LJUS OCH LJUD Del 1 Ljud I den
- Slides: 137
LJUS OCH LJUD
Del 1, Ljud I den här delen lär du dig om Vad är ljud? l Hur sprider sig ljud? l Hur uppfattar vi ljud? l Vad kan man använda ljud till? l
Ljud är en vågrörelse Vad är en vågrörelse?
Ord: Vågrörelse l En vågrörelse är en rörelse som förflyttar sig genom ett medium. Ett medium är det material som vågrörelsen rör sig genom
l l l En vågrörelse är en regelbunden rörelse som förflyttar sig genom ett material Materialet kan vara vad som helst, t. ex. vatten eller luft Det är bara rörelsen som förflyttar sig, inte själva materialet
Exempel på vågrörelser…
Vågor i vatten: Vågen rör sig framåt genom vattnet. l Men vattnet stannar egentligen på samma ställe (havet förflyttar sig ju inte upp på land) l Vattnet är materialet som vågen rör sig genom l Själva vågen är rörelseenergi som flyttar sig framåt l
Även människor kan vara materialet som en våg rör sig genom…
En våg kan röra sig på olika sätt På tvären. Sådana vågor kallas TRANSVERSELLA. Exempel: gitarrsträng, rep som man svänger fram och tillbaks, l Fram och tillbaks (på längden). Sådana vågor kallas LÅNGITUDINELLA. Exempel: ljud l
Transversell vågrörelse
I ljud är vågrörelsen fram och tillbaka (longitudinell). Luften komprimeras och tunnas ut om vartannat.
I vattenvågor är det en blandning av olika rörelser
Ljud kan förflytta sig genom många olika material Luft l Vatten l Sten l Metall l Många andra l
Ljud kan inte förflytta sig genom material som stoppar vågen Vakuum (ingen luft alls), stoppar helt ljudet. Det är helt tyst i rymden! l Lösa material (kudde, glasull, skumgummi, bomull, t. ex. ) stoppar ljudet. Sådant material kan användas för att stänga ute ljud som man inte vill höra l
Ljud börjar med att ett föremål vibrerar
Till exempel en gitarrsträng
När man knäpper på en gitarrsträng uppstår en vibration i strängen. (vibration = snabb rörelse fram och tillbaks)
Om vi tittar på vibrationen i slow motion ser det ut så här:
Om bara strängen och inget annat vibrerade skulle det inte bli så starkt ljud För att förstärka ljudet monteras strängen på en låda (gitarrkroppen) som kan överföra mer rörelse till luften än bara strängen l Gitarrlådan vibrerar samtidigt. Detta kallas resonans, och gör ljudet starkare l
Ord: resonans Resonans kommer från latin och betyder ”låta igen” l Om ett föremål vibrerar kan vibrationen överföras till ett annat. Detta kallas resonans. l Exempel: trälådan i en gitarr som vibrerar med samma hastighet som strängen l Exempel: ett glas som vibrerar i takt med en ton l
l Om en ton är tillräckligt stark kan resonansen i ett glas få glaset att gå sönder! (se video på nästa sida)
Resonans i ett glas får glaset att gå sönder
Ord: frekvens Frekvens är hur många gånger per sekund något vibrerar. l Frekvens mäts i enheten Hertz. 1 hertz = en vibration per sekund. l
Skillnad mellan en ”hög” och ”låg” ton En hög ton (t. ex. flöjt) vibrerar många gånger per sekund. Den har hög frekvens l En låg ton (t. ex. en basgitarr) vibrerar inte så många gånger per sekund. Den har låg frekvens. l
Ju högre ton, desto högre frekvens Nästa sida visar frekvenser mellan 10000 Hz (Hertz=svängningar per sekund) och 1 Hz. l Människans hörselområde ligger mellan ungefär 20 000 Hz och 20 Hz. Utanför detta område uppfattar vi inte ljudet l
Många djur kan uppfatta frekvenser utanför människans hörselområde
Ord: våglängd Avståndet mellan vågtopparna i en vågrörelse kallas för våglängden l Våglängd och frekvens hör alltid ihop l Ju högre frekvens desto kortare våglängd l
Våglängd
Samband mellan våglängd och frekvens Kort våglängd, hög frekvens Lång våglängd Låg frekvens
Ljudstyrka Hur starkt ljudet är avgörs av ”höjden” på vågen (precis som högre havsvågor har mer energi har högre ljudvågor mer ljudstyrka) l Höjden på en våg kallas ”amplitud” l
ORD: Amplitud = avstånd mellan vågtopp och vågdal amplitud
Mer om ljudstyrka Ljud är en longitudinell våg l Amplitud är skillnaden i tryck mellan förtätningar och förtunningar i luften l Ljudstyrka mäts i en enhet som heter Decibel, förkortning db l
Ord: Decibel är namnet på enheten som används för att mäta ljudstyrka. l Förkortning db l
Om decibel Det mänskliga örat kan uppfatta ett otroligt stort antal olika ljudstyrkor l Det starkaste ljudet som vi kan uppfatta är 1 000 000 gånger starkare än det svagaste l Ett ljud som i verkligheten är 100 gånger starkare uppfattas kanske bara som dubbelt så starkt l Måttet decibel tar med detta i beräkningen l
Exempel från decibelskalan Viskning = 20 decibel l Normal konversation = 60 decibel l Normal konversation uppfattas kanske som dubbelt så stark som en viskning. Egentligen är det 10000 gånger starkare! l Decibelskalan har anpassats till detta så att den stämmer med hur vi uppfattar det snarare än hur det egentligen är l
Fler exempel Nästa total tystnad - 0 d. B l Viskning - 20 d. B l Normal konversation - 60 d. B l Gräsklippare - 90 d. B l Biltuta - 110 d. B l Rockkonsert eller jetflygplan 120 d. B l Pistolskott eller smällare - 140 d. B l
smärta rockkonsert flygplan åska tunnelbana klassrum
Över en viss nivå (decibel) kan ljud orsaka hörselskador Decibel Tid innan hörselskada uppstår 85 db 8 tim 88 db 4 tim 91 db 2 tim 94 bd 1 tim 97 db 30 min 100 db 15 min 103 db 7, 5 min 106 db 3, 5 min 109 db 1, 8 min 115 db 1 min 120 db 30 sek
MP 3 spelare och hörselskador Många MP 3 spelare kan spela upp ljud över 85 db l Maxvolym kan vara upp till 120 db l 60% av maxvolymen brukar anses som säkert l
Om en MP 3 spelare kan höras på över 1 meters avstånd kan den orsaka hörselskada
Om olika sorters ljud Hur hög tonen är beror på frekvensen och mäts i Hz (Hertz) l Hur stark tonen är beror på amplituden och mäts i db (decibel) l
Vad är det som gör att en viss ton på en flöjt och samma ton på en violin låter olika? Varför låter olika människors röst olika, även om de sjunger samma ton?
Ord: överton När en viss ton låter, så låter även andra högre toner samtidigt l De högre tonerna uppfattas inte direkt l De högre tonerna avgör vilken sorts ljud vi hör (flöjt eller violin t. ex. ) l Vilka övertoner som hörs beror på vilket instrument eller vilken person det kommer ifrån l
Om människorösten Om en människa sjunger hör vi bara en viss ton l Egentligen finns det många högre toner i rösten l Dessa toner avgör ”hur vi låter” – skillnaden mellan olika personers röst l
Vissa speciella sångare kan få ”övertonerna” att låta starkare än grundtonen, så att vi kan höra dem Tekniken kallas ”throat singing” På nästa sida får du höra ett exempel
Kongar-ol Ondar on David Letterman's Late Show
Vad händer i örat? l Efter att ljud förflyttat sig från ljudkällan genom luften och till vårt öra, hur uppfattar vi ljudet?
Först kommer ljudet till trumhinnan och får den att vibrera Trumhinna Ljudvåg
Detta får benen i örat att vibrera hammaren städet stigbygeln trumhinnan
Stigbygeln vibrerar mot ”ovala fönstret” hammaren städet Ovala fönstret stigbygeln trumhinnan
Ljudvågen förs vidare in i hörselsnäckans vätska hammaren städet vätska Ovala fönstret stigbygeln trumhinnan ljudvåg
Hårceller i snäckan känner av vibrationerna hammaren städet vätska Ovala fönstret stigbygeln trumhinnan hårceller ljudvåg
Och hörselnerven skickar signalen vidare till hjärnan hörselnerv hammaren städet vätska Ovala fönstret stigbygeln trumhinnan hårceller ljudvåg
Ljud i rörelse Har du varit med om att en ambulans åker förbi och att ljudet ändras? l Tonen blir lägre när ambulansen åkt förbi. Vad är det som händer? l
Hur hög tonen är bestäms av frekvensen l Frekvensen och våglängden hänger ihop l Om ett föremål som låter befinner sig i rörelse trycks ljudvågorna ihop eller dras isär, men andra ord så ändras våglängden l
Samma frekvens Stillastående Högre frekvens Lägre frekvens I rörelse
Ord: Dopplereffekten är när frekvensen blir högre eller lägre på grund av föremålets rörelse l Dopplereffekten kan även förekomma med andra sorters vågor (t. ex. ljus) l
Ljudvallen Om ett föremål rör sig med ljudets hastighet kommer det att hinna ikapp sitt eget ljud. Ljudvågorna trycks då fullständigt ihop l Resultatet blir en kraftig smäll just när ljudhastigheten uppnås l Överljudsflygplan får därför inte bryta genom ljudvallen över bebyggda områden l
Ord: ljudvallen l Den barriär av komprimerad luft som ett flygplan måste bryta igenom för att överstiga ljudets hastighet
Flygplan som bryter igenom ljudvallen
Ord: Mach 1 Mach är ett annat ord för ljudets hastighet l Ordet används för bland annat flygplan och missiler l Ett flygplan som flyger i Mach 2 flyger 2 gånger ljudets hastighet (=790 m/s) l
Praktiska användningar av ljud l Ultraljud (ljud med högre frekvens än vi kan uppfatta) kan användas för att ”se” inuti fasta föremål, t. ex. för att se hur ett foster utvecklas
Ultraljudsbild
Ord: sonar Ljud kan användas för att ”se” genom vatten l Det går till så att ett ljud skickas ut och sedan mäter man ekot som kommer tillbaks l Sonar används i U-båtar l
Sonar Ljud tas emot Reflekterat ljud Ljud skickas ut
Vissa djur använder sonar för att navigera
Fladdermus-sonar En fladdermus har så bra sonar att den kan flyga genom en fläkt utan att skada sig!
Även delfiner använder sonar En delfin har så bra sonar att den kan ”se” ett föremål inte större än en pingisboll i totalt mörker på 100 m avstånd!
Ljud, sammanfattning Ljud börjar som en vibration hos ett föremål l Vibrationen förs vidare genom ett material t. ex. luft l Ljudets hastighet är 344 m/s l Frekvens = antal svängningar per sekund=Hertz (Hz) l Hur hög eller låg ton det är bestäms av frekvensen l
Ljud, sammanfattning, forts. Människan höra mellan 20 och 2000 svängningar per sekund l Ljudstyrkan bestäms av amplituden hos vågen l Amplituden hos ljud=skillnaden i tryck mellan komprimerad och utspädd luft l Typen av ljud bestäms av övertoner l Ljudet når slutligen örat l
Ljud, sammanfattning, forts. I örat träffar ljudet trumhinnan och omvandlas till vibrationer i hörselsnäckan l Nerver i hörselsnäckan skickar signalen till hjärnan l Ljudkällor i rörelse ändrar frekvensen hos ljudet = Dopplereffekt l Ljudets hastighet kallas för Mach 1 l Ultraljud används för att ”se” in i fasta föremål l
Ljud, sammanfattning, forts. Sonar används i U-båtar för att navigera l Vissa djur använder sonar för att navigera, t. ex. fladdermus och delfin l Resonans betyder att ljudets vibration överförs till ett annat föremål som då också låter l Resonans används bl. a. i musikinstrument l
Del 2, Ljus
Ljus är också en vågrörelse l Ljus är en transversell vågrörelse
Till skillnad från andra vågor behöver ljus inte ett material att röra sig genom. Ljus kan röra sig genom tomma rymden
Ljusets hastighet är 300 000 km/sek i vakuum (= i tomma rymden) l 300 000 km motsvarar 7, 5 varv runt jorden l I material som vatten eller glas rör sig ljuset aningen långsammare l
Ljusets färg beror på vilken våglängd det har
Hur uppfattar vi ljus?
Ljuset kommer från en ljuskälla
Ljuset träffar ett föremål och reflekteras
Ord: reflektion l Reflektion är när ljuset träffar ett föremål och studsar bort från det
Det reflekterade ljuset når ögat
Ljuset går genom linsen och träffar näthinnan längst bak i ögat. Näthinnan skickar en elektrisk signal till synnerven som för signalen vidare till hjärnan näthinna Lins synnerv
Ord: Spektrum Ett spektrum är ett band av färger l Om vi låter vitt ljus passera genom ett prisma (trekantig glasbit) delas ljuset up i sju olika färger. De ligger alltid i samma ordning: rött, orange, gult, grönt, blått indigo och violett l
Spektrum Vitt ljus Prisma
Ljuset kan även delas upp i ett spektrum av regndroppar
Ljusets färg beror på vilken våglängd det har Rött ljus har lång våglängd l Blått ljus har kort våglängd l Grönt ligger mitt emellan l
Ljus kan ha andra våglängder än synligt ljus Ultraviolett ljus (”UV”) har kortare våglängd än violett ljus. UV strålning gör att vi blir solbrända l Infraröd strålning har längre våglängd än rött ljus. Det används bland annat i fjärrkontroller och i värmare l
Ord: elektromagnetisk strålning Ett gemensamt namn för alla ”färger” både synliga och osynliga är elektromagnetisk strålning l Det synliga ljuset är bara en ytterst liten del av alla våglängder l Alla dessa våglängder brukar kallas det elektromagnetiska spektrumet (bild nästa sida) l
Gamma strålning De flesta våglängderna i det elektromagnetiska spektrumet är osynliga. röntgen UV Osynligt Infrarött mikrovåg TV sändning Radiovågor Osynligt Många våglängder har att göra med saker som vi normalt inte tänker på som en sorts ”ljus” t. ex. TV, radio, mikrovåg, gamma strålning
Reflektion Om en ljusstråle träffar ett föremål (som inte är genomskinligt) reflekteras det, vilket betyder att det studsar l Om ytan är ojämn sprids strålarna. Om ytan är jämn reflekteras strålarna rakt l
Reflektion från jämn yta
Reflektion från ojämn yta
Hos en jämn och rak yta är infallsvinkeln alltid = reflektionsvinkeln infallsvinkel 45° reflektionsvinkel 45°
Speglar kan vara böjda inåt eller utåt En inåtböjd spegel kallas konkav l En utåtböjd spegel kallas för konvex l Konkav Konvex
En konvex spegel sprider ljuset l En konkav spegel samlar ljuset l k o n k a v k o n v e x
Ord: brytning När ljus går från ett material och fortsätter genom ett annat byter det riktning l Detta kallas att ljuset bryts l Det händer till exempel när ljus går från luft till glas, eller från vatten till luft l
Ljuset som kommer från vattnet till luften byter riktning och får pennan att se böjd ut
Ljus som går genom ett prisma byter riktning två gånger = bryts två gånger
Ord: lins En lins är ett (vanligtvis runt) glasföremål som är tjockare eller tunnare på mitten l Tjockare på mitten kallas konvex l Tunnare på mitten kallas konkav l Linser konvex konkav
En konvex lins samlar ljuset Konvex lins brännpunkt brännvidd Orden brännpunkt och brännvidd förklaras på nästa sida
Två nya ord Brännpunkt: där ljusstrålarna samlas l Brännvidd: avståndet från linsen till brännpunkten l
En konkav lins sprider ljuset
Svårt att komma ihåg konvex och konkav? Här är en enkel minnesregel l Regeln stämmer för både speglar och linser
Speglar och linser har motsatt verkan på ljuset Konvex spegel sprider ljuset, men konvex lins samlar det l Konkav spegel samlar ljuset, men en konkav lins sprider det l
Användning av konvexa linser l Konvexa linser används bland annat i förstoringsglas och kikare
Parabolantenn l En parabolantenn är som en konkav ”spegel”. Den samlar TV vågor från en sattelit till en punkt
Linser används även i glasögon Om ögat är för ”kort” används konvexa linser för att samla ljuset längre fram l Om ögat är för långt används konkava linser för att samla ljuset längre bak l
Normalt öga Lusstrålar når näthinnan Närsyntöga Närsynt Ljusstrålar samlas för långt fram Översynt öga Lusstrålar samlas för långt bak Korrigerad syn Konvex lins korrigerar Korrigerad syn Konkav lins korrigerar
Polariserat ljus Ljusvågor vibrerar normalt i alla riktningar l Om ljuset får passera ett speciellt filter som ser ut som ett mikroskopiskt galler släpps bara vibrationer i en riktning igenom l Polariserade solglasögon används för att ta bort reflektioner från till exempel vatten när man fiskar l
Polariseringslinsen ser ut som vanliga solglasögon i verkligheten Polariseringslins Vanligt ljus Polariserat ljus
Utan polariserade linser Med polariserade linser
Om färger Hur uppfattar ögat färger? l Vad är färg? l Vad händer när man blandar färger? l
En bild av omvärlden når näthinnan näthinna lins synnerv
På näthinnan finns syncellerna Det finns två sorts synceller, stavar, och tappar l Stavarna kan uppfatta färg l Tapparna kan bara uppfatta svartvitt l
tappar stavar nerver
Tapparna ser färg
Stavarna ser svartvitt
När det är mörkt är det bara stavarna som fungerar, för tapparna behöver mera ljus, därför ser vi inte färger när det är mörkt
I mitten av ögat finns det mest tappar och längre ut finns det fler stavar l Om du vill se när det är mörkt ute är det bäst att titta lite bredvid föremålet du vill se!
Tapparna är känsliga för tre olika färger Rött, grönt och blått är de färger tapparna egentligen uppfattar l Andra färger är en blandning av de tre, och hjärnan kan tolka intrycken från nervcellerna l
Färgblindhet Hos vissa människor uppfattar de gröna och röda tapparna ett större färgområde, och då kan rött och grönt blandas ihop l På nästa sida är ett test för färgblindhet. Kan du läsa vad det står i rutorna? l
TEST FÖR FÄRGBLINDHET
Blandning av färger l Om man blandar ljus av olika färger får man inte samma resultat som om man blandar olika målarfärger
Ord: pigment När man pratar om det som ger färg åt t. ex. målarfärg eller kritor brukar man kalla det pigment l Vi har också pigment i huden – det blir brunt när man är solbränd l
Blandning av ljus Blandning av pigment
Ord: optisk illusion l l l På grund av hur ögat och hjärnan fungerar kan man ibland luras att se fel. Det kallas en optisk illusion På de följande sidorna får du se lite optiska illusioner Det är bara för skojs skull. Du behöver inte lägga det på minnet
Vilken ruta är mörkast, A eller B?
Är linjerna raka? Titta från sidan!
Titta på svarta fläcken i mitten en stund. Vad händer med det gråa området runt?
Rör sig bilderna eller står de stilla?
Titta nära (15 cm). Vad föreställer bilden? Backa 2 meter. Vad ser du nu?
Stirra på krysset i mitten. Vad händer med de röda fläckarna? Flytta huvudet lite. Vad händer? Fläckarna är egentligen hela tiden röda!
- Den gode den onde og den grusomme
- Den gode den onde og den grusomme
- Den gode den onde den grusomme musik
- Ljus i vatten
- Dikt bunden form
- Likheter skillnader buddhism hinduism
- Konkretia
- Civilekonomprogrammet
- Företaget och den globala marknaden
- Auskulteras bedside
- Medsvängning
- Läran om ljud
- Avståndslagen ljud
- Hur utbreder sig ljud
- Gamle og nye karakterskala
- Man kann menschen nur vor den kopf gucken
- Vdaka jezis akordy
- Planera och genomföra en aktivitet
- Olika roller i en grupp
- Cykel och gångbana regler
- Ssf timing
- Franz josef och
- Skillnad på metafor och liknelse
- Syror och baser i vardagen
- Direkt tal
- Fornsvenska lånord
- Franz josef och
- Språk och makt presentation
- Sca jakt och fiske
- Sannolikhet
- Inkomst och utgift
- Klassindelad tabell
- Rapportering och analys
- Grundtal och ordningstal
- Alex dogboy uppgifter
- Hinduism och vetenskap
- Lola yasash usullari
- Sigmund freud psykodynamiska perspektivet
- Bläckplumpstest
- Personliga pronomen
- Penhet
- Organisation och organisering
- Vad är adjektiv och adverb
- Bisatser svenska
- Rumsadverb
- Attention getters svenska
- Friskis och svettis fyrishov
- Metaforer
- Extralingvistiska signaler
- Automation och mekatronik
- Korta och långa reflexer i mag- tarmkanalen
- Romeo och julia analys
- Medelhavs epok
- Linnea bolander
- Kvantitativ studie
- Styr och ledningssystem
- Strsta
- Kandidatprogram, fastighet och finans
- Periodiska systemet ptable
- Kurs och programtorget
- Tertiär socialisation
- Förebygga skador idrott och hälsa
- What elements can form expanded octets
- Blake och mouton ledarskapsteori
- Adverbial exempel
- Marknadsmatris
- Formtolerans
- Jag och du alfred
- Tertiär socialisation exempel
- Desorganiserad anknytning terapi
- Tillåtna frisyrer i nordkorea
- Teis tieto
- Churchill citat champagne
- Vetlanda kommun vård och omsorg
- Berger och luckmann
- 4finans
- Risk och konsekvensanalys
- Orsak och konsekvens
- Karots
- En sjundedel i decimalform
- Bisats och huvudsats
- Losus
- Ton prefix
- Delegerande ledarstil
- Beskrivande text struktur
- Systematiskt arbetsmiljöarbete hot och våld
- Torska slang
- Problemfasen
- Pronomen substantiv
- Middelvind
- 1987:10
- Kognitiva perspektivet arv och miljö
- Epoker och tidsåldrar
- Empirism och rationalism
- Leverantörsbedömning och leverantörsutvärdering
- Avståndsformeln
- Vad är en förändringsfaktor
- Böneledare islam
- Vad är segregation och integration
- Informell roll exempel
- Implikation och ekvivalens
- Rice och hardin
- Testfunktion
- Gruppsamarbete
- Cks
- Binärt prefix
- Maximipunkt och minimipunkt
- Textbindning och sambandsord
- Afs rök och kemdykning
- Bedmer
- Tes argument
- Styra och reglera
- Ingrupp och utgrupp
- Satsadverbial i huvudsats
- Ministerstyre för och nackdelar
- A posteriori
- Metafor
- Potens minus
- Biologisk nisch
- årshjul idrott och hälsa
- Datum ort
- Funktionsorganisation och produktorganisation
- Haditherna
- Tredjedelsreglen
- Likheter mellan barock wienklassicism och romantik
- Orazin yopg'och tahlili
- Policy i teori och praktik
- Hälsans dimensioner
- Globalisering fördelar och nackdelar
- Deduktioner
- Ny- och ombyggnadslistan 2018
- Situationsanpassat ledarskap fördelar och nackdelar
- Bakre och främre regionen
- Energiomvandlingar
- Didaktik
- Det humanistiska perspektivet
- Kognitiva och biologiska perspektivet
- Datatyper och algoritmer