Et øjebliksbillede af vores dynamiske sol

Størrelse: px
Starte visningen fra side:

Download "Et øjebliksbillede af vores dynamiske sol"

Transkript

1 Et øjebliksbillede af vores dynamiske sol At solen bader jorden i energi, som planter omsætter til mad for organismer længere oppe i fødekæden, har længe været kendt, og må have været en medvirkende årsag til at gøre solen guddommelig for mange af vores forfædre. De fleste danskere har hørt om Solvognen, et eksempel på hvordan bronzealderfolket har æret solen og dens daglige gang over himlen. Dengang beskrev de ikke verden omkring dem ved hjælp af naturvidenskabelige love og forstod ikke de fysiske principper, der styrer solens og planeternes gang over himmelhvælvet. I stedet fandt de forklaringer på solens og andre astronomiske objekters fremtoning og baner hen over himlen ved at inddrage hellige dyr med specielle egenskaber eller redskaber og begreber fra deres egen dagligdag. Af lektor Klaus Galsgaard Niels Bohr instituttet, Københavns Universitet I dag ser vi tilbage på dette med et smil på læben og konstaterer, at vi ved meget bedre. Men hvor meget ved den typiske dansker egentlig om solen? Ved du f.eks. at solen er en typisk midaldrende dværgstjerne med en alder på omkring 5 milliarder år? At lyset der udsendes fra solens overflade fotosfæren stammer fra et lille område i centrum af solen og har brugt omkring ?? år på at komme ud til overfladen? At solen har et magnetfelt der oscillerer så den magnetiske nord- og sydpol bytter plads to gange i løbet af en periode på ca. 22 år? At solens ydre atmosfære, koronaen, op til flere gange om dagen oplever store eksplosioner der frigiver, set med jordisk målestok, utroligt store energimængder over områder, der er mange gange større end Jorden? Eller er solen for dig bare det gule objekt på himlen, som giver os lys, varme og lange, dejlige sommeraftener? Dynamisk plasma Vores svar på disse spørgsmål afhænger naturligvis af den enkelte person. Men set fra en plasma-fysikers synspunkt er solen et helt unikt objekt. Dens placering, astronomisk set, tæt på Jorden gør det muligt at følge mange forskellige plasmafænomener i solens atmosfære på tæt hold. Samtidig har det vist sig, at de dynamiske karakteristika i plasmafænomenerne gør det muligt at gennemføre detaljerede observationer af både den rumlige og tidslige udvikling. Endelig skal det nævnes, at det fysiske parameterrum som, solen repræsenterer, er mere ekstremt end det, der kan frembringes i jordiske laboratorier. Derfor, ved at kombinere viden fra laboratorieforsøg og teoretiske modeller med observationer af solfænomener, er det muligt at udbygge vores fysiske forståelse af dynamiske plasmaer. På længere sigt er en bedre forståelse af solens dynamik vigtig for at opnå en forståelse af lignende fænomener på andre stjerner. Viden der efterfølgende kan bruges ved fortolkningen af andre eksotiske fænomener i universet. Jordens atmosfære er kun transparent for elektromagnetisk stråling i det synlige frekvensområde og visse radiobølger. Historisk set har det visuelle vindue altid været det mest benyttede, og der er i dag udviklet højteknologiske sol-teleskoper, der benytter den nyeste teknologi for at opnå så gode observationer som overhovedet muligt. I denne proces hører det Svenske Sol-Teleskop (SST) på La Palma til et af verdens absolut bedste. For at opnå den teoretiske opløsning for

2 et teleskop benyttes både adaptiv optik til at korrigere for de perturbationer, bølgefronten udsættes for pga. turbulensen i jordens atmosfære og realtimeudvælgelse af det bedste billede inden for et givet kort tidsinterval. På grund af den høje rumopløsning viser SST's observationer utroligt dynamiske detaljer, både i konvektionsområder og solpletter som det ikke tidligere har været muligt at observere i andet end enkelte heldige billeder. Varme og kolde gasser Den energi, solen udsender, skabes ved fusionsprocesser i kerneområdet. Herfra transporteres den frie energi på forskellige måder ud mod fotosfæren, hvorfra omkring 99 % af energien udsendes i form af synligt lys. I de yderste ca km af solen foregår energitransporten ved hjælp af konvektion. Konvektion er en kombination af varm gas, der stiger op mod fotosfæren og kold gas, der synker ind mod kerneområdet. I fotosfæren afkøles den varme plasma ved at udsende synligt lys. Det får plasmaen til at trække sig sammen og blive tungere. Tyngdekraften trækker derfor mere i den kolde gas end i den varme og får den til at synke ned mod bunden af konvektionszonen. Strukturen og hastigheden af den varme og kolde gas er meget forskellige. Den varme gas fylder det meste af volumen i konvektionszonen og bevæger sig derfor kun langsomt opad, medens den kolde gas koncentreres i tynde kanaler, hvor den med høj hastighed bevæger sig ned mod konvektionzonens bund. I fotosfæren giver energitabet anledning til et karakteristisk bevægelses- og temperaturmønster bestående af celler i forskellig størrelse. De lettest genkendelige er de mindste der har en diameter på typisk 700 km. Cellerne har lyse centre, hvor den varme gas stiger op, omgivet af mørke kanaler, hvor den kolde gas koncentreres og transporteres hen mod hjørner, hvor flere celler mødes. I disse hjørner dannes hvirvelstrømme, hvor den kolde gas indfanges og starter på sin vej ind i solen igen. Cellernes levetid er typisk 7 minutter, så mønsteret i fotosfæren ændrer hele tiden karakter. Konvektionzonens turbulente bevægelser er med til at generere nye magnetfelter med forskellige styrke- og længdeskalaer gennem en dynamoproces, der folder og strækker magnetfeltet igen og igen. Hvis solen ikke havde magnetfelter, ville konvektionens mønstre fylde hele overfladen. Men der hvor fotosfæren gennembrydes af stærke magnetfeltskoncentrationer forhindres dette mønster. Magnetfeltskoncentrationer findes i størrelser fra km. og op til km. i diameter. Specielt de store koncentrationer, solpletter, er lette at se og udviser en utrolig rigdom på detaljer.

3 Fig. 1: Et fuldt disk røntgenbillede af solen taget af Hinode XRT. Hvert af de små lysende områder er placeret i koronaen over fotosfæriske magnetfeltskoncentrationer. I disse områder er begge ender af magnetfeltet forankret i fotosfæren. Bemærk specielt den store koncentration nær soldiskens centrum. Her findes en større solplet. De mørke områder, omkring nord- og sydpolen, samt inde på disken indeholder magnetfelter, hvor kun den ene ende af feltlinien har forbindelse til solen, mens den anden strækker sig langt ud i det interplanetrariskerum. Solpletter Magnetfelts-koncentrationerne har konsekvenser for plasmaets bevægelsesmønstre. På store længdeskalaer, meget større end elektronens gyro-radius rundt om magnetfeltet, er plasmaet og magnetfeltet bundet til hinanden. Det betyder, at ladede partikler kun kan bevæge sig langs magnetfeltslinier. I de områder, hvor feltet er tilstrækkeligt stærkt, kan det undertrykke konvektions-bevægelsen og disse områder vil kun blive tilført energi via strålings-transport. Strålings-transport i dette område er mindre effektivt end konvektion, så energimængden, der transporteres op til overfladen i en stor magnetfeltskoncentration, er mindre end i de omliggende områder, hvilket resulterer i en lavere overfladetemperatur. Da

4 den energimængde, der udstråles fra en overfladeenhed, er proportional med temperaturen i fjerde potens, vil selv en lille temperaturforskel give anledning til en stor forskel i den lysmængde, der observeres. Kombinationen af disse effekter gør, at solpletter observeres som sorte (mørke) områder på solens overflade. De nyere billeder fra SST af solpletter viser en utrolig dynamisk udfoldelse. Der dannes f.eks. lysbroer, som forbinder den ydre penumbra (gråt område) med den indre umbra (sort område). Disse kanaler menes at blive skabt ved, at nye magnetiske forbindelser, som går fra de indre dele af umbraen ud til penumbraen, dannes, og varm plasma bevæger sig langs med dem. Sådanne forbindelser kan kun dannes, hvis magnetfelts-strukturen i solpletten er meget kompliceret og derved giver mulighed for, at magnetisk reconnection danner nye feltlinieforbindelser, som oplyses af den energi, der frigives i processen. Ved at studere lysbroerne finder man, at gassen bevæger sig fra penumbraen ind mod umbraen?? En bevægelse der drives af forskellen i gastrykket mellem de to områder. Kikker man på strukturen i penumbraen, ses et utal af dynamiske bevægelser. F.eks. er der lyse og mørke punkter, med størrelser tæt på observationsgrænsen, og som bevæger sig i forskellige retninger. Hvad grunden er til disse fænomener, er ikke klart, men igen er det tydeligt at magnetfeltet har en hovedrolle, der bestemmer bevægelsernes begrænsninger, både vinkelret og på langs med magnetfeltlinjerne. Spektrallinier Billeder giver information om strukturer i atmosfæren, men giver kun minimal viden om egentlige fysiske parametre. De fysiske parametre bestemmes ved observationer af spektrallinjer, deres relative dybder og halvværdibredder. Ved at kombinere informationen fra flere velvalgte linjer, kan lokale fysiske parametre som plasmatæthed, tryk, temperatur og kemisk sammensætning bestemmes. Kombinerer man dette med analyser af lysets polarisationstilstand fås information om magnetfeltsstyrke og rumlige fordeling i den del af gassen, der har en bestemt temperatur og tæthed. Det er derfor nemt at få information om magnetfeltet i fotosfæren, mens det er meget svært at opnå lignende information for koronaen, hvor plasmaen er optisk tynd, og der kun er få gode spektrallinier, der kan benyttes. Der er stor interesse for at bestemme den rumlige fordeling af magnetfeltet i fotosfæren på så korte længdeskalaer som muligt. Nyere observationer viser, at der helt ned til vores instrumenters nuværende detektionsgrænse, findes store mængder magnetfelt med forskellig (nord/syd) orientering gennem overfladen. Det betyder, at magnetfeltet er meget kompliceret på kort længdeskala, og at en meget stor andel af det magnetfelt, der gennembryder fotosfæren, findes i små koncentrationer, som kun har feltlinier, der forbinder fodpunkter i fotosfæren over meget korte afstande, og derfor ikke når højt op i koronaen.

5 Fig. 2: En solpletgruppe observeret med SST i visuelt lys. De mørke områder, umbraen, viser, hvor magnetfeltet er stærkest, og peger næsten vinkelret ud gennem overfladen. De lyse streg-lignende strukturer omkring umbraen, penumbraen, repræsenterer et næsten horisontalt magnetfelt, der spreder sig væk fra solpletten. Uden om dette findes en kornet struktur, der repræsenterer konvektionsceller. Magnetfeltsfordelingen og røntgenbilleder Langt tilbage i tiden har det været kendt at solen har en lyssvag ydre atmosfære, som varierer meget i sin rumlige fordeling med tiden. Før midten af 1800??tallet kunne koronaen kun observeres under totale solformørkelser, hvorefter man begyndte at benytte specielle kikkerter, kronografer. Først i 1970erne, med opsendelsen af den amerikanske rumstation Skylab, begyndte man at lave observationer i ekstrem ultraviolet- og røntgenområderne. Det er stråling, der udsendes af plasma med en temperatur på mellem og flere millioner Kelvin. Siden midten af 90erne har satellitter, som SoHO (http://sohowww.nascom.nasa.gov/), TRACE (http://trace.lmsal.com/) og Hinode (http://solarb.msfc.nasa.gov), kraf-

6 tigt forøget vores viden om solens korona. Et spørgsmål der har været diskuteret intenst siden opdagelsen af, at koronaen er op til flere millioner grader varm er, hvordan den høje temperatur kan opretholdes. Hvor kommer energien fra? Fra dagligdags erfaring ved vi at energi bevæger sig fra varme til kolde områder. Da solens fotosfære har en temperaturer på lidt under 6000 Kelvin, virker traditionelle transportmekanismer ikke, så der må eksistere en anden metode til at flytte den nødvendige energi op i koronaen. Det skal nævnes, at den energimængde der kræves, kun er en meget lille procentdel af den energi, som udsendes fra fotosfæren. Ved at studere billeder af magnetfeltsfordelingen i fotosfæren og røntgenbilleder af koronaen, ses en tydelig korrelation mellem områder med et stærkt fotosfærisk magnetfelt og områder i koronaen med høj røntgenintensitet. Det viser, at magnetfeltet har en meget vigtig rolle i denne proces. Undersøger man forholdet mellem kræfterne i plasmaen og magnetfeltet, finder man, at gastrykket dominerer i og under fotosfæren, medens den magnetiske Lorentz-kraft er stærkest i koronaen. De fysiske kræfter, som dominerer plasmaens dynamiske udvikling, er med andre ord meget forskellig i de to områder. Fig. 3: En lille solpletgruppe med typiske træk som i fig. 2 (SST). Observationen er lavet igennem et snævert filter, der gør det muligt at observere små magnetfeltskoncentrationer. Disse ses som de lyse områder fordelt i konvektionscellerne omkring solpletten. Magnetfelters bevægelse Matematisk kan udviklingen af magnetfeltet beskrives ved induktionsligningen. I den indgår to bidrag. Det første bidrag beskriver magnetfeltets ændring på grund af plasma, som flyttes forbi et fiks punkt i rummet. Det kan enten ske fordi hastigheden vinkelret på magnetfeltet varierer, eller på grund af en rumlig vari-

7 ation i magnetfeltet dette er kendt som advektion. Det andet bidrag beskriver feltets ændring som følge af magnetisk dissipation, hvis effekt er at fjerne hurtige variationer i magnetfeltet med tiden. For solens atmosfære er forholdet mellem advektion og dissipation, kendt som det magnetiske Reynoldstal af størrelsesorden Det betyder, at dissipation kun er vigtig for magnetfeltets udvikling over meget korte afstande, meget mindre end det, vi kan observere. Konvektionsbevægelserne i fotosfæren flytter derfor kontinuerligt rundt på det svage og middelstærke magnetfelt. Når man skubber til magnetfeltet forplanter forstyrrelsen sig langs feltlinierne op i koronaen. I koronaen dominerer den magnetiske Lorentz kraft, og her flyttes plasmaen rundt efter magnetfeltets ønsker. Da alle dynamiske felter har en tendens til at udvikles mod en minimums energitilstand, hvis de stresses på tidsskalaer der er længere end feltets typiske reaktionstid, forsøger korona magnetfeltet hele tiden at omstrukturere sig i takt med, at fodpunkterne ændrer position. Hvis dette var den eneste aktive proces, ville udviklingen kun fortsætte i en begrænset periode. Magnetfeltet ville opnå en struktur som et bundt sammenfiltrede elastikker, og det ville ikke være muligt at flytte fodpunkterne i fotosfæren. Dette sker ikke. For efter magnetfeltet har opnået en vis kompleksitet kan det ikke længere finde en ny stabil tilstand, og i modsætning til sammenfiltrede elastikker vil magnetfeltets struktur begynde at kollapse i lokale områder. Herved presses magnetfelter med forskellige rumlige orienteringer meget tæt sammen, og der dannes stærke strømkoncentrationer, hvor det magnetiske Reynoldstal bliver af størrelsesorden 1. og advektion og dissipation bliver lige betydningsfulde for udviklingen af magnetfeltet. På disse længdeskalaer er det muligt at ændre magnetfeltsstruktuen gennem en proces der, kendes som magnetisk reconnection. Reconnection gør det muligt, billedligt talt, at tage to feltlinier med forskellig orientering, bringe dem tæt sammen over en kort afstand, klippe dem over i dette område og bytte rundt på enderne. Resultatet er et simplere magnetfelt der indeholder mindre magnetisk energi. Den energi, der frigives, konverteres til tre forskellige typer energi; ohmsk varme i diffusionsområdet, kinetisk plasmaenergi i form af plasmaaccelerationen væk fra diffusionsområdet, og endelig acceleration af enkeltpartikler til relativistisk hastighed. Disse processer finder sted i solens atmosfære og mange andre steder f.eks. vekselvirkningen mellem solvinden og jordens magnetfelt, accretion disk omkring kompakte objekter og stjernedannelse, opvarmningen af røntgengasser omkring galaksehobe og de er grundpillen i modeller for opvarmningen af solens korona. Her, mere end 30 år efter konstateringen af sammenhængen mellem koronastrukturen og magnetfeltskoncentrationer, er vi stadig usikre på, nøjagtigt hvordan mekanismen virker i detaljer. Studier af reconnectionprocessen i tredimensionelle magnetfelter er et yderst aktivt forskningsområde, som jævnligt bidrager med nye overraskende resultater. Jagten på forståelsen af koronaopvarmningen Forskerne har undersøgt mange forskellige klasser af fænomener i koronaen. Det karakteristiske ved koronaen er, at den ændrer sin struktur på mange forskellige tids- og længdeskalaer. I den forbindelse findes to begivenhedstyper, som er specielt markante. Den ene er kendt som Flares, der dækker over begivenheder, hvor en stor mængde magnetisk energi frigives gennem magnetisk reconnection i eksplosionslignende begivenheder. Flares ses tydeligt i røntgenobservationer som lokale kraftige forøgelser af intensitet over et relativt kort tidsinterval -- fra

8 sekunder og op til en halv time. Den rumlige opløsning af visuelle og røntgenobservationer er langt fra høj nok til at observere de detaljerede processer der finder sted i det meget lille diffusionsområde under 1-10 km. Observationer viser derfor kun indirekte effekten af reconnection processen, f.eks. gennem ændringen af magnetfeltets struktur og forekomsten af store områder med forhøjet røntgenintensitet og høje plasmahastigheder. Ved hjælp af radioobservationer er det muligt at opløse begivenheden rent tidsligt. Det viser, at store flares er sammensat af mange små begivenheder, som finder sted på millisekundtidsskalaer. Dette har ledt til antagelsen, at flares kan beskrives som en kaskade af begivenheder, der finder sted i et stresset system, der befinder sig i en super-kritisk tilstand. I et sådant system kan en meget lille forstyrrelse udløse en flare af en vilkårlig størrelse med en sandsynlighed der, er bestemt af en potenslov. Flere analyser af flareobservationer har vist, at deres størrelsesfordelingsfunktion netop følger en potenslov med en konstant eksponent, mens amplituden varierer med solens magnetiske 22 års cyklus. Når man kender eksponenten og amplituden, kan man beregne den energi, alle flares på solen frigiver. Den eksponent, som den observerede fordeling har indikerer, at de største flares bidrager mest til den samlede koronaopvarmning. Samtidig er det også klart, at de store flares ikke bidrager nok til at kunne opretholde en varm korona, og vi må derfor lede efter andre kandidater. Et ofte diskuteret problem er, hvorvidt observationer registrerer alle mindre flares korrekt og faktisk giver os et korrekt billede af fordelingsfunktionen. Der er flere problemer forbundet med at registrere de svageste flares; de er ikke meget kraftigere end den baggrunds stråling koronaen udsender. Det skyldes, at koronaen er optisk tynd, og den røntgenstråling der observerers, er summen af den stråling, plasmaen udsender over en lang synslinie gennem koronaen, mens de små flarebegivenheder er begrænsede til små områder. Yderligere er deres observationelle signatur ikke nødvendigvis den samme som de kraftigere flares. Dette skyldes, at de frigør mindre energi og dermed opnår en lavere temperatur med en tilhørende anderledes spektralfordeling. Endelig kan der være problemer med at observere dem da de rumligt er mindre end instrumenternes opløsningsevne. Fordelingsfunktionen kan derfor være fejlagtig for de mindste flares og dermed give et forkert billede af, hvor megen energi de bidrager med. En formodning er derfor at disse mange små begivenheder bidrager betydeligt til den samlede energifrigivelse, og at det er dem, der er ansvarlige for at bibeholde solens varme korona men det er ikke endeligt bevist. Koronale Masse Udsendelser Den anden store type begivenheder kaldes Koronale Masse Udsendelser (KMU). I modsætning til flares, som er et fænomen i koronaen, slynger KMU'er store mængder plasma ud i det interplanetariske rum. KMUer er associeret med Prominencer, som er koncentrationer af koldt plasma placeret hængende højt oppe i koronaen. Prominencer er typisk km. lange, har plasmatætheder og temperaturer, der er henholdsvis 20 gange højere og mindre end den korona, de befinder sig i. De er meget stabile objekter. De dannes typisk på under et døgn og har for det meste levetider på op mod en måned, hvorefter de fleste stille og roligt opløses igen. De dannes over langstrakte områder hvor magnetfeltet gennem fotosfæren skifter retning fra den ene side til den anden - polaritets inversions linier. For at holde den kolde plasma fanget oppe i koronaen, og modvirke tyngdekraften, kræves en spiral-lignende magnetfeltsstruktur i området omkring

9 prominencen. I hvidt lys ses de som mørke strukturer mod soldisken, mens de ved solens kant fremstår som store lysbroer, der strækker sig væk fra solen. Nogle af disse strukturer er ustabile, og det kan resultere i, at selve kerneområdet accelereres væk fra solen, samtidig med, at en flare ofte finder sted neden under dem. Hvad der driver dem er uklart. Om det er flaren, der starter processen ved at klippe de feltlinier over, som holder prominencen på plads, en magnetisk instabilitet i det snoede magnetfelt eller forekomsten af en ny magnetfelts struktur under prominencen, der udløser processen, er ikke klart. Men resultatet er, at prominencen accelereres væk fra solen og opnår hastigheder på op til flere 100 km/ s. Langt de fleste KMUer sendes ud i en retning, så de ikke kommer tæt på jorden. Hvis en stor KMU kommer i vores retning, kan det have forskellige konsekvenser. Lige fra at generere overdådigt nordlys på nattehimlen til at kortslutte satellitter og i enkelte tilfælde ligefrem kortslutte strømforsyningen i store landområder omkring polerne. Det sidste er sket et par gange i USA inden for de sidste år. Endelig kan det have fatale konsekvenser for astronauterne på den internationale rumstation og fremtidige interplanetariske rumrejser. Forskningen i rumvejr er derfor af stor samfundsøkonomisk betydning, og har efter afslutningen af den kolde krig i 90erne været en betydelig bidragsyder til solforskning, med forståelse og forudsigelser af KMUer og deres bane væk fra solen som deres hovedinteresse. Fig. 4: En teoretisk fremstilling af hvordan magnetfeltet over fotosfæren ser ud. Modellen er lavet ved at benytte en observeret magnetfeltsfordeling fra fotosfæren, og efterfølgende beregne en model for strukturen over denne overflade. Farven langs de viste feltlinierne indikerer højden over fotosfæren. Langt de fleste feltlinier er forankret over korte afstande, og kun få feltlinier når store højder op i koronaen. (Udlånt af Robert Close, University of St Andrews).

10 Fig. 5: Højopløsnings røntgenbillede taget med TRACE. Nederst i billedet findes en kornet overflade, der repræsenterer den nederste del af koronaen. Over dette er tynde, lyse bånd med en meget karakteristisk arkade struktur. Disse strukturer repræsenterer magnetsfeltlinier i koronaen. Fig. 6: Resultatet af en flare observeret med Hinode. I centeret findes en solplet, langs hvilke fodpunkterne af en arkadelignende struktur oplyses. En flare har fundet sted over dette område og de lyse bånd viser den lokale opvarmning af plasmaen i arkadens fodpunkter. Fig. 7: Et TRACE billede af en kompliceret magnetfeltsstruktur i koronaen. Computerkraft sætter grænser for partikelsimulering Hvordan forstår og forudsiger man den fysiske udvikling af en magnetisk plasma? Generelt er det så komplekse systemer at man ikke når langt med pen og papir, og i stedet benyttes computermodeller. Fysisk set er der to primære metoder. Enten er man interesseret i det, der sker på så korte længdeskalaer at det er enkelte partikler, der bestemmer den fysiske udvikling. Dette er nødvendigt

11 når plasmatætheden er så lille, at der sker så få partikelkollisioner, at det ikke giver mening at definere makroskopiske parametre som plasma tæthed, hastighed og temperatur. Det betyder samtidig, at de typiske længde- og tidsskalaer, modellen repræsenterer, kun er nogle få gange den fri middelvejlængde for partiklerne med tilhørende korte tidsskalaer. Denne tilnærmelse benyttes f.eks. til at undersøge de fysiske processer i magnetisk reconnection. Seriøse partikelsimuleringer er først blevet mulige at gennemføre med rimelig statistisk sikkerhed efter computerkraften har overskredet et passende minimumsniveau. Selv i dag er regnekraften en begrænsende faktor og typiske eksperimenter kan indeholde mellem millioner ( ) pseudo partikler. Til sammenligning indeholder 1 liter luft omkring os omkring partikler, så vi er langt fra at kunne gennemføre 1:1 modeller med denne metode. I mange situationer er man interesserede i hvordan plasmaen udvikler sig på meget større længde- og tidsskalaer end partikelmodellen kan håndtere. For at kunne lave mere direkte sammenligninger med observationer, er det nødvendigt at benytte en makroskopisk beskrivelse af plasma. Forudsætningen er, at plasmaen kan beskrives med makroskopiske parametre som tæthed, temperatur, hastighed og magnetisk feltstyrke. Til dette benyttes den såkaldte Magneto-Hydro-Dynamiske (MHD) approximation. I solfysik benyttes MHD til at lave numeriske eksperimenter af alt fra modeller af konvektionszonen, flares til KMU modeller. Denne type modeller har to slags begrænsninger. Hvis man numerisk skal repræsentere alle længdeskalaer i solproblemer på korrekt vis i en 3D model, kræver det omkring data-punkter. Dette er langtfra muligt med dagens regnekraft, hvor der typisk kan benyttes op til nogle få gange datapunkter. Det betyder at man ikke kan repræsentere de korrekte variationer i de fysiske længdeskalaer, men dog er i stand til at separere dem tilstrækkeligt meget til kvalitativt at repræsentere storskalaudviklingen. Det andet typiske kompromis der indgås, relaterer til den fysiske beskrivelse af energiflowet. Typisk simplificeres det så meget, at det er muligt at gennemføre længere modelberegninger. Valget af energiligningen er altafgørende for hvor realistisk den numeriske model bliver, og det er implementationen af den ligning, der typisk bestemmer hvor beregningstung den numeriske model er. Den næste generation af solfysikforskere Vi befinder os i en epoke, hvor nye satellitter og jordbaserede observationer hele tiden forøger vores viden om solen. Den stadigt bedre rumlige, tidslige og spektrale opløsning giver os, på den ene side, en mere detaljeret indsigt i den underliggende fysik, og på den anden side stilles der stadigt stigende krav til teoretiske modellers detaljerigdom mht. hvilke fysiske processer, der inkluderes. Denne naturlige udvikling gør det samtidig sværere for mindre forskningsgrupper på egen hånd at bidrage med nye store videnskabelige gennembrud. For satellitprojekter er det typisk internationale konsortier, bestående af flere forskningsgrupper, der står for den daglige drift og den første grove bearbejdelse af data. Først får den person/gruppe, der har planlagt observationerne adgang til dataene, men efter en begrænset tidsperiode bliver de gjort tilgængelige for alle. Tendensen, med større samarbejdsprojekter, må på længere sigt sprede sig ind i den teoretiske verden, hvor realistiske numeriske eksperimenter kræver store computerresurser og komplicerede programmer, der hele tiden skal videreudvikles. På et andet plan finders der allerede lignende kollektive initiativer. F.eks. deltager vores forskningsgruppe på NBI i et EU-uddannelsesprojekt, hvor 12 europæiske

12 forskningsgrupper (http://www.solairenetwork.net) over de næste 4 år er med til at uddanne den næste generation af solfysikforskere. De studerende gennemgår en uddannelse der er en kombination af lokale og globale kurser og længere udlandsophold, så vi i samarbejde på tværs af grupperne kan præge deres viden og netværk. Fig. 8: Et kombineret billede, hvor solens skive viser stråling, med en temperatur på omkring Kelvin. Uden om dette er et billede af koronaen, hvor en KMU ses på den venstre side, mens højre side viser åbne feltlinier, der forbinder solens overflade med det interplanetariskerum. Bemærk størrelsen af KMU begivenheden fodpunkterne strækker sig over en meget stor afstand på solens overflade. Fig. 9: En kunstnerisk fremstilling af en KMU på vej med jorden, som beskyttes af sit eget magnetfelt.

Solen - Vores Stjerne

Solen - Vores Stjerne Solen - Vores Stjerne af Christoffer Karoff, Aarhus Universitet På et sekund udstråler Solen mere energi end vi har brugt i hele menneskehedens historie. Uden Solen ville der ikke findes liv på Jorden.

Læs mere

Af Lektor, PhD, Kristian Pedersen, Niels Bohr Instituttet, Københavns Universitet

Af Lektor, PhD, Kristian Pedersen, Niels Bohr Instituttet, Københavns Universitet RØNTGENSTRÅLING FRA KOSMOS: GALAKSEDANNELSE SET I ET NYT LYS Af Lektor, PhD, Kristian Pedersen, Niels Bohr Instituttet, Københavns Universitet KOSMISK RØNTGENSTRÅLING Med det blotte øje kan vi på en klar

Læs mere

Mørk energi Anja C. Andersen, Dark Cosmology Centre, Niels Bohr Institutet, Københavns Universitet

Mørk energi Anja C. Andersen, Dark Cosmology Centre, Niels Bohr Institutet, Københavns Universitet Mørk energi Anja C. Andersen, Dark Cosmology Centre, Niels Bohr Institutet, Københavns Universitet En af de mest opsigtsvækkende opdagelser inden for astronomien er, at Universet udvider sig. Det var den

Læs mere

MODUL 1-2: ELEKTROMAGNETISK STRÅLING

MODUL 1-2: ELEKTROMAGNETISK STRÅLING MODUL 1-2: ELEKTROMAGNETISK STRÅLING MODUL 1 - ELEKTROMAGNETISKE BØLGER I 1. modul skal I lære noget omkring elektromagnetisk stråling (EM- stråling). I skal lære noget om synligt lys, IR- stråling, UV-

Læs mere

Solens dannelse. Dannelse af stjerner og planetsystemer

Solens dannelse. Dannelse af stjerner og planetsystemer Solens dannelse Dannelse af stjerner og planetsystemer Dannelsen af en stjerne med tilhørende planetsystem er naturligvis aldrig blevet observeret som en fortløbende proces. Dertil tager det alt for lang

Læs mere

Tværfagligt undervisningsprojekt om nordlys

Tværfagligt undervisningsprojekt om nordlys Tværfagligt undervisningsprojekt om nordlys Carsten Skovgård Andersen, Bellahøj Skole, Børn af Galileo, ca.bel@ci.kk.dk Jeg har skrevet projektet som en eksamensopgave på et fjernstudie i nordlys på Universitetet

Læs mere

SOLOBSERVATION Version

SOLOBSERVATION Version SOLOBSERVATION Version 3-2012 Jørgen Valentin Enkelund JVE januar 2012 1 SOLOBSERVATION INDHOLDSFORTEGNELSE 1. Solen Vores nærmeste stjerne 2. Elektromagnetisk emission fra brint 3. Egne observationer

Læs mere

I dagligdagen kender I alle røntgenstråler fra skadestuen eller tandlægen.

I dagligdagen kender I alle røntgenstråler fra skadestuen eller tandlægen. GAMMA Gammastråling minder om røntgenstråling men har kortere bølgelængde, der ligger i intervallet 10-11 m til 10-16 m. Gammastråling kender vi fra jorden, når der sker henfald af radioaktive stoffer

Læs mere

Dynamik. 1. Kræfter i ligevægt. Overvejelser over kræfter i ligevægt er meget vigtige i den moderne fysik.

Dynamik. 1. Kræfter i ligevægt. Overvejelser over kræfter i ligevægt er meget vigtige i den moderne fysik. M4 Dynamik 1. Kræfter i ligevægt Overvejelser over kræfter i ligevægt er meget vigtige i den moderne fysik. Fx har nøglen til forståelsen af hvad der foregår i det indre af en stjerne været betragtninger

Læs mere

Solen på slingrekurs

Solen på slingrekurs 8 Solen på slingrekurs Solens magnetfelt varierer i styrke næsten som et urværk med en cyklus på 11 år. Men lige nu er urværket ude af takt, idet magnetfeltet er stærkt svækket på et tidspunkt, hvor det

Læs mere

I dag. Hvad er principperne i strukturdannelse i Universet og hvordan kan vi simulere det?

I dag. Hvad er principperne i strukturdannelse i Universet og hvordan kan vi simulere det? Galakser 2014 F11 1 I dag Hvad er principperne i strukturdannelse i Universet og hvordan kan vi simulere det? Hvad fortæller simuleringerne os er der nogen forskelle/problemer i forhold hvad der observeres?

Læs mere

Hvorfor lyser de Sorte Huller? Niels Lund, DTU Space

Hvorfor lyser de Sorte Huller? Niels Lund, DTU Space Hvorfor lyser de Sorte Huller? Niels Lund, DTU Space Først lidt om naturkræfterne: I fysikken arbejder vi med fire naturkræfter Tyngdekraften. Elektromagnetiske kraft. Stærke kernekraft. Svage kernekraft.

Læs mere

Teoretiske Øvelser Mandag den 28. september 2009

Teoretiske Øvelser Mandag den 28. september 2009 Hans Kjeldsen hans@phys.au.dk 21. september 2009 Teoretiske Øvelser Mandag den 28. september 2009 Øvelse nr. 10: Solen vor nærmeste stjerne Solens masse-lysstyrkeforhold meget stort. Det vil sige, at der

Læs mere

Ringformet solformørkelse i Indien 15. januar 2010. v. Janaki Lund Jensen og Mikael Svalgaard

Ringformet solformørkelse i Indien 15. januar 2010. v. Janaki Lund Jensen og Mikael Svalgaard Ringformet solformørkelse i Indien 15. januar 2010 v. Janaki Lund Jensen og Mikael Svalgaard Janaki Lund Jensen Mikael Svalgaard- presentation Hovedaktørerne: Solen og Månen Solen er 400 gange større end

Læs mere

Begge bølgetyper er transport af energi.

Begge bølgetyper er transport af energi. I 1. modul skal I lære noget omkring elektromagnetisk stråling(em-stråling). Herunder synligt lys, IR-stråling, Uv-stråling, radiobølger samt gamma og røntgen stråling. I skal stifte bekendtskab med EM-strålings

Læs mere

Dansk referat. Dansk Referat

Dansk referat. Dansk Referat Dansk referat Stjerner fødes når store skyer af støv og gas begynder at trække sig sammen som resultat af deres egen tyngdekraft (øverste venstre panel af Fig. 6.7). Denne sammentrækning fører til dannelsen

Læs mere

Kvalifikationsbeskrivelse

Kvalifikationsbeskrivelse Astrofysik II Kvalifikationsbeskrivelse Kursets formål er at give deltagerne indsigt i centrale aspekter af astrofysikken. Der lægges vægt på en detaljeret beskrivelse af en række specifikke egenskaber

Læs mere

6 Plasmadiagnostik 6.1 Tætheds- og temperaturmålinger ved Thomsonspredning

6 Plasmadiagnostik 6.1 Tætheds- og temperaturmålinger ved Thomsonspredning 49 6 Plasmadiagnostik Plasmadiagnostik er en fællesbetegnelse for de forskellige typer måleudstyr, der benyttes til måling af plasmaers parametre og egenskaber. I fusionseksperimenter er der behov for

Læs mere

Solstorme Af Ove Fuglsang Jensen

Solstorme Af Ove Fuglsang Jensen Solstorme 2016 Af Ove Fuglsang Jensen Som sædvanlig en lille forårsrapport om solen før sæsonen går i gang. Der er som sædvanlig en forecast og øjebliksbillede om hvordan det går på solen for tiden. BrevdueNord.dk

Læs mere

Universets opståen og udvikling

Universets opståen og udvikling Universets opståen og udvikling 1 Universets opståen og udvikling Grundtræk af kosmologien Universets opståen og udvikling 2 Albert Einstein Omkring 1915 fremsatte Albert Einstein sin generelle relativitetsteori.

Læs mere

1. Jordkloden 1.1. Inddelinger og betegnelser

1. Jordkloden 1.1. Inddelinger og betegnelser 1. Jordkloden 1.1 Inddelinger og betegnelser 1! Bredde Grad! [ ]! =! 10.000 / 90! =! 111 km 1! Bredde Minut! [ ]! =! 111 / 60! =! 1,850 km * 1! Bredde Sekund! [ ]! =! 1850 / 60! =! 31 m 1! Sømil *!!! =!

Læs mere

Kernefysik og dannelse af grundstoffer. Fysik A - Note. Kerneprocesser. Gunnar Gunnarsson, april 2012 Side 1 af 14

Kernefysik og dannelse af grundstoffer. Fysik A - Note. Kerneprocesser. Gunnar Gunnarsson, april 2012 Side 1 af 14 Kerneprocesser Side 1 af 14 1. Kerneprocesser Radioaktivitet Fission Kerneproces Fusion Kollisioner Radioaktivitet: Spontant henfald ( af en ustabil kerne. Fission: Sønderdeling af en meget tung kerne.

Læs mere

Total solformørkelse i Australien 14. November 2012. Viktors Farmor. Astro-guide Mikael Svalgaard

Total solformørkelse i Australien 14. November 2012. Viktors Farmor. Astro-guide Mikael Svalgaard Total solformørkelse i Australien 14. November 2012 Viktors Farmor Astro-guide Mikael Svalgaard Mikael Svalgaard - presentation Total solformørkelse - Dag bliver til nat - Planeter synlige - Kold luft

Læs mere

Projektopgave Observationer af stjerneskælv

Projektopgave Observationer af stjerneskælv Projektopgave Observationer af stjerneskælv Af: Mathias Brønd Christensen (20073504), Kristian Jerslev (20072494), Kristian Mads Egeris Nielsen (20072868) Indhold Formål...3 Teori...3 Hvorfor opstår der

Læs mere

Stjernernes død De lette

Stjernernes død De lette Stjernernes død De lette Fra hovedserie til kæmpefase pp-proces ophørt. Kernen trækker sig sammen, opvarmes og trykket stiger. Stjernen udvider sig pga. det massive tryk indefra. Samtidig afkøles overfladen

Læs mere

Teoretiske Øvelser Mandag den 13. september 2010

Teoretiske Øvelser Mandag den 13. september 2010 Hans Kjeldsen hans@phys.au.dk 6. september 00 eoretiske Øvelser Mandag den 3. september 00 Computerøvelse nr. 3 Ligning (6.8) og (6.9) på side 83 i Lecture Notes angiver betingelserne for at konvektion

Læs mere

Praktiske oplysninger

Praktiske oplysninger Galakser 2014 F1 1 Praktiske oplysninger Forelæser Hans Kjeldsen, hans@phys.au.dk, 1520-527 Instruktor Magnus Johan Aarslev, maj@phys.au.dk, 1520, 4th floor Bog Extragalactic Astronomy and Cosmology, Schneider

Læs mere

MODUL 3 OG 4: UDFORSKNING AF RUMMET

MODUL 3 OG 4: UDFORSKNING AF RUMMET MODUL 3 OG 4: UDFORSKNING AF RUMMET Hubble Space Telescope International Space Station MODUL 3 - ET SPEKTRALT FINGERAFTRYK EM-STRÅLINGS EGENSKABER Elektromagnetisk stråling kan betragtes som bølger og

Læs mere

Solvind og brevduer. Af Ove Fuglsang Jensen

Solvind og brevduer. Af Ove Fuglsang Jensen Solvind og brevduer Af Ove Fuglsang Jensen Hvad har solvind med brevduer at gøre? Hvad er solvind? Der findes sikkert en lang og indviklet forklaring, men vi tager den ultrakorte, der kort og enkelt forklarer

Læs mere

Undersøgelse af lyskilder

Undersøgelse af lyskilder Felix Nicolai Raben- Levetzau Fag: Fysik 2014-03- 21 1.d Lærer: Eva Spliid- Hansen Undersøgelse af lyskilder bølgelængde mellem 380 nm til ca. 740 nm (nm: nanometer = milliardnedel af en meter), samt at

Læs mere

Løsninger til udvalgte opgaver i opgavehæftet

Løsninger til udvalgte opgaver i opgavehæftet V3. Marstal solvarmeanlæg a) Den samlede effekt, som solfangeren tilføres er Solskinstiden omregnet til sekunder er Den tilførte energi er så: Kun af denne er nyttiggjort, så den nyttiggjorte energi udgør

Læs mere

Exoplaneter fundet med Kepler og CoRoT

Exoplaneter fundet med Kepler og CoRoT Exoplaneter fundet med Kepler og CoRoT Analyse af data fra to forskningssatellitter Af Hans Kjeldsen, Institut for Fysik og Astronomi, Aarhus Universitet I denne artikel demonstreres det hvordan man kan

Læs mere

Supermassive sorte huller og aktive galaksekerner

Supermassive sorte huller og aktive galaksekerner Supermassive sorte huller og aktive galaksekerner V.Beckmann / ESA Daniel Lawther, Dark Cosmology Centre, Københavns Universitet Supermassive sorte huller og aktive galaksekerner Vi skal snakke om: - Hvad

Læs mere

8 danske succeshistorier 2002-2003

8 danske succeshistorier 2002-2003 8 danske T E K N I S K - V I D E N S K A B E L I G F O R S K N I N G succeshistorier 2002-2003 Statens Teknisk-Videnskabelige Forskningsråd Små rør med N A N O T E K N O L O G I stor betydning Siliciumteknologien,

Læs mere

MODERNE KOSMOLOGI STEEN HANNESTAD, INSTITUT FOR FYSIK OG ASTRONOMI

MODERNE KOSMOLOGI STEEN HANNESTAD, INSTITUT FOR FYSIK OG ASTRONOMI MODERNE KOSMOLOGI STEEN HANNESTAD, INSTITUT FOR FYSIK OG ASTRONOMI T (K) t (år) 10 30 10-44 sekunder 1 mia. 10 sekunder 3000 300.000 50 1 mia. He, D, Li Planck tiden Dannelse af grundstoffer Baggrundsstråling

Læs mere

Opgave 1 - Grønlands størrelse

Opgave 1 - Grønlands størrelse Kort har jeg printet fra nettet. Her er links: Kort 1: https://www.google.gl/maps/@69.604809,-42.1736914,3z Kort 2: http://en.wikipedia.org/wiki/greenland#mediaviewer/file:greenland_ice_sheet_amsl_thickness_mapen.png

Læs mere

Universet udvider sig meget hurtigt, og du springer frem til nr 7. down kvark til en proton. Du får energi og rykker 4 pladser frem.

Universet udvider sig meget hurtigt, og du springer frem til nr 7. down kvark til en proton. Du får energi og rykker 4 pladser frem. Planck-perioden ( 10-43 s) Du venter på inflationsperioden en omgang. Universets enhedsperiode (10-43 s 10-36 s) Ingen klar adskillelse mellem kræfterne. Du forstår intet og haster videre med et ekstra

Læs mere

Det kosmologiske verdensbillede anno 2010

Det kosmologiske verdensbillede anno 2010 Det kosmologiske verdensbillede anno 2010 Baseret på foredrag afholdt i foreningen d. 6. maj 2010. Af Anja C. Andersen Niels Bohr Instituttet Københavns Universitet. Hvad består Universet egentlig af?

Læs mere

Begge bølgetyper er transport af energi.

Begge bølgetyper er transport af energi. I 1. modul skal I lære noget omkring elektromagnetisk stråling(em-stråling). Herunder synligt lys, IR-stråling, Uv-stråling, radiobølger samt gamma og røntgen stråling. I skal stifte bekendtskab med EM-strålings

Læs mere

Fra Støv til Liv. Af Lektor Anja C. Andersen Dark Cosmology Center, Niels Bohr Institutet, Københavns Universitet

Fra Støv til Liv. Af Lektor Anja C. Andersen Dark Cosmology Center, Niels Bohr Institutet, Københavns Universitet Fra Støv til Liv Af Lektor Anja C. Andersen Dark Cosmology Center, Niels Bohr Institutet, Københavns Universitet Observationer af universet peger på, at det er i konstant forandring. Alle galakserne fjerner

Læs mere

Relativitetsteori. Henrik I. Andreasen Foredrag afholdt i matematikklubben Eksponenten Thisted Gymnasium 2015

Relativitetsteori. Henrik I. Andreasen Foredrag afholdt i matematikklubben Eksponenten Thisted Gymnasium 2015 Relativitetsteori Henrik I. Andreasen Foredrag afholdt i matematikklubben Eksponenten Thisted Gymnasium 2015 Koordinattransformation i den klassiske fysik Hvis en fodgænger, der står stille i et lyskryds,

Læs mere

Partikelbevægelser i magnetfelter

Partikelbevægelser i magnetfelter Da fusion skal foregå ved en meget høj temperatur, 100 millioner grader, så der kan foregå en selvforsynende fusion, kræves der en metode til indeslutning af plasmaet, idet de materialer vi kender med

Læs mere

Vores solsystem blev dannet af en stjernetåge, der kollapsede under sin egen tyngde for 4,56 milliarder år siden.

Vores solsystem blev dannet af en stjernetåge, der kollapsede under sin egen tyngde for 4,56 milliarder år siden. Vores solsystem blev dannet af en stjernetåge, der kollapsede under sin egen tyngde for 4,56 milliarder år siden. Denne stjernetåge blev til en skive af gas og støv, hvor Solen, der hovedsageligt består

Læs mere

DIFFERENTIALREGNING Hvorfor er himlen blå?

DIFFERENTIALREGNING Hvorfor er himlen blå? DIFFERENTIALREGNING Hvorfor er himlen blå? Differentialregning - Rayleigh spredning - oki.wpd INDLEDNING Hvem har ikke betragtet den flotte blå himmel på en klar dag og beundret den? Men hvorfor er himlen

Læs mere

Danmarks Tekniske Universitet

Danmarks Tekniske Universitet Danmarks Tekniske Universitet Side 1 af 11 sider Skriftlig prøve, lørdag den 12. december, 2015 Kursus navn Fysik 1 Kursus nr. 10916 Varighed: 4 timer Tilladte hjælpemidler: Alle hjælpemidler tilladt "Vægtning":

Læs mere

Naturlove som norm. n 1 n 2. Normalen

Naturlove som norm. n 1 n 2. Normalen Normalen u n 1 n 2 v Descartes lov, også kaldet Snels lov (efter den hollandske matematiker Willebrord Snel (1580-1636), som fandt den uafhængigt af Descartes), bruges til at beregne refraktionsindekset

Læs mere

Mælkevejens kinematik. MV er ikke massiv, så der vil være differentiel rotation. Rotationen er med uret set ovenfra.

Mælkevejens kinematik. MV er ikke massiv, så der vil være differentiel rotation. Rotationen er med uret set ovenfra. Galakser 2014 F4 1 Mælkevejens kinematik MV er ikke massiv, så der vil være differentiel rotation. Rotationen er med uret set ovenfra. 2 Mælkevejens rotationskurve for R

Læs mere

Fusionsenergi Efterligning af stjernernes energikilde

Fusionsenergi Efterligning af stjernernes energikilde Fusionsenergi Efterligning af stjernernes energikilde Jesper Rasmussen DTU Fysik Med tak til Søren Korsholm, DTU Fysi UNF Fysik Camp 2015 Overblik Hvad er fusion? Hvilke fordele har det? Hvordan kan det

Læs mere

1. Kræfter. 2. Gravitationskræfter

1. Kræfter. 2. Gravitationskræfter 1 M1 Isaac Newton 1. Kræfter Vi vil starte med at se på kræfter. Vi ved fra vores hverdag, at der i mange daglige situationer optræder kræfter. Skal man fx. cykle op ad en bakke, bliver man nødt til at

Læs mere

Standardmodellen og moderne fysik

Standardmodellen og moderne fysik Standardmodellen og moderne fysik Christian Christensen Niels Bohr instituttet Stof og vekselvirkninger Standardmodellen Higgs LHC ATLAS Kvark-gluon plasma ALICE Dias 1 Hvad beskriver standardmodellen?

Læs mere

Mørkt stof og mørk energi

Mørkt stof og mørk energi Mørkt stof og mørk energi UNF AALBORG UNI VERSITET OUTLINE Introduktion til kosmologi Den kosmiske baggrund En universel historietime Mørke emner Struktur af kosmos 2 KOSMOLOGI Kosmos: Det ordnede hele

Læs mere

Naturvidenskabelige metoder

Naturvidenskabelige metoder Naturvidenskabelige metoder 25.01.16 VIGGO MAEGAARD 1 Den eksperimentelle metode De tre krav der altid skal gælde er: Dokumentation. Forsøgsopstillingen beskrives så andre er i stand til at eftergøre eksperimentet.

Læs mere

Cresta Asah Fysik rapport 16 oktober 2005. Einsteins relativitetsteori

Cresta Asah Fysik rapport 16 oktober 2005. Einsteins relativitetsteori Einsteins relativitetsteori 1 Formål Formålet med denne rapport er at få større kendskab til Einstein og hans indflydelse og bidrag til fysikken. Dette indebærer at forstå den specielle relativitetsteori

Læs mere

Solen en dynamisk stjerne

Solen en dynamisk stjerne Solen en dynamisk stjerne Hvor, hvad og hvordan? Knud Erik Sørensen HAF 2010-09-05 1 Solen i dag Knud Erik Sørensen 2010-09-05 2 Hvorfor interessant? Mange gode grunde til at studere Solen: Solen er lys-

Læs mere

Undervisningsmateriale til udvalgte artikler fra tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab Se mere på www.aktuelnaturvidenskab.dk

Undervisningsmateriale til udvalgte artikler fra tidsskriftet Aktuel Naturvidenskab Se mere på www.aktuelnaturvidenskab.dk Nr. 4. 2007 Tre cykler, sommer og en istid Fag: Fysik A/B/C, Naturgeografi B/C Udarbejdet af: Philip Jakobsen, Silkeborg Gymnasium, November 2007 BOX 1 er revideret i september 2015. Spørgsmål til artiklen

Læs mere

Danmarks Tekniske Universitet

Danmarks Tekniske Universitet Danmarks Tekniske Universitet Side 1 af 10 sider Skriftlig prøve, lørdag den 23. maj, 2015 Kursus navn Fysik 1 Kursus nr. 10916 Varighed: 4 timer Tilladte hjælpemidler: Alle hjælpemidler tilladt "Vægtning":

Læs mere

Teoretiske Øvelser Mandag den 30. august 2010

Teoretiske Øvelser Mandag den 30. august 2010 Hans Kjeldsen hans@phys.au.dk 3. august 010 Teoretiske Øvelser Mandag den 30. august 010 Computerøvelse (brug MatLab) Det er tanken at I - i forbindelse med hver øvelsesgang - får en opgave som kræver

Læs mere

Dagens stjerne: Solen

Dagens stjerne: Solen OMSLAGSILLUSTRATION Collage af billeder af Solen i UV og solens korona. Figur af NASA SOO. Dagens stjerne: Solen Tak til Lærere og elever på: erstedøster skole Egelundskolen Charlotteskolen SOLUDBRUD Det

Læs mere

Britisk National Kapflyvning endte i total katastrofe

Britisk National Kapflyvning endte i total katastrofe Britisk National Kapflyvning endte i total katastrofe Af Ove Fuglsang Jensen I England findes en langflyverklub kaldet The British Barcelona Club. Denne klub arrangerer nationale langflyvninger til kontinentet

Læs mere

Lys på (kvante-)spring: fra paradox til præcision

Lys på (kvante-)spring: fra paradox til præcision Lys på (kvante-)spring: fra paradox til præcision Metrologidag, 18. maj, 2015, Industriens Hus Lys og Bohrs atomteori, 1913 Kvantemekanikken, 1925-26 Tilfældigheder, usikkerhedsprincippet Kampen mellem

Læs mere

Øvelse i kvantemekanik Kvantiseret konduktivitet

Øvelse i kvantemekanik Kvantiseret konduktivitet 29 Øvelse i kvantemekanik Kvantiseret konduktivitet 5.1 Indledning Denne øvelse omhandler et fænomen som blandt andet optræder i en ganske dagligdags situation hvor et mekanisk relæ afbrydes. Overraskende

Læs mere

Vi søger efter livsbetingelser og/eller liv i rummet (evt. fossiler) med det mål at få svar på spørgsmålet:

Vi søger efter livsbetingelser og/eller liv i rummet (evt. fossiler) med det mål at få svar på spørgsmålet: Liv i Universet De metoder vi anvender til at søge efter liv i Universet afhænger naturligvis af hvad vi leder efter. Her viser det sig måske lidt overraskende at de processer vi kalder for liv, ikke er

Læs mere

Danmarks Tekniske Universitet

Danmarks Tekniske Universitet Danmarks Tekniske Universitet Side 1 af 9 sider Skriftlig prøve, lørdag den 13. december, 2014 Kursus navn Fysik 1 Kursus nr. 10916 Varighed: 4 timer Tilladte hjælpemidler: Alle tilladte hjælpemidler på

Læs mere

Af Søren Bertil Fabricius Dorch, Syddansk Universitet og Sven Ove Thimm, Hjørring Gymnasium

Af Søren Bertil Fabricius Dorch, Syddansk Universitet og Sven Ove Thimm, Hjørring Gymnasium Vor magnetiske sol Af Søren Bertil Fabricius Dorch, Syddansk Universitet og Sven Ove Thimm, Hjørring Gymnasium Solen kan være meget aktiv med voldsomme udbrud. Til andre tider sløv og rolig. Hvad er egentlig

Læs mere

Kommentarer vedr. Spørgsmål omkring vindmøller betydning for vind og kitesurfere ved Hanstholm

Kommentarer vedr. Spørgsmål omkring vindmøller betydning for vind og kitesurfere ved Hanstholm MEMO To Mio Schrøder Planenergi, Århus 10 July 2017 Kommentarer vedr. Spørgsmål omkring vindmøller betydning for vind og kitesurfere ved Hanstholm Dette notat er at betragte som et tillæg til rapporten

Læs mere

Optisk gitter og emissionsspektret

Optisk gitter og emissionsspektret Optisk gitter og emissionsspektret Jan Scholtyßek 19.09.2008 Indhold 1 Indledning 1 2 Formål og fremgangsmåde 2 3 Teori 2 3.1 Afbøjning................................... 2 3.2 Emissionsspektret...............................

Læs mere

Budgettet Drivhusgasbudgettet og 2 graders målet NOAHs Forlag

Budgettet Drivhusgasbudgettet og 2 graders målet NOAHs Forlag Budgettet Drivhusgasbudgettet og 2 graders målet I 10.000 år der været et ret stabilt klima på Jorden. Drivhuseffekten har været afgørende for det stabile klima, og den afgøres af mængden af kuldioxid

Læs mere

Theory Danish (Denmark)

Theory Danish (Denmark) Q1-1 To mekanikopgaver (10 points) Læs venligst den generelle vejledning i en anden konvolut inden du går i gang. Del A. Den skjulte metalskive (3.5 points) Vi betragter et sammensat legeme bestående af

Læs mere

Kikkertoptik. Kikkertoptik. Kikkertteknologi. Optiske specifikationer. Kikkertegenskaber. At købe en kikkert. Rengøring af kikkerten

Kikkertoptik. Kikkertoptik. Kikkertteknologi. Optiske specifikationer. Kikkertegenskaber. At købe en kikkert. Rengøring af kikkerten Kikkertoptik Kikkertoptik Kikkertteknologi Optiske specifikationer Kikkertegenskaber At købe en kikkert Rengøring af kikkerten Kikkertoptik Generel beskrivelse: En kikkert er et optisk præcisionsinstrument,

Læs mere

Drømmerejser Ny Prisma Fysik og kemi 8. Skole: Navn: Klasse:

Drømmerejser Ny Prisma Fysik og kemi 8. Skole: Navn: Klasse: Drømmerejser Ny Prisma Fysik og kemi 8 Skole: Navn: Klasse: Opgave 1 En rumraket skal have en bestemt fart for at slippe væk fra Jorden. Hvor stor er denne fart? Der er 5 svarmuligheder. Sæt et kryds.

Læs mere

Theory Danish (Denmark)

Theory Danish (Denmark) Q3-1 Large Hadron Collider (10 point) Læs venligst de generelle instruktioner fra den separate konvolut, før du starter på denne opgave. Denne opgave handler om fysikken bag partikelacceleratorer LHC (Large

Læs mere

Drivhuseffekten er det fænomen der søger for at jorden har en højere middeltemperatur, end afstanden til solen berettiger til.

Drivhuseffekten er det fænomen der søger for at jorden har en højere middeltemperatur, end afstanden til solen berettiger til. 1 Modul 5 Vejr og klima Drivhuseffekten gør at der er liv på jorden Drivhuseffekten er det fænomen der søger for at jorden har en højere middeltemperatur, end afstanden til solen berettiger til. Planeten

Læs mere

Billund Bygger Musik: Lærervejledning

Billund Bygger Musik: Lærervejledning Billund Bygger Musik: Lærervejledning Science of Sound og Music Velkommen til Billund Builds Music! Vi er så glade og taknemmelige for, at så mange skoler og lærere i Billund er villige til at arbejde

Læs mere

2. Drivhusgasser og drivhuseffekt

2. Drivhusgasser og drivhuseffekt 2. Drivhusgasser og drivhuseffekt Af Peter Bondo Christensen og Lone Als Egebo Drivhuseffekt Når Solens kortbølgede stråler går gennem atmosfæren, rammer de Jorden og varmer dens overflade op. Så bliver

Læs mere

Moderne Fysik 1 Side 1 af 7 Speciel Relativitetsteori

Moderne Fysik 1 Side 1 af 7 Speciel Relativitetsteori Moderne Fysik 1 Side 1 af 7 Hvad sker der, hvis man kører i en Mazda med nærlysfart og tænder forlygterne?! Kan man se lyset snegle sig afsted foran sig...? Klassisk Relativitet Betragt to observatører

Læs mere

Antennens udstrålingsmodstand hvad er det for en størrelse?

Antennens udstrålingsmodstand hvad er det for en størrelse? Antennens udstrålingsmodstand hvad er det for en størrelse? Det faktum, at lyset har en endelig hastighed er en forudsætning for at en antenne udstråler, og at den har en ohmsk udstrålingsmodstand. Den

Læs mere

December / Januar 2008 / 09

December / Januar 2008 / 09 6 kilo til kassen NR. 5. 11. ÅRGANG December / Januar 2008 / 09 Midtjysk Astronomiforening Formand: Tonni Thorsager Kragelund Møllevej 25, 8600 Silkeborg, tlf: 8686 7142 e-mail: tontho@mail.dk Næstformand:

Læs mere

July 23, 2012. FysikA Kvantefysik.notebook

July 23, 2012. FysikA Kvantefysik.notebook Klassisk fysik I slutningen af 1800 tallet blev den klassiske fysik (mekanik og elektromagnetisme) betragtet som en model til udtømmende beskrivelse af den fysiske verden. Den klassiske fysik siges at

Læs mere

Kvantefysik. Objektivitetens sammenbrud efter 1900

Kvantefysik. Objektivitetens sammenbrud efter 1900 Kvantefysik Objektivitetens sammenbrud efter 1900 Indhold 1. Formål med foredraget 2. Den klassiske fysik og determinismen 3. Hvad er lys? 4. Resultater fra atomfysikken 5. Kvantefysikken og dens konsekvenser

Læs mere

Hvordan blev Universet og solsystemet skabt? STEEN HANNESTAD INSTITUT FOR FYSIK OG ASTRONOMI

Hvordan blev Universet og solsystemet skabt? STEEN HANNESTAD INSTITUT FOR FYSIK OG ASTRONOMI Hvordan blev Universet og solsystemet skabt? STEEN HANNESTAD INSTITUT FOR FYSIK OG ASTRONOMI HVAD BESTÅR JORDEN AF? HVILKE BYGGESTEN SKAL DER TIL FOR AT LIV KAN OPSTÅ? FOREKOMSTEN AF FORSKELLIGE GRUNDSTOFFER

Læs mere

Wavelet Analyse. Arne Jensen Institut for Matematiske Fag Aalborg Universitet

Wavelet Analyse. Arne Jensen Institut for Matematiske Fag Aalborg Universitet Wavelet Analyse Arne Jensen Institut for Matematiske Fag Aalborg Universitet 1 Introduktion Numb3rs episoden on pengeforfalskning brugte wavelet analyse. Wavelet analyse er en relativt ny opdagelse, som

Læs mere

2. Drivhusgasser og drivhuseffekt

2. Drivhusgasser og drivhuseffekt 2. Drivhusgasser og drivhuseffekt Af Peter Bondo Christensen og Lone Als Egebo Drivhuseffekt Når Solens kortbølgede stråler går gennem atmosfæren, rammer de Jorden og varmer dens overflade op. Så bliver

Læs mere

Arbejdsopgaver i emnet bølger

Arbejdsopgaver i emnet bølger Arbejdsopgaver i emnet bølger I nedenstående opgaver kan det oplyses, at lydens hastighed er 340 m/s og lysets hastighed er 3,0 10 m/s 8. Opgave 1 a) Beskriv med ord, hvad bølgelængde og frekvens fortæller

Læs mere

Et unikt tilbud. Økonomi

Et unikt tilbud. Økonomi Vi ligger i et naturskønt området med mange fredninger, og derfor rettede vi henvendelse til Esbjerg Kommune, og sidste år havde vi Fredningsnævnet på en besigtigelse, hvor udfaldet blev, at vi kunne få

Læs mere

Drivhuseffekten er det fænomen, der sørger for at jorden har en højere middeltemperatur, end afstanden til solen berettiger til.

Drivhuseffekten er det fænomen, der sørger for at jorden har en højere middeltemperatur, end afstanden til solen berettiger til. 1 Modul 5 Vejr og klima Drivhuseffekten gør at der er liv på jorden Drivhuseffekten er det fænomen, der sørger for at jorden har en højere middeltemperatur, end afstanden til solen berettiger til. Planeten

Læs mere

Skabelsesberetninger

Skabelsesberetninger Troels C. Petersen Niels Bohr Instituttet Big Bang til Naturvidenskab, 7. august 2017 Skabelsesberetninger 2 Tidlig forestilling om vores verden 3 13.8 milliarder år siden Big Bang 4 Universets historie

Læs mere

Professional Series bevægelsesdetektorer Ved, hvornår alarmen skal lyde. Ved, hvornår den ikke skal.

Professional Series bevægelsesdetektorer Ved, hvornår alarmen skal lyde. Ved, hvornår den ikke skal. Professional Series bevægelsesdetektorer Ved, hvornår alarmen skal lyde. Ved, hvornår den ikke skal. Nu med Antimask teknologi, flere zoner og spraydetektering Uovertrufne Bosch teknologier forbedrer detekteringsevnen

Læs mere

Fysik A. Studentereksamen. Torsdag den 27. maj 2010 kl

Fysik A. Studentereksamen. Torsdag den 27. maj 2010 kl Fysik A Studentereksamen 1stx101-FYS/A-27052010 Torsdag den 27. maj 2010 kl. 9.00-14.00 Opgavesættet består af 7 opgaver med tilsammen 15 spørgsmål. Svarene på de stillede spørgsmål indgår med samme vægt

Læs mere

Verdens alder ifølge de højeste autoriteter

Verdens alder ifølge de højeste autoriteter Verdens alder ifølge de højeste autoriteter Alle religioner har beretninger om verdens skabelse og udvikling, der er meget forskellige og udsprunget af spekulation. Her fortælles om nogle få videnskabelige

Læs mere

Løsningsforslag til fysik A eksamenssæt, 23. maj 2008

Løsningsforslag til fysik A eksamenssæt, 23. maj 2008 Løsningsforslag til fysik A eksamenssæt, 23. maj 2008 Kristian Jerslev 22. marts 2009 Geotermisk anlæg Det geotermiske anlæg Nesjavellir leverer varme til forbrugerne med effekten 300MW og elektrisk energi

Læs mere

Komet Støv nøglen til livets oprindelse?

Komet Støv nøglen til livets oprindelse? Komet Støv nøglen til livets oprindelse? Af Anja C. Andersen, NORDITA Kometer har altid pirret menneskers nysgerrighed ikke mindst fordi de er indhyllet i gas og støv så deres indre ikke kan ses. Kometerne

Læs mere

Universet. Opgavehæfte. Navn: Klasse

Universet. Opgavehæfte. Navn: Klasse Universet Opgavehæfte Navn: Klasse Mål for emnet: Rummet Hvor meget ved jeg før jeg går i gang Skriv et tal fra 0-5 Så meget ved jeg, når jeg er færdig Skriv et tal fra 0-5 Jeg kan beskrive, hvad Big Bang

Læs mere

Lyset fra verdens begyndelse

Lyset fra verdens begyndelse Lyset fra verdens begyndelse 1 Erik Høg 11. januar 2007 Lyset fra verdens begyndelse Længe før Solen, Jorden og stjernerne blev dannet, var hele universet mange tusind grader varmt. Det gamle lys fra den

Læs mere

7 QNL 2PYHQGWSURSRUWLRQDOLWHW +27I\VLN. 1 Intro I hvilket af de to glas er der mest plads til vand?: Hvorfor?:

7 QNL 2PYHQGWSURSRUWLRQDOLWHW +27I\VLN. 1 Intro I hvilket af de to glas er der mest plads til vand?: Hvorfor?: 1 Intro I hvilket af de to glas er der mest plads til vand?: Hvorfor?: Angiv de variable: Check din forventning ved at hælde lige store mængder vand i to glas med henholdsvis store og små kugler. Hvor

Læs mere

Kræfter og Arbejde. Frank Nasser. 21. april 2011

Kræfter og Arbejde. Frank Nasser. 21. april 2011 Kræfter og Arbejde Frank Nasser 21. april 2011 c 2008-2011. Dette dokument må kun anvendes til undervisning i klasser som abonnerer på MatBog.dk. Se yderligere betingelser for brug her. Bemærk: Dette er

Læs mere

OPTIMAL YDELSE TAKKET VÆRE DOBBELT UDSKILLERFUNKTION. Flamcovent Smart Flamco Clean Smart Flamcovent Clean Smart

OPTIMAL YDELSE TAKKET VÆRE DOBBELT UDSKILLERFUNKTION. Flamcovent Smart Flamco Clean Smart Flamcovent Clean Smart OPTIMAL YDLS TAKKT VÆR DOBBLT UDSKILLRFUNKTION Flamcovent Smart Flamco Clean Smart Flamcovent Clean Smart fantastisk nyskabelse Der findes altid luftbobler og smudspartikler i varme- og kølesystemer. Smudset

Læs mere

Folkeskolens afgangsprøve Maj-juni 2006 Fysik / kemi - Facitliste

Folkeskolens afgangsprøve Maj-juni 2006 Fysik / kemi - Facitliste Folkeskolens afgangsprøve Maj-juni 2006 1/25 Fk5 Opgave 1 / 20 (Opgaven tæller 5 %) I den atommodel, vi anvender i skolen, er et atom normalt opbygget af 3 forskellige partikler: elektroner, neutroner

Læs mere

Studieretningsprojekter i machine learning

Studieretningsprojekter i machine learning i machine learning 1 Introduktion Machine learning (ml) er et område indenfor kunstig intelligens, der beskæftiger sig med at konstruere programmer, der kan kan lære fra data. Tanken er at give en computer

Læs mere

The Big Bang. Først var der INGENTING. Eller var der?

The Big Bang. Først var der INGENTING. Eller var der? Først var der INGENTING Eller var der? Engang bestod hele universet af noget, der var meget mindre end den mindste del af en atomkerne. Pludselig begyndte denne kerne at udvidede sig med voldsom fart Vi

Læs mere

Fysik. Formål og perspektiv. Emneområder

Fysik. Formål og perspektiv. Emneområder Fysik Formål og perspektiv Mennesket har altid undret sig over naturen og været optaget af at erkende den. Gennem iagttagelser, eksperimenter og tænkning udvikler fysikerne stadig dybere erkendelse af

Læs mere