Aallonpituus (sähkömagneettisella aaltoliikkeellä) = valon nopeus / taajuus. Yleisemmin aallonpituus = aallon etenemisnopeus / taajuus.

Koko: px
Aloita esitys sivulta:

Download "Aallonpituus (sähkömagneettisella aaltoliikkeellä) = valon nopeus / taajuus. Yleisemmin aallonpituus = aallon etenemisnopeus / taajuus."

Transkriptio

1 Aalto (fysiikka) Yksinkertainen harmoninen aaltoliike Aalto on avaruudessa etenevä säännöllinen häiriö, joka kuljettaa energiaa. Toisin kuin sähkömagneettinen säteily ja todennäköisesti gravitaatiosäteily, jotka voivat edetä tyhjiössä, aallot esiintyvät väliaineessa, joka pystyy tuottamaan muodonmuutoksessa elastisia palautusvoimia. Väliaineen läpi kulkiessaan aallot voivat kuljettaa energiaa paikasta toiseen ilman, että yksikään väliaineen hiukkasista siirtyy pysyvästi pois alkuperäiseltä paikaltaan. Sen sijaan väliaineen hiukkaset oskilloivat kiinteän pisteen ympärillä. Aaltoja kuvataan aallonhuipuilla ja aallonpohjilla, joko kirjaimellisesti (poikittaisaaltojen tapauksessa) tai kuvaajassa hiukkasta per cm aikaa vastaan (pitkittäisaaltojen tapauksessa). Aallonpituus Aallonpituus on värähtelijän kahden vierekkäisen samassa vaiheessa olevan pisteen välinen etäisyys. Jos funktio on aallon amplitudifunktio, ja L on aallonpituus, niin f(x + L) = f(x) kaikille. Esimerkiksi trigonometristä sinifunktiota vastaavan aallon pituus L = 2 * π. Aallonpituus (sähkömagneettisella aaltoliikkeellä) = valon nopeus / taajuus. Yleisemmin aallonpituus = aallon etenemisnopeus / taajuus. Esim. 10 metrin aallonpituutta vastaa 30 MHz:n ( Hz) radiotaajuus (10 m = m/s / /s). Ääniaalloilla 10 metrin aallonpituutta vastaisi 34 Hz:n taajuus (10 m = 340 m/s (äänen nopeus ilmassa) / 30/s. Tekniikassa aallonpituus on tärkeä mm. siinä mielessä, että antennin on oltava vähintään neljännesaallon pituinen (maatasoantenni) ollakseen tehokas. Edellä mainitulla 30 MHz:n taajuudella antennin olisi oltava siis vähintäin 2,5 metrin pituinen (10 m/4). GSM- puhelimessa (900 MHz) antennin on vastaavasti oltava vähintään 8,3 cm:n pituinen. Aallonpituus on se matka, jonka aaltoliike etenee yhden jaksonsa aikana. Aallonpituutta kuvataan kreikkalaisella kirjaimella lambda:.

2 Radioaallon pituus tyhjössä (tai ilmassa) Koska radioaalto etenee tyhjössä valon nopeudella, eli noin km/s ( ,458 km / s ), voidaan radioaallon pituus laskea siten jakamalla valon nopeus taajuudella: Joka muuntuu edelleen käytännölliseen muotoon: Radioaallon pituus metreissä on siis 300 jaettuna taajuudella Megahertseissä. (Tämä antaa oikean tuloksen kolmella merkitsevällä numerolla tarkasteltuna, suurempaan tarkkuuteen pyrittäessä (ei tarpeen radioamatöörikäytössä) pitää valonnopeudelle käyttää sen oikeaa arvoa.) Radioaallon pituus tiheämmässä väliaineessa Kun väliaineen dielektrinen vakio eroaa havaittavasti ykkösestä (kuten esim. kiinteä polyeteenieriste RG-213 kaapelissa), tulee tarpeeseen tehdä korjaus valonnopeuteen: Sijoittamalla aallonpituuden yhtälöön: Termiä: sanotaan nopeuskertoimeksi ja se on sellaisena yleensä mainittu esimerkiksi kaapelien ominaisuuksien luetteloissa. Esimerkki Taajuuden 3699 khz aallonpituus voidaan laskea: Otetaan kiinteää polyeteeniä eristeenä käyttävä RG-213 kaapeli ja halutaan tehdä siitä neljännesaallonpituuden mittainen viivelinja MHz:lle, kuinka pitkä tuo on? Nopeuskerroin polyeteenille on 0.66 ( ), jolloin: jonka neljännes on: metriä

3 Sähkömagneettinen säteily Sähkömagneettinen säteily on kenttä, joka vaihtaa tietoa sähköisesti varattujen hiukkasten kesken fotonien välityksellä. Sähkömagneettiselle säteilylle on ominaista aallonpituus, joka määräytyy fotonien energiasta. Sähkömagneettinen säteily jaotellaan aallonpituuden mukaan seuraavaaviin osa-alueisiin: radioaallot, mikroaallot, infrapunasäteily, valo, ultraviolettisäteily, röntgensäteily ja gammasäteily. Säteily lämmön siirtymismekanismina Säteily (radiaatio) on merkittävä lämmön siirtymismekanismi. Manpinnalle tulee joka päivä Auringon säteilyä pilvien läpi. Hallaöinä maanpinnasta poistuu aukeilla paikoilla lämpöä pois säteilemällä. Kyse on infrapuna-alueella tapahtuvasta ulossäteilystä. Joissain tähtien kerroksissa energia siirtyy vain säteilynä, konvektiota ei tapahdu. Nämä ovat radiatiivisia kerroksia. Auringossa menee pitkän aikaa että sisuksista lähtenyt säde pääsee ulos, koska se törmäilee satunnaisesti tiheässä aineessa lukuisiiin hiukkasiin vaihtaen alituisesti ja satunnaisesti suuntaa. Fotoni Fotoni eli valo on sähkömagneettisen vuorovaikutuksen välittäjähiukkanen mittabosoni. Fotoni on myös luksoni, koska se on massaton hiukkanen kun kyseessä on lepomassa. Albert Einsteinin E=mc² johdetun säännön mukaan fotonilla on kuitenkin liikemassa. Fotonilla ei ole havaittu olevan myöskään sähkövarausta. Fotonin spin on 1. Fotonin nopeus tyhjiössä on m/s, eli n km sekunnissa. Fotoneilla eli näkyvällä valolla on erilaisia aalto- ja hiukkaslunteen yhteisiä ominaisuuksia. Ne ovat säteily, taittuminen ja heijastuminen. Säteily: Kun hehkulankaa lämmitetään, metallin atomit saavat enrgiaa. Kun energia vapautuu, metalli lähettää valoa, jota voidaan kuvata joko aaltoina tai hiukkasina. Heijastuminen: Jos valo lähetetään kohti tasoa, osa siitä heijastuu takaisin. Tasoon tulevan ja tasosta heijastuvan valon kulma on tasoon nähden sama. Sähkömagneettinen vuorovaikutus Sähkömagneettinen vuorovaikutus (Sähkövoima) on yksi standardimallin neljästä perusvuorovaikutuksesta. Sen välittäjähiukkasia ovat fotonit. Sähkömagneettisen vuorovaikutuksen tuntevat kaikki varatut hiukkaset. Sähkömagneettisia vuorovaikutuksia kuvaava kvanttikenttäteoria on nimeltään kvanttielektrodynamiikka eli QED. Se on tarkin tunnettu fysikaalinen teoria. Sen ennuste elektronin magneettiselle momentille pitää paikkansa kymmenen numeron tarkkuudella. Klassisessa fysiikassa sähkömagneettiset ilmiöt kuvataan Maxwellin yhtälöiden avulla. Hiukkasfysiikan standardimalli Hiukkasfysiikan standardimalli yhdistää heikon, vahvan sekä sähkömagneettisen vuorovaikutuksen yhdeksi teoriaksi. Neljättä perusvuorovaikutusta, gravitaatiota ei toistaiseksi ole onnistuttu yhdistämään tähän teoriaan. Standardimalli pohjautuu yhdistettyyn sisäiseen symmetriaan SU(3)xSU(2)xU(1), joista ensimmäinen kuvaa värivoimaa ja kaksi viimeistä yhdessä heikkoja ja sähkömagneettisia vuorovaikutuksia. Sähköheikko symmetria on rikkoutunut siten, että sähkömagneettiseen vuorovaikutukseen liittyvä symmetria jää tarkaksi jäännössymmetriaksi ja täten sähkömagneettista

4 vuorovaikutusta välittävä fotoni on massaton. Heikkoa vuorovaikutusta välittävät hiukkaset puolestaan saavat massan symmetriarikossa, josta on vastuussa Higgsin bosoni. Teoriaan on tuotava käsin kaikki fermionit, eli kuusi kvarkkia, kolme varattua leptonia ja kolme neutriinoa. Teoria ei myöskään ennusta näiden massoja. Tämän takia hiukkasfyysikot toivovat kehittävänsä kaiken teorian, joka paitsi antaisi suuren osan standardimallin vapaista numeerisista parametreista (massat, varaukset, hiukkasten tyypit), myös sisältäisi gravitaation. Jo nykyisellään standardimalli kuitenkin ennustaa (kun massat, varaukset, hiukkaslajit on annettu) kaikkien tunnettujen hiukkasreaktioiden todennäköisyydet. Standardimallia voidaan laajentaa monella tavalla. Näistä mielenkiintoisimmat ovat Higgsin bosoniin liittyvä sektori, supersymmetria ja säieteoriat. CERNin uuden LHC-kiihdyttimen odotetaan tuovan kokeellista informaatiota standardimallin laajennuksia koskien vuodesta 2007 eteenpäin. Perusvuorovaikutus Perusvuorovaikutus on mekanismi, jolla kappaleet vuorovaikuttavat keskenään ja jota ei voida selittää muilla yksinkertaisemmilla vuorovaikutuksilla. Kaikki havaitut fysikaaliset ilmiöt galaksien törmäyksistä kvarkkien välisiin sidosvoimiin voidaan selittää perusvuorovaikutusten avulla, eli kaikki fysiikan kaavat selittävät näitä vuorovaikutuksia. Hiukkasfysiikan standardimallin neljä perusvuorovaikutusta ovat vahva vuorovaikutus, joka vaikuttaa kvarkkien välillä ja toimii mm. protoneissa ja neutroneissa heikko vuorovaikutus, joka vaikuttaa atomiytimissä ja ilmentyy radioaktiivisuutena (esim. beta-hajoaminen) sähkömagneettinen vuorovaikutus, joka vaikuttaa elektronien ja atomiydinten välillä ja jolla voidaan selittää sähkömagneettisen säteilyn ominaisuudet gravitaatio, joka vaikuttaa massaisten kappaleiden välillä Eri perusvuorovaikutusten ajatellaan vaikuttavan eri etäisyyksillä, ja ne ovat alun perin olleet selitysmalleja eri fysikaalisiin ilmiöihin, joita ei siihen mennessä olleilla teorioilla ole kyetty selittämään. Gravitaation perussäännöt (joita Einstein myöhemmin tarkensi) keksittiin 1600-luvulla (Galilei, Newton). Sähkömagneettisen vuorovaikutuksen säännöt osoittivat 1800-luvun fyysikot (muun muassa Maxwell), heikon vuorovaikutuksen ovat löytäneet 1920-luvun alun, radioaktiivisuuden selittäneet, fyysikot (muun muassa Heisenberg), ja vahvan vuorovaikutuksen teoriat on kehitetty 1970-luvulla selittämään hiukkaskiihdyttimissä havaittuja ilmiöitä. Jokaisessa näitä voimia alun perin selittäneissä teorioissa on tapahtunut myöhempää kehitystä. Näitä perusvaikutuksia erikseen kuvaavia yhtälöitä käytetään yleisesti, sillä harvoin tulee eteen kokeellisia tai käytännön tilanteita, joissa jouduttaisiin ottamaan huomioon useamman kuin yhden perusvaikutuksen ilmiölle aiheuttamat muutokset. Nykyisin, gravitaatiota lukuun ottamatta, kolmen muun uskotaan olevan vain ilmentymiä vieläkin perustavampaa laatua olevasta vuorovaikutuksen lajista. Gravitaation yhdistäminen tähän suureen yhtenäisteoriaan on nykyfysiikan suurimpia haasteita.

5 Radioaalto Radioaallot ovat sähkömagneettista säteilyä, jonka taajuus on 3 Hz GHz. Radioaallot etenevät tyhjiössä sekä taajuudesta riippuen myös väliaineissa, muun muassa ilmassa. Mikroaalto Mikroaallot ovat sähkömagneettisia aaltoja, joiden aallonpituus on pitempi kuin infrapunavalolla, mutta pienempi kuin radioaalloilla. Mikroaallot tunnetaan myös lyhenteellä SHF (Super High Frequency) ja EHF (Extremely High Frequency). Niiden aallonpituus ulottuu noin 100 millimetristä (3 GHz) yhteen millimetriin (300 GHz). Infrapunasäteily Infrapunasäteily on sähkömagneettista säteilyä, jonka aallonpituus on suurempi kuin näkyvän valon mutta pienempi kuin mikroaaltojen. Infrapunasäteilyn aallonpituus on siis väliltä 700 nm...1 mm. Auringosta Maan ilmakehään saapuvasta lyhytaaltoisesta säteilystä yli puolet on infrapunasäteilyä (53 % kokonaisenergiasta). Ultraviolettisäteilyä on 8 % ja näkyvää valoa 39 %. Infrapunasäteilyä kutsutaan myös lämpösäteilyksi, koska huoneenlämpöiset kappaleet säteilevät infrapuna-alueella sitä voimakkaammin, mitä lämpimämpiä ne ovat. Takka, keittolevy, Aurinko ja muut kuumat kappaleet ovat voimakkaita infrapunalähteitä. Historia Infrapunasäteilyn löysi William Herschel vuonna Hän antoi Auringon valon kulkea prisman läpi, jolloin se hajosi aallonpituuden mukaan spektriksi. Hän piti lämpömittaria spektrin eri kohdissa ja mittasi siten säteilyn tehoa. Mitä punaisempi väri, sitä voimakkaammin valo lämmitti mittaria. Mittari kuumeni näkyvän valon alueen ulkopuolellakin. Tästä voitiin päätellä, että Aurinko säteilee myös ihmissilmälle näkymätöntä valoa. Infrapunasätelyn kulkemista ja yhteyttä kappaleen lämpötilaan tutki Wilhelm Wien ("Wienin siirtymälaki") joka sai asiasta Nobelin fysiikanpalkinnon Sovelluksia CD-soittimissa CD-levyn alapintaa lukee lasersäde, joka on silmälle näkymättömällä infrapunaalueella. Samanlaista tekniikkaa käytetään myös tietokoneiden CD-ROM-asemissa. Suljetun rakenteen ansiosta lasersäde ei pääse laitteista ulos, ja siten nämä laitteet luokitellaan vaarattomiksi. Laitteissa käytettävät laserit voivat periaatteessa olla haitallisia silmälle, mutta säteen saaminen silmään vaatii suurta teknistä taitoa.

6 Valo Valo on sähkömagneettisen spektrin ihmissilmällä nähtävä osa. Näkyvä valo asettuu noin aallonpituuksille nanometriä (nm) ja taajuuksille THz). Ihmissilmä näkee parheiten keltaista tai kellanvihreää valoa aallonpituudella 555 nm. Valoa lyhytaaltoisempaa säteilyä kutsutaan ultravioletiksi, ja pitempiaaltoista infrapunaiseksi. Valon kolme perusulottuvuutta ovat kirkkaus (eli amplitudi), väri (eli aallonpituus) ja polarisaatio (eli värähtelykulma). Aaltohiukkasdualismin vuoksi valolla on samanaikaisesti sekä hiukkasten että aaltojen ominaisuudet. Valon nopeuden kaava v = λf, jossa λ on aallonpituus, f on taajuus ja v on valon nopeus. Jos valo kulkee tyhjiössä, niin v = c, joten c = λf, jossa c on valon nopeus. v voidaan ilmaista myös kaavalla jossa n on vakio (taitekerroin), joka riippuu läpäistävän aineen ominaisuuksista sekä aineesta riippuen valon aallonpituudesta ja polarisaatiosta. Valon mitattavia ominaisuuksia Kirkkaus Väri tai värilämpötila Luminanssi tai valaistus (SI-yksikkö: luksi lux) Valovirta (SI-yksikkö : lumen) Valon intensiteetti (SI-yksikkö: candela)

7 Väri Väri on fysiikan kannalta jokin sähkömagneettisen säteilyn aallonpituus väliltä nm. Se on siis valoa, jota havaitaan näköaistilla. Värejä on periaatteessa äärettömän paljon. Käytännössä samankaltaisia sävyjä ei voi rajattomasti erottaa toisistaan, ja isokin sävyalue voidaan niputtaa yhden värin nimiin. Musta ja valkoinen eivät periaatteessa ole värejä, vaan musta pinta ei heijasta minkään väristä valoa ja valkoinen on kaikkien värien sekoitus. Eli musta imee kaikki värit ja valkoinen taas heijastaa kaikki värit. Näkyvän valon spektrin värit väri aallonpituusväli taajuusväli punainen ~ nm ~ THz oranssi ~ nm ~ THz keltainen ~ nm ~ THz vihreä ~ nm ~ THz syaani ~ nm ~ THz sininen ~ nm ~ THz violetti ~ nm ~ THz Polarisaatio Polarisaatiolla tarkoitetaan sähkömagneettisen säteilyn värähdyssuuntien vähenemistä. Polarisaatiota voi aiheuttaa aallon heijastuminen eristeestä (lasi, vesi yms.) tai aallon kulkeminen erittäin ohuen raon läpi. Radioaaltoja voidaan polarisoida eri tavoin lähetysantennien avulla. Käytännön sovelluksia Polarisoidut aurinkolasit: Polarisoiduissa aurinkolaseissa on molekyyliverkosto, joka päästää lävitseen vain pystytasossa värähtelevää valoa. Tämä siksi että vedestä heijastunut valo on polarisoitunutta ja lasi ei sitä läpi päästä. Tutkat. Litistyneen muotonsa takia sadepisarat sirottavat enemmän vaaka- kuin pystysuoraan polarisoitunutta säteilyä. Siksi säätutkat käyttävät yleensä vaakapolarisoituja mikroaaltoja, kun taas lennonjohdon primääritutkat käyttivät pystypolarisoituja mikroaaltoja jotta sateen vaikutus olisi mahdollisimman pieni. Modernit kaksoipolarisaatiosäätutkat mittaavat sekä pysty- että vaakapolarisaation sirontaa, ja päättelevät näiden eroista monia asioita sirottajien laadusta.

8 Punainen Sen aallonpituus on noin 700 millimetrin miljoonasosaa eli 700 nm. Punainen on yksi kolmesta perusväristä sinisen ja keltaisen ohella. Näitä värejä eri suhteissa yhdistelemällä saadaan aikaan kaikki mahdolliset värisävyt. Värinäytöt muodostavat värit sekoittamalla värejä punainen, vihreä ja sininen (RGB). Käyttö ja symboliikka Erityisesti länsimaisessa symboliikassa punainen on synnin väri, josta johtuen puhutaan punaisten lyhtyjen kaduista, kun viitataan prostituutioon keskittyviin kaupunginosiin. Samasta syystä punaista mekkoa pidetään erityisen epäsopivana esimerkiksi häämekoksi tai nuoren tytön debytanttimekoksi. Kuitenkin mm. Kiinassa punainen on ilon väri ja häämekot ovat nimenomaan punaisia. Kristillisessä symboliikassa punainen on eräs liturgisista väreistä. Tässä yhteydessä se symboloi mm. pyhää henkeä, tulta ja verta. Väri liittyy helluntaihin ja marttyyrien muistopäiviin. Vanhan uskomuksen mukaan härkä menettäisi malttinsa nähdessään jotain punaista. Tämä ei kuitenkaan pidä paikkaansa, koska härkä on värisokea. Punaisella ilmaistaan usein myös vaaraa tai varoitusta. Liikenteessä sitä käytetään kielto- ja varoitusmerkeissä sekä liikennevalojen pysähdysmerkkinä. Punainen väri yhdistetään myös sosialismiin ja kommunismiin. Punainen kuuluu klassisiin heraldisiin väreihin, ja siitä käytetään nimitystä "gules". Punainen on ihmisen silmän kautta näköhermoon kaikkein voimakkaimman ärsykkeen antava väri, mutta se ei kuitenkaan riko silmän hämäränäköä auttavan näköpurppuran tuotantoa pitkän aallonpituutensa ansiosta ja soveltuu siksi käytettäväksi esim. auton takavaloissa. Värikoordinaatit RGB: o R: 255 o G: 0 o B: 0 o (heksadesimaalimuodossa #FF0000) Oranssi Oranssi eli punakeltainen sijoittuu värispektrissä punaisen ja keltaisen väliin aallonpituuden ollessa n nanometriä. Psykologisia päävärejä sekoitettaessa saadaan väliväri oranssi punaisesta ja keltaisesta. Valoja sekoitettaessa oranssin ja violetin sekoituksesta tulee punaista, oranssin ja vihreän sekoituksesta keltaista. Sinistä pidetään oranssin vastavärinä. Oranssia pidetään luonteeltaan lämpimänä värinä. Oranssin vivahteita on monia. Räikeimpiä käytetään varoitusväreinä tietöissä herättämään autoilijoiden huomion liikenteessä. Vähennettäessä valööria tullaan samoilla aallonpituuksilla maltilliseen ruskeaan väriin, joka käy suojavärinä metsässäkin. Sana oranssi viittaa monissa kielissä appelsiinin hedelmään, joka on kyseisen värinen. Sanan alkuperä juontunee kuitenkin Indonesiaan, jossa orankeja kutsutaan orang-utangeiksi eli metsäihmisiksi. Suomessa eräillä alueilla oranssia on aiemmin kutsuttu oljaaniksi; nimitys on peräisin samalla nimellä tunnetusta punakeltaisesta väriaineesta. Oransseja symboleita Hollannin kuninkaalliset pitävät oranssia värinään, samoin maan urheilujoukkueet Oranialaisveljeskunta on Pohjois-Irlannin protestanttien tätä väriä suosiva kansalaisjärjestö Ukrainan presidentinvaaleissa oranssi oli länsimielisen presidenttiehdokkaan Viktor Juštšenkon kannattajien tunnus

9 Keltainen Sen aallonpituus on noin 570 millimetrin miljoonasosaa eli 570 nm. Käyttö ja symboliikka Keltainen on kevään, vaaran (yhdessä mustan kanssa) ja iloisuuden symboli. Saadessaan vihreitä sävyjä keltainen ilmaisee pahoinvointia. Keltainen on ollut häväistyksen ja karkoituksen väri. Tämän vuoksi natsit pakottivat juutalaiset pitäämään keltaista Daavidin tähteä. Liikennevaloissa vilkkuva tai kiinteä keltainen pyytää varovaisuuteen tai huomioimaan muuttuva tilanne. Itä-Aasiassa keltainen on ylimystön väri. Keltainen lehdistö merkitsee sensaatiouutisia julkaisevia lehtiä. Keltainen vaara -termi syntyi jo 1800-luvulla kuvaamaan Kiinan ja Japanin mahdollista uhkaa. Keltaisen vastaväri on violetti (vrt. viestimiehen kauluslaatta ja joukko-osaston lippu Suomen Puolustusvoimissa). Värikoordinaatit RGB: o R: 255 o G: 255 o B: 0 o (heksadesimaalimuodossa #FFFF00) Vihreä Muodostuu kahdesta pääväristä, sinisestä ja keltaisesta. Sen aallonpituus on noin 540 millimetrin miljoonasosaa eli 540 nm. Värinäytöt muodostavat värit sekoittamalla värejä punainen, vihreä ja sininen (RGB). Käyttö ja symboliikka Vihreä on luonnon ja kasvien väri. Vihreä on rauhoittavin kaikista väreistä. Tämän vuoksi sairaaloiden seinät maalataan vihreiksi. Vihreä on liikennevaloissa lupa ajaa eteenpäin. Tähän liittyy termi vihreä aalto. Adjektiivilla vihreä kuvataan ekologisuutta. Vihreä liike syntyi länsimaissa 1970-luvulla materialismin vastineeksi. Vihreä vallankumous oli kunnianhimoinen suunnitelma kehitysmaiden ruuantuotannon tehostamiseksi 1960-luvulta alkaen. Vihreä verka on neuvottelupyödän päällinen, sen alla voidaan "unohtaa" asiat. Vihreät baretit on Yhdysvaltain armeijan erikoisjoukko. Vihreä kuuluu klassisiin heraldisiin väreihin, ja siitä käytetään nimitystä "vert". Värikoordinaatit RGB: o R: 0 o G: 255 o B: 0 o (heksadesimaalimuodossa #00FF00) Syaani Syaani on aito spektrinen väri, mutta sama värisävy saadaan sekoittamalla yhtä suuri määrä vihreää ja vaalensinistä. Syaanin aallonpituus on noin 490 millimetrin miljoonasosaa eli 490 nm. Syaani on punaisen vastaväri. Syaania kutsutaan myös turkoosiksi. Syaanin sävyt pystytään kuvaamaan tietokoneen näytöllä vain likimääräisesti johtuen RGBvärimallin rajallisuudesta, [87, 192, 214] skaalalla

10 Sininen Aallonpituus on noin 460 millimetrin miljoonasosaa eli 460 nm. Värinäytöt muodostavat värit sekoittamalla värejä punainen, vihreä ja sininen (RGB). Sinisen sävyjä IKB eli International Klein Blue on ultramariini pigmentti jonka Yves Klein rekisteröi itselleen, jotta hänen taideteokset säilyttäisivät käsitteellisen puhtautensa ja omaleimaisuutensa. Ultramariini on pääväri-sinisestä aivan hiuksenhienosti keltaisen suuntaan vivahtava sävy. Käyttö ja symboliikka Sininen on taivaan ja meren väri. Se mielletään viileäksi ja etäiseksi, sekä myös rauhoittavaksi ja luottamusta herättäväksi. Siksi poliisit käyttävät sitä. Siniverisyys merkitsee aatelisuutta. Se on peräisin vaaleasta ihosta, jonka läpi verisuonet näkyvät selvemmin. Sininen kuuluu klassisiin heraldisiin väreihin, ja siitä käytetään nimitystä "azure". Karl Fazer on rekisteröinyt suklaalevyjen käärepaperissa käyttämänsä sinisen värin omaan yksityiseen käyttöönsä. Se on merkitty Patentti- ja rekisterihallituksen pitämään tavaramerkkirekisteriin ensimmäisenä Suomessa hyväksyttynä väritavaramerkkinä. Muut, esim. suklaantuottajat, eivät saa käyttää samaa sinistä väriä pakkauksissaan. Fazerin Sininen maitosuklaa tuli markkinoille v Värikoordinaatit RGB: o R: 0 o G: 0 o B: 255 o (heksadesimaalimuodossa #0000FF) Violetti Violetti on sinisen ja punaisen sekoitus. Violettia kutsutaan myös nimellä lila. Toisinaan violetiksi kutsutaan myös "syvän sinistä" spektrin reunimmaista väriä, jota ei voi toistaa näyttötekniikalla. Spektrillä olevan violetin aallonpituus on noin 400 millimetrin miljoonasosaa eli 400 nm. Magenta ja purppura ovat lähellä violettia olevia sinipunaisia värejä. Värikoordinaatit RGB: o R: 255 o G: 0 o B: 255 o (heksadesimaalimuodossa #FF00FF) Ruskea Ruskea muodostetaan sekoittamalla punaista ja vihreää, oranssia ja sinistä tai keltaista ja purppuraa. Ruskea saadaan muodostettua näytöllä tummana oranssina. Esimerkki ruskeasta väristä RGB-värimallissa on numerot [150, 75, 0] skaalalla

11 Ultraviolettisäteily Ultraviolettisäteily, eli lyhennettynä UV-säteily, on sähkömagneettista säteilyä, eli säteilyä mikä ei kykene irrottamaan elektroneja atomeista. Sen aallonpituus on lyhyempi kuin näkyvän valon, mutta pidempi kuin röntgensäteilyn. Lyhyt aallonpituus merkitsee sitä, että ultraviolettisäteilyn taajuus on suuri ja tällöin myös fotonin energia. Ultraviolettisäteily jaetaan kolmeen säteilyalueeseen pääasiassa säteilyn vaikutusten mukaan ihmisterveyteen ja ympäristöön, eli biologisten vaikutuksiensa mukaan: UVA-säteily, aallonpituus nm UVB-säteily, aallonpituus nm UVC-säteily, aallonpituus nm Suurina annoksina ja usein altistettaessa ultraviolettisäteily on eliöille haitallista. Ultraviolettisäteily on lämmittävää, ja säteilyalueista UVC on polttavaa. Ultraviolettisäteilyllä on mahdollista tappaa bakteereja, minkä vuoksi sitä käytetään juomaveden puhdistamiseen ja esimerkiksi kirurgien leikkausvälineiden steriloimiseen. Ultraviolettisäteily tarkoittaa yliviolettisäteilyä, jonka nimessä sana ultra on latinaa, violetin ollessa lyhimmän ihmissilmälle näkyvän valon aallonpituuden väri. Usein ultraviolettisäteilyä kutsutaan mustavaloksi, koska ultraviolettisäteily on näkymätöntä ihmissilmälle ja mahdollinen näkyvä aallonpituus on väriltään tummanviolettia. Löytäminen Pian infrapuna- eli lämpösäteilyn löytämisen jälkeen, saksalainen fyysikko Johann Wilhelm Ritter alkoi tutkia näkyvän valon spektrin toista päätä. Vuonna 1801 valoherkän kemikaalin, hopeakloridin, avulla Ritter osoitti kauimpien violettien aallonpituuksien jälkeen olevan vielä säteilyä. Ritter kutsui säteilyä kemikaalisäteiksi.

12 Käyttökohteet Ultraviolettisäteilyllä on useita käyttökohteita, ja ihminen on tekniikan kehittyessä kehittänyt laitteita, jotka tuottavat ultraviolettisäteilyä. Astronomiassa erittäin kuumat kappaleet lähettävät ultraviolettisäteilyä Wienin lain mukaan. Avaruuden kappaleita on mahdollista tutkia ultraviolettisäteilyn avulla, sillä varsinkin uudet tähdet lähettävät paljon ultraviolettisäteilyä. Tutkimista rajoittaa maata suojaava otsonikerros, joten tutkimukset tehdään avaruudesta käsin. Tunnetuin ultraviolettisäteilyn käyttökohde lienee mustavalolamppu. Se on loisteputki, joka lähettää suuriaallonpituisinta UVA-säteilyä sekä vähän violettia valoa. Usein mustavalolampun lasi on violetti, jolloin mahdollinen näkyvä violetti valo saadaan häivytettyä. Ultraviolettisäteily on sellaisenaan ihmissilmälle näkymätöntä, mutta altistamalla tiettyjä materiaaleja sille, näyttävät materiaalit fluorosoituvan tai fosforoituvan. Mustavalolamppuja käytetään muun muassa erikoisefektien luomiseen ja setelien aitouden varmentamiseen. Hieman lyhytaallonpituisempaa UVA-säteilyä lähettäviä mustavalolamppuja käytetään solariumissa. Valaisimissa ultraviolettisäteilyä hyödynnetään laajalti. Loisteputkivalaisimet tuottavat ultraviolettisäteilyä alipaineistetun elohopeakaasun avulla. Lasiputken sisäpinnan fosforoituva vuoraus absorboi ultraviolettisäteilyn ja säteily muuttuu näkyväksi. Elohopealampuissa pääasiallinen säteily on UVC-alueella, joten fosforoituvan aineen puuttuminen olisi vaarallista. Hehkulampun säteilystä vain alle sadasosa on ultraviolettisäteilyä. Ultraviolettisäteilyä lähettävään lamppuun perustuvat eräät kärpäsloukut, jossa hyönteinen kiinnittää huomionsa säteilevään kappaleeseen ja lähelle tullessaan saa surmansa. Hammaslääkäri käyttää ultraviolettisäteilyä lähettävää pistoolia paikkojen kovettamiseen. Myös ikkunalaseihin tulleita halkeamia korjataan ultraviolettisäteilyn avulla. Ultraviolettisäteilyä käytetään desinfiontiin; suurienerginen UVC-säteily on tehokas keino bakteerien tappamiseen. Alun perin ultraviolettisäteilyä alettiin käyttää jäteveden puhdistamiseen, mutta nykyisin yleisempi käyttökohde on juomaveden puhdistus. Myös uima-altaissa käytetään ultraviolettisäteilyyn perustuvia desinfiointilaitteita, jotka vähentävät kemikaalien tarvetta. Ultraviolettilampuilla desinfioidaan myös leikkaussaleja. Jotkin eläimet, kuten linnut, matelijat ja hyönteiset näkevät UVA-säteilyä. Kukkien, hedelmien ja virtsan väri korostuu ultraviolettivalossa, joten sen näkemisestä on eläimille hyötyä. Joidenkin matelijoiden iho vaatii ultraviolettisäteilyä pysyäkseen kunnossa, joten terraarioihin lisätään mustavalolamppuja, ja varsinkin sellaisia mitkä lähettävät UVB-säteilyä. Terveysvaikutukset Suurimpia ultraviolettisäteilyn tuottajia ovat erittäin kuumat kappaleet, eli tähdet, joista meidän kannaltamme tärkeimpänä Aurinko. Aurinko säteilee ultraviolettisäteilyn kaikkia säteilytyyppejä, yhteensä säteilystä noin 7 % on ultraviolettisäteilyä, mutta ilmakehän stroposfäärissä sijaitsevan otsonikerroksen vuoksi 99 % maahan saapuvasta ultraviolettisäteilystä on UVA-tyyppiä. Ultraviolettisäteilyn on todistettu olevan mutageeninen eli geenivaurioita aiheuttava säteilytyyppi. Kaikki ultraviolettisäteilyn säteilyalueet vaurioittavat kollageenia, ja siten vanhentavat ihoa. Koska ultraviolettisäteilyn määrä on yhteydessä ihosyövän esiintyvyyteen, tutkijat ovat huolestuneet otsonikadosta, jonka vuoksi otsonin eli kolmiatomisten happimolekyylien (O 3 ) määrä ilmakehässä hupenee ja siten maanpinnalle saapuvan ultraviolettisäteilyn määrä kasvaa jatkuvasti. Yleisesti ottaen UVA on ultraviolettisäteilyn vaarattomin säteilyalue pienienergisimmästä fotonista johtuen, mutta vanhentaa ihoa, ja saattaa aiheuttaa geenivaurioita ja siten ihosyöpää. UVA-säteily tunkeutuu syvälle kudokseen, mutta ei aiheuta ihon palamista. Iho ruskettuu kun UVA-säteily osuu melanosyytteihin, eli ihon väriainetta eli melaniina muodostaviin soluihin.

13 UVB-säteily on vaarallista silmille ja pitkään jatkunut altistus voi aiheuttaa harmaakaihin eli silmämykiön samentumisen. UVB-säteily on yhdistetty ihosyöpiin, kuten melanoomaan. Ultraviolettisäteily muuntaa ihosolujen DNA:ta, aiheuttaen tymiinien välille kovalenttisia sidoksia tuottaen tymidiinia. Tymidiini ei pysy kunnolla tymiinin paikalla, joten DNA-kierteeseen voi tulla epämuodostumia ja muita virheitä. Ne voivat johtaa solujen mutaatioihin, mikä taas syövän syntyyn. Säteilyn mutageenisyyden voi havaita altistamalla bakteereja ultraviolettisäteilylle. UVC-säteily on vaarallisinta, koska sillä on säteilyalueista lyhin aallonpituus ja siten suurin fotonin energia. Se imeytyy kokonaan otsonikerrokseen. Otsoni absorboi voimakkaasti UVC-säteilyä, ja se myös synnyttää tavallisista happimolekyyleistä otsonia. Ultraviolettisäteilyn positiivinen vaikutus on D-vitamiinin tuotannon kiihottaminen. D-vitamiinin puutos aiheuttaa luunpehmenemistautia ja luukatoa. Ultraviolettisäteilyllä hoidetaan ihotautia nimeltä psoriasis, jonka hoitoon käytetään UVA- ja UVB-säteilyalueita.

14 Röntgensäteily Wilhelm Röntgenin ottama röntgenkuva. Kuvassa esiintyvä käsi kuului Röntgenin vaimolle, ja siinä voi nähdä hänen vihkisormuksensa Röntgensäteily on sähkömagneettisen säteilyn laji. Sen aallonpituus on noin nanometriä eli paljon lyhyempiaaltoista kuin näkyvä valo. Gammasäteily Gammasäteily on sähkömagneettista säteilyä, jonka aallonpituus on alle 10 pm. Se on ionisoivaa säteilyä kuten alfasäteily- ja beetasäteily. Näihin verrattuna gammasäteilyllä on vähemmän energiaa, joten se on vähemmän ionisoivaa. Kuitenkin, aaltoliikkenä se on hyvin läpitunkevaa; sen tehon vähentämiseen 50 %:iin vaaditaan 1 cm lyijyä tai 5 cm betonia. Taajuus Eri taajuisia siniaaltoja. Taajuus on tietyssä ajassa tapahtuva toistojen määrä. Taajuutta voidaan mitata määrittelemällä ensin jokin aikaväli, ja tutkimalla sen jälkeen, kuinka monta kertaa jokin ilmiö tapahtuu tämän aikavälin aikana. Kun kertojen lukumäärä jaetaan aikavälin pituudella, saadaan taajuus. Jos taas tiedetään kahden samanlaisena säännöllisin aikavälein toistuvan tapauksen välinen aika T (eli jakso), saadaan taajuus tämän ajan käänteisluvusta 1/T. Taajuuden yksikkö on 1/s, jota kutsutaan nimellä hertsi (tunnus Hz), joka tulee saksalaisen fyysikon Heinrich Rudolf Hertzin nimestä. Yksi hertsi kertoo tapahtuman toistuvan kerran sekunnissa - kymmenellä hertsillä toistoja on kymmenen kappaletta sekunnissa. Sähkötekniikan sini-signaaleilla puhutaan usein myös kulmataajuudesta. Taajuuden ja kulmataajuuden välillä on seuraava riippuvuus: Taajuudella ( ) ja radio-aallon aallonpituudella ( ) on myös yksinkertainen keskinäinen suhteensa. Lisäparametriksi tarvitaan valonnopeus ( ):,

15 Valonnopeus Fysiikan standardimallin mukaan valo (sekä kaikki muukin sähkömagneettinen säteily) etenee tyhjiössä vakionopeudella. Valonnopeus on fysikaalinen vakio, ja sitä merkitään kirjaimella c (Lat. celeritas, nopeus). Valonnopeudelle on ehdotettu nimeä Einsteinin vakio. Suppean suhteellisuusteorian mukaan jokainen tarkkailija saa viitekehyksestä riippumatta saman tuloksen valonnopeudelle. Informaatio ei voi matkustaa c:tä nopeammin aiheuttamatta kausaliteettiin vakavia ongelmia. Tällaisia havaintoja ei ole toistaiseksi tehty. Valonnopeus on tarkalleen c = metriä sekunnissa, siis noin 30 senttimetriä nanosekunnissa. Tämä ei ole empiirinen arvo; vuonna 1983 metri määriteltiin uudelleen, jotta c sai tarkalleen tämän arvon. Tämä arvo oli puolestaan valittu vastaamaan likimääräisesti edellistä mittaustulosta. Valon nopeus (erikseen kirjoitettuna) on nopeus, joka valolla tietyllä hetkellä on jossain väliaineessa. Se on aina pienempi kuin vakio nimeltä valonnopeus (yhteen kirjoitettuna), paitsi tyhjiössä, jossa se on yhtä suuri. Äänen nopeus Äänen nopeus ilmassa on 340 metriä sekunnissa (20 C) taajuudesta riippumatta. Kiinteissä rakenteissa äänen nopeus vaihtelee materiaalista riippuen m/s. Levymäisillä rakenteilla äänen nopeus riippuu taajuudesta. Seuraavassa äänennopeuksia (m/s) joillakin materiaaleilla: lasi: alumiini, teräs: puu: betoni: tiili: jää: vesi: korkki: 500 ilma: 340 mineraalivillaeriste: 180 Äänne nopeus riippuu mm lämpötilasta. Äänen nopeus on lämpöliikkeen nopeus kappaleessa. Jos jokin aalto etenee kappeleesta ääntä nopeammin, se on shokkiaalto. Äänen nopeus kaasussa Äänen nopeuden yhtälö on Jossa R J/(kg K) ilmalle, jonka moolimassa on noin 16, yleinen kaasuvakio R on R = [15] J K -1 mol -1 κ adiabaattinen vakio, p kaasun paine, ρ kaasun tiheys Ideaalikaasulle: kappa; (kappa) adiabaattinen indeksi (1.402 ilmalle), joskus nimetty gammaksi gamma T Lämpötila kelvineinä.

16 Antenni Antenni on radioaaltojen vastaanottoon tai lähetykseen suunniteltu komponentti. Ollakseen tehokas, antennin on oltava vähintäin neljännesaallon pituinen (maatasoantenni). Antennien ominaisuuksia vahvistuksella tarkoitetaan antennin suuntaavuudella saatavaa RF-tehon kohoamista verrattuna ympärisäteilevästä antennista antennista saatavaan RF-tehoon. Referenssinatennina vahvistusta ilmoitettaessa käytetään isotrooppista antennia (yks. dbi) tai dipoliantennia (yks. dbd)(db), joilla on 2.14 db ero: 0 dbd = 2.14 dbi resonanssitaajuus kaistanleveys impedanssi polarisaatio lähetystehonkesto Antennityyppejä Radioamatööriaseman Yagi-antenneja maatasoantenni pitkälanka-antenni dipoli kvadiantenni taittodipoli Yagi-antenni Helix-antenni logperiodinen antenni parabolinen peiliantenni rakoantenni

17 Nopeuskerroin Termillä nopeuskerroin viitataan signaalin hidastumaan väliaineessa, jonka dielektrinen vakio poikkeaa havaittavasti tyhjön arvosta 1. Ei-teknisorientoitunutkin radioamatööri törmää nopeuskertoimeen tyypillisesti koaksiaalikaapeleissa, joiden nopeuskerroin tulee ottaa huomioon esimerkiksi 1/4- aallonpituuden mittaisen vaiheistuskaapelin tekemisessä. Esimerkiksi 1/4 aallonpituutta on 2 metrin alueella 50 cm. Jos käytämme RG-213 kaapelia, jonka nopeuskerroin on 0,66, on 1/4 aallonpituutta 2 metrillä tässä kaapelissa 50 cm * 0,66 = 0,33 cm. Taulukossa alempana on mainittu muutamien yleisten kaapelityyppien nopeuskertoimia. Nopeuskerroin ja dielektrinen vakio suhtautuvat toisiinsa: Tyhjölle ja radiomielessä sen kanssa identtiselle kuivalle ilmalle nopeuskertoimet ovat kutakuinkin 1.0, muille aineille ne ovat hieman erilaisia. Huomioitavaa on myös, että "vaahdotettu polyetyleeni" poikkeaa eristeenä huomattavasti "kiinteän" aineen RF ominaisuuksista. Siksi kaapeleille on syytä käyttää valmistajan ilmoittamia tietoja, eikä vain arvata! Aine nopeuskerroin "häviökerroin" Huomioita Tyhjö Ilma, kuiva, 1 bar Ecoflex 10, Aircom Aircell 7 PTFE, Teflon Polypropyleeni (kiinteä) Polyetyleeni (kiinteä) Polystyreeni Sulatettu kvartsi Rogers Corp. TMM3 3.27± RG-8, -58, -174, -213, Lämpöstabiili mikroaaltolaminaatti Rogers Corp. TMM4 4.50± Lämpöstabiili mikroaaltolaminaatti FR-4 4.8± ± VHF ja alle FR-4 4.8± ± UHF ja yli Rogers Corp TMM6 6.00± Safiiri Magnesiumoksidi Alumiinioksidi (alumina) Lämpöstabiili mikroaaltolaminaatti

18 Rogers Corp. TMM10 Rogers Corp. TMM10i Titaanidioksidi (rutiili) Puhdas vesihöyry(?) 9.20± ± Lämpöstabiili mikroaaltolaminaatti Lämpöstabiili mikroaaltolaminaatti FR-4 on mukana yleisenä rakentelumateriaalina, mutta sen ominaisuudet vaihtelevat erittäin runsaasti epoksin määrän suhteessa lasikuidun määrään ja myös taajuusriippuvasti. Pieniä rakenteita voinee FR-4:sta tehdä jopa 2.4 GHz:lle, sen yläpuolella pitää katsoa jotain parempaa, kuten Teflon Faradayn häkki Faradayn häkki on sähköä johtava häkki tai muu yhtenäinen kuori, jonka sisälle sähkövirta ei pääse. Faradayn häkki perustuu siihen, että sähkövarausten välinen poistovoima pyrkii pitämään varaukset johteen pinnalla. Salamalta suojaavana Faradayn häkkinä toimii rakennuksen ukkosjohto, auton metallikori ja niin edelleen. Faradayn häkki on nimetty fyysikko Michael Faradayn mukaan joka rakensi ensimmäisen Faradayn häkin vuonna 1836.

Fysiikka 8. Aine ja säteily

Fysiikka 8. Aine ja säteily Fysiikka 8 Aine ja säteily Sähkömagneettinen säteily James Clerk Maxwell esitti v. 1864 sähkövarauksen ja sähkövirran sekä sähkö- ja magneettikentän välisiä riippuvuuksia kuvaavan teorian. Maxwellin teorian

Lisätiedot

Perusvuorovaikutukset. Tapio Hansson

Perusvuorovaikutukset. Tapio Hansson Perusvuorovaikutukset Tapio Hansson Perusvuorovaikutukset Vuorovaikutukset on perinteisesti jaettu neljään: Gravitaatio Sähkömagneettinen vuorovaikutus Heikko vuorovaikutus Vahva vuorovaikutus Sähköheikkoteoria

Lisätiedot

Mekaniikan jatkokurssi Fys102

Mekaniikan jatkokurssi Fys102 Mekaniikan jatkokurssi Fys102 Syksy 2009 Jukka Maalampi LUENTO 12 Aallot kahdessa ja kolmessa ulottuvuudessa Toistaiseksi on tarkasteltu aaltoja, jotka etenevät yhteen suuntaan. Yleisempiä tapauksia ovat

Lisätiedot

VALAISTUSTA VALOSTA. Fysiikan ja kemian pedagogiikan perusteet. Kari Sormunen Syksy 2014

VALAISTUSTA VALOSTA. Fysiikan ja kemian pedagogiikan perusteet. Kari Sormunen Syksy 2014 VALAISTUSTA VALOSTA Fysiikan ja kemian pedagogiikan perusteet Kari Sormunen Syksy 2014 OPPILAIDEN KÄSITYKSIÄ VALOSTA Oppilaat kuvittelevat, että valo etenee katsojan silmästä katsottavaan kohteeseen. Todellisuudessa

Lisätiedot

Leptonit. - elektroni - myoni - tauhiukkanen - kolme erilaista neutriinoa. - neutriinojen varaus on 0 ja muiden leptonien varaus on -1

Leptonit. - elektroni - myoni - tauhiukkanen - kolme erilaista neutriinoa. - neutriinojen varaus on 0 ja muiden leptonien varaus on -1 Mistä aine koostuu? - kaikki aine koostuu atomeista - atomit koostuvat elektroneista, protoneista ja neutroneista - neutronit ja protonit koostuvat pienistä hiukkasista, kvarkeista Alkeishiukkaset - hiukkasten

Lisätiedot

Suhteellisuusteoriasta, laskuista ja yksiköistä kvantti- ja hiukkasfysiikassa. Tapio Hansson

Suhteellisuusteoriasta, laskuista ja yksiköistä kvantti- ja hiukkasfysiikassa. Tapio Hansson Suhteellisuusteoriasta, laskuista ja yksiköistä kvantti- ja hiukkasfysiikassa Tapio Hansson Laskentoa SI-järjestelmä soveltuu hieman huonosti kvantti- ja hiukaksfysiikkaan. Sen perusyksiköiden mittakaava

Lisätiedot

Erityinen suhteellisuusteoria (Harris luku 2)

Erityinen suhteellisuusteoria (Harris luku 2) Erityinen suhteellisuusteoria (Harris luku 2) Yliopistonlehtori, TkT Sami Kujala Mikro- ja nanotekniikan laitos Kevät 2016 Ajan ja pituuden suhteellisuus Relativistinen työ ja kokonaisenergia SMG-aaltojen

Lisätiedot

Vastaa kaikkiin kysymyksiin. Oheisista kaavoista ja lukuarvoista saattaa olla apua laskutehtäviin vastatessa.

Vastaa kaikkiin kysymyksiin. Oheisista kaavoista ja lukuarvoista saattaa olla apua laskutehtäviin vastatessa. Valintakoe 2016/FYSIIKKA Vastaa kaikkiin kysymyksiin. Oheisista kaavoista ja lukuarvoista saattaa olla apua laskutehtäviin vastatessa. Boltzmannin vakio 1.3805 x 10-23 J/K Yleinen kaasuvakio 8.315 JK/mol

Lisätiedot

Mustan kappaleen säteily

Mustan kappaleen säteily Mustan kappaleen säteily Musta kappale on ideaalisen säteilijän malli, joka absorboi (imee itseensä) kaiken siihen osuvan säteilyn. Se ei lainkaan heijasta eikä sirota siihen osuvaa säteilyä, vaan emittoi

Lisätiedot

Tarinaa tähtitieteen tiimoilta FYSIIKAN JA KEMIAN PERUSTEET JA PEDAGOGIIKKA 2014 KARI SORMUNEN

Tarinaa tähtitieteen tiimoilta FYSIIKAN JA KEMIAN PERUSTEET JA PEDAGOGIIKKA 2014 KARI SORMUNEN Tarinaa tähtitieteen tiimoilta FYSIIKAN JA KEMIAN PERUSTEET JA PEDAGOGIIKKA 2014 KARI SORMUNEN Oppilaiden ennakkokäsityksiä avaruuteen liittyen Aurinko kiertää Maata Vuodenaikojen vaihtelu johtuu siitä,

Lisätiedot

PHYS-C0220 TERMODYNAMIIKKA JA STATISTINEN FYSIIKKA

PHYS-C0220 TERMODYNAMIIKKA JA STATISTINEN FYSIIKKA PHYS-C0220 TERMODYNAMIIKKA JA STATISTINEN FYSIIKKA Kevät 2016 Emppu Salonen Lasse Laurson Arttu Lehtinen Toni Mäkelä Luento 9: Fotonit ja relativistiset kaasut Ke 30.3.2016 1 AIHEET 1. Fotonikaasun termodynamiikkaa.

Lisätiedot

Hiukkasfysiikka. Katri Huitu Alkeishiukkasfysiikan ja astrofysiikan osasto, Fysiikan laitos, Helsingin yliopisto

Hiukkasfysiikka. Katri Huitu Alkeishiukkasfysiikan ja astrofysiikan osasto, Fysiikan laitos, Helsingin yliopisto Hiukkasfysiikka Katri Huitu Alkeishiukkasfysiikan ja astrofysiikan osasto, Fysiikan laitos, Helsingin yliopisto Nobelin palkinto hiukkasfysiikkaan 2013! Robert Brout (k. 2011), Francois Englert, Peter

Lisätiedot

Värijärjestelmät. Väritulostuksen esittely. Tulostaminen. Värien käyttäminen. Paperinkäsittely. Huolto. Vianmääritys. Ylläpito.

Värijärjestelmät. Väritulostuksen esittely. Tulostaminen. Värien käyttäminen. Paperinkäsittely. Huolto. Vianmääritys. Ylläpito. Tällä tulostimella voidaan tulostaa värillisiä asiakirjoja. Värituloste herättää huomiota, lisää arvostusta ja tulosteen tai tietojen arvoa. käyttö lisää lukijoiden määrää, sillä väritulosteet luetaan

Lisätiedot

Valosähköinen ilmiö. Kirkas valkoinen valo. Himmeä valkoinen valo. Kirkas uv-valo. Himmeä uv-valo

Valosähköinen ilmiö. Kirkas valkoinen valo. Himmeä valkoinen valo. Kirkas uv-valo. Himmeä uv-valo Valosähköinen ilmiö Vuonna 1887 saksalainen fyysikko Heinrich Hertz havaitsi sähkövarauksen purkautuvan metallikappaleen pinnalta, kun siihen kohdistui valoa. Tarkemmissa tutkimuksissa todettiin, että

Lisätiedot

Hydrologia. Säteilyn jako aallonpituuden avulla

Hydrologia. Säteilyn jako aallonpituuden avulla Hydrologia L3 Hydrometeorologia Säteilyn jako aallonpituuden avulla Ultravioletti 0.004 0.39 m Näkyvä 0.30 0.70 m Infrapuna 0.70 m. 1000 m Auringon lyhytaaltoinen säteily = ultavioletti+näkyvä+infrapuna

Lisätiedot

Osallistumislomakkeen viimeinen palautuspäivä on maanantai

Osallistumislomakkeen viimeinen palautuspäivä on maanantai Jakso : Materiaalihiukkasten aaltoluonne. Teoriaa näihin tehtäviin löytyy Beiserin kirjasta kappaleesta 3 ja hyvin myös peruskurssitasoisista kirjoista. Seuraavat videot demonstroivat vaihe- ja ryhmänopeutta:

Lisätiedot

VÄRI ON: Fysiikkaa: valon osatekijä (syntyy valosta, yhdistyy valoon)

VÄRI ON: Fysiikkaa: valon osatekijä (syntyy valosta, yhdistyy valoon) VÄRI VÄRI ON: Fysiikkaa: valon osatekijä (syntyy valosta, yhdistyy valoon) VÄRI ON: Biologiaa: näköaistimus (solut ja aivot) Kemiaa: pigmentti (väriaine, materiaali) VÄRI ON: VÄRI ON: Psykologiaa: havainto

Lisätiedot

ELEC-A4130 Sähkö ja magnetismi (5 op)

ELEC-A4130 Sähkö ja magnetismi (5 op) ELEC-A4130 Sähkö ja magnetismi (5 op) Jari J. Hänninen 2015 16/IV V Luentoviikko 9 Tavoitteet Valon luonne ja eteneminen Dispersio Lähde: https: //www.flickr.com/photos/fastlizard4/5427856900/in/set-72157626537669172,

Lisätiedot

MIKSI ERI AINEET NÄYTTÄVÄT TIETYN VÄRISILTÄ? ELINTARVIKEVÄRIEN NÄKYVÄN AALLONPITUUDEN SPEKTRI

MIKSI ERI AINEET NÄYTTÄVÄT TIETYN VÄRISILTÄ? ELINTARVIKEVÄRIEN NÄKYVÄN AALLONPITUUDEN SPEKTRI sivu 1/5 MIKSI ERI AINEET NÄYTTÄVÄT TIETYN VÄRISILTÄ? ELINTARVIKEVÄRIEN NÄKYVÄN AALLONPITUUDEN SPEKTRI Kohderyhmä: Kesto: Tavoitteet: Toteutus: Peruskoulu / lukio 15 min. Työn tavoitteena on havainnollistaa

Lisätiedot

Fysiikkaa runoilijoille Osa 7: kohti kaiken teoriaa

Fysiikkaa runoilijoille Osa 7: kohti kaiken teoriaa Fysiikkaa runoilijoille Osa 7: kohti kaiken teoriaa Syksy Räsänen Helsingin yliopisto, fysiikan laitos ja fysiikan tutkimuslaitos www.helsinki.fi/yliopisto 1 Modernin fysiikan sukupuu Klassinen mekaniikka

Lisätiedot

Aine ja maailmankaikkeus. Kari Enqvist Helsingin yliopisto ja Fysiikan tutkimuslaitos

Aine ja maailmankaikkeus. Kari Enqvist Helsingin yliopisto ja Fysiikan tutkimuslaitos Aine ja maailmankaikkeus Kari Enqvist Helsingin yliopisto ja Fysiikan tutkimuslaitos Lahden yliopistokeskus 29.9.2011 1900-luku tiedon uskomaton vuosisata -mikä on aineen olemus -miksi on erilaisia aineita

Lisätiedot

ROMUMETALLIA OSTAMASSA (OSA 1)

ROMUMETALLIA OSTAMASSA (OSA 1) ROMUMETALLIA OSTAMASSA (OSA 1) Johdanto Kupari on metalli, jota käytetään esimerkiksi sähköjohtojen, tietokoneiden ja putkiston valmistamisessa. Korkean kysynnän vuoksi kupari on melko kallista. Kuparipitoisen

Lisätiedot

Kasvihuoneongelma. Herra Brown päätti rakentaa puutarhaansa uuden kasvihuoneen. Liian tavallinen! ...

Kasvihuoneongelma. Herra Brown päätti rakentaa puutarhaansa uuden kasvihuoneen. Liian tavallinen! ... Kasvihuoneongelma Valon ja aineen vuorovaikutus Herra Brown päätti rakentaa puutarhaansa uuden kasvihuoneen. Liian tavallinen! Hänen vaimonsa oli innostunut ideasta. Hän halusi uuden kasvihuoneen olevan

Lisätiedot

Tilkkuilijan värit. Saana Karlsson

Tilkkuilijan värit. Saana Karlsson Tilkkuilijan värit Saana Karlsson Tilkkutöissä erivärisiä kangaspaloja ommellaan yhteen ja siten muodostetaan erilaisia kuvioita. Värien valinta vaikuttaa siihen miten suunnitellut kuviot tulevat tilkkutyössä

Lisätiedot

Vuorovaikutuksien mittamallit

Vuorovaikutuksien mittamallit Vuorovaikutuksien mittamallit Hiukkasten vuorovaikutuksien teoreettinen mallintaminen perustuu ns. mittakenttäteorioihin. Kenttä viittaa siihen, että hiukkanen kuvataan paikasta ja ajasta riippuvalla funktiolla

Lisätiedot

Higgsin bosonin etsintä CMS-kokeessa LHC:n vuosien 2010 ja 2011 datasta CERN, 13 joulukuuta 2011

Higgsin bosonin etsintä CMS-kokeessa LHC:n vuosien 2010 ja 2011 datasta CERN, 13 joulukuuta 2011 Higgsin bosonin etsintä CMS-kokeessa LHC:n vuosien 2010 ja 2011 datasta CERN, 13 joulukuuta 2011 Higgsin bosoni on ainoa hiukkasfysiikan standardimallin (SM) ennustama hiukkanen, jota ei ole vielä löydetty

Lisätiedot

Esimerkki - Näkymätön kuu

Esimerkki - Näkymätön kuu Inversio-ongelmat Inversio = käänteinen, päinvastainen Inversio-ongelmilla tarkoitetaan (suoran) ongelman ratkaisua takaperin. Arkipäiväisiä inversio-ongelmia ovat mm. lääketieteellinen röntgentomografia

Lisätiedot

Kuten aaltoliikkeen heijastuminen, niin myös taittuminen voidaan selittää Huygensin periaatteen avulla.

Kuten aaltoliikkeen heijastuminen, niin myös taittuminen voidaan selittää Huygensin periaatteen avulla. FYS 103 / K3 SNELLIN LAKI Työssä tutkitaan monokromaattisen valon taittumista ja todennetaan Snellin laki. Lisäksi määritetään kokonaisheijastuksen rajakulmia ja aineiden taitekertoimia. 1. Teoriaa Huygensin

Lisätiedot

Mahtuuko kaikkeus liitutaululle?

Mahtuuko kaikkeus liitutaululle? Mahtuuko kaikkeus liitutaululle? Teoreettinen näkökulma hiukkasfysiikkaan Jaana Heikkilä, CERN, 304-1-007 7.2.2017 Ylioppilas, 2010, Madetojan musiikkilukio, Oulu LuK (Fysiikka, teor. fysiikka), 2013,

Lisätiedot

Fysiikkaa runoilijoille Osa 5: kvanttikenttäteoria

Fysiikkaa runoilijoille Osa 5: kvanttikenttäteoria Fysiikkaa runoilijoille Osa 5: kvanttikenttäteoria Syksy Räsänen Helsingin yliopisto, fysiikan laitos ja fysiikan tutkimuslaitos www.helsinki.fi/yliopisto 1 Modernin fysiikan sukupuu Klassinen mekaniikka

Lisätiedot

Aaltoliike ajan suhteen:

Aaltoliike ajan suhteen: Aaltoliike Aaltoliike on etenevää värähtelyä Värähdysliikkeen jaksonaika T on yhteen värähdykseen kuluva aika Värähtelyn taajuus on sekunnissa tapahtuvien värähdysten lukumäärä Taajuuden ƒ yksikkö Hz (hertsi,

Lisätiedot

Tampere 14.12.2013. Higgsin bosoni. Hiukkasen kiinnostavaa? Kimmo Tuominen! Helsingin Yliopisto

Tampere 14.12.2013. Higgsin bosoni. Hiukkasen kiinnostavaa? Kimmo Tuominen! Helsingin Yliopisto Tampere 14.12.2013 Higgsin bosoni Hiukkasen kiinnostavaa? Kimmo Tuominen! Helsingin Yliopisto Perustutkimuksen tavoitteena on löytää vastauksia! yksinkertaisiin peruskysymyksiin. Esimerkiksi: Mitä on massa?

Lisätiedot

PHYS-C0240 Materiaalifysiikka (5op), kevät 2016

PHYS-C0240 Materiaalifysiikka (5op), kevät 2016 PHYS-C0240 Materiaalifysiikka (5op), kevät 2016 Prof. Martti Puska Emppu Salonen Tomi Ketolainen Ville Vierimaa Luento 7: Hilavärähtelyt tiistai 12.4.2016 Aiheet tänään Hilavärähtelyt: johdanto Harmoninen

Lisätiedot

3.1 Varhaiset atomimallit (1/3)

3.1 Varhaiset atomimallit (1/3) + 3 ATOMIN MALLI 3.1 Varhaiset atomimallit (1/3) Thomsonin rusinakakkumallissa positiivisesti varautuneen hyytelömäisen aineen sisällä on negatiivisia elektroneja kuin rusinat kakussa. Rutherford pommitti

Lisätiedot

LIITE 11A: VALOSÄHKÖINEN ILMIÖ

LIITE 11A: VALOSÄHKÖINEN ILMIÖ LIITE 11A: VALOSÄHKÖINEN ILMIÖ Valosähköisellä ilmiöllä ymmärretään tässä oppikirjamaisesti sitä, että kun virtapiirissä ja tyhjiölampussa olevan anodi-katodi yhdistelmän katodia säteilytetään fotoneilla,

Lisätiedot

Radiotekniikan perusteet BL50A0301

Radiotekniikan perusteet BL50A0301 Radiotekniikan perusteet BL50A0301 1. Luento Kurssin sisältö ja tavoitteet, sähkömagneettinen aalto Opetusjärjestelyt Luentoja 12h, laskuharjoituksia 12h, 1. periodi Luennot Juhamatti Korhonen Harjoitukset

Lisätiedot

7A.2 Ylihienosilppouma

7A.2 Ylihienosilppouma 7A.2 Ylihienosilppouma Vetyatomin perustilan kentän fotoni on λ 0 = 91,12670537 nm, jonka taajuus on f o = 3,289841949. 10 15 1/s. Tämä spektriviiva on kaksoisviiva, joiden ero on taajuuksina mitattuna

Lisätiedot

Ideaalikaasulaki. Ideaalikaasulaki on esimerkki tilanyhtälöstä, systeemi on nyt tietty määrä (kuvitteellista) kaasua

Ideaalikaasulaki. Ideaalikaasulaki on esimerkki tilanyhtälöstä, systeemi on nyt tietty määrä (kuvitteellista) kaasua Ideaalikaasulaki Ideaalikaasulaki on esimerkki tilanyhtälöstä, systeemi on nyt tietty määrä (kuvitteellista) kaasua ja tilanmuuttujat (yhä) paine, tilavuus ja lämpötila Isobaari, kun paine on vakio Kaksi

Lisätiedot

KEMIA. Kemia on tiede joka tutkii aineen koostumuksia, ominaisuuksia ja muuttumista.

KEMIA. Kemia on tiede joka tutkii aineen koostumuksia, ominaisuuksia ja muuttumista. KEMIA Kemia on tiede joka tutkii aineen koostumuksia, ominaisuuksia ja muuttumista. Kemian työturvallisuudesta -Kemian tunneilla tutustutaan aineiden ominaisuuksiin Jotkin aineet syttyvät palamaan reagoidessaan

Lisätiedot

Puheen akustiikan perusteita Mitä puhe on? 2.luento. Äänet, resonanssi ja spektrit. Äänen tuotto ja eteneminen. Puhe äänenä

Puheen akustiikan perusteita Mitä puhe on? 2.luento. Äänet, resonanssi ja spektrit. Äänen tuotto ja eteneminen. Puhe äänenä Puheen akustiikan perusteita Mitä puhe on? 2.luento Martti Vainio Äänet, resonanssi ja spektrit Fonetiikan laitos, Helsingin yliopisto Puheen akustiikan perusteita p.1/37 S-114.770 Kieli kommunikaatiossa...

Lisätiedot

4 Optiikka. 4.1 Valon luonne

4 Optiikka. 4.1 Valon luonne 4 Optiikka 4.1 Valon luonne 1 Valo on etenevää aaltoliikettä, joka syntyy sähkökentän ja magneettikentän yhteisvaikutuksesta. Jos sähkömagneettinen aalto (valoaalto) liikkuu x-akselin suuntaan, värähtelee

Lisätiedot

2.1 Ääni aaltoliikkeenä

2.1 Ääni aaltoliikkeenä 2. Ääni Äänen tutkimusta kutsutaan akustiikaksi. Akustiikassa tutkitaan äänen tuottamista, äänen ominaisuuksia, soittimia, musiikkia, puhetta, äänen etenemistä ja kuulemisen fysiologiaa. Ääni kuljettaa

Lisätiedot

Suhteellisuusteorian vajavuudesta

Suhteellisuusteorian vajavuudesta Suhteellisuusteorian vajavuudesta Isa-Av ain Totuuden talosta House of Truth http://www.houseoftruth.education Sisältö 1 Newtonin lait 2 2 Supermassiiviset mustat aukot 2 3 Suhteellisuusteorian perusta

Lisätiedot

3.1.2013 LUT CS20A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 1. Tsunamin synty. 3.1.2013 LUT CS20A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.

3.1.2013 LUT CS20A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 1. Tsunamin synty. 3.1.2013 LUT CS20A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut. Akustiikan perussuureita, desibelit. 3.1.2013 LUT CS20A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 1 Tsunamin synty 3.1.2013 LUT CS20A0650 Meluntorjunta juhani.kuronen@lut.fi 2 1 Tasoaallon synty 3.1.2013

Lisätiedot

Alkeishiukkaset. Standarimalliin pohjautuen:

Alkeishiukkaset. Standarimalliin pohjautuen: Alkeishiukkaset Alkeishiukkaset Standarimalliin pohjautuen: Alkeishiukkasiin lasketaan perushiukkaset (fermionit) ja alkeishiukkasbosonit. Ne ovat nykyisen tiedon mukaan jakamattomia hiukkasia. Lisäksi

Lisätiedot

Synkrotronisäteily ja elektronispektroskopia. Tutkimus Oulun yliopistossa

Synkrotronisäteily ja elektronispektroskopia. Tutkimus Oulun yliopistossa Synkrotronisäteily ja elektronispektroskopia Tutkimus Oulun yliopistossa Ryhmätyö Keskustelkaa n. 4 hengen ryhmissä, mitä on synkrotronisäteily ja miten sitä tuotetaan. Kirjoittakaa ylös ajatuksianne.

Lisätiedot

KVANTTITEORIA MODERNI FYSIIKKA KVANTTITEORIAN SYNTY AALTO HIUKKAS-DUALISMI EPÄTARKKUUSPERIAATE TUNNELOITUMINEN ELEKTRONIRAKENNE UUSI MAAILMANKUVA

KVANTTITEORIA MODERNI FYSIIKKA KVANTTITEORIAN SYNTY AALTO HIUKKAS-DUALISMI EPÄTARKKUUSPERIAATE TUNNELOITUMINEN ELEKTRONIRAKENNE UUSI MAAILMANKUVA KVANTTITEORIA 1 MODERNI FYSIIKKA KVANTTITEORIAN SYNTY AALTO HIUKKAS-DUALISMI EPÄTARKKUUSPERIAATE TUNNELOITUMINEN ELEKTRONIRAKENNE UUSI MAAILMANKUVA Fysiikka KVANTTITEORIA Metso Tampere 13.11.2005 MODERNI

Lisätiedot

Termodynamiikan suureita ja vähän muutakin mikko rahikka

Termodynamiikan suureita ja vähän muutakin mikko rahikka Termodynamiikan suureita ja vähän muutakin mikko rahikka 2006 m@hyl.fi 1 Lämpötila Suure lämpötila kuvaa kappaleen/systeemin lämpimyyttä (huono ilmaisu). Ihmisen aisteilla on hankala tuntea lämpötilaa,

Lisätiedot

Maxwell ja hänen yhtälönsä mitä seurasi?

Maxwell ja hänen yhtälönsä mitä seurasi? Maxwell ja hänen yhtälönsä mitä seurasi? Oleteaan tyhjiö: ei virtoja ei varauksia Muutos magneettikentässä saisi aikaan sähkökentän. Muutos vuorostaan sähkökentässä saisi aikaan magneettikentän....ja niinhän

Lisätiedot

DEE-11110: SÄHKÖTEKNIIKAN PERUSTEET

DEE-11110: SÄHKÖTEKNIIKAN PERUSTEET DEE-11110: SÄHKÖTEKNIIKAN PERUSTEET Kurssin esittely Sähkömagneettiset ilmiöt varaus sähkökenttä magneettikenttä sähkömagneettinen induktio virta potentiaali ja jännite sähkömagneettinen energia teho Määritellään

Lisätiedot

Luento 15: Ääniaallot, osa 2

Luento 15: Ääniaallot, osa 2 Luento 15: Ääniaallot, osa 2 Aaltojen interferenssi Doppler Laskettuja esimerkkejä Luennon sisältö Aaltojen interferenssi Doppler Laskettuja esimerkkejä Aaltojen interferenssi Samassa pisteessä vaikuttaa

Lisätiedot

Suuntaavuus ja vahvistus Aukkoantennien tapauksessa suuntaavuus saadaan m uotoon (luku 7.3.1 ) E a 2 ds

Suuntaavuus ja vahvistus Aukkoantennien tapauksessa suuntaavuus saadaan m uotoon (luku 7.3.1 ) E a 2 ds Suuntaavuus ja vahvistus Aukkoantennien tapauksessa suuntaavuus saadaan m uotoon (luku 7.3.1 ) Täm ä olettaa, että D = 4π λ 2 S a E a ds 2. (2 40 ) S a E a 2 ds Pääkeila aukon tasoa koh tisuoraan suuntaan

Lisätiedot

RF-tekniikan perusteet BL50A0301. 5. Luento 5.10.2015 Antennit Radioaaltojen eteneminen

RF-tekniikan perusteet BL50A0301. 5. Luento 5.10.2015 Antennit Radioaaltojen eteneminen RF-tekniikan perusteet BL50A0301 5. Luento 5.10.2015 Antennit Radioaaltojen eteneminen Antennit Antennit Antenni muuttaa siirtojohdolla kulkevan aallon vapaassa tilassa eteneväksi aalloksi ja päinvastoin

Lisätiedot

Hiukkaskiihdyttimet ja -ilmaisimet

Hiukkaskiihdyttimet ja -ilmaisimet Hiukkaskiihdyttimet ja -ilmaisimet Kati Lassila-Perini Fysiikan tutkimuslaitos Miksi hiukkasia kiihdytetään? Miten hiukkasia kiihdytetään? Mitä törmäyksessä tapahtuu? Miten hiukkasia mitataan? Esitys hiukkasfysiikan

Lisätiedot

Aaltojen heijastuminen ja taittuminen

Aaltojen heijastuminen ja taittuminen Luku 11 Aaltojen heijastuminen ja taittuminen Tässä luvussa käsitellään sähkömagneettisten aaltojen heijastumista ja taittumista väliaineiden rajapinnalla. Rajoitutaan monokromaattisiin aaltoihin ja oletetaan

Lisätiedot

Havainto uudesta 125 GeV painavasta hiukkasesta

Havainto uudesta 125 GeV painavasta hiukkasesta Havainto uudesta 125 GeV painavasta hiukkasesta CMS-koe CERN 4. heinäkuuta 2012 Yhteenveto CERNin Large Hadron Collider (LHC) -törmäyttimen Compact Muon Solenoid (CMS) -kokeen tutkijat ovat tänään julkistaneet

Lisätiedot

2. Fotonit, elektronit ja atomit

2. Fotonit, elektronit ja atomit Luento 4 2. Fotonit, elektronit ja atomit Valon kvanttiteoria; fotoni Valosähköinen ilmiö ja sen kvanttiselitys Valon emissio ja absorptio Säteilyn spektri; atomin energiatasot Atomin rakenne Niels Bohrin

Lisätiedot

Kosmos = maailmankaikkeus

Kosmos = maailmankaikkeus Kosmos = maailmankaikkeus Synty: Big Bang, alkuräjähdys 13 820 000 000 v sitten Koostumus: - Pimeä energia 3/4 - Pimeä aine ¼ - Näkyvä aine 1/20: - vetyä ¾, heliumia ¼, pari prosenttia muita alkuaineita

Lisätiedot

9. Polarimetria. 1. Stokesin parametrit 2. Polarisaatio tähtitieteessä. 3. Polarisaattorit 4. CCD polarimetria

9. Polarimetria. 1. Stokesin parametrit 2. Polarisaatio tähtitieteessä. 3. Polarisaattorit 4. CCD polarimetria 9. Polarimetria 1. Stokesin parametrit 2. Polarisaatio tähtitieteessä 3. Polarisaattorit 4. CCD polarimetria 10.1 Stokesin parametrit 10.1

Lisätiedot

Muunnokset ja mittayksiköt

Muunnokset ja mittayksiköt Muunnokset ja mittayksiköt 1 a Mitä kymmenen potenssia tarkoittavat etuliitteet m, G ja n? b Mikä on massan (mass) mittayksikkö SI-järjestelmässäa? c Mikä on painon (weight) mittayksikkö SI-järjestelmässä?

Lisätiedot

MIKKELIN LUKIO SPEKTROMETRIA. NOT-tiedekoulu La Palma

MIKKELIN LUKIO SPEKTROMETRIA. NOT-tiedekoulu La Palma MIKKELIN LUKIO SPEKTROMETRIA NOT-tiedekoulu La Palma Kasper Honkanen, Ilona Arola, Lotta Loponen, Helmi-Tuulia Korpijärvi ja Anastasia Koivikko 20.11.2011 Ryhmämme työ käsittelee spektrometriaa ja sen

Lisätiedot

Sovelletun fysiikan pääsykoe

Sovelletun fysiikan pääsykoe Sovelletun fysiikan pääsykoe 7.6.016 Kokeessa on neljä (4) tehtävää. Vastaa kaikkiin tehtäviin. Muista kirjoittaa myös laskujesi välivaiheet näkyviin. Huom! Kirjoita tehtävien 1- vastaukset yhdelle konseptille

Lisätiedot

VAASAN YLIOPISTO TEKNILLINEN TIEDEKUNTA SÄHKÖTEKNIIKKA. Lauri Karppi j82095. SATE.2010 Dynaaminen kenttäteoria DIPOLIRYHMÄANTENNI.

VAASAN YLIOPISTO TEKNILLINEN TIEDEKUNTA SÄHKÖTEKNIIKKA. Lauri Karppi j82095. SATE.2010 Dynaaminen kenttäteoria DIPOLIRYHMÄANTENNI. VAASAN YLIOPISTO TEKNILLINEN TIEDEKUNTA SÄHKÖTEKNIIKKA Oskari Uitto i78966 Lauri Karppi j82095 SATE.2010 Dynaaminen kenttäteoria DIPOLIRYHMÄANTENNI Sivumäärä: 14 Jätetty tarkastettavaksi: 25.02.2008 Työn

Lisätiedot

Fysiikan perusteet ja pedagogiikka (kertaus)

Fysiikan perusteet ja pedagogiikka (kertaus) Fysiikan perusteet ja pedagogiikka (kertaus) 1) MEKANIIKKA Vuorovaikutus vuorovaikutuksessa kaksi kappaletta vaikuttaa toisiinsa ja vaikutukset havaitaan molemmissa kappaleissa samanaikaisesti lajit: kosketus-/etä-

Lisätiedot

Luento 8. Lämpökapasiteettimallit Dulong-Petit -laki Einsteinin hilalämpömalli Debyen ääniaaltomalli. Sähkönjohtavuus Druden malli

Luento 8. Lämpökapasiteettimallit Dulong-Petit -laki Einsteinin hilalämpömalli Debyen ääniaaltomalli. Sähkönjohtavuus Druden malli Luento 8 Lämpökapasiteettimallit Dulong-Petit -laki Einsteinin hilalämpömalli Debyen ääniaaltomalli Sähkönjohtavuus Druden malli Klassiset C V -mallit Termodynamiikka kun Ei ennustetta arvosta! Klassinen

Lisätiedot

Mekaniikan jatkokurssi Fys102

Mekaniikan jatkokurssi Fys102 Mekaniikan jatkokurssi Fys10 Kevät 010 Jukka Maalampi LUENTO 7 Harmonisen värähdysliikkeen energia Jousen potentiaalienergia on U k( x ) missä k on jousivakio ja Dx on poikkeama tasapainosta. Valitaan

Lisätiedot

- Kahden suoran johtimen välinen magneettinen vuorovaikutus I 1 I 2 I 1 I 2. F= l (Ampèren laki, MAOL s. 124(119) Ampeerin määritelmä (MAOL s.

- Kahden suoran johtimen välinen magneettinen vuorovaikutus I 1 I 2 I 1 I 2. F= l (Ampèren laki, MAOL s. 124(119) Ampeerin määritelmä (MAOL s. 7. KSS: Sähkömagnetismi (FOTON 7: PÄÄKOHDAT). MAGNETSM Magneettiset vuoovaikutukset, Magneettikenttä B = magneettivuon tiheys (yksikkö: T = Vs/m ), MAO s. 67, Fm (magneettikenttää kuvaava vektoisuue; itseisavona

Lisätiedot

EMC Säteilevä häiriö

EMC Säteilevä häiriö EMC Säteilevä häiriö Kaksi päätyyppiä: Eromuotoinen johdinsilmukka (yleensä piirilevyllä) silmulla toimii antennina => säteilevä magneettikenttä Yhteismuotoinen ei-toivottuja jännitehäviöitä kytkennässä

Lisätiedot

FYSIIKKA (FY91): 9. KURSSI: Kertauskurssi KOE 30.01.2014 VASTAA KUUTEEN (6) TEHTÄVÄÄN!!

FYSIIKKA (FY91): 9. KURSSI: Kertauskurssi KOE 30.01.2014 VASTAA KUUTEEN (6) TEHTÄVÄÄN!! FYSIIKKA (FY91): 9. KURSSI: Kertauskurssi KOE 30.01.2014 VASTAA KUUTEEN (6) TEHTÄVÄÄN!! 1. Vastaa, ovatko seuraavat väittämät oikein vai väärin. Perustelua ei tarvitse kirjoittaa. a) Atomi ei voi lähettää

Lisätiedot

PIMEÄ ENERGIA mysteeri vai kangastus? Kari Enqvist Helsingin yliopisto ja Fysiikan tutkimuslaitos

PIMEÄ ENERGIA mysteeri vai kangastus? Kari Enqvist Helsingin yliopisto ja Fysiikan tutkimuslaitos PIMEÄ ENERGIA mysteeri vai kangastus? Kari Enqvist Helsingin yliopisto ja Fysiikan tutkimuslaitos 1917: Einstein sovelsi yleistä suhteellisuusteoriaa koko maailmankaikkeuteen Linnunradan eli maailmankaikkeuden

Lisätiedot

g-kentät ja voimat Haarto & Karhunen

g-kentät ja voimat Haarto & Karhunen g-kentät ja voimat Haarto & Karhunen Voima Vuorovaikutusta kahden kappaleen välillä tai kappaleen ja sen ympäristön välillä (Kenttävoimat) Yksikkö: newton, N = kgm/s Vektorisuure Aiheuttaa kappaleelle

Lisätiedot

3 Ääni ja kuulo. Ihmiskorva aistii paineen vaihteluita, joten yleensä äänestä puhuttaessa määritellään ääniaalto paineen vaihteluiden kautta.

3 Ääni ja kuulo. Ihmiskorva aistii paineen vaihteluita, joten yleensä äänestä puhuttaessa määritellään ääniaalto paineen vaihteluiden kautta. 3 Ääni ja kuulo 1 Mekaanisista aalloista ääni on ihmisen kannalta tärkein. Ääni on pitkittäistä aaltoliikettä, eli ilman (tai muun väliaineen) hiukkaset värähtelevät suuntaan joka on sama kuin aallon etenemissuunta.

Lisätiedot

Radioaaltojen eteneminen. Marjo Yli-Paavola, OH3HOC

Radioaaltojen eteneminen. Marjo Yli-Paavola, OH3HOC Radioaaltojen eteneminen Marjo Yli-Paavola, OH3HOC 26.10.2010 Radioaaltojen etenemistavat Eteneminen ionosfäärissä Eteneminen troposfäärissä Pinta-aalto Erikoisemmat etenemismuodot Yleisesti eteneminen

Lisätiedot

Suomalainen tutkimus LHC:llä. Paula Eerola Fysiikan laitos ja Fysiikan tutkimuslaitos

Suomalainen tutkimus LHC:llä. Paula Eerola Fysiikan laitos ja Fysiikan tutkimuslaitos Suomalainen tutkimus LHC:llä Paula Eerola Fysiikan laitos ja Fysiikan tutkimuslaitos 2.12.2009 Mitä hiukkasfysiikka tutkii? Hiukkasfysiikka tutkii aineen pienimpiä rakennusosia ja niiden välisiä vuorovaikutuksia.

Lisätiedot

2. Pystyasennossa olevaa jousta kuormitettiin erimassaisilla kappaleilla (kuva), jolloin saatiin taulukon mukaiset tulokset.

2. Pystyasennossa olevaa jousta kuormitettiin erimassaisilla kappaleilla (kuva), jolloin saatiin taulukon mukaiset tulokset. Fysiikka syksy 2005 1. Nykyinen käsitys Aurinkokunnan rakenteesta syntyi 1600-luvulla pääasiassa tähtitieteellisten havaintojen perusteella. Aineen pienimpien osasten rakennetta sitä vastoin ei pystytä

Lisätiedot

Laskun vaiheet ja matemaattiset mallit

Laskun vaiheet ja matemaattiset mallit Laskun vaiheet ja matemaattiset mallit Jukka Sorjonen sorjonen.jukka@gmail.com 28. syyskuuta 2016 Jukka Sorjonen (Jyväskylän Normaalikoulu) Mallit ja laskun vaiheet 28. syyskuuta 2016 1 / 22 Hieman kertausta

Lisätiedot

Integrointi ja sovellukset

Integrointi ja sovellukset Integrointi ja sovellukset Tehtävät:. Muodosta ja laske yläsumma funktiolle fx) x 5 välillä [, 4], kun väli on jaettu neljään yhtä suureen osaan.. Määritä integraalin x + ) dx likiarvo laskemalla alasumma,

Lisätiedot

Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I. Ilmakehän vaikutus havaintoihin. Jyri Lehtinen. kevät Helsingin yliopisto, Fysiikan laitos

Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I. Ilmakehän vaikutus havaintoihin. Jyri Lehtinen. kevät Helsingin yliopisto, Fysiikan laitos Ilmakehän vaikutus havaintoihin Helsingin yliopisto, Fysiikan laitos kevät 2013 2. Ilmakehän vaikutus havaintoihin Ilmakehän transmissio (läpäisevyys) sähkömagneettisen säteilyn eri aallonpituuksilla 2.

Lisätiedot

- ultraviolettisäteilyn (UV) - näkyvän alueen (visible) - infrapuna-alueen (IR)

- ultraviolettisäteilyn (UV) - näkyvän alueen (visible) - infrapuna-alueen (IR) 86 Opettele jako: - Gammasäteet (Gamma rays) - Röntgensäteet (X-rays) - Ultravioletti (Ultraviolet) - Näkyvä (Visible) - Infrapuna-alue (Infrared) - Mikroaaltoalue (Microwave) - Radioaallot 87 Valo-opissa

Lisätiedot

Maan ja avaruuden välillä ei ole selkeää rajaa

Maan ja avaruuden välillä ei ole selkeää rajaa Avaruus Mikä avaruus on? Pääosin tyhjiön muodostama osa maailmankaikkeutta Maan ilmakehän ulkopuolella. Avaruuden massa on pääosin pimeässä aineessa, tähdissä ja planeetoissa. Avaruus alkaa Kármánin rajasta

Lisätiedot

Teoreettisen fysiikan tulevaisuuden näkymiä

Teoreettisen fysiikan tulevaisuuden näkymiä Teoreettisen fysiikan tulevaisuuden näkymiä Tämä on teoreettisen fysiikan professori Erkki Thunebergin virkaanastujaisesitelmä, jonka hän piti Oulun yliopistossa 8.11.2001. Esitys on omistettu professori

Lisätiedot

Pimeän energian metsästys satelliittihavainnoin

Pimeän energian metsästys satelliittihavainnoin Pimeän energian metsästys satelliittihavainnoin Avaruusrekka, Kumpulan pysäkki 04.10.2012 Peter Johansson Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta / Peter Johansson/ Avaruusrekka 04.10.2012 13/08/14

Lisätiedot

Heijastuminen ionosfääristä

Heijastuminen ionosfääristä Aaltojen eteneminen Etenemistavat Pinta-aalto troposfäärissä Aallon heijastuminen ionosfääristä Lisäksi joitakin erikoisempia heijastumistapoja Eteneminen riippuu väliaineen ominaisuuksista, eri ilmiöt

Lisätiedot

Spektri- ja signaalianalysaattorit

Spektri- ja signaalianalysaattorit Spektri- ja signaalianalysaattorit Pyyhkäisevät spektrianalysaattorit Suora pyyhkäisevä Superheterodyne Reaaliaika-analysaattorit Suora analoginen analysaattori FFT-spektrianalysaattori DFT FFT Analysaattoreiden

Lisätiedot

Harvinainen standardimallin ennustama B- mesonin hajoaminen havaittu CMS- kokeessa

Harvinainen standardimallin ennustama B- mesonin hajoaminen havaittu CMS- kokeessa Harvinainen standardimallin ennustama B- mesonin hajoaminen havaittu CMS- kokeessa CMS- koe raportoi uusissa tuloksissaan Bs- mesonin (B- sub- s) hajoamisesta kahteen myoniin, jolle Standardimalli (SM)

Lisätiedot

12. Eristeet Vapaa atomi. Muodostuva sähköinen dipolimomentti on p =! " 0 E loc (12.4)

12. Eristeet Vapaa atomi. Muodostuva sähköinen dipolimomentti on p =!  0 E loc (12.4) 12. Eristeet Eristeiden tyypillisiä piirteitä ovat kovalenttiset sidokset (tai vahvat ionisidokset) ja siitä seuraavat mekaaniset ja sähköiset ominaisuudet. Makroskooppisen ulkoisen sähkökentän E läsnäollessa

Lisätiedot

Ohjeita fysiikan ylioppilaskirjoituksiin

Ohjeita fysiikan ylioppilaskirjoituksiin Ohjeita fysiikan ylioppilaskirjoituksiin Kari Eloranta 2016 Jyväskylän Lyseon lukio 11. tammikuuta 2016 Kokeen rakenne Fysiikan kokeessa on 13 tehtävää, joista vastataan kahdeksaan. Tehtävät 12 ja 13 ovat

Lisätiedot

Radioaktiivisen säteilyn läpitunkevuus. Gammasäteilty.

Radioaktiivisen säteilyn läpitunkevuus. Gammasäteilty. Fysiikan laboratorio Työohje 1 / 5 Radioaktiivisen säteilyn läpitunkevuus. Gammasäteilty. 1. Työn tavoite Työn tavoitteena on tutustua ionisoivaan sähkömagneettiseen säteilyyn ja tutkia sen absorboitumista

Lisätiedot

80m antenneista kotimaan työskentelyssä

80m antenneista kotimaan työskentelyssä 80m antenneista kotimaan työskentelyssä Pekka Ketonen, OH1TV 16.11.2016 OH1TV 1 Vertailua 80m kotimaan antenneista 1. Yleistä 2. λ luuppi 3. Magneettinen luuppi 4x4m 4. λ/2 dipoli 5. Yhteenvweto ja johtopäätökset

Lisätiedot

Syntyikö maa luomalla vai räjähtämällä?

Syntyikö maa luomalla vai räjähtämällä? Syntyikö maa luomalla vai räjähtämällä? Tätä kirjoittaessani nousi mieleeni eräs tuntemani insinööri T. Palosaari. Hän oli aikansa lahjakkuus. Hän oli todellinen nörtti. Hän teki heti tietokoneiden tultua

Lisätiedot

Fysiikan nykytila ja saavutukset

Fysiikan nykytila ja saavutukset Fysiikan nykytila ja saavutukset Jako osa-alueisiin Nykyfysiikan jako pääaloihin voidaan tehdä sen perusteella mitä fysiikassa tällä hetkellä tutkitaan aktiivisesti (eli tutkimuskohteen mukaan). Näitä

Lisätiedot

4) Törmäysten lisäksi rakenneosasilla ei ole mitään muuta keskinäistä tai ympäristöön suuntautuvaa vuorovoikutusta.

4) Törmäysten lisäksi rakenneosasilla ei ole mitään muuta keskinäistä tai ympäristöön suuntautuvaa vuorovoikutusta. K i n e e t t i s t ä k a a s u t e o r i a a Kineettisen kaasuteorian perusta on mekaaninen ideaalikaasu, joka on matemaattinen malli kaasulle. Reaalikaasu on todellinen kaasu. Reaalikaasu käyttäytyy

Lisätiedot

Fysiikka 7. Sähkömagnetismi

Fysiikka 7. Sähkömagnetismi Fysiikka 7 Sähkömagnetismi Magneetti Aineen magneettiset ominaisuudet ovat seurausta atomiydintä kiertävistä elektroneista (ytimen kiertäminen ja spin). Magneettinen vuorovaikutus Etävuorovaikutus Magneetilla

Lisätiedot

23 VALON POLARISAATIO 23.1 Johdanto. 23.2 Valon polarisointi ja polarisaation havaitseminen

23 VALON POLARISAATIO 23.1 Johdanto. 23.2 Valon polarisointi ja polarisaation havaitseminen 3 VALON POLARISAATIO 3.1 Johdanto Mawellin htälöiden avulla voidaan johtaa aaltohtälö sähkömagneettisen säteiln etenemiselle väliaineessa. Mawellin htälöiden ratkaisusta seuraa aina, että valo on poikittaista

Lisätiedot

Suunta-antennin valinta

Suunta-antennin valinta Lähtötiedot Ennen antennin valintaa selvitettävä seuraavat asiat: Tukiaseman sijainti ja etäisyys Millä taajuuskaistalla 4G data liikkuu (800, 1 800, 2 100, 2 600 MHz) Maasto- ja rakennusesteet Antennin

Lisätiedot

Fysiikkaa runoilijoille Osa 2: suppea suhteellisuusteoria

Fysiikkaa runoilijoille Osa 2: suppea suhteellisuusteoria Fysiikkaa runoilijoille Osa 2: suppea suhteellisuusteoria Syksy Räsänen Helsingin yliopisto, fysiikan laitos ja fysiikan tutkimuslaitos www.helsinki.fi/yliopisto 1 Hiukkaset ja kentät Klassisessa mekaniikassa

Lisätiedot

Integrointialgoritmit molekyylidynamiikassa

Integrointialgoritmit molekyylidynamiikassa Integrointialgoritmit molekyylidynamiikassa Markus Ovaska 28.11.2008 Esitelmän kulku MD-simulaatiot yleisesti Integrointialgoritmit: mitä integroidaan ja miten? Esimerkkejä eri algoritmeista Hyvän algoritmin

Lisätiedot

Lämpöistä oppia Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka

Lämpöistä oppia Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka Lämpöistä oppia Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka Kari Sormunen Kevät 2012 Alkudemonstraatio Käsi lämpömittarina Laittakaa kolmeen eri altaaseen kylmää, haaleaa ja lämmintä vettä. 1) Pitäkää

Lisätiedot

Maatalous-metsätieteellinen tiedekunta Ympäristöekonomia Kansantaloustiede ja matematiikka

Maatalous-metsätieteellinen tiedekunta Ympäristöekonomia Kansantaloustiede ja matematiikka 1. Selitä mitä tarkoittavat a) M2 b) vaihtoehtoiskustannus. Anna lisäksi esimerkki vaihtoehtoiskustannuksesta. (7 p) Vastaus: a) Lavea raha. (1 p) M1 (Yleisön hallussa olevat lailliset maksuvälineet ja

Lisätiedot

Kojemeteorologia. Sami Haapanala syksy 2013. Fysiikan laitos, Ilmakehätieteiden osasto

Kojemeteorologia. Sami Haapanala syksy 2013. Fysiikan laitos, Ilmakehätieteiden osasto Kojemeteorologia Sami Haapanala syksy 2013 Fysiikan laitos, Ilmakehätieteiden osasto Kojemeteorologia, 3 op 9 luentoa, 3 laskuharjoitukset ja vierailu mittausasemalle Tentti Oppikirjana Rinne & Haapanala:

Lisätiedot