Het "Kleine Wetenschappelijke Vragen" Topic #9

quote:

Op woensdag 27 december 2017 11:21 schreef Haushofer het volgende:

[..]

Hoe kan straling voor een expansie zorgen als volgens de CMB het heelal isotroop is? Er is dan toch geen voorkeursrichting?

Niet dat ik in die theorie van stralingsdruk geloof, maar ik zie niet hoe een isotroop heelal dat zou weerleggen. In een isotroop heelal is alles wat je waarneemt isotroop, de straling, de redshift, de massaverdeling, etc.. dus waar zou die voorkeursrichting vandaan komen? Waarom impliceert expansie een voorkeursrichting?

quote:

Op donderdag 28 december 2017 09:07 schreef crystal_meth het volgende:

[..]

Niet dat ik in die theorie van stralingsdruk geloof, maar ik zie niet hoe een isotroop heelal dat zou weerleggen. In een isotroop heelal is alles wat je waarneemt isotroop, de straling, de redshift, de massaverdeling, etc.. dus waar zou die voorkeursrichting vandaan komen? Waarom impliceert expansie een voorkeursrichting?

Ja, je hebt gelijk, ik zit teveel in een analogie met een doos gas te denken.

Vraagje over supergeleiding:

quote:

In a superconductor, the resistance drops abruptly to zero when the material is cooled below its critical temperature.

Maar bij een constante temperatuur hebben de atomen hebben niet allemaal dezelfde kinetische energie, die varieert volgens een probabiliteitsdistributie. Waarom is er dan een abrupte overgang, is dat een soort "percolatie" fenomeen (maw heb je bij een hogere temperatuur geisoleerde gebieden van supergeleiding, en is de kritische temperatuur het punt waarop de maximum lengte van een verbonden pad oneindig wordt?) Maar dan zou de weerstand tot nul naderen als je de kritische temperatuur benadert.

En een gelijkaardige vraag over het smeltpunt van een zuivere stof: waarom is een stof volledig vloeibaar bij T_s+0.01°C, en volledig vast bij T_s-0.01°C?

[ Bericht 0% gewijzigd door crystal_meth op 07-01-2018 16:08:27 ]

Blijkbaar is de supergeleidingsgrens een materiaaleigenschap net als smeltpunt, en is er een materiaalspecifiek punt waar je een omslag hebt

quote:

Op vrijdag 5 januari 2018 22:03 schreef Pietverdriet het volgende:
Blijkbaar is de supergeleidingsgrens een materiaaleigenschap net als smeltpunt, en is er een materiaalspecifiek punt waar je een omslag hebt

Maar temperatuur is slechts een maat voor de gemiddelde kinetische energie van de atomen, de energie van de afzonderlijke atomen varieert. Hoe groot die spreiding bij vaste stoffen of lage temperaturen is weet ik niet (Maxwell- Boltzmann verdeling geldt enkel voor ideale gassen), maar ik neem aan dat die groter is dan de temperatuursmarge waarin de overgang plaatsvindt...

quote:

Op zaterdag 6 januari 2018 01:26 schreef crystal_meth het volgende:

[..]

Maar temperatuur is slechts een maat voor de gemiddelde kinetische energie van de atomen, de energie van de afzonderlijke atomen varieert. Hoe groot die spreiding bij vaste stoffen of lage temperaturen is weet ik niet (Maxwell- Boltzmann verdeling geldt enkel voor ideale gassen), maar ik neem aan dat die groter is dan de temperatuursmarge waarin de overgang plaatsvindt...

Ja dit is wel een interessant vraagstuk. Wat is de fysische reden dat sommige materialen opeens een weerstand van 0 krijgen bij een bepaalde temperatuur?
Qua elektrische geleiding dan.

Bose-Einstein condensatie.

quote:

Op zaterdag 6 januari 2018 09:51 schreef Haushofer het volgende:
Bose-Einstein condensatie.

Zie niet wat dit met supergeleiding te maken heeft?

quote:

Op zaterdag 6 januari 2018 10:58 schreef Pietverdriet het volgende:

[..]

Zie niet wat dit met supergeleiding te maken heeft?

Alles. Beneden een bepaalde temperatuur storten de Cooperparen, gevormd door de elektronen in een supergeleider, zich in de laagste energietoestand. Dit kun je opvatten als een fase-overgang. Je kunt dan geen energie meer onttrekken aan de elektronen, met als gevolg supergeleiding.

Zie b.v. https://en.m.wikipedia.org/wiki/Ginzburg–;Landau_theory

quote:

Op zaterdag 6 januari 2018 19:45 schreef Haushofer het volgende:

[..]

Alles. Beneden een bepaalde temperatuur storten de Cooperparen, gevormd door de elektronen in een supergeleider, zich in de laagste energietoestand. Dit kun je opvatten als een fase-overgang. Je kunt dan geen energie meer onttrekken aan de elektronen, met als gevolg supergeleiding.

Zie b.v. https://en.m.wikipedia.org/wiki/Ginzburg–;Landau_theory

Thanks
Beetje verder zoekend kwam ik dit tegen
https://www.physik.tu-dre(...)uperconductivity.pdf

Op blz 15 leiden ze de condensatie af. Merk op dat dit alleen mogelijk is voor bosonen en het feit dat de elektronen Cooper-paren vormen.

Het fenomeen supervloeibaarheid (van bv Helium) heeft dezelfde verklaring.

De pdf van de cursus is echt alles wat je wilt weten van supergeleiding.

quote:

Op zaterdag 6 januari 2018 19:52 schreef Pietverdriet het volgende:

[..]

Thanks
Beetje verder zoekend kwam ik dit tegen
https://www.physik.tu-dre(...)uperconductivity.pdf

Nice!

De figuur op pagina 6 suggereert dat ik "abrupt" iets te letterlijk nam.

M'n smeltpunt analogie was trouwens fout, een smeltpunt kan een exacte temperatuur hebben want daar moet heel wat latente warmte toe- of afgevoerd worden om de fase-overgang te bewerkstelligen. Bij supergeleiding blijkbaar niet, volgens pag 31 is de faseovergang continu in Tc, niet eerste orde (geen latente warmte dus).

quote:

Op zondag 7 januari 2018 09:13 schreef Haushofer het volgende:
Op blz 15 leiden ze de condensatie af. Merk op dat dit alleen mogelijk is voor bosonen en het feit dat de elektronen Cooper-paren vormen.

Het fenomeen supervloeibaarheid (van bv Helium) heeft dezelfde verklaring.

Zal al blij zijn als ik de afgeleide formules in die pdf kan interpreteren...

quote:

Op maandag 29 januari 2018 18:18 schreef Molurus het volgende:
Ok, ik vroeg mij wederom iets af dat geen separaat topic waard is maar dat toch wel interessant is:

In principe gaat niets sneller dan het licht, toch kan een schaduw (wat eigenlijk niet echt een 'ding' is) zich wel degelijk sneller dan het licht verplaatsen.

Stel nu dat je zo'n situatie hebt... stel dat iemand een Batman symbool vanaf de maan projecteert op aarde en vervolgens die projectie laat verschuiven over het aardoppervlak met een snelheid die groter is dan die van het licht.

Stel je vervolgens voor dat er een waarnemer op het aardoppervlak staat (zeg: op een uitkijktoren van 20 meter hoog) die naar dat Batman symbool kijkt terwijl het zich verplaatst langs/over die toren.

Wat zal die waarnemer dan zien?

Mijn intuitie zegt me dat die waarnemer 2 Batman symbolen van zich af ziet bewegen. 1 in de richting waarin dat symbool zich verplaatst, en 1 in de richting van waar dat symbool vandaan kwam.

Toch zou dat best wel een heel vreemde uitkomst zijn. Klopt dit wel?

Ja, dat klopt. Hij kan ook het hele aardoppervlak kortstondig, bvb een microseconde, belichten, dan zou de waarnemer een 300 meter brede cirkelring zien waarvan de straal met 300.000 km/sec toeneemt.

quote:

Op maandag 29 januari 2018 18:18 schreef Molurus het volgende:
Ok, ik vroeg mij wederom iets af dat geen separaat topic waard is maar dat toch wel interessant is:

In principe gaat niets sneller dan het licht, toch kan een schaduw (wat eigenlijk niet echt een 'ding' is) zich wel degelijk sneller dan het licht verplaatsen.

Stel nu dat je zo'n situatie hebt... stel dat iemand een Batman symbool vanaf de maan projecteert op aarde en vervolgens die projectie laat verschuiven over het aardoppervlak met een snelheid die groter is dan die van het licht.

Stel je vervolgens voor dat er een waarnemer op het aardoppervlak staat (zeg: op een uitkijktoren van 20 meter hoog) die naar dat Batman symbool kijkt terwijl het zich verplaatst langs/over die toren.

Wat zal die waarnemer dan zien?

Mijn intuitie zegt me dat die waarnemer 2 Batman symbolen van zich af ziet bewegen. 1 in de richting waarin dat symbool zich verplaatst, en 1 in de richting van waar dat symbool vandaan kwam.

Toch zou dat best wel een heel vreemde uitkomst zijn. Klopt dit wel?

Hoezo een in de richting waar die vandaan komt?

quote:

Op donderdag 1 februari 2018 12:08 schreef crystal_meth het volgende:

[..]

Ja, dat klopt. Hij kan ook het hele aardoppervlak kortstondig, bvb een microseconde, belichten, dan zou de waarnemer een 300 meter brede cirkelring zien waarvan de straal met 300.000 km/sec toeneemt.

De lichtbundel is 300 meter lang, maar de breedte van de cirkel varieerd over de bolling van de aarde.

Tja, zo zou je een laserstraal met polariserende spiegels kunnen splitsen en naar links en rechts kunnen laten gaan de lengte van die straal neemt dan met twee keer de lichtsnelheid toe (maar niet heus)

quote:

Op donderdag 1 februari 2018 16:42 schreef jatochneetoch het volgende:

[..]

De lichtbundel is 300 meter lang, maar de breedte van de cirkel varieerd over de bolling van de aarde.

Weet ik, maar iemand die 20 meter hoog staat zou toch niet verder dan 20 km kunnen zien.

quote:

Op donderdag 1 februari 2018 16:52 schreef crystal_meth het volgende:

[..]

Weet ik, maar iemand die 20 meter hoog staat zou toch niet verder dan 20 km kunnen zien.

Als die dan precies naar de aarde toe ziet, ziet die helemaal geen cirkel maar gewoon 20 km licht.

quote:

Op donderdag 1 februari 2018 17:41 schreef jatochneetoch het volgende:

[..]

Als die dan precies naar de aarde toe ziet, ziet die helemaal geen cirkel maar gewoon 20 km licht.

Hoezo? Hij ziet tot 20 km afstand in elke richting. De lichtbron bevindt zich loodrecht boven z'n hoofd, op enkele honderdduizenden kilometers afstand. Stel dat het oppervlak volledig duister is, op t=0 bereikt het licht het aardoppervlak (op 20 km afstand is het 0.1 μs later, door de kromming van de aarde is het oppervlak daar 31 meter verder van de bron verwijderd, maar dat verwaarlozen we even). Op t=1μs is het oppervlak weer duister.

Het oppervlak is dus verlicht gedurende 0<=t<=1μs. Maar op t=0 ziet hij nog een donker oppervlak, pas na 0.067 μs bereikt het eerste licht hem (van het oppervlak recht onder z'n toren, dat 20 meter verwijderd is).
Wat ziet hij wanneer t=T μs? Dat gedeelte van het opervlak waarvan het licht T-1 μs tot T μs nodig heeft om hem te bereiken, maw dat (T-1)*300 meter tot T* 300 meter van hem af ligt.
Stel dat t=5 μs. Het oppervlak was enkel tussen t=0μs en t=1μs verlicht, dus ziet hij enkel dat gedeelte van het oppervlak waarvan het licht 4 tot 5 μs nodig heeft om hem te bereiken. Maw een cirkelring met binnenstraal 1200 meter en buitenstraal 1500 meter. Alles binnen die ring is donker, want licht daarvan is vertrokken toen t>1 μs, en alles buiten de cirkelring is donker, want dat licht is meer dan 5 μs geleden, dus op t<0 vertrokken.

De ring wordt groter met stijgende t, maar behoudt (ongeveer) dezelfde breedte, na 67 μs is de straal 20 km en verdwijnt ie over de horizon.

quote:

Op donderdag 1 februari 2018 19:02 schreef crystal_meth het volgende:

[..]

Hoezo? Hij ziet tot 20 km afstand in elke richting. De lichtbron bevindt zich loodrecht boven z'n hoofd, op enkele honderdduizenden kilometers afstand. Stel dat het oppervlak volledig duister is, op t=0 bereikt het licht het aardoppervlak (op 20 km afstand is het 0.1 μs later, door de kromming van de aarde is het oppervlak daar 31 meter verder van de bron verwijderd, maar dat verwaarlozen we even). Op t=1μs is het oppervlak weer duister.

Het oppervlak is dus verlicht gedurende 0<=t<=1μs. Maar op t=0 ziet hij nog een donker oppervlak, pas na 0.067 μs bereikt het eerste licht hem (van het oppervlak recht onder z'n toren, dat 20 meter verwijderd is).
Wat ziet hij wanneer t=T μs? Dat gedeelte van het opervlak waarvan het licht T-1 μs tot T μs nodig heeft om hem te bereiken, maw dat (T-1)*300 meter tot T* 300 meter van hem af ligt.
Stel dat t=5 μs. Het oppervlak was enkel tussen t=0μs en t=1μs verlicht, dus ziet hij enkel dat gedeelte van het oppervlak waarvan het licht 4 tot 5 μs nodig heeft om hem te bereiken. Maw een cirkelring met binnenstraal 1200 meter en buitenstraal 1500 meter. Alles binnen die ring is donker, want licht daarvan is vertrokken toen t>1 μs, en alles buiten de cirkelring is donker, want dat licht is meer dan 5 μs geleden, dus op t<0 vertrokken.

De ring wordt groter met stijgende t, maar behoudt (ongeveer) dezelfde breedte, na 67 μs is de straal 20 km en verdwijnt ie over de horizon.

Ah zo ik snap het

quote:

Op woensdag 19 oktober 2016 19:54 schreef ziggyziggyziggy het volgende:
Een vraagje uit het dagelijks leven: als ik een pannetje melk op het gas heb staan en lekker heet maak, komt er geen damp af. Als ik het gas uitdraai, begint de melk binnen enkele seconden te dampen. Hoe komt dat?

Bij een ketel met water gebeurt precies hetzelfde, ik heb me dit ook lang afgevraagd. Volgens mij gebeurt er het volgende:
Tijdens het verhitten is er een constante stroom hete water(of melk, in dit geval)damp vanaf het pannetje, maar door de hitte is deze voornamelijk gasvormig of opgelost in de lucht, en dus onzichtbaar. Bij het uitdraaien van het vuur stopt plots een groot deel van de verdamping, en de warmte aanvoer. Hierdoor kan er minder waterdamp opgelost blijven, en bovendien condenseert een deel van de waterdamp. Dit alles zie je als de plotselinge stoomwolk die verschijnt. Maar misschien zie ik iets over het hoofd...

De waterdamp wordt zichtbaar als het zich in koele lucht bevindt de temperatuur van de damp komt dan beneden het condensatiepunt.
Dit is goed zichtbaar bij condenssporen van straalvliegtuigen. Het spoor begint een eindje achter het vliegtuig. Is de lucht op grote hoogte bijzonder droog dan verdampen de dampdruppeltjes direct weer en is er geen spoor zichtbaar. Dit kan een repeterend dampspoor opleveren.

Hoe snel verliest een koelkast of vriezer zijn kou als je hem opendoet?

Heeft het nut om hem tussentijds steeds te sluiten als je bijvoorbeeld 1 minuut nodig hebt om meerdere handelingen uit te voeren, meerdere producten, achter elkaar, met tussenpozen eruit haalt er weer in stopt?

quote:

Op maandag 12 augustus 2019 07:20 schreef Braindead2000 het volgende:
Hoe snel verliest een koelkast of vriezer zijn kou als je hem opendoet?

Heeft het nut om hem tussentijds steeds te sluiten als je bijvoorbeeld 1 minuut nodig hebt om meerdere handelingen uit te voeren, meerdere producten, achter elkaar, met tussenpozen eruit haalt er weer in stopt?

Om die eerste vraag te beantwoorden:

https://en.wikipedia.org/wiki/Newton%27s_law_of_cooling

Hetzelfde geldt voor opwarming

quote:

Op maandag 12 augustus 2019 08:25 schreef Haushofer het volgende:

[..]

Om die eerste vraag te beantwoorden:

https://en.wikipedia.org/wiki/Newton%27s_law_of_cooling

Hetzelfde geldt voor opwarming

Dat ziet er nog al ingewikkeld uit. Stel nou dat de vriezer een temperatuur heeft van -20 en de kamertemperatuur 25 graden is. Als je het deurtje van de vriezer 10 seconde openhoudt.. hoe koud is het daar dan dan? En als je het 20 seconde openlaat?

Waarom werkt het alleen maar per druk zetten om cel bij cel bij te creëren bijv van een armcel naar een geheugencel🤩