Radio Unga Forskare Stockholm - Vetenskap - Sveriges första podcast!

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.

Prenumerera via RSS Kontakta oss

Spektrallinjer

Färger är egentligen ljus av olika våglängder. När man bryter vitt ljus i ett prisma, uppstår en spektrum av färger som tillsammans bildar det vita ljuset. När man gjorde samma försök att bryta ljuset från upphettat Natrium, såg man ett märkligt fenomen: linjer i spektrumet som, inte borde vara där. Man hade hittat spektrallinjerna.

Transkription34 repliker · 3:17

Transkriptionen är automatiskt genererad och kan innehålla fel.

Klicka på en replik för att höra den.

spektrallinjer.
Isaac Newton upptäckte att vitt ljus kunde brytas med ett prisma i ett spektrum.
Och vi har funnit att ljusets olika färger beror helt enkelt på att ljuset som är en elektromagnetisk vågrörelse har olika våglängder.
Där de olika våglängderna motsvarar olika färger.
Det intressanta som man upptäckte i början av 1800-talet var att om man hettar upp till exempel metallen natrium
och sänder ljuset från den genom ett prisma så blir det inte alls ett jämnt spektrum som från solen.
Istället så verkar det ojämnt. Det finns vissa linjer som är ljusare än andra i det.
Även solljuset visar sig ha tunna linjer som Fraunhofer upptäckte 1817.
Mörka linjer istället.
Anledningen visade sig var att atomer som hettas upp verkar sända ut ljus med vissa specifika våglängder.
Natrium har så att säga ett fingeravtryckar linjer. Syre ett annat. Vätet tredje.
Alla olika grundämnen har helt egna mönster som visserligen ibland överensstämmer delvis.
Men också är specifika för grundämnet.
Det här kan utnyttjas för att studera med hjälp av ljus på avstånd i den kemiska sammansättningen av olika himlakroppar och ämnen.
Man sänder helt enkelt ljuset genom ett prisma och sprider sedan ut det och lägger märke till vilka vinklar de olika linjerna hamnar i.
Och kan sedan jämföra med motsvarande avtryck av grundämnen.
En blandning av olika grundämnen innehåller linjer som motsvarar de olika grundämnena.
Frågan är dock varför det här inträffar.
Elektromagnetisk strålning bildas ju när en elektrisk laddning rör sig.
Men i en atom, det enda laddning som rör sig där är elektronen.
Och om den kunde röra sig fritt borde man förvänta sig att om den kretsade kring atomkärnan skulle den sända ut en elektromagnets våg, förlora energi och göra spiral in i kärnan och sönderfalla.
Men det här stämmer inte med vad vi vet om atomerna.
Atomer är helt stabila och sänder inte kontinuerligt ut strålning.
Danske Nils Bohr började i början av 1900-talet fundera över det här och kom fram till en tänkbar modell.
Elektroner kan bara befinnas i vissa speciella banor och kan hoppa ögonblickligen mellan dessa banor.
Och när elektronen byter bana så ökar eller minskar den energi.
Och då kommer den att behöva sända eller ta emot elektromagnetisk strålning.
Effekten av det här blir att en elektron som befinner sig i en bana långt ut med hög energi faller in mot kärnan.
Sänder den också ut ett kvantum, en liten stycke elektromagnetisk strålning med mycket energi som förmodligen är blåviolett.
Medan om den faller till ett mer mellanliggande skall så är det en mindre energiskillnad och det blir rödare.
På samma sätt kan också atomer ta emot energi varför elektroner slungas upp i högre banor.
Det här har blivit en mycket användbar metod, inte bara för att identifiera grundämnen utan också för att finna till exempel vilka tillstånd som finns i stjärnors atmosfärer.
Kort sagt, genom att analysera ljus från avlägsa stjärnor kan vi faktiskt få svar på det som Immanuel Kant menat vi aldrig någonsin skulle kunna få veta.
Nämligen vad stjärnorna är gjorda av.

↓ Ladda ner föredraget (MP3) ↓ Ladda ner föredraget (Real Audio)

Max Planck

1858 föddes en fysiker, vetenskapsman och musiker: Max Planck. Hans teorier för fysiken är extremt viktiga och användes av Einstein och Bohr för att utveckla kvantteorin.

Transkription17 repliker · 2:35

Transkriptionen är automatiskt genererad och kan innehålla fel.

Klicka på en replik för att höra den.

Max Planck, fysiker, vetenskapsman och även musiker.
Planck föddes den 23 april 1858 i Kiel.
Hans far var professor vid universitetet och det var även den bana som Planck kom att gå.
Efter studier i München så gick han vidare till att doktorera väldigt tidigt vid 21 års ålder.
Hans intressen var främst fysik och matematik men på fritiden sysslar han även väldigt mycket med musik.
Där hans föredragna instrument var pianot.
Vidare så kom han även att utveckla väldigt centrala teorier för den teoretiska fysiken.
Den så kallade Plancks konstant är ett av hans främsta verk.
Plancks konstant är då storleken på det minsta möjliga energikvantat.
Denna är då 6,626 gånger 10 upphöjt till minus 34 Jolsekunder.
Vilket är den minsta storleken man egentligen kan tänka sig i modern fysik.
Hans arbeten kom att lägga grunden för bland annat Einsteins och Bohrs senare framsteg inom kvantteorin.
Egentligen kan man säga att det var Planck som grundade området som sådant.
I och för sig så byggde Planck snarast vidare på Kirchhoffs teorier.
Men han förtjänar ändå att omnämnas som en av de mest centrala.
Planck emot tog bland annat Nobelpriset 1918 för sina insatser inom fysikens fält och då främst den teoretiska fysiken.
Tack till elever och personer som hjälpte med videon.

↓ Ladda ner föredraget (MP3) ↓ Ladda ner föredraget (Real Audio)

Att gjuta olja på vågorna

En kul lek är att fylla ett glas till randen med vatten. Vattnet verkar hållas kvar av en hinna. Testa hur mycket vatten du kan fylla innan denna hinna brister. Den kallas förövrigt för ytspänning och kan sänkas genom att man häller olja i vattnet. Hur fungerar detta?

Transkription49 repliker · 4:17

Transkriptionen är automatiskt genererad och kan innehålla fel.

Klicka på en replik för att höra den.

Att gjuta olja på vågorna.
Sedan urminnestider har det sagts att ett bra sätt att minska vågornas storlek till sjöss är att hälla ut olja.
Och till viss del fungerar det.
Och skälet består till stor del av att vattnets ytspänning kan påverkas.
Vattenmolekyler har ju en positiv ända och en negativ ända.
I stort sett motsvarande åt vilket håll syratomen och de två vätatomerna pekar.
Normalt gör det här att de ligger huller om buller.
Men på en vattenyta så finns det tomt utrymme utan elektriska laddningar.
Vilket gör att det skulle vara energimässigt fördelaktigt för vattenmolekyler om de inte var där.
Men på samma sätt som en frusen skockpingviner där alla försöker vara i mitten så måste alltid någon vara vid ytan.
Och detta producerar en ytspänning.
Den här kan mätas på olika sätt.
Och ett sätt att påverka den är att tillsätta tensider.
Sådant som påverkar ytspänningen.
Den vanligaste formen är tvål- och diskmedel.
Sådana ämnen består av molekyler som har en hydrofobisk ände.
Det är oftast en lång svans av kolatomer och vätatomer som stöds bort av vatten.
Och en hydrofilt huvud.
Oftast en kemisk grupp som gärna är i närheten av vattenmolekyler.
Sådana molekyler lägger sig på ytan med det hydrofila huvudet riktat in mot vattnet och den hydrofoba svansen utåt.
Och hjälper dessutom då till att lösa bort fettpartiklar.
Benjamin Franklin gjorde ett litet experiment 1774 med det här.
Han provade att tillsätta lite olja till en damm.
Och fann att den spreds över en mycket stor del av vattenytan.
Och dessutom dämpade vågorna eftersom ytspänningen förändrades.
Han kunde konstatera att det krävs en mycket liten mängd olja för att täcka en stor yta.
Under 1800-talet insåg Lord Raleigh att det här skiktet förmodligen bara är en molekyl tjockt.
Genom att räkna ut hur stor aria en liten volym olja kunde ta hand om kunde han räkna ut storleken på molekylerna.
Under 1800-talet så tog också en fru Agnes Pockels i Heidelberg och började utveckla metoder att mäta ytspänningen.
Hon arbetade hemmavid i köket eftersom hon inte fick gå på universitetet.
Och utvecklade av enkla hushållsredskap en metod att fånga en stycke olja på vattenytan och mäta den kraft den uppvisar.
Detta imponerade storleken på Raleigh som publicerade hans rön i Nature.
Detta stimulerade i sin tur andra forskare att börja experimentera med egenskaperna av olja på vatten.
Irving Langmuir på General Electric i Amerika upptäckte att om man bara sprider ut olja i största allmänhet så bildar den en sorts gasform i fas.
Där molekylerna av oljan ligger lite huller om bullen men ganska långt ifrån varandra.
Om man pressar ihop den försiktigt kan man uppstå att den går över till en fast fas.
Det här är i stort sett samma sak som när en vätska fryser till en is.
Dessa processer dessutom gör att det uppstår först små droppar.
Där av den fasta fasen där molekylerna är mer sammanträngda som stöter bort varandra.
Eftersom deras elektriska laddningar blir lika.
Detta organiserar om ett sexkant mönster.
Pressar man åt det ändå lite mer så uppstår märkliga grenade mönster väldigt lika hur iskristaller bildas.
För hans forskningar så fick han Nobelpriset 1932.
Vidare forskning på det här området har gett uppåt till en del intressanta saker i elektronikindustrin.
Tillsammans med sin kollega Catherine Blodgett upptäckte de att man kunde föra över dessa tunna lager av enstaka molekyler på plattor.
Vilket man använde för att skapa elektroniska komponenter i forskningssyfte.
Genom att föra en glasplatta genom en sån här yta med molekyler på så kan man få ett lager av en enda molekyl tjockt på plattan.
Så man kan ge olika elektriska och optiska egenskaper.
På det här sättet från Benjamin Franklins experiment med att gjuta olja på vågorna kanske vi ändå kan få fram kvantdatorer.

↓ Ladda ner föredraget (MP3) ↓ Ladda ner föredraget (Real Audio)

Magnetism

Vad är egentligen magnetism och vad har den att göra med med elektricitet?

Transkription70 repliker · 6:18

Transkriptionen är automatiskt genererad och kan innehålla fel.

Klicka på en replik för att höra den.

Ett magnetiskt fält skapas genom att man har en laddning som rör på sig, till exempel en ström.
Man kan göra en magnet genom att linda en sladd i en slags pole och sen drar man en ström genom den.
Det skapar magnetiska fältlinjer och magnetism.
Men vad är egentligen magnetism i?
Innerst inne.
Man kan säga att elektricitet och magnetism är två sidor av samma mynt.
Man måste skilja mellan en magnetisk kraft, den kraft man kan få när man till exempel drar upp järnfrihetsspån med magnet, och det magnetiska fältet som finns runt magneten.
Varje plats i rummet har ett elektriskt och ett magnetiskt fält som har en viss riktning och en viss styrka.
Normalt så är det på de flesta platser inte såvärs mycket av det, men i närheten av en ledning så kan det bli ganska mycket magnetfält.
Vad som händer är när en laddning är i rörelse produceras ett magnetfält.
En laddning i rörelse som är elektriskt laddad kommer att påverkas av ett magnetfält så att den böjs av.
Så om laddningen rör sig framåt och den får ett fält som går åt vänster så upplever laddningen det som att den böjs av uppåt.
Det här gör att om man ett magnetfält och sänder in till exempel elektroner så kommer de börja åka runt i en spiralbana.
Det kan man ju inte se men det har man hört talas om att elektroner åker runt i magnetfält.
Man kan faktiskt se det också genom dimmkammar. Man tar alltså gas som är nära att börja kondensera ut vattendroppar i sig.
Och så sänder man in en elektron. Störningen gör att det bildas ett litet spår av droppar efter den.
Och har man då ett magnetfält kan man faktiskt se prydliga spiraler.
Ja, järn. Det är ju ett ämne som man känner till att det lätt blir magnetiskt. Varför just järn?
Jo, det här hänger ju samman just med laddningar i rörelse men också hur atomen ser ut.
Om man tittar på en atom så har den ju positivt laddad kärna som är relativt stilla och en eller flera elektroner som åker runt den.
Rent klassiskt kan man ju naturligtvis tänka sig att en elektron som åker runt i en cirkelrörelse borde producera ett magnetfält på samma sätt som en ström i en spole borde göra.
I verkligheten är det inte lika enkelt eftersom det finns vissa kvantmekaniska effekter.
Men i kontentan blir det mycket likartat.
Dessutom tillkommer att elektroner har ett spinn.
Man kan tänka sig att elektroner roterar kring sin egen axel även om det här är mer en kvantmekanisk effekt.
Och är då arrangemanget av elektroner och spinn i en atom gjort så att allting pekar åt samma håll så får man också ett ganska starkt magnetfält kring atomen.
Men är det något som andra atomer inte har då?
Ja, det intressanta är att det är olika för olika grundämnen beroende på hur många elektroner de har och hur arrangerade de är.
Men järn, nickel, kobolt och gadolinium är vad man kallar ferromagnetiska.
Och det innebär att det är inte bara så att atomerna pekar åt rätt håll utan de får varandra att ställa in sig åt samma håll.
Två atomer i närheten av varandra kommer att påverka så att de pekar åt samma håll.
Det blir ett något starkare fält vilket får andra atomer att orienteras åt samma håll.
Och man får små magnetiska domäner.
I kristaller av det så uppstår alltså områden som har magnetisering åt samma håll.
Och i ett helt perfekt magnetiserat material kommer alla atomer att peka åt samma håll.
De har fått ett starkt magnetfält.
När man ska skapa en permanent magnet då av järn, hur gör man då?
Ja, normalt är det så att järn då innehåller en mängd små domäner som pekar huller och buller.
Men om man placerar in den i ett starkt magnetfält som är tillräckligt starkt för att övervinna materialets så kallade koersivitet.
Så kommer de här små domänerna att ställa in sig åt samma håll.
Det här kan man faktiskt höra.
Om man tar en spole, kopplar till en högtalare med förstärkare och sänder ström igen och stoppar in ett järnstycke så kommer man höra knäppande ljud.
Det är när små domäner inuti kristallen plötsligt ändrar åsikt så att säga och börjar peka åt samma håll.
Man kan också uppnå det här genom att hetta upp metallen.
För ju hetare det blir desto mer slumpmässigt pekar atomerna.
När man då kyler ner den under den så kallade kuriepunkten så kommer de spontant att börja ställa in sig.
Och gör man nedkylningen långsamt nog så tenderar de att bli åt samma håll.
Vanligtvis då att de tar samma riktning som det omgivande magnetfältet har.
Så man hetar alltså upp en bit järn och sen så har man den under magnetfältet och kyler ner den långsamt.
Det är förmodligen den bästa metoden att göra en stark järnmagnet.
Andra material kan bli mycket starkare än magneter men järn är ju vanligt förekommande.
Okej så de andra ämnena som du rabblar upp de är alltså bättre?
Det stämmer fast man kan få fram ännu starkare magneter genom att skapa legering av olika material.
Magneter till exempel kan komma upp i en Teslas fältstyrka vilket får ansas vara ganska kraftigt.
Jordens magnetfält är bara en tiotusendels Tesla.
Ja jordens magnetfält det kommer sig av att det är järn i mitten av jorden.
Ja men också väldigt mycket av att det rör på sig.
Om det bara fanns järn där så skulle det ju vara en godtycklig orientering och det är ganska upphettat.
Men det verkar finnas strömmar av smält järn som då producerar elektriska strömmar som i sin tur producerar magnetfältet.
Det är på det sättet som också jordens magnetfält kan skifta.
Magnetfält, vad har det för koppling till elektrisk fält?
Magnetfält och elektrisk fält tillsammans det blir ju elektromagnetisk strålning.
En elektron i rörelse producerar ju just ett magnetfält som också kan påverka en elektrisk laddad partikel.
En elektromagnetisk våg är helt enkelt ett elektrisk fält och ett magnetfält som samverkar.
Och det intressanta är att när man har en partikel som rör sig så verkar det som den omges av ett magnetfält.
Men om man rörde sig med den skulle man bara se ett elektriskt fält.
Einstein visar ju relativitetsteorin att det är verkligen samma sak.
Beroende på hur du rör dig själv så kan du uppleva andra elektriska och magnetiska fält.
De kan så att säga rotera in i varandra.
Så det är viktigt att tänka på när man är ute och joggar att man ska sakta ner när man använder kompassen för att få rätt riktning.

↓ Ladda ner föredraget (MP3) ↓ Ladda ner föredraget (Real Audio)

Elementarpartiklar

I skolan fick du säkert lära dig att atomen normalt innehåller en elektron, en positron och en neutron. Men forskarna under 1900-talets första hälft hade enorma problem att hitta neutronen, som de bara kunde gissa att den fanns. På vägen upptäckte man ännu mindre och underligare partiklar.

Transkription99 repliker · 7:39

Transkriptionen är automatiskt genererad och kan innehålla fel.

Klicka på en replik för att höra den.

Under atomnivå finner vi elementarpartiklar. Vissa av dessa är så kallade neutrinos.
Vi har en lång och brokig historia och egentligen så teoretiserades att de skulle finnas först 1930.
Men det var först långt senare som han lyckades påvisa att de egentligen fanns.
Ja, det var Wolfgang Pauli som hittade på neutrinon för att förklara ett problem han hade upptäckt.
Vissa kärnsönderfall verkade som lite energi försvann någonstans.
Och eftersom lagen om energins bevarande är tämligen helig så måste man ju på något sätt lösa det.
Men vart försvann den egentligen?
Ja, hans förklaring var att det existerade en neutral partikel som han kallade för neutronen som förde iväg den här energin.
Vid den här tiden hade man ju bara upptäckt elektronen och protonen så man visste inte om att det fanns något annat i atomkärnan.
Så 1932, när Chadwick upptäckte neutronen så kom man fram till att det där kunde inte vara det för den var alldeles för tung.
Så då hade man en sammansättning av tre olika partiklar i en vanlig atom.
Just det.
Plus den här neutronen som man då inte visste om den fanns eller inte.
Den behövdes matematiskt men fysikerna kändes lite olustiga inför att anta en partikel som man inte sett ett spår av.
Den behövdes alltså för att förklara hur energi kunde övergå från en proton till en neutron.
Ja, det är nämligen så att vid betasönderfall så kan en neutron sönderfalla till en proton och en elektron.
Men det visar sig att det blir lite för lite energi i den här reaktionen.
Någonting mer borde bildas.
Och man såg inte ett spår av detta.
Man kallade detta okända något för neutrinos.
Ja, eftersom neutron nu var upptaget så valde Enrico Fermi, en italiensk fysiker, att kalla dem för neutrino.
Den lilla neutronen.
Men vad hade den för egenskaper? Hur resumrerade man sig fram till dem?
Ja, Einstein visar ju att materia och energi kan överföras i varandra.
Så att genom att mäta massan på elektroner och protoner och de energier de har vid ett kärnkändefall så kan man räkna ut hur mycket massa det borde finnas.
Och hur mycket som det verkligen blev.
Och då såg man att det saknades några elektronvolt energi.
Men det var inte som sagt förrän så långt senare att man verkligen lyckades påvisa förekomsten av neutrinos och även olika sorters neutrinos.
Just det, det stämmer. Det var Rainer Sokoan som lyckades visa det först faktiskt på 50-talet att det verkligen fanns neutrinos.
Man visste redan att de här neutrinoerna reagerar väldigt sällan med andra partiklar.
Så de tog en stor tank med vatten som var fullt med kadmium.
Nu är det så att om en neutrino träffar en proton så är det möjligt att den tar och omvandlar protonen till en neutron och en positron, en antielektron.
Det här plus att det dessutom bildas en liten ljusglimt av energi.
Positronen kommer dessutom att producera en annan liten kaskad energi när den träffar en elektron och förstör den.
Och neutronen kommer att träffa en annan atomkärna.
Det skulle alltså bli en sekvens av små ljusglimtar av ett väldigt specifikt slag.
Och det var det man letade efter.
Och man fann det också.
Och detta gjorde att man kunde dra följande slutsatser?
Att neutrino måste existera.
Ingen annan partikel skulle kunna producera det här.
Någonting osynligt som kommer in i tanken och producerar den här kaskadena av 3-4 små glimtar.
Man började här använda kärnreaktorer för att skapa mycket neutrinos och göra experiment med dem.
Och det var då man började märka också att det fanns olika sorter.
Vilka sorter fanns det då?
Jag har förstått att det finns elektroner som vi har pratat om.
Ja, en elektron är ju en vanlig partikel.
Och man fann att det fanns en neutrino som hörde ihop med den.
Man kallar den för en elektroneutrino.
Men det finns en annan partikel, muonan.
Och det visade sig att muonneutrinon var annorlunda än elektroneutrinon.
Hur såg man egentligen skillnaden?
Vad man gjorde var ett experiment där man sände en stråla av protoner på en metallplatta.
Där producerar en kaskad av små instabila partiklar som i sin tur sönderföll och producerar neutrinos.
Och detta sändes sedan in i en tektor där man, med lite tur.
För neutrinos vill nästan aldrig reagera med materia.
Det skulle krävas ungefär ett ljussår med bly innan man skulle ha 50% chans att veta att den har stannat.
De här neutrin som träffade metallplattorna skulle antingen producera elektroner eller muoner.
Och det visade sig att beroende på vad det var för strålen man sände in från början så bestämdes också om det var elektroner eller muoner.
Det spelade alltså roll.
Neutrinon kunde vara av två sorter som så att säga kom ihåg sitt ursprung.
Jaha.
Men vad ledde då detta till för hela teorin att man upptäckte flera sorter?
Ja det var ju intressant. Nästa steg var ju då att man hittade en partikel som var besläktad med muonen och elektroner, nämligen tau-partikeln.
Och den bör då rimligtvis också ha en egen neutrino som man faktiskt aldrig har hittat.
Den borde finnas men den är så svårfångad och det är så svårt att göra tau-partiklar så att man har inte sett den.
Men vad är det då man försöker med i dagsläget att försöka få fram?
Ja det intressanta med neutrinos det är att de bildas vid olika kärnprocesser.
Framförallt in i solen.
Och man har ju försökt mäta då neutrinos som kommer från solen och även källor utanför solsystemet.
Och vad man då oftast gör är att man har enormt stor tank med vatten eller någon annan förening.
Och ljuskänsliga detektorer som reagerar på ljusglimtar som inträffar en neutrino för en gångs skull träffar en atom i vattnet.
Det krävs enormt stora anläggningar och de måste ligga djupt under jord för att inte vanlig strålning ska störa dem för mycket.
Och det mest spännande man kan se är att solen verkar avge för lite neutrinos.
Jaha. Och hur har man tänkt kring det då?
Ja, det är ett stort vetenskapligt problem.
Man anser sig ha en ganska god koll på vilka kärnprocesser som inträffar i solens inre och får den att lysa.
Och vid många av de här avges neutrinos.
Det borde passera genom åtskilliga 100 000 miljarder neutrinos varje sekund.
Men man finner att det är ungefär två tredjedelar av den väntade mängden.
Det är ett problem.
Har du några förklaringar på detta föreslaget?
Ja, en del har ju antagit att solen kanske tillfälligt har slocknat.
Att kärnan inte är lika aktiv som den var tidigare och vi inte har sett det än.
Det tar lång tid innan sånt sprider sig ut mot solens yta.
Andra menar att vi kanske inte har förstått neutrinos så väl vi gjorde.
Och medan andra menar att neutrinos kanske genomgår oscillationer.
Det här hänger samman med att de olika sorters neutrinos kan övergå i varandra.
Och detta beror i sin tur på hur mycket massa neutrinos har.
Hur mycket har ni egentligen? Vad säger det?
Ja, de säger att det är förmodligen mindre än en miljarddel av protonen.
Men man vet inte om den är noll eller något ändligt värde.
De senaste resultaten tyder på att neutrinos väger väldigt lite men de har en massa.
Och eftersom de är så många, det finns 330 stycken av dem i varenda kubikcentimeter i hela universum kvar från Big Bang.
Så kommer de att påverka universums utveckling enormt.
Men på vilket sätt då? Genom deras massa?
Ja, exakt. Även om var och en av dem inte väger någonting så väger de tillsammans oerhört mycket.
En kraft att räkna med bland annat vad det gäller gravitation och sådana saker.
Exakt.

↓ Ladda ner föredraget (MP3) ↓ Ladda ner föredraget (Real Audio)

Blixtskador

Det är mer sannolikt att bli träffad av blixten än att vinna en miljon på lotteriet. Doch ska d faktiskt vara glad för att sannolikheten är tre miljoner mot ett att du ska få en blixt genom dig. Skadorna varierar mellan dödliga och ringa, och män är i större fara än kvinnor.

Transkription42 repliker · 3:46

Transkriptionen är automatiskt genererad och kan innehålla fel.

Klicka på en replik för att höra den.

Blixtskador. Världen över dör ungefär 1000 personer per år av att bli träffad av blixten.
Antalet som skadas av blixten är åtminstone 5000 per år.
Det är faktiskt bara 20% av dem som träffas av blixten som dör på fläcken.
Men det är ändå ganska allvarligt.
Blixtnedslag kommer faktiskt på tredje plats efter översvämningar och stark kyla som orsakar till att människor dödas av naturen.
En blixt som slår ner från ett oskväder är varken växelström eller likström.
Det är en strömpuls som färdas i en riktning och sedan efteråt följs av ett antal lite svagare pulser som rör sig tillbaka.
Den har mycket kort varaktighet, bara några millisekunder, till skillnad från den halva sekund som kan inträffas om man till exempel får en stöt från en elektrisk ledning.
Det här leder till att skadorna blir ganska annorlunda.
Dessutom är antalet volt i en blixt enormt mycket högre.
Normalt är en blixtnedslag på ungefär 300 kV, vilket är till skillnad från till exempel 20-63 kV i industrin.
Resultatet blir visserligen i båda fall en bränslskador där man träffas av blixten eller där man råkar få kontakt med en elledning.
Men vid en blixt sprider sig elektriciteten genom kroppen på ett annat sätt.
Vid en vanlig elstöt så inträffar i många fall att den bränns en väg genom kroppen som leder till specifika skador, medan blixten skapar ospecifika och i många fall ganska svårbehandlade problem.
Det som verkligen dödar folk direkt av att få blixten i sig är hjärtflimmer.
Hjärtat börjar helt enkelt röra sig på ett sätt så att den inte kan pumpa blod och därmed dör man.
En annan fall som kan inträffa är att hjärnstammen helt enkelt stängs av av chocken om man inte andas.
Överlever man detta så kan det finnas många kvardröjande skador av blixten.
Det är ganska vanligt med nervskador av olika slag, både i hjärnan, vilket kan ge många symptom, i det autonoma nervsystemet som gör att blodtrycket fluktuerar, eller diffusa smärtor.
Och även perifera nervsystemet kan bli skadat på olika sätt.
Hjärtat kan lätt skadas och naturligtvis hörseln också.
Minnesförlust är ganska vanligt. Många som har träffats av blixten kommer inte ihåg upplevelsen.
Och koncentrationsskador kan också inträffa.
Starr brukar ibland inträffa senare, helt enkelt genom att hornhimnen grumlas efter ett tag.
Det visar sig att det är farligare att vara man än kvinna när det gäller blixten.
84% av alla som dör av blixtnedslag är män.
82% av de som blir skadade också män.
Rent allmänt så är det det att folk blir dödade och skadade oftast på dagen, helt enkelt för att man är ute mer än på natten.
Och framförallt är söndagen farlig.
Förmodligen därför många är utomhus.
Och när det gäller fritidssysselsättningar lever golfare farligt.
De står på öppna fält.
De svingar en metallföremål.
Och förmodligen så vill de nå fram till sista hålet innan det börjar regna.
Det är ju nämligen så att blixten kan träffa en även om man är en mil ifrån själva oskvädret.
Tidigare varnade man ju för att inte tala i telefon under oskväder.
Helt enkelt för att blixten kan följa teleledningar.
Idag blir folk dock skadade via sina mobiltelefoner.
Inte genom att blixten slår ner utan att den elektromagnetiska pulsen ger en kraftig knäpp som skadar örat.
Men som sagt var, risken att bli träffad är ungefär 3 miljoner mot 1.
Vilket gör att den inte är så stor.
Men den är fortfarande större än att lyckas vinna en miljon på lotteriet.

↓ Ladda ner föredraget (MP3) ↓ Ladda ner föredraget (Real Audio)

Solmaximum

Var elfte år händer någonting märkligt med vår sol. Då ställer störningar från vår närmaste stjärna till med elavbrott, radiostörningar och ändringar i jordens magnetfält.

Transkription30 repliker · 3:14

Transkriptionen är automatiskt genererad och kan innehålla fel.

Klicka på en replik för att höra den.

Solens aktivitet varierar i 11-årscykler. Det är inte så att den blir mycket ljusstarkare eller något sånt. Ljusskillnaderna är faktiskt bara en promille över en cykel.
Men däremot förändras dess magnetfält. År 2001, 2012, 2023 och så vidare med 11-års mellanrum inträffas solmaxima.
De utmärks av att solens magnetiska nordpol blir det sydpol och vice versa.
Det här hänger ihop med att solen består av plasma.
En plasma är en gas som är så upphettad att atomerna har tappat sina elektroner. Det gör att den är elektriskt ledande.
Ett magnetfält kommer därför att dra i plasmat. Om plasmat rör sig uppstår det elektriska och magnetiska strömmar.
Det här leder till intressanta effekter eftersom solens ekvator roterar något snabbare än polerna.
Det gör att rörelseskildandena laddar upp magnetfältet och drar med sig det.
Så att fältlinjerna blir mer och mer ihopnystade.
Till sist går det inte längre och fältet byter riktning.
Det är faktiskt exakt samma sak som man tror inträffar i jordens kärna som gör att jordens poler byts.
Men det är inte vart elfte år utan med kanske hundratusen års mellanrum.
Vad som inträffar när fältlinjerna bryts är att energi frigörs.
Det här kan ske i form av flares. Plötsliga utbrott på solens yta som skickar iväg kraftiga mängder ultraviolett strålning som når jorden efter åtta minuter.
Efter ungefär 20 minuter så kommer protoner, vätatomer, kärnor som axleras mycket höga hastigheter.
Det här kan vara mycket skadligt för elektronik och framförallt för astronauter i rymden.
Men det som verkligen oroar är så kallade CME, coronal mass ejections.
Det är nämligen så att magnetfältet kan också fungera som gummisnoddar som laddas upp och skjuter iväg stora mängder gas ut i rymden med mycket höga hastigheter.
Ett stort moln av gas med medföljande magnetfält rör sig med 2000 km i sekunden utifrån solen.
Efter 3-4 dagar når den jorden och möter jordens magnetfält.
Har man tur så är magnetfältet som jorden har och gasen riktat åt samma håll och då kommer jordens magnetfär att stöta bort den.
I annat fall plockas den lättare upp och det leder till enorm oreda.
Magnetfälten runt jorden fladdrar och strålningsbälten rör sig.
Det här kan dels innebära att satelliter utsätts för partiklar med mycket energi vilket kan förvirra eller rent och skada elektronik.
Det leder till norrsken och det leder också till stora strömmar genom jonosfären och övriga delar av jorden som om man råkar ha långa ledningar, till exempel kraftledningsnät, kan inducera stora mängder ström.
Det här har också lett till kraftiga elavbrott.
Det behövs egentligen bara en timmas förvarning för att kunna programmera satelliter, gå in i en säker mode och kolla säkringarna i nätverken.
Men det är fortfarande svårt att förutsäga när sånt här inträffar.
Mycket forskning försöker upptäcka vilka solfläckar som är farliga.
Men väderrapporten av solen är fortfarande ganska osäkra.

↓ Ladda ner föredraget (MP3) ↓ Ladda ner föredraget (Real Audio)

Härdat glas

"Mamma, den höll!" är en gammal reklamslogan för Duralex-glas. Härdat glas gör det möjligt att göra bilglas, som splittras till småbitar när det krossas. Småbitarna ger betydligt mindre personskador än stora vassa glasskärvor.

Transkription27 repliker · 2:50

Transkriptionen är automatiskt genererad och kan innehålla fel.

Klicka på en replik för att höra den.

Härdat glas. Vanligt glas är en ganska sprött material. Det må visserligen vara starkt men det går lätt sönder och splittras i vassa skärvor.
Härdat glas däremot faller sönder i små kuber som är mycket säkrare och betydligt starkare. Hur kommer det sig?
Ja, härdat glas är ungefär fyra gånger starkare än vanligt glas och det beror på att det finns inbyggda spänningar i det.
När ett material kyls ner så drar det ihop sig och normalt låter man glas kylas från en smälta vilket innebär att det drar ihop sig lika mycket överallt.
Men i härdat glas ser man till att ytan kyls ner snabbare än resten av materialet.
Man hettar upp ett färdigt glas sedan man har putsat bort eventuella ojämnheter och skarpa kanter och sedan hettas det upp till 620 grader.
Sen blåser man på med kall luft så att ytan snabbt kyls ner på bara ett par sekunder.
Det här producerar de vågmönster man ibland ser också på härdad dricksglas.
Effekten av det här är att ytan drar ihop sig.
Den drar ihop sig horisontellt vilket resulterar i spänningar i glaset.
För interiören av glaset är fortfarande varm och kommer att dra ihop sig senare.
Så är resultatet att man får att ytan försöker kontrahera.
Medan det som finns inuti försöker kontrahera i motsatt riktning.
Effekten är det att spänningen i ytan gör att den blir starkare.
Därför att glas som befinner sig under en kontraktionsspänning är kraftigare.
Däremot så har vi en seghet i glaset inuti.
Skulle det nu bli så att en liten spricka uppstår så frigörs dessa spänningar och det brister rakt av.
Och detta producerar då de typiska kubiska småfragmenten.
Man kan också utföra kemisk härdning men det är i allmänhet mer kostsamt.
Just genom att skapa glas med inbyggda spänningar så kan man till exempel uppnå skottsäkert glas.
Då har man en sandwichstruktur.
Man har alltså ett lager härdat glas, ett lager seg plast, ett lager glas, ett lager genomskinlig plast igen.
Så när det här träffas till exempel av en kula eller ett stenskott så bryts glaset sönder.
Kulans energi används för att dels böja den sega plasten som fördelar ut energin och det hårda glaset tar och reagerar bara innan de splittras.
Kort sagt, genom att göra en enkel ändring i hur man kyler ner glas kan man få fram en märklig förändring i glasets beteende.
Detta gäller också många andra material.
Inom metallurgin till exempel arbetar man mycket med hur snabbt man kyler ner metaller från smälta eftersom det avgör kristallkoren storlek och därigenom hur sprött eller segt det blir.

↓ Ladda ner föredraget (MP3) ↓ Ladda ner föredraget (Real Audio)

Hur många änglar kan dansa på en nålspets?

Ett Engelskt talesätt för att diskutera struntsaker i timmar, är att "diskutera hur många änglar som kan dansa på en nålspets". Vi har provat att ta uttrycket på allvar och fundera på om detta är möjligt, och om änglarna i så fall riskerar att bilda ett svart hål. Fysik när den är som roligast.

Transkription49 repliker · 3:35

Transkriptionen är automatiskt genererad och kan innehålla fel.

Klicka på en replik för att höra den.

Ja, det finns ju ett gammalt teologiskt uttryck som behandlar hur många änglar som kan dansa på ett nålshuvud. Hur är det egentligen med det?
Ja, egentligen är det ju inte ett nålshuvud man talar om, utan själva nålspetsen.
Jaha.
Men det här har man ju ägnat ganska mycket tid och, ja, förspilt mycket tid på kanske man skulle säga.
Redan Thomas av Aquinan på 1200-talet hade en ganska lång utläggning.
Han kom fram till att två änglar inte kan vara på samma ställe. Men det talar ju inte om hur tätt man kan packa änglarna.
Jaha, okej.
Men i modern tid kan man ju börja använda lite modern fysik också.
Det finns en doktor, Paul Scheve, som påpekade att enligt mycket moderna teorier genom fysiken så kan man inte ha platser som är mindre än 10 uppe 1 med minus 35 meter stora.
Under den storleksskalan så är helt enkelt rymden, ja, den är inte jämn längre.
Det är rekvantiserad.
Just det. Det är kvantig gravitation vi talar om här.
Så han menar då att om vi tar nålspets, den är i allmänhet en atomstor. Någonstans finns den översta atomen.
Och det är 10 uppe 1 med minus 10 meter.
Och så dividerar man bara det med upplösningar och rumtiden så får man rätt på att det får plats 10 uppe 1 med 50 änglar.
Det låter ganska mycket.
Ja, fast det blir lite problem. Det finns något som heter Bekensteins begränsning som talar om hur mycket information man kan packa på en litet område.
Så om vi tänker oss att de här änglarna innehåller minst en bit var, huruvida de är fallna eller inte till exempel, eller kanske deras serienummer eller något sånt.
Då kan man räkna ut hur många änglar som skulle få plats om de vore masslösa.
Och det visar sig att då får det bara plats 244 800 änglar.
Men å andra sidan, om man antar att änglar faktiskt har massa, då kan man packa in många fler.
För den här massan gör att det blir möjligt att lagra fler bitar information på ett litet utrymme.
Och då blir det problematiskt.
Så packar man många änglar på ett litet utrymme så kan de kollapsa till ett svart hål.
Då kan de kanske stråla ut ur det svarta hålet också.
Ja, man vet ju väldigt lite om ängelfysik då.
Så att man kanske inte ska tro på det så mycket.
Men om man antar att änglar inte vill kollapsa till svarta hål bara för att de ska dansa för att göra teologerna glada.
Så kan man räkna ut ändå den maximala tätheten.
Och det visar sig att man kan packa in faktiskt 8,67 gånger typ 49 änglar.
Och ja, det här är ganska många.
Det är ungefär lika många som CV sa.
Och det är under antagande att de bara väger 10 plus minus 34 kilo var.
Så därigenom kan man med modern fysik faktiskt besvara frågan om hur många änglar som kan dansa på ett nålshuvud.
Ja, så teologerna kanske inte var så dumma egentligen.
Ja, de hade ju lite problem.
De tog ju till exempel inte hänsyn till att kvantmekaniken gjorde väldigt svårt att dansa rytmiskt för änglarna.
Ja, det visste man ju inte på 1700-talet heller.
Nej, det är mycket möjligt.
Men det finns något som heter Heisenbergs osäkerhetsrelation som säger att en partikels position och rörelsemängd inte samtidigt kan mätas med hög precision.
Och eftersom änglarna ska vara ihopträngda på en nålshuvud så blir deras rörelsemängd obestämd.
Så rytmiken blir väldigt dålig.
Ja, det spelar väl lite roll om änglar är då bosoner eller fermioner.
Just det. Bosoner är partiklar man kan packa hur tätt som helst.
Medan fermioner, de tar avstånd från varandra.
Men vad de här formlerna visar är att vi har en överbegränsning.
Naturligtvis finns det ett avgörande problem.
Finns änglar överhuvudtaget?
Ja, det har kanske aldrig stört teologerna.

↓ Ladda ner föredraget (MP3) ↓ Ladda ner föredraget (Real Audio)

Är protonen stabil?

Protonen och neutronen bildar kärnan i atomer. Frågan som brytt många forskare är om protonen är stabil eller kan sönderfalla.

Transkription51 repliker · 3:43

Transkriptionen är automatiskt genererad och kan innehålla fel.

Klicka på en replik för att höra den.

Är protonen stabil?
De elementarpartiklar som bygger upp materien är i många fall instabila.
Neutroner till exempel, som tillsammans med protoner bildar alla atomkärnor, sönderfaller om de ligger för sig själva efter ungefär 11 minuter i medeltal till en proton, en elektron och en antineutrin.
Och de flesta andra energirika partiklar man känner till sönderfaller oerhört mycket snabbare till andra partiklar.
Man kan undra, kommer inte protonerna att sönderfalla också?
Trots allt, om de sönderfaller så skulle det spela stor roll för oss eftersom då skulle materier i det långa loppet kunna förgynna och upplösas.
Nu är det så att protonen är något lättare än neutronen.
Den väger 99,85% av neutronens vikt.
Och det gör att en proton kan inte sönderfalla till en neutron och en del andra partiklar.
För det skulle kräva energi.
Och det finns ingen lättare partikel av samma klass som protonen.
Man talar om baryoner, de lite tyngre partiklarna som bygger upp kärnor.
Så att protonen verkar vara den lättaste.
Och det som hindrar en proton från att sönderfalla till en annan sorts partiklar är en naturlag som kallas baryontalets bevarande.
Det säger att antalet baryoner inblandar i en reaktion, som ett partikelsönderfall eller något liknande, måste hela tiden vara oförändrat.
Om två baryoner kolliderar så kan det hända en otrolig massa, men i slutändan måste det finnas kvar lika många baryoner.
Och där trodde man att det bevisade att protonen var stabil ända fram till relativt nyligen.
Då började man tala om supersymmetriska kvantteorier.
De här teorierna skulle kunna förklara en del underlighet man känner till inom fysiken.
Och skulle erbjuda mycket elegant sätt att beskriva världen.
Men dessa teorier förutsåg också att protonen skulle sönderfalla.
Inte så snabbt, men däremot kanske efter tio upphöjt med 30 år.
Alltså en etta följd av 30 nollor.
Och därmed skulle materien i det långa loppet, det mycket långa loppet, vara instabil.
För att undersöka det här har man byggt olika detektorer.
Vanligtvis väldiga underjordiska vattentankar.
Idén är att se om en proton någonstans i tanken sönderfaller.
Så kommer den frigöra gammalstråling med en viss mycket speciell energi.
Och genom att sätta upp detektorer längs med väggarna i den här vattentanken.
Så skulle man kunna upptäcka den här signalen.
Och genom att ta en så stor tank som möjligt får man många protoner.
Och om man väntar kanske någon av dem gör det här.
Så om man byggde åtskillade sådana anläggningar.
Och man började vänta.
Och vänta.
Och vänta.
Än idag har man inte observerat något sönderfall.
Vilket betyder att protonen antingen är stabil.
Eller att den måste sönderfalla oerhört själen.
Den kan ha en livslängd på mer än 10-bit med 33 år.
Vilket är ett allvarligt problem för supersymmetriteorierna.
Kort sagt.
Det verkar som att protonen är stabil.
Trots att alla teorier säger emot den.
Som en fysiker vitsade.
Med en liten vers.
A proton once said,
I'll fulfill my long-term belief in free will.
Though theorists may say that I ought to decay,
I'll be damned if I think that I will.
Tack till elever och personal vid Säkerhetssäkerheten.

↓ Ladda ner föredraget (MP3) ↓ Ladda ner föredraget (Real Audio)

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.