Kvarkar och nycklar
Metallen i nycklar ger den dess karaktäristiska klirrande ljud när den slås mot andra nycklar. Djupt ner under atomnivån finns förklaringen varför.
Radio Unga Forskare Stockholm - Vetenskap - Sveriges första podcast!
Du lyssnar på: Kvarkar och nycklar
Notering: vi håller på att bygga upp funktionen. Så allt är ännu inte klart. Bättre navigation och transkription är på väg.
Vi lade ut våra första episoder 1997, innan det ens fanns något som hette podcast. Sedan dess har vi lagt ut över 400 föredrag och diskussioner. 2004 sände vi vår sista avsnitt över 88,9 MHz i Stockholm. Sedan dess har podden legat i träda. Men nu är den tillbaka som arkiv.
Transkription33 repliker · 3:03
Transkriptionen är automatiskt genererad och kan innehålla fel.
Klicka på en replik för att höra den.
Nycklar och kvarkar. Vad är det egentligen som ger en nyckelknippa, dess typiska ljud?
Ja, det måste ju bero på vad nycklarna har för material och vad de har för form.
Normalt är det så att när ett material vibrerar så kan vi oftast höra ett ljud från det.
Eftersom ljud är ju bara vibrationer i luften.
Men hur ett material eller ett förmål vibrerar beror dels på dess fysiska egenskaper, dels på dess form.
En nyckel som vibrerar gör det på ett karaktäristiskt sätt som beror på dess form.
Och dessutom beror det på material egenskaperna.
Den ljusa tonen beror på att ljudhastigheten i nyckeln är ganska hög.
Så att vibrationer kan fortplanta sig från ena änden till den andra och komma tillbaks snabbt.
Andra material har lägre ljudhastighet och ger ifrån sig lägre toner.
Dessutom beror det här naturligtvis mycket på formen.
Små föremål kan vibrera snabbare och ger ljusare toner än stora föremål som ger mörkare toner.
Men hur kommer det sig att metaller som nyckeln är gjorda av har en så hög ljudhastighet?
Ja, det beror i sin tur på material egenskaperna som beror på hur atomerna är arrangerade.
Det visar sig alltså att nyckelns ljud beror på atomerna.
Och ett atomer i metaller är arrangerade i ett enkelt gitter, ett rutmönster.
Och det visar sig att de elektroner som kretsar runt om, de yttersta sitter inte fast så hårt, utan kan driva från atom till atom.
De bildar vad man kallar en elektrongas som kan glida omkring lite hur som helst.
Det är därför som metaller leder ström bra och det är därför de också reflekterar ljus.
Det är helt enkelt så att när en ljuspartikel träffar en metallsyta så kan man säga att den studsar mot elektrongasen
och åker iväg med samma utfallsvinkel som infallsvinkeln om man säger att metallen är speglande.
Men hur kommer det sig att atomerna uppför sig på det sättet i metaller när de inte gör det i andra ämnen, till exempel syrgas?
Ja, det beror på hur många elektroner som finns i metallen.
Och det beror i sin tur på hur många protoner och neutroner som finns i atomkärnorna.
Det här följer av matematiska samband som beskrivs av partikelfysiken.
Och det intressanta är att dessa samband i sin tur beror på hur kvarkarna är arrangerade.
Det finns något som kallas för standardmodellen som beskriver hur de fyra kända naturkrafterna interagerar.
Den starka kärnkraften som binder ihop atomkärna, den svaga som ansvarar för en del strålning
och även den elektromagnetiska kraften som ansvarar för ljus och elektricitet och gravitationen.
Dessa tillsammans formulerar hur kvarkar håller ihop, hur de bilder atomer, hur atomerna kan bindas samman
och dessa egenskaper i sin tur påverkar, talar om hur en metall kommer att få för egenskaper.
Vilket i sin tur talar om hur kommer en nyckel att låta henne slå på henne.
Så i slutändan, nyckelknippans hjul beror på partiklarnas egenskaper.
För att ladda ner föredragen till din dator istället för att bara lyssna på dem, högerklickar du på länken “Ladda ner föredraget” och väljer “Spara som” eller motsvarande för din webbläsare.