi

17. november 2017 af hjælp2473 - Niveau: B-niveau

Alle varme legemer udsender elektromagnetisk stråling. Hvis du holder din hånd tæt op til kinden, kan du føle varmestrålingen. varmestråling fra kroppen er infrarød stråling. Et legeme med en temperatur på nogle tusinde grader udsender en del af sin varmestråling som synligt lys. Lyset fra en glødelampe er fx varmestråling, der opstår når glødetråden opvarmes.

a) Lyset fra Solen kan med god tilnærmelse beskrives som varme- stråling. Solens er omkring 5800 K. Ved hvilken bølgelængde har sollyset maksimal intensitet?

b) Er en jernstang varmest når den gløder rødt, hvidt eller blåligt?

en der hjælpe med de her opgaver 


Brugbart svar (1)

Svar #1
17. november 2017 af AngelOneOne

a) Her er et plot over intensiteten for sollys, så kan du selv aflæse bølgelængden ved max intensitet:

b) Jo varmere et objekt er, desto mere mod venstre forskydes max intensiteten i ovenstående diagram. Det vil sige at jo varmere, jo mere blåligt synes objektet i synligt lys. Derfor er varme stjerner blålige og "kolde" stjerner rødlige.

/Angel

- - -

/Angel


"The Universe is under no obligation to make sense to you" - Niel deGrasse Tyson
Look deep into nature, and then you will understand everything better” - Albert Einstein


Svar #2
17. november 2017 af hjælp2473

men ved a tror jeg det skal gøres på en anden måde, tror at jeg skal beregne den og ikke aflæse. Har fået planck-fordelingen


Brugbart svar (0)

Svar #3
17. november 2017 af swpply (Slettet)

Brug Wiens forskydningslov til at bestemme bølgelængden hørende til maksimums intensiteten for et sortlegeme med temperatur 5800 K.

Svar #4
18. november 2017 af hjælp2473

det er også den jeg mente, jeg har fået dette: λ_max=(2,90*10^<(-3) m*2,73K)/5800K=0,000001

jeg fik i opgave informeret at "den kosmiske baggrundsstråling svarer til varmestrålingen fra et legeme med en temperatur på 2,73k" dette har jeg også sat ind i formlen, er det rigtigtt?


Brugbart svar (1)

Svar #5
18. november 2017 af swpply (Slettet)

\begin{align*} \lambda_{max} &\approx \frac{2900\ \mu m\cdot K}{5800K} \\ &= 0.5\ \mu m \\ &= 500\ nm \end{align*}

De spørger om solen, som har en overflade temperatur på 5800 K.

NB. Det er rigtigt at den kosmiske mikrobølgebaggrundsstråling (CMB) er en god tilnæremlse til et sortlegeme med en gennemsnits temperatur på 2.75 K. Men dette skal du ikke bruge i denne opgave, da der sprøges til solen og ikke CMB.


Brugbart svar (1)

Svar #6
18. november 2017 af swpply (Slettet)

For at svare på delopgave b), skal du bruge to ting.

1) Wiens forskydnigslov fortæller at λmax er inverse proportional med temperaturen af det sortlegeme.

2) Farven af et "glødende" legeme er (til første ordens approximationen) givet ved λmax.


Svar #7
18. november 2017 af hjælp2473

hvad så når jeg skal beregne ved hvilken bølgelængde den kosmiske baggrundsstråling har maksimal intensitet?  og hvilken del af det elektromagnetiske spektrum det svarer til? 

skal jeg gøre det samme? hvis ja så har jeg fået dette: λ_max=(2900µm*K)/2,73K=1062.27??


Brugbart svar (0)

Svar #8
18. november 2017 af swpply (Slettet)

Ja, så skal du bruge de 2.73 K.
Det fremgik bare ikke af din første besked her tråden, at du også skulle kigge på CMB.

NB. Husk enheder ;-)

Svar #9
18. november 2017 af hjælp2473

men hvilken farve vil den så give og kan man godt få en bølgelængde på 1062,27?


Brugbart svar (1)

Svar #10
18. november 2017 af swpply (Slettet)

1) Den kosmisk mikrobølgebaggrundsstråling, har det navn (som du sikkert nu har gættet) af den simple grund, at dens bølgelængde er mikrobølger.
      Du har regnet λmax = 1062 μm. Altså er den kosmisk mikrobølgebaggrundsstrålings maksimums intensitet ved en bølgelængde på 1062 μm, altså mikrobølge (måske snare milimeter bølger ;-) ).

2) Det synelige lys, ligger i bølgelænde intervallet [390 nm, 700 nm]. Altså er mikrobølger ikke synelige (heldigvis, kan du forstille dig hvilken psykedelisk oplevelse det ellers ville være at kigge ind i en mikrobølgeovn ;-) ).


Svar #11
18. november 2017 af hjælp2473

Tak for din hjælp, men der er en sidste ting jeg ikke helt forstår! hvordan ved du i hvilket intervaller de ligger i? :)


Brugbart svar (0)

Svar #12
18. november 2017 af swpply (Slettet)


Svar #13
18. november 2017 af hjælp2473

men spørgsmålet lyder således: og hvilken del af det elektromagnetiske spektrum svarer dette til? 


Brugbart svar (1)

Svar #14
18. november 2017 af swpply (Slettet)

Arh, undskyld. Jeg troet du spurgte ind til min angivelse af intervallet [390 nm, 700nm]. Du har ikke noget sted i denne tråd, formuleret spørgmål omkring den kosmiske mikrobølgebaggrundsstråling. Så jeg kunne ikke vide at det var det du spurgte ind til.

Men som jeg skrev i svar #10, så ligger det både lidt i navnet at det er mikrobølge spektret samt at du har regnet dig frem til de 1062 μm ≈ 1 mm.

Men ellers kan du også altid tjkekke med denne lille tabel:


Skriv et svar til: kosmologi

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.