2D Kaströrelse och fotoner Flashcards
(21 cards)
Vad är kaströrelse?
- Rörelse där ett objekt följer en båge under påverkan av gravitation
- Vanligt i 2D med start i en viss höjd och en viss hastighet
- Rörelsen påverkas av acceleration (g)
Vad är 2D kaströrelse?
- Rörelse i två dimensioner (x och y)
- Objektet har en horisontell och vertikal hastighet
- Följer en parabolisk bana
Vad styr 2D kaströrelse?
- Hastighetens komponenter: horisontell (vx) och vertikal (vy)
- Gravitationens påverkan på vertikal rörelse
- Inget luftmotstånd i ideala fall
Vad är fotoner?
- Ljuspartiklar, utan massa
- Rör sig med ljusets hastighet (c)
- Har energi beroende på frekvens
Hur relaterar fotoner till kaströrelse?
- Fotoner kan beskrivas som kaströrelser i kvantmekaniska system
- Följ en viss bana och flöde genom material
- Tunnelfenomen är ett exempel där fotoner rör sig genom hinder
Vad är tunnelfenomen?
- Kvantmekaniskt fenomen där partiklar (som fotoner) passerar barriärer de normalt inte skulle kunna övervinna
- Beror på vågkaraktären hos partikeln
- Fotoner kan “tunnla” genom barriärer vid rätt energi
Hur påverkar fotonens energi dess rörelse?
- Fotonens energi styr dess våglängd
- Hög energi (kort våglängd) → högre förmåga att interagera med material
- Låg energi (lång våglängd) → mindre interaktion
Hur används kaströrelse för att beskriva fotoner?
- Fotoner kan ha en rörelse i två dimensioner som liknar kaströrelse
- De har riktning och energi som påverkar deras bana
- Gravitations- och elektriska fält kan påverka fotonernas bana
Vad är rörelseekvationer för kaströrelse?
- Horisontell rörelse: x = v₀x * t
- Vertikal rörelse: y = v₀y * t - (1/2) * g * t²
- Där v₀x och v₀y är de initiala hastighetskomponenterna
Hur förändras kaströrelse när fotoner är inblandade?
- Fotoner rör sig med ljusets hastighet (c) istället för en vanlig hastighet (v)
- Fotoner påverkas av elektromagnetiska fält, inte gravitation på samma sätt som massa
Hur påverkar ett elektriskt fält fotonens rörelse?
- Elektriska fält kan böja fotonens bana (liknande gravitation i kaströrelse)
- Detta fenomen kallas för gravitationell linsning eller fotonens “krökning”
Vad innebär kvantmekanisk beskrivning av fotoner?
- Fotoner beskriver våg- och partikelegenskaper
- Rörelsen kan inte alltid förutses exakt, endast som sannolikhetsfördelningar
- Tunnling och interferens är exempel på kvanteffekter
Vad innebär Heisenbergs osäkerhetsprincip för fotonernas rörelse?
- Det går inte att samtidigt exakt mäta fotonens position och rörelsemängd
- Rörelsebanan för fotoner kan beskrivas som sannolikhetsfördelningar istället för en exakt väg
Hur påverkas fotonens bana av materialets egenskaper?
- Refraktion: Fotoner ändrar riktning när de passerar genom material med olika densitet
- Absorption: Fotoner kan förlora energi och stoppa helt beroende på materialets egenskaper
Hur relaterar kaströrelse till fotonens energi?
- För kaströrelse är rörelsens bana beroende av initialhastighet och gravitation
- Fotoners energi påverkar hur de interagerar med material och kan bestämma tunneling
Vad är effekten av hastigheten c på fotonens rörelse?
Fotoner rör sig alltid med ljusets hastighet (c) i vakuum
* Detta gör att de inte följer en klassisk kaströrelse i samma mening som massiva objekt
Vad är relativistisk kaströrelse?
- För objekt som rör sig nära ljusets hastighet (som fotoner), påverkas rörelsen av relativistiska effekter
- För fotoner sker ingen acceleration, de färdas alltid med konstant hastighet
Vad är kvantmekanisk tunnling för fotoner?
- Fotoner kan passera hinder som de klassiskt sett inte skulle kunna övervinna
- Beror på fotonens vågkaraktär och kvantmekaniska effekter som sannolikhetsvågor
Vad innebär kvantmekanisk interferens för fotoner?
- När fotoner passerar genom olika material kan de interferera och skapa nya mönster
- Detta kan ses som ett resultat av fotonens våg- och partikelnatur
Hur används kaströrelse för att förklara ljusbrytning?
- Ljusbrytning kan ses som en form av “böjning” av fotonens bana när de går från ett medium till ett annat
- Relaterar till hur fotonens hastighet och riktning förändras i material med olika optiska egenskaper
Varför har y-led den extra termen - (1/2) * g * t² i rörelseekvationen?
Termen representerar gravitationsaccelerationen i vertikal riktning
Gravitationskraften orsakar en nedåtriktad acceleration (g) på objektet
- (1/2) * g * t² beskriver hur objektet accelererar nedåt under tiden t
Det är en del av ekvationen för fritt fall eller vertikal rörelse under gravitation
