Frysta Punkten Flashcards
(20 cards)
Vad är Frysta Punkten-modellen?
Tänk dig att du fryser tiden vid ett ögonblick när ljusvågen rör sig.
Detta ger en bild av hur det elektriska fältet (E) och det magnetiska fältet (B) pekar och hur de samverkar.
Grundidé bakom Frysta Punkten
Ljus är en elektromagnetisk våg där E och B fältet är vinkelräta mot varandra och vågens rörelseriktning.
Fältens rörelse skapar en självförstärkande resonans – E skapar B och B skapar E.
Vad är ljus enligt Frysta Punkten-modellen?
Ljus är en elektromagnetisk våg där elektriska och magnetiska fält vibrerar.
Det rör sig med ljusets hastighet, och behöver inget medium för att spridas.
Elektriska & magnetiska fält i ljus
E (elektriskt fält) pekar upp och ner i y-led.
B (magnetiskt fält) pekar åt sidorna i z-led.
Ljusets rörelse sker i x-led.
E ⊥ B ⊥ rörelseriktningen.
Fotoner och energi i Frysta Punkten
Fotoner är kvantiserade “energiimpulser” i ljusets fält.
Energi hos fotonen ges av:
E = h ⋅ f
där h = Plancks konstant och f = frekvens.
Högre frekvens innebär mer energi.
Gitter – Hur ljus böjs
Ljus träffar ett gitter och varje fryst punkt sprider sig genom springorna.
Interferensmönster uppstår där ljusa och mörka områden bildas beroende på superpositionen av frysta punkter.
Svartkroppsstrålning
En låda med frysta punkter (fotoner) reflekterar och sänder ut ljus vid olika frekvenser beroende på temperatur.
Vid högre temperatur ökar energin (och frekvensen) hos fotonerna.
Fotoelektrisk effekt
En foton med tillräcklig energi träffar en metall och frigör en elektron.
Viktigt: Det är inte mängden ljus som spelar roll, utan energin hos varje foton.
Frekvens & hastighet av ljus
Hastigheten (c) är konstant i vakuum:
c = λ ⋅ f
där λ = våglängd och f = frekvens.
Hög frekvens innebär kort våglängd och vice versa.
Superposition av ljusvågor
När två ljusvågor möts, adderas deras fältpunkt för punkt.
Konstruktiv interferens: förstärkning (ljusare).
Destruktiv interferens: utsläckning (mörkare).
Detta skapar färger, hologram och regnbågar.
Vad är ljusets frekvens och våglängd?
Ljusets hastighet (c) är konstant i vakuum, men både frekvens och våglängd kan variera.
Hög frekvens = kort våglängd.
Låg frekvens = lång våglängd.
Brytningslagen (Snells lag)
När ljus går från ett medium till ett annat (t.ex. luft → vatten), förändras hastigheten och ljusets riktning.
Snells lag:
n₁ ⋅ sin(θ₁) = n₂ ⋅ sin(θ₂)
Där n är brytningsindex som anger hur mycket ljuset saktar ner i materialet.
Intuitiv bild av brytning
Tänk på en pulka som går från snö till sand. Den saktar ner på ena sidan, vilket får den att svänga.
Ljusets “pulka” böjer sig när hastigheten förändras i olika medier.
Elektrostatik & magnetism i ljus
Elektrostatik = statiska fält (fasta laddningar).
Ljus är växlande elektriska fält som skapar magnetfält.
Genom att frysa ljuset ser vi hur E-fält skapar B-fält – en evig självförstärkande loop.
Magnetfält i rörelse
Ljusets magnetfält rör sig med ljuset.
Högerhandsregeln:
Tummen → ljusets riktning.
Pekfinger → E-fält.
Långfinger → B-fält.
Detta är grunden för radioteknik och mikrovågor.
Resonans i Frysta Punkten
Resonans uppstår när en laddning svänger i samma takt som det inkommande ljusfältet.
Resultat: Stark förstärkning av amplitud, t.ex. i mikrovågsugnar eller färgfilter
Interferens i Frysta Punkten
När två ljusvågor möts, adderas deras fält punkt för punkt.
Konstruktiv interferens (två toppar) → ljusare.
Destruktiv interferens (topp + dal) → mörkare.
Exempel: Dubbelspaltsexperiment – mönster av ljusa och mörka band.
Kvantoptik – diskreta frysta punkter
Fotoner har en sannolikhet att interagera i en viss punkt.
Interferensmönster uppstår även med enstaka fotoner, eftersom varje fryst punkt representerar en sannolikhet.
Frysta punkter blir ett kvantflimmer – “möjlig framtid”.
Tillämpningar av Frysta Punkten
Radioteknik: Antenner skickar och tar emot fält (frysta punkter som utsändare/mottagare).
Lasrar: Koherent ljus från perfekt synkroniserade frysta punkter.
Solceller: Fotoner träffar material och frigör elektroner.
Fiberoptik: Fotoner reflekteras genom glasfibrer (totalreflektion).
Spektroskopi: Analyserar ljusets mönster för att se atomers fingeravtryck.
Fenomen i Frysta Punkten
Fotoner: Energibubblor i fältrytmen.
Interferens: Fält som överlappar punkt för punkt.
Brytning: Förändring i vågens riktning när hastigheten ändras.
Resonans: Förstärkning när frekvensen passar.
Svartkropp: Begränsade frekvenser med maximal intensitet.
Fotoelektrisk effekt: Foton slår loss elektron.
Magnetfält: Rör sig vinkelrätt mot E-fältet.
