Hei!
Olen lukion 2. vuosiasteelle siirtyvä opiskelija joka kiinnostunut fysiikasta ja haluaisin tiedustella paria kysymystä näin anonyymisti kun en viitsinyt koulussa kysyä (lähinnä siksi että kysymykseni eivät aina koske aihetta mitä tunnilla käydään).
1) Värit. Lukion 3. kurssilla ''Aallot'' opittiin miten värit syntyvät. Kappale heijastaa tietyn aallonpituista näkyvän valon aallonpituutta ja ihmissilmän tappi- ja sauvasolut ärtyvät, aiheuttaen ärsykkeen aivoille jne.. Mikä kappaleesta sitten tekee sellaisen että se esim. absorboi kaikki näkyvän valon spektrin osat paitsi punaisen jolloin kappale näyttää punaiselta? Johtuu varmastikin atomeista? Miksi tietyt atomit absorboivat tiettyjä aallonpituuksia?
2) Entropia. Lukion 2. kurssilla perehdyttiin lämpöoppiin ja opetettiin että entropia osoittaa ajan suunnan. Suurempi epäjärjestys-> tulevaisuus. Ajatellaan että malja jossa on vettä ja väriainetta absoluuttiseen nollapisteeseen. Tämähän tarkoittaa sitä että vesi- ja väriaineatomien värähtely lakkaa, eikä epäjärjestystä voi syntyä. Pysähtyykö siis aika?
3) Avaruuden kaareutuminen. Suhtiksen mukaan suurimassaiset kappaleet saavat avaruuden kaareutumaan. Avaruus on kuitenkin kolmiulotteinen (kun neljättä ulottuvuutta eli aikaa ei oteta huomioon), niin mihin suuntaan kappaleet sitten kaareuttavat avaruutta?
Toivottavasti tajusitte, opettajat kun eivät aina tunnu tajuavan :D
Olen lukion 2. vuosiasteelle siirtyvä opiskelija joka kiinnostunut fysiikasta ja haluaisin tiedustella paria kysymystä näin anonyymisti kun en viitsinyt koulussa kysyä (lähinnä siksi että kysymykseni eivät aina koske aihetta mitä tunnilla käydään).
1) Värit. Lukion 3. kurssilla ''Aallot'' opittiin miten värit syntyvät. Kappale heijastaa tietyn aallonpituista näkyvän valon aallonpituutta ja ihmissilmän tappi- ja sauvasolut ärtyvät, aiheuttaen ärsykkeen aivoille jne.. Mikä kappaleesta sitten tekee sellaisen että se esim. absorboi kaikki näkyvän valon spektrin osat paitsi punaisen jolloin kappale näyttää punaiselta? Johtuu varmastikin atomeista? Miksi tietyt atomit absorboivat tiettyjä aallonpituuksia?
2) Entropia. Lukion 2. kurssilla perehdyttiin lämpöoppiin ja opetettiin että entropia osoittaa ajan suunnan. Suurempi epäjärjestys-> tulevaisuus. Ajatellaan että malja jossa on vettä ja väriainetta absoluuttiseen nollapisteeseen. Tämähän tarkoittaa sitä että vesi- ja väriaineatomien värähtely lakkaa, eikä epäjärjestystä voi syntyä. Pysähtyykö siis aika?
3) Avaruuden kaareutuminen. Suhtiksen mukaan suurimassaiset kappaleet saavat avaruuden kaareutumaan. Avaruus on kuitenkin kolmiulotteinen (kun neljättä ulottuvuutta eli aikaa ei oteta huomioon), niin mihin suuntaan kappaleet sitten kaareuttavat avaruutta?
Toivottavasti tajusitte, opettajat kun eivät aina tunnu tajuavan :D
Vastaukset 3
Vanhimmat
Ykkönen on varmaankin lähempänä biologiaa, ei niinkään fysiikkaa. Toki ns. perimmäinen selitys tälle on atomitasolla (esimerkiksi noita tietyllä tavalla absopoivia aineita käsitellään kasikurssilla spektriviivojen yhteydessä), mutta käytännössä luulen, että järkevämpi selitys löytyy biologiasta.
2) Muistelepa samalla kurssilla opetettua lämpopin kolmatta pääsääntöä ; )
Viitaten siis: "Ajatellaan että malja jossa on vettä ja väriainetta absoluuttiseen nollapisteeseen."
3) Suosittelen lukemaan suhteellisuusteoriaa popularisoivan teoksen, esimerkiksi jonkun Enqvistin kirjoja. Niistä löytyy paitsi selitystä, myös havainnollistavia kuvia aiheesta. Tässä on kuitenkin huomattava, että massalliset (muutkin kuin suurimassaiset, siis) kappaleet kaareuttavat aika-avaruutta, eli et voi jättää neljättä ulottuvuutta huomiotta.
Luulisin, että kattavan vastauksen antaminen ensimmäiseen kysymykseen edellyttäisi kvanttielektrodynaamisia tarkasteluja. Yksittäisiä atomeja tarkastellen valon absorptiota/emissiota voidaan kuvata yksinkertaisemmin.
Kokonaisenergia kasvaa ajan myötä ja siten sen voidaan sanoa osoittavan ajan suunnan. Lokaalisesti voidaan entropiaa kuitenkin vähentää energiaa hyödyntämällä, mutta se ei merkitse ajan suunnan kääntymistä tuossa osasysteemissä. Samoin on tuon jäädytyksen kanssa. Ns. ikuisesti laajenevan maailmankaikkeuden mallin mukaan kaikki lämpötilaerot lopulta tasoittuvat, jolloin voitaisiin sanoa ajan pysähtyneen.
Tuota avaruuden kaareutumista kuvataan yleisen suhteellisuusteorian matematiikalla, johon sisältyy kolme paikkaulottuvuutta ja aikaulottuvuus.
>
Jep, eri yhdisteissä elektroneilla on erilaisia mahdollisia "kiertoratoja", joiden välillä ne voivat vaihdella riippuen niiden energiasta. Jos tämä energia on sama kuin valolla, niin elektroni voi "kaapata" fotonin (valohiukkasen) ja käyttää saamansa energian siirtymällä korkeammalle energiatilalle liikkumaan. Nämä yhdisteet sitten suunnitellaan niin, että niillä on juuri sopivia energiatiloja, joka aiheuttaa siis aineelle aina tietyn värin. Sitten tietysti näitä värillisiä yhdisteitä voidaan sekoittaa, jolloin värikin muuttuu.
No, sitten pitää vähän oikoa yleisiä luuloja asiasta. Ensinnäkin oppikirjat vähän oikaisevat värien synnyssä: värit ei tule yleensä ihan niin, että joku aine imee kaikki muut värin paitsi yhden vaan yleensä se imee esim. kahta eri väriä, vaikka keltaista ja sinistä (esimerkin vuoksi). Silloin näkemämme väri on näiden resultantin komplementti eli resultantti keltaisesta ja sinisestä on vihreä, niin näemme siis vihreän vastavärin, punaisen. [Tämä sitten vielä monimutkaistuu kun mennään luminositeettisuuntaan.]
Sitten toinen yleinen harhaluulo: kun sanoin, että elektroni siirtyy korkeammalle energiatilalle, niin ihmiset usein ajattelee, että se pudotessaan takaisin lähettäisi fotonin, joka on samaa väriä kuin absorboitu fotoni. Tämä on itse asiassa hyvin harvinainen tapa, joka toteutuu oikeastaan vain tarkoitukseen suunnitelluilla aineilla (luminesenssi). Yleensä tuo siirtyminen nimittäin tapahtuu värähdyskvantteina (jep, useana), fononeina eli energia jää aineen hilaan tärisyttämään aineen rakenneosia. Tätä tärinää/värähtelyä kutsutaan lämmöksi. Siksi aine lämpenee valon vaikutuksesta - ja mitä useampaa väriä aine imee sitä enemmän se lämpenee. Ääriesimerkkinä otetaan musta, joka imee kaikkia värejä (vaikka toki siitä myös siroaa ja heijastaa vähän valoa): se lämpenee nopeasti valossa.
Valkoinen sitten taas ei ime mitään näkyvän valon väriä, mutta ei heijasta niitä samaan suuntaan (epätasainen pinta). Jos heijastaisi samaan suuntaan, kappaletta sanottaisiin peiliksi.
tulevaisuus. Ajatellaan että malja jossa on vettä ja väriainetta absoluuttiseen nollapisteeseen. Tämähän tarkoittaa sitä että vesi- ja väriaineatomien värähtely lakkaa, eikä epäjärjestystä voi syntyä. Pysähtyykö siis aika? >>
Tietysti voisimme tässä hypoteettisessa tapauksessa (absoluuttista nollapistettähän ei ole saavutettu) ajatella, että seoksen kannalta aika on pysähtynyt, mutta kait sitä aikaa ajatellaan vähän laajemmin: astian ulkopuolella entropia jatkaa kuitenkin kasvuaan. Tässä on muuten sekin pointti, että esim. jääkaapissahan entropia pienenee kun se jäähdytetään, mutta eipä sielläkään sanota, että aika kääntyisi taaksepäin.
>
Aina itseensä päin. Voit ajatella vaikka koordinaatistoa, jossa x-, y- ja z-akselien lukuarvot tihenevät origoa kohti.