Anja Røyne

Fysiker

Stikkordarkiv: fysikk


av Legg igjen en kommentar

Gravitasjon, og verdens største vakuumkammer

På labben har jeg en vakuumklokke. Den er noe sånt som 20 cm i diameter og omtrent like høy. Jeg kan koble en pumpe til den og suge ut all lufta. I naturfagstimene kan man bruke vakuumklokker til å gjøre kule triks, som å knyte igjen tilsynelatende tomme ballonger (eller latexhansker) og se dem blåse seg opp når lufta rundt forsvinner.

Vakuumklokka er konstruert av tykt glass og er rund for å lettere kunne stå imot trykket av lufta på utsiden, når den ikke har noe luft på innsiden som kan trykke imot.

I videoen under kan du se verdens største vakuumkammer. Det er fantastisk. Og så kan du se hva som som skjer når en bowlingkule og en fjær faller ved siden av hverandre, uten luftmotstand. Du vet sikkert hvordan det kommer til å gå, men det er fantastisk allikevel.

Videoen er produsert av BBC og ble delt på I Fucking Love Science i dag.


av Legg igjen en kommentar

«Hjemme hos»-reportasje om pastakoking

I dag hadde jeg besøk av AftenpostenTV som ville ha meg til å forklare hvorfor en tresleiv på tvers over pastakjelen får den til å la være å koke over.

Ikke tidenes beste triks, kanskje, men det er nå litt artig. Siden det var planleggingsdag i barnehagen var jentene hjemme og fikk spise så mye de ville av både kokt og ukokt pasta. Og så ble det spagettigrateng til middag. Det var ikke så populært.

Skulle kanskje ha prøvd å sminke bort de jetlag-ringene jeg har under øynene.

Screenshot 2014-09-01 19.16.03

Dette er bare et screenshot, du kan se videoen ved å klikke her.


av Legg igjen en kommentar

Luftspeilinger

En god kollega hadde vært på langtur med bil i ferien, og han hadde flere ganger sett luftspeilinger på asfalten når de kjørte lange rette strekninger. Det er sikkert mange som har sett himmelen speile seg i motorveien på varme dager. Hvordan blir den varme asfalten plutselig til et speil?

Luftspeiling på motorveien. Bilde: "A Highway Mirage", Michael Gil/FLickr/CC license.

Luftspeiling på motorveien. Bilde: «A Highway Mirage«, Michael Gil/FLickr/CC license.


Selv forbinder jeg luftspeilinger aller mest med Donald. Donald går i ørkenen og er fryktelig tørst. Han ser et basseng og kaster seg ned i det for å drikke. Men så viser det seg at det bare er sand. Jeg mener at det finnes flere varianter, blant annet en der han ser en bod som selger kald drikke.

Denne siden fra et Micky Mouse-blad fra 1951 har jeg kopiert fra denne bloggen.

Denne siden fra et Micky Mouse-blad fra 1951 har jeg kopiert fra denne bloggen.


Lys og luft
Vanligvis går lyset rett frem gjennom lufta, og når lyset fra en ting treffer øynene våre, forstår hjernen vår at denne tingen befinner seg i den retningen lyset kom fra.

Men luft er ikke alltid bare luft. Når lufta varmes opp, blir det lengre mellom hvert luftmolekyl. Lufta tar mer plass, den blir lettere og den stiger oppover. Og siden det er færre molekyler å snakke med, går lyset fortere i varm luft enn den gjør når lufta er kald.

Hvordan sand blir til speil
Som man merker når man går barbeint, kan asfalt (og ørkensand) bli svært varm når sola skinner på den. Dette fører til at lufta inntil asfalten også varmes opp. Den varme lufta stiger opp og avkjøles. Altså blir det liggende et lag med veldig varm luft helt nederst mot bakken, med en gradvis overgang til den kjøligere lufta over.

Tenk deg en lysstråle fra himmelen, som kommer på skrått inn mot den varme veien. Når lyset kommer inn i varmere luft, vil det gå litt fortere. Siden den nederste delen av lysstrålen treffer den varme lufta først, vil den gå fortest, og det får hele lysstrålen til å bøye seg inn langs bakken.

Dersom temperaturforskjellen er tilstrekkelig stor over et lite område, vil lysstrålen svinge så mye at den plutselig er på vei oppover igjen. Uten at den noen gang har truffet bakken. Det er litt som om lyset har truffet et speil, bortsett fra at det svinger gradvis i steden for å sprette ut som en sprettball.

Du kan se at himmelen speiler seg i veien om du befinner deg omtrent i samme høyde som der temperaturforandringen skjer. Inne i en bil på veien, for eksempel. Om du har flaks.

Hjernen gjør så godt den kan
Om du ser på bakken langt foran deg, og ser et speilbilde av himmelen, så kan ikke hjernen forstå annet enn at det må ligge noe blankt akkurat der som har laget det speilbilde. I ørkenen blir det nødt til å være en speilblank vannoverflate.

Men du vil aldri nå helt frem til den – om du ikke er Donald.

Luftspeiling i Egypt. Bilde: "Mirage in the Desert", Michael Gwyther-Jones//Flickr/CC lisence.

Luftspeiling i Egypt. Bilde: «Mirage in the Desert«, Michael Gwyther-Jones/Flickr/CC license.


av 2 kommentarer

Regnbuen på 6:40

Før påske hadde jeg gleden av å delta på noe som var helt nytt for meg: Et konsept som kalles Pecha Kucha, og som har blitt kjørt på DogA, Norsk Design- og Arkitektursenter, i åtte år nå. Konseptet går ut på at foredragsholdre får velge 20 bilder, og vise dem i nøyaktig 20 sekunder hver, og snakke mens bildene vises i 6 minutter og 40 sekunder. Gjengen som arrangerer Pecha Kucha er flinke til å velge folk som har noe å fortelle om riktig varierte saker.

Oppdraget mitt var å «fortelle om noe kult i naturen», så det var jo ganske åpent. Jeg bestemte meg for å snakke om regnbuer. De er desidert kule, og det finnes fine bilder av dem.

Dette er et av de korteste foredragene jeg har gjort noen gang, og et av de jeg har øvd aller mest på. Når man har så kort tid, og bildene skifter automatisk, er det ikke mye rom for improvisasjon. Vanligvis tar jeg en del på sparket, men her måtte hvert ord sitte som spikret og jeg måtte finpusse alle setningene for å ikke bruke for mye tid. Det var en morsom øvelse.

Hele programmet ble filmet av Aftenpostens WebTV, og resultatet er nå tilgjengelig her – til opplysning og forlystelse når du har 6:40 ledig.

(har du flere ganger 6:40 ledig, bør du se noen av de andre innslagene fra Pecha Kucha. Jeg anbefaler spesielt den som heter «De blåste tobakk opp i baken på de avdøde»).

117-1773_IMG


av 4 kommentarer

Eksperimentvettreglene

20140521-171416.jpgOm du har en plan for å finne ut noe helt nytt på en enkel måte, er sjansene store for at 1) noen har gjort det før, 2) du har tenkt feil, eller 3) du er genial.

Om du (som meg) ikke er genial, men har lyst til å finne ut noe nytt, blir du pent nødt til å gjøre noe vanskelig. Disse reglene vil hjelpe deg med å lykkes:

Eksperimentvettreglene

1. Om det går til helvete, så prøv igjen.

2. Om det fortsatt går til helvete, så prøv igjen.

(repeteres så mange ganger som nødvendig)

3. Om du tror du må gråte, så ta en pause før du prøver igjen.

og sist, men absolutt ikke minst:

20140521-171449.jpg4. SKRIV NED ALT (og da mener jeg ALT), for noen ganger er det de håpløse resultatene som er de mest verdifulle. Du var bare ikke klar til å forstå dem.

 

Lykke til!

(takk for det. Jeg prøver igjen, jeg.)

(I dag fungerte ingen ting fra klokka 9 til klokka 14. Så trodde jeg det ikke fungerte, men prøvde allikevel. Og så oppdaget jeg noe helt uventet. Nå skal jeg fortsette og se om hellet har gitt seg, eller om det dukker opp noe mere morsomt.)

 


av Legg igjen en kommentar

Senitbuen

Min tante observerte noe rart på himmelen her om dagen. En slags omvendt regnbue. Hva er dette?

Senitbue i Vesterålen, mai 2014. Foto: Ingrid Larssen

Senitbue i Vesterålen, mai 2014. Foto: Ingrid Larssen

Det vet jeg, svarte jeg eplekjekt, det er en del av en halo, og forklaringen ligger her. Jeg regnet med at sola stod bak taket. Hadde jeg vært litt mer observant, ville jeg ha oppdaget at denne buen er rød ytterst, mens haloen er rød innerst. Altså er ikke dette en del av en halo. Min tante kunne også fortelle at sola stod lavt på himmelen, og slett ikke bak taket. Litt mer observante og mindre eplekjekke observatører kunne raskt fortelle at dette er en senitbue.

Om du ligger på ryggen og ser rett opp på himmelen, så ser du på senit. Hadde senitbuen vært en hel sirkel, ville senit vært i sentrum. Derav senitbue.

Senitbuen dannes, som haloen, ved at lyset brytes når det passerer gjennom iskrystaller. De små iskrystallene i cirrus-skyene er formed som sekskantede plater. I haloen går lyset inn gjennom en og ut gjennom en annen av sidekantene på iskrystallen. I senitbuen, derimot, går lyset inn gjennom den flate oversiden av iskrystallen og ut gjennom en av sidekantene. Disse flatene står 90 grader på hverandre, så det blir akkurat som å sende lyset gjennom et prisme, som noen sikkert husker fra fysikktimene på skolen. Når lyset bøyes på vei inn i og ut av iskrystallen, ender de ulike fargene opp med å gå i litt forskjellige retninger, slik at vi ser dem hver for seg.

Sola står lavt. La oss si den står 20 grader over horisonten. Jeg kan se i retning 20 grader oppover, og så treffer lyset fra sola øynene mine direkte (men det anbefales IKKE!). Jeg kan se hvor som helst på himmelen, og siden det er en sånn fin dag, treffer blått lys fra sola øynene mine fra omtrent alle retninger – det har sprettet omkring mellom luftmolekylene, og noe av det ender omsider hos meg.

Eller jeg kan snu ansiktet mot sola og vende blikket 70 grader oppover. Da ser jeg lyset som har blitt bøyd nedover gjennom de flate iskrystallene. Blått lys bøyes mest, så det ser jeg lengst vekk fra sola. Og avhengig av hvilken retning sidekanten av iskrystallen hadde, blir lyset også vendt litt til siden, og resultatet blir en bue, mellom sola og senit, med senit som sentrum. En omvendt regnbue, et smil på himmelen.

Håper jeg får se det selv en gang.


av 2 kommentarer

Ring rundt sola

– Se, sa barnet.

– Oi, sa jeg, og ble stående og stirre på himmelen mens barnet lekte videre på gresset.

20140511-151436.jpg

Noen ganger danner det seg en ring rundt sola. Den vi så i dag var mer som en halv ring, og for å ta bilde av den måtte jeg la naboens tak skygge for sola. Haloen, som den kalles, er i slekt men regnbuen, men allikevel forskjellig. Mens regnbuen dannes ved at sollyset reflekteres inne i trillrunde vanndråper, dannes en halo ved at lyset skifter retning når det går gjennom ørsmå iskrystaller som svever høyt oppe i atmosfæren.

Noe av lyset som egentlig ikke var på vei i min retning, traff en iskrystall og ble svingt tilbake mot øynene mine.

De aller minste iskrystallene er formet som sekskantede plater. En del av lyset som treffer en slik plate fra siden vil forandre retningen sin med omtrent 22 grader: det røde litt mindre, det blå litt mer. Derfor ser vi det som en ring rundt sola, som er rød innerst og blå ytterst.

Et kvarter senere så himmelen slik ut:

20140511-153657.jpg
Det kom en kald vind langs bakken, og jeg tok med meg barna inn så vi ikke skulle bli våte.

Var ringen rundt sola et forvarsel om regnet som skulle komme? Tja. Disse iskrystallene bor i cirrus-skyer, som ofte dukker opp før større frontsystemer. Men nå hadde det vært gråvær en stund, og skyene høy der oppe visste nok ikke om de feite regnværsskyene som var på vei lengre ned.

En halo kan forresten også sees rundt månen. Da er lyset så svakt at vi ikke ser fargene.


av 2 kommentarer

Musikkfysikk. Strengteori.

Bilde: Andrew Sutherland/"<a href=

Jeg har en cello som jeg liker å spille på, aller helst sammen med andre. De siste årene har jeg lagt den klassiske opplæringen min fullstendig på hylla til fordel for folkemusikken. Fordelen med å spille cello i spellemannslag er at stort sett ingen andre gjør det, så jeg kan spille hva jeg vil – melodi, andrestemme, komp, med bue eller uten bue, få toner eller mange toner.

For at en cello skal lage lyd, må en av strengene settes i bevegelse. Strengen sitter fast i topp og bunn, men midten er fri til å bevege seg frem og tilbake. Denne bevegelsen forplanter seg til treverket og lufta inni instrumentet, og til lufta på utsiden av instrumentet, som fører lyden frem til ørene til den som hører på. Desto raskere strengen svinger frem og tilbake, desto lysere blir tonen.

Strenglovene

Vi tenker vel ikke så ofte over strengteorien, men strengpraksisen har alle prøvd. Strengen følger tre lover:

1. jo mer du trekker i strengen, jo fortere vibrerer den. Prøv en strikk. Eller lag prompelyder med en ballong.

2. jo lengre strengen er, jo saktere vibrerer den. Den lyse fiolinen er mye mindre enn den mørke kontrabassen.

3. jo tyngre (i praksis: tykkere) strengen er, jo saktere vibrerer den. Kontrabassens tykke strenger krever sterke fingre. De tynne fiolinstrengene gir såre fingertupper.

Strengfinesser

En cello har fire strenger i forskjellig tykkelse. Jeg tror tykkelsene er beregnet slik at alle strengene må være omtrent like stramme for å få riktige toner. Om alle strengene hadde vært like tykke, så hadde den øverste blitt vanskelig for fingrene å klemme ned, mens den nederste hadde vært vanskelig å få i bevegelse.

For å få frem alle tonene i skalaen, bruker man fingrene på venstre hånd til å klemme strengen man spiller på ned mot gripebrettet på riktig sted. Det gjør strengen kortere og tonen lysere. Det som jeg egentlig synes er litt rart er at man setter fingrene på akkurat samme plass på de forskjellige strengene. Jeg kan for eksempel legge en finger på tvers over to strenger og spille to (riktige) toner på en gang. På en gitar går jo båndene tvers over halsen.

Dette fungerer fordi skalaen vi bruker (som er bare en av mange, men det lar jeg være akkurat nå) er konstruert slik at det er like langt mellom hver halvtone. For å gå fra en tone til den neste må du kutte vekk en viss andel av strengen. Siden det er andelen som er konstant, blir avstanden mellom fingrene mindre og mindre jo lengre opp på strengen man er. Dette er det også lett å se på en gitar.

Barnestrenger

Om du skulle ha blitt en verdensberømt fiolinist, måtte du ha startet øvingen før du begynte på skolen. Siden små barn har korte armer og fingre spiller de på små instrumenter. Strengene er kortere, men lager de samme tonene som de store vokseninstrumentene.

Er barnestrengene like tykke som voksenstrengene? lurte vi på en gang vi hadde pause. Tykkere strenger kunne ha kompensert for at strengene var kortere, og gitt samme tone. Men sånn er det visst ikke. Siden barnestrengene er kortere men like tykke som de voksne, må de være slakkere for at tonen skal bli riktig. Det gjør sikkert også at det er lettere å klemme strengene ned, og det passer fint for barnefingre.

Bratsj

Jeg skulle gjerne ha spilt bratsj. Den er enkel å ta med seg, som en fiolin, men dyp og kul litt på samme måte som en cello. Bratsjen er større en fiolinen, men har tonene på tre av strengene til felles med den. Den bruker litt tykkere strenger. Når strengene er både lengre og tyngre, betyr det at de må være veldig stramme for å få riktig tone? Eller hvordan fungerer egentlig dette? Er det noen bratsjister der ute som kan komme meg til unnsetning?


av Legg igjen en kommentar

Honningkrøller

En kollega har gitt meg en krukke med klar, gyllen honning, direkte fra bikubene til faren hennes i Romania. Den smaker nydelig på det meste, men jeg liker den spesielt godt på yoghurt. Honningen er så flytende at det bare er å hente opp en skjefull fra krukken og la en tynn stråle renne over yoghurten.

Jeg ender ofte opp med mer honning enn jeg hadde tenkt, fordi den lager så fine mønstre der den lander. Holder jeg skjeen i ro får jeg en fascinerende krusedull. Når jeg beveger skjeen rundt over skålen lager honningen pene, gjevne løkkeborder. Ved å variere høyden og vinkelen på skjeen, tykkelsen på honningstrømmen og vinkelen på underlaget, kan jeg få frem et uttall forskjellige mønstre.

Foto: Domiriel/Flickr/HoneyI. CC license.

Foto: Domiriel/Flickr/HoneyI. CC license.

For å komme til bunns i vakre mønstre som oppstår i naturen, må man dessverre ofte gjennom noen sider med komplisert matematikk. Men selv om det er vanskelig å forstå akkurat hvordan dette foregår, går det an å få en følelse for hvorfor.

Vann som treffer en overflate vil renne vekk i alle retninger. Derfor merker ikke vannet ovenfor noe særlig til overflaten før den plutselig har truffet den. Vann oppfører seg slik fordi vannmolekylene ikke holder seg så veldig godt fast i hverandre. Honningen, derimot, har ikke like lett for å forandre form. Den er mer viskøs. Molekylene klamrer seg fast i hverandre. Når den nederste delen av strålen treffer underlaget, dytter de nederste molekylene på naboene sine oppover i strålen. Dette blir som å klemme sammen en slank søyle, og det gjør at den bøyer seg. Når den nederste delen av honningstrålen bøyer seg, faller den mot siden, og dette får strålen til å rotere og tegne spiraler der den treffer underlaget.

Honningen klamrer seg ganske godt fast i skjeen, eller hva det nå er den renner fra. Tyngdekraften trekker honningen nedover, og det gjør at strålen er tynnere nederst enn øverst. Siden tykkelsen på strålen avgjør hvor store spiraler som tegnes, og hvor fort strålen roterer, kan du få mange forskjellige mønstre ved å flytte skjeen lengre opp eller ned.

Prøv selv! Om du ikke har honningen klar i skapet, og du ikke er redd for noen engelske fysikkuttrykk, kan du se en kul video om fenomenet under:


av 1 kommentar

Om egg og katedraler

20140422-225152.jpgI påsken skal egg males. Dette slo an blant barna mine, så jeg endte opp med å blåse ut innmaten i ganske mange egg. Når man skal blåse ut av eggene må man lage et lite hull i den ene enden og et litt større hull i den andre enden.

Jeg fant ut at trikset var å skrape med en spiss kniv til jeg fikk et lite hull. Så roterte jeg kniven sakte slik at kantene på hullet ble skrapt større og større. Men noen ganger ble jeg utålmodig og begynte å pirke i hullet. Med en gang jeg fikk knivspissen innenfor kanten av hullet slik at jeg dyttet skallet utover, sprakk det av store biter.

Egg er altså ganske genialt konstruert. De skal tåle å bli dyttet rundt og bli ligget på, men samtidig skal de være skjøre nok til at en svak liten kylling skal kunne krafse seg ut når tiden er inne.

Eggeskall er laget av byggeklosser av kalsiumkarbonat. Det er det samme som kritt består av. Byggeklossene er limt sammen av proteiner. Ingen av disse ingrediensene er spesielt sterke. Det er konstruksjonen som gjør egget sterkt.

Kuppelen i Peterskirken. Bilde: Attila Terbócs/Wikimedia Commons

Kuppelen i Peterskirken. Bilde: Attila Terbócs/Wikimedia Commons

Siden vi snakker om påsken, kan vi ta en tur til Roma. Peterskirken har en av verdens mest kjente kupler. Om du klatrer på en kuppel, eller går over en buet bro, får du elementene i utsiden av konstruksjonen til å bli klemt mot hverandre. Det får dem egentlig bare til å sitte enda bedre sammen. For å ødelegge egget, eller kuppelen, må man klemme så hardt at noen av byggeklossene på innsiden av skallet blir strukket fra hverandre. Da oppstår det en sprekk på innsiden som beveger seg ut gjennom skallet. Knus.

Men om du står på innsiden av en kuppel, og dytter, blir alle byggeklossene skjøvet fra hverandre. Det skal nesten ingen kraft til for å få det lette eggeskallet til å sprekke opp fra innsiden.

Hakk hakke hakk, egget det sprakk, og en liten kylling ut av det spratt.