Fysikk

Lys i gravitasjonsfelt (akselererende romskip)

08. juni 2009 av casuperu (Slettet)

Okei, oppgaven er som skissert. To personer er i et aksellererende romskip, romskipet akselererer forover med retning som anvist. Lys sendes ut fra Lyskilden som tegnet. Vil de to personene oppfatte at lyset har forskjellig frekvens.

Sånn jeg tenkte, begge er jo i et like sterkt gravitasjonsfelt, altså vil lyset ha samme frekvens ved begge punktene. Noen som har en annen konklusjon eller kan bekrefte min konklusjon?

Dette var en eksamensoppgave i Fysikk 2, som for øvrig var en gigantisk eksamen.som ble gitt fredag 5/6.

Brukbart svar (0)

Svar #1
08. juni 2009 av eliGent (Slettet)

Som du sier befinner begge to seg i et gravitasjonsfelt (siden raketten aksellererer)

Gravitasjonsfeltet har retning mot venstre på figuren, og personen til venstre befinner seg derfor "lengre ned i gravitasjonsfeltet" enn personen til høyre

Personen til høyre vil måle en frekvens som er lavere (rødforskøvet) iforhold til personen til venstre. Lys rødforskyves utover i et gravitasjonsfelt

Svar #2
08. juni 2009 av casuperu (Slettet)

Okei, dette er fordi tiden går saktere lenger nede i feltet og det derfor går flere bølger per sekund?

Æsj, da var det en liten feil der =/

Svar #3
08. juni 2009 av casuperu (Slettet)

Men er når jeg tenker meg om ...
Gravitasjonsfeltet det er snakk om i dette tilfellet er jo homogent. Er det ikke? Det du sier, at lyset rødforskyves lenger opp i et gravitasjonsfelt, det gjelder kun når gravitasjonsfeltet endres med avstanden fra det. Sagt med andre ord, når syrken svekkes jo lenger man kommer ut i feltet. Noe som er typisk for planeter.

Brukbart svar (0)

Svar #4
08. juni 2009 av eliGent (Slettet)

Hmm, dette går ikke godt nok frem i boken. Tror faktisk det er du som har rett :P

Ergo fysikk 2 om gravitasjonell rødforskyvning:
Lys som beveger seg oppover i et gravitasjonsfelt, blir rødforskjøvet. Rødforskyvningen blir større jo sterkere gravitasjonsfeltet er

Svar #5
08. juni 2009 av casuperu (Slettet)

Ja, jeg er ganske overbevist nå. Jo sterkere gravitasjonsfeltet blir jo høyere blir frekvensen på lyset og motsatt. Men i dette tilfellet er jo gravitasjonsfeltet homogent. Altså skulle det ikke ha noen som helst innvirkning på frekvens/bølgelengde.

Et ganske vrient spørsmål når man sitter der på eksamen og er litt småstressa :P

Brukbart svar (0)

Svar #6
09. juni 2009 av fresol (Slettet)

Siden romskipet akselererer mot høyre og lysfarten er konstant, vil vel personen til høyre akselerere bort fra lyset, og dermed vil lyset rødforskyves i forhold til ham, mens personen til høyre akselerer mot lyset, og følgelig vil lyset blåforskyves i forhold til ham. Personen til høyre vil altså måle lavere frekvens og medfølgende større bølgelengde enn personen til venstre, da rødt lys jo har større bølgelengde og lavere frekvens enn blått.

Dette er min teori i alle fall, kan dog ikke garantere noe...

Edit: Det er riktig det du sier om gravitasjonell rødforskyvning, eliGent, men det gjelder vel, som casuperu sier, bare når det beveger seg radielt oppover i gravitasjonsfeltet og feltstyrken endres som en følge av det? Området det her er snakk om, er jo så lite at feltet vil være tilnærmet homogent, altså tror ikke jeg heller du kan bruke dette som begrunnelse her.

Brukbart svar (0)

Svar #7
09. juni 2009 av eliGent (Slettet)

Bevegelsen fra og mot lyset gjør likevel at de måler ulike frekvenser (selvsagt ingen stor forskjell, men den vil være der!)

Svar #8
09. juni 2009 av casuperu (Slettet)

Da er vi inne på dopplereffekten, ikke sant? Men jeg tror ikke dette er poenget i denne oppgaven. Romskip med dagens teknologi vil jo alltid ha en svært lav hastighet i forhold til lyset, altså vil denne forskyvningen bli minimal. I tillegg står det ingen opplysninger om hastigheten til romskipet i oppgaven. Hadde dette vært en drøfteoppgave hadde det jo vært greit å ta med, men siden det var en avkryssingsoppgave tror jeg ikke dette er poenget.

Brukbart svar (0)

Svar #9
09. juni 2009 av eliGent (Slettet)

Dette viser bare nok en gang hvor tåpelig avkrysningsopplegget er...

Både fysikk og kjemi er fag som bygger på forståelse og argumentasjon. Skal de lage avkrysningsoppgaver må det isåfall ikke være tvil hvilket alternativ som er riktig

Brukbart svar (0)

Svar #10
09. juni 2009 av Themaister (Slettet)

Hmm... Er ikke så sikker på om den til venstre vil oppleve en blåforskyvning. Det er jo så klart logisk å anta at den til venstre akselererer mot lyset, og den andre forsøker å akselerere fra lyset. Men dette er vel kun hvis strålen reflekterer tilbake mot han som sitter til venstre, som kanskje er den eneste måten han kan få observert lyset?. (Lyset går i en annen retning?) Altså, han til venstre vil da akselerere MOT lysets retning, og han til høyre vil akselerere FRA lysets retning... Hmm...

Men sett at lyset har samme retning for begge to når lyset blir observert.
Et akselerert system er jo ekvivalent med et gravitasjonsfelt.
Siden de blir akselerert like mye, er de jo like dypt i det tenkte gravitasjonsfeltet. Og bølgelengden burde jo da bli lik.

Brukbart svar (0)

Svar #11
09. juni 2009 av molav (Slettet)

Det er vel lengre bølgelengde som er riktig alternativ her?
La oss si at romskipet er så langt at lyset bruker et sekund fra den ene siden i romskipet til den andre. Den ene personen sender ut lyset med ett sekunds mellomrom. Men ettersom romskipet akselererer må lyset bevege seg en distanse som er lenger enn 1 Cs. Observatøren vil dermed konkludere med at den andre personen sender ut lysene med et mellomrom som er større enn ett sekund. De lokale tidene til de to personene er dermed forskjellig. Tiden vil gå saktere for personen som mottar lyset, og dermed vil han, når han måler bølgelengden ha et annet lokalt tidsperspektiv enn den andre personen og han vil dermed måle en lavere frekvens (f=1/t). Altså en lengre bølgelgnde?

Svar #12
09. juni 2009 av casuperu (Slettet)

Jeg er ganske sikker på at lengre bølgelengde ikke var svaret. Så vidt jeg husker var to av alternativene slik:
1. Lengre bølgelengde
2. Lavere frekvens

Altså kunne ikke noen av disse være svarene.

Brukbart svar (0)

Svar #13
09. juni 2009 av molav (Slettet)

Nei ;
1 - kortere bølgelengde
2 - samme frekvens
3- lengre bølgelengde
4 - høyere frekvens

(Husker ikke rekkefølgen). Lengre bølgelengde for person til høyre vil si rødforskjøvet og lavere frekvens, som nevnt ovenfor. Dette pga forskjellige lokal tid.

Svar #14
09. juni 2009 av casuperu (Slettet)

Okei, men jeg skjønner fortsatt ikke helt begrunneslen in for at de lokale tidene er forskjellige. De er jo begge i samme fart, i tillegg er de jo begge i et like sterkt gravitasjonsfelt. Derfor skulle det verken utfra den generelle relativitetsteorien eller den spesielle relativitetsteorien være noen forskjell i lokal tid.

Svar #15
09. juni 2009 av casuperu (Slettet)

Og dessuten ...
Hvis romskipet kjører så fort lyset må gå lengre enn lengden fra observatøren til høyre venstre, vil jo det si lyssender tar igjen hver lyspuls. Altså kommer det fler pulser hvert sekund. Det skulle jo bety at lyset i såfall blåforskyves. Men lyssenderen vil jo ta igjen lyset like mye hos begge observatørene. Altså vil de jo oppleve samme frekvens.

Derfor mener jeg konklusjonen din er feil ... :|

Brukbart svar (0)

Svar #16
11. juni 2009 av molav (Slettet)

Hmmmm... Hvem vet, vi får vente og se hva fasiten sier.

Brukbart svar (0)

Svar #17
11. juni 2009 av eliGent (Slettet)

Etter hva ryktene sier, er molav ganske flink i fysikk. Jeg stoler på molav! :)

Brukbart svar (0)

Svar #18
11. juni 2009 av molav (Slettet)

Haha :P Etter hva ryktene sier er du ikke så verst du heller eliGent. Læreren min mente det samme som deg casuperu, men han visste ikke hva som var riktig svar etter at jeg konfronterte ham. Uansett så er det et vanskelig spørsmål.

Brukbart svar (0)

Svar #19
19. juni 2009 av planke

Artig oppgave, dog svært teoretisk anlagt. Vi kaller personene A og M (avsender og mottaker). Når det gjelder rødforsyvning er det relativ hastighet som gjeder. I løpet av den tiden lyset bruker fra A til M har hastigheten til M økt. Det vil si at hastigheten til M ved mottak av et gitt foton er større enn hastigheten til A da det samme fotonet ble sendt ut. Jeg holder derfor en knapp på alt 3 med lengre bølgelengde.

Brukbart svar (0)

Svar #20
19. juni 2009 av adastra (Slettet)

Artig oppgave, dog svært teoretisk anlagt. Vi kaller personene A og M (avsender og mottaker). Når det gjelder rødforsyvning er det relativ hastighet som gjeder. I løpet av den tiden lyset bruker fra A til M har hastigheten til M økt. Det vil si at hastigheten til M ved mottak av et gitt foton er større enn hastigheten til A da det samme fotonet ble sendt ut. Jeg holder derfor en knapp på alt 3 med lengre bølgelengde.

Er ikke din beskrivelse rødforskyvning som følge av dopplereffekt? Det er i så fall ikke det som er scenarioet i denne oppgaven...

Forrige 1 2 Neste

Det er 27 svar til dette spørsmålet. Det vises 20 svar per side. Spørsmålet kan besvares på den siste siden. Klikk her for at gå til den siste siden.