Naturfag - Kapittel 2

Hva frakter EM-bølger?

De frakter energi

Hva er noen tips for å ivareta datasikkerhet?

- Bruke ulike passord på ulike nettsteder - Bruk Wi-Fi-nettverk som krever innlogging - Bruk 4G- eller 5G-nett framfor åpne Wi-Fi-nettverk. - Unngå å logge på nettbank eller andre nettsteder med sensitiv informasjon fra åpne nettverk. - Slett åpne Wi-Fi-nettverk fra listen over lagrede nettverk med jevne mellomrom slik at mobiltelefonen ikke automatisk logger seg på Wi-Fi-nettverk med samme navn. - Skru av Wi-Fi når den ikke er i bruk.

Hvilke typer bølger finnes det?

- Mekaniske bølger - Elektromagnetiske bølger (EM-bølger)

Hvilken bølgelengde har synlig lys?

400 - 800 nm.

Hva er det siste og raskeste mobilnettverket?

5G. Den gir høyere hastigheter enn de andre mobilnettverkene. Men utbygging av nye antenner og oppgradering av eksisterende basestasjoner er kostbart og det kan ta flere år før 5G-nettet er ferdig utbygget i Norge.

Hva kalles det når man modulerer en bærebølge ved å variere i amplituden?

Amplitudeskiftmodulasjon (ASK)

Hva er planene for når man kan ta i bruk 5G-nettet?

Bedre trafikkavvikling og sikre helsetjenester. - Selvkjørende bilder. - Bruk av mobilnett til å overføre informasjon mellom apparater i en ambulanse og et sykehus, slik at leger umiddelbart kan gjøre en medisinsk vurdering før ambulansen kommer fram til sykehuset.

Hva er en bærebølge?

Bærebølge er en bølgeform som er modulert for å representere informasjon for overføring.

Forklar brytning

Bølger i overgangen mellom to stoffer brytes også. Når for eksempel lysbølgene går fra luft til vann så brytes bølgene og det er lett å se fordi de begge er gjennomsiktige. For eksempel vil en åre se knekt ut og befinner seg et annet sted enn det man tror. Det er fordi lyset brytes. Brytningen av lyset oppstår fordi lysbølgene beveger seg med forskjellig fart i forskjellige stoffer. Denne fartsendringen gjør at bølgene endrer retning i det de går fra det ene stoffet til det andre. EM-bølgene beveger seg med større fart i luft enn i vann og glass. Derfor blir lysstrålen brutt i overgangen mellom stoffene.

Hva er bølger?

Bølger sprer seg i en eller flere retninger.

Forklar hvordan en bølge ser ut og noen viktige begreper.

Bølgetopp: Det høyeste punktet på en bølge Bølgebunn: Det laveste punktet på en bølge Amplituden: Avstanden fra bølgens likevektslinje (midtpunktet) og opp til bølgetoppen. Symbol A. Bølgelengden: Avstanden mellom to bølgetopper. Her brukes symbolet lambda λ.

Hvordan er amplituden til en lydbølge til en høy lyd?

Da er amplituden stor. Den frakter med seg mye energi.

Hva kan skje om man er pålogget på åpne Wi-Fi-nettverk?

Da kan personer som er koplet til det samme nettverket med litt datakunnskap kunne se all informasjon vi sender over det trådløse nettverket.

Forklar en metode for å sende digital informasjon ved hjelp av IR-stråling.

Da lar man hvert tall bli representert ved IR-signal med varighet på 10 ms. Et tall overføres da ved å sende IR-stråling de første 8ms etterfulgt av 2 ms uten stråling. En null overføres ved å sende stråling i 2 ms etterfulgt av 8 ms uten stråling. Ved å sette sammen flere slike IR-signaler på 10 ms, kan man overføre lange rekker med nuller og ettall. På 1 sekund kan man overføre hundre nuller og ettall. BILDE

Hva skjer når en lydbølge treffer øret ditt?

Da vil lydbølgen sette trommehinnene i øret i bevegelse. De svinger i takt med lydbølgene som treffer dem og tolkes deretter av hjernen.

Hvordan bruker olje- og gassindustrien lydbølger?

De bruker lydbølger for å søke etter olje og gass. Mange båter bruker ekkolodd til å måle havdybden. Ekkoloddet måler bygden ved å registrere hvor lang tid lydbølgene bruker fra båten og ned til havbunnen og opp igjen.

Hva frakter bølgene?

De frakter energi. Energien til en bølge er avhengig av amplituden og frekvensen. Desto størres amplitude en bølge har, desto mer energi frakter den med seg.

Hva gjør mobilnettverk?

De gjør at mobiltelefonene kan kommunisere med andre telefoner eller koble seg på internett via en basestasjon i nærheten.

Hva slags bølger kan ørene registere?

De kan registrere lydbølger

Hva slags stråling bruker mobiler?

De kommuniserer via EM-bølger.

Hva gjør de fleste trådløse systemer?

De mottar og sender digital informasjon?

Hvor oppstår vannbølger?

De oppstår som regel i overgangen der vann møter luft.

Hvor lang har teknologiutviklen kommet?

De siste hundre årene har man fått apparater som kan registrere lydbølger og EM-bølger som vi ikke kan oppfatte med sansene våre. Da kan vi sende store mengder informasjon i form av bølger som vi verken kan se eller høre. Egne sensorer og antenner fanger opp og tolker bølgene.

Hva kjennetegner elektromagnetiske bølger?

De trenger ikke et medium å spre seg i. De kan bevege seg i verdensrommet.

Hva er en basestasjon

Den inneholder flere antenner og kan motta signaler fra en mobiltelefon. Basestasjonen videreformidler signalene ved å sende med til en annen telefon, enten direkte eller via en annen basestasjon.

Hvordan kan man lese radiobølger?

Dersom bølger flytter seg til høyre må man lese bølgen fra høyre til venstre. Her avgjør lengden på perioden med stor amplitude om det er ett, to eller flere ettall etter hverandre, og tilsvarende for nuller. Liten amplitude tolkes som null, men stor tolkes som 1. BILDE

Hva vil det si at informasjonen er digital?

Det betyr at den lagres som tallverdier. Det er bestemte rekker med nuller og ettall, det vi kaller binære tall.

Hva er signal?

Det brukes om bølger (radiobølger eller infrarød stråling) når de skal overføre informasjon.

Hva heter spekteret som viser de ulike EM-bølgene?

Det elektromagnetiske spekteret

Hva er frekvens?

Det er antallet bølgetopper som passerer et punkt per sekund. Dette er det samme som antall svingninger per sekund. Her brukes symbolet f. Frekvensen måler vi i måleenheten hertz (Hz).

Hva er mekaniske bølger?

Det er bølger som trenger et stoff, et medium å bevege seg i. Det kan være luft, vann eller faste stoffer, som tak, vegg eller bakken man går på.

Hva kan den modulerte bølgen?

Det er en EM-bølge som kan brukes til å overføre den digitale informasjonen trådløst.

Hva er en svingning?

Det er en bevegelse som gjentar seg fra en ytterstilling til en annen. F.eks en huske. Det er gjennomført en svingning når huska er tilbake der den startet.

Hva er ekkolokalisering?

Det er en metode flaggermus bruker for å navigere i mørket når de jakter. De bruker ultralyd og foregår ved at flaggermusa sender ut høyfrekvent lyd. Når den treffer et insekt, reflekteres noe av lyden tilbake og treffer ørene til flaggermusa. Da kan hjernen beregne hvor insektet befinner seg.

Hva skjer under kontaktløs betaling?

Det er et eksempel på ASK. Når kortet holdes noen cm fra leseren, vil kortleseren og kortet utveksle informasjon ved hjelp av ASK. Det spesielle med kontaktløs betaling er at kun kortleseren er koblet til strøm. Chipen i kortet klarer likevel å sende digital informasjon ved at EM-bølger fra kortleseren setter elektronene i kortet i bevegelse. Slik dannes det nok strøm til at kortet selv kan tolke informasjonen fra kortleseren og sende informasjon tilbake i form av radiobølger. På denne måten vil kortleseren klare å identifisere hvilken konto pengene skal trekkes fra.

Hva er dopplereffekt?

Det er et fenomen som man observerer med ørene. Vi opplever denne effekten i situasjoner der kilden som sender ut bølgene, beveger seg i forhold til oss. F.eks en ambulanse med sirene. De vil sende ut lydbølger i alle retninger. Når ambulansen er på vei mot oss beveger lydbølgene og ambulansen seg begge mot oss. Etter en stund tar ambulansen oss igjen og passerer oss. Lydbølgene beveger seg fremdeles mot oss, men ambulansen kjører fra oss. Når ambulansen er på vei mot oss høres det ut som tonen til sirenen blir lysere mens tonen blir mørkere etter at ambulansen har passert oss og er på vei bort.

Hvorfor har det skjedd en slik utvikling av disse mobilnettverkene?

Det er fordi man har enda større behov for å sende større mengder digital informasjon.

Hva er lufttrykk?

Det er noe som er i luften rundt oss, og det kommer av at alle molekylene i luften hele tiden er i bevegelse og presser mot alle overflatene i rommet.

Hva er digital kommunikasjon?

Det er overføringer av digital informasjon mellom f.eks PC-er eller mobiltelefoner, og mellom en fjernkontroll og en TV. Denne overføringen kan skje via kabler eller trådløst via EM-bølger.

Hva skjer når en lydbølge passerer gjennom luften?

Det fører til små endringer i lufttrykket på stedet. Lufttrykket er høyest i fortetningene og lavest i fortynningene.

Hva kalles farten bølge beveger seg med?

Det kalles bølgefarten.

Hva kalles frekvens på 20 000 Hz?

Det kalles ultralyd

Hva kan man bruke amplitudemodelerte bølger til?

Det kan brukes til å sende informasjon fra en mobiltelefon til en annen. BILDE

Hvordan kan et glass knuse?

Det kan skje med resonans. Om man finner ut den naturlige frekvensen til et vinglass og kan treffe den tonen + holde den lenge, så vil glasset kunne knuses. Lydbølgene setter glasset i bevegelse slik at det begynner å svinge i takt med lydbølgene. Svingeingene som oppstår i glasset gjennom resonans, forsterkes nok til at det knuser. Bevegelsene i glasset blir så voldsomme at bindingene som holder atomene i glasset sammen bryter.

Hva er resonans?

Det meste rundt oss har en naturlig frekvens. Om man slår til en stemmegaffel vil den gi en tone og den sivinger med sin egen naturlige frekvens. En annen stemmegaffel kan ha en annen tone og dermed annen naturlig frekvens. Stemmegaffelen avgir energi til omgivelsene. Om man holder en stemmegaffel som vibrerer inntil en annen som kan svinge med samme frekvens, vil den andre stemmegaffelen også bevege på seg. Om man fortsetter å slå den første stemmegaffelen mot bordplaten vil svingningene i den andre øke fordi mer energi blir tilført. Det kalles resonans.

Hva skjer når flere bruker telefonen i samme område?

Digitale signaler man får, er radiobølger som sendes fra f.eks mobiltelefonen vår via en basestasjon og til en annen mobiltelefon. Alle som bruker mobiltelefonen i nærheten av samme basestasjon, vil kommunisere via denne.

Hvordan oppstår vannbølger?

Energi overføres til vannet. Ofte blir denne energien overført fra vinden, men det kan og være andre påvirkninger som kan sette vannet i bevegelse.

Hvordan kan EM-stråler påvirke dyr?

Enkelte fugler kan miste retningssansen av radiobølger som omgir oss. Det er fordi de navigerer etter jordas magnetfelt. Med stadig økende EM-stråling vil de elektromagnetiske bølgene forstyrre magnetfeltet og fuglene vil ikke klare å orientere seg.

Hva kalles det når man modulerer en bærebølge ved å variere i frekvens?

Frekvensskiftmodulasjon (FSK)

Hvor er bølgelengden lengst og hvor er den kortest på det elektromagnetiske spekteret

Gammastråling av lavest bølgelengde, og radiobølger har lengst.

Hva skjer i FSK?

Her varierer frekvensen. Høy frekvens betyr 1, lav frekvens betyr 0.

Hvordan sendes digital informasjon som bølger?

Hver av systemene har sine egne metoder for å sende digital informasjon som bølger. Alle metodene innebærer at man bruker en bærebølge, som vil si en EM-bølge med en bestemt frekvens til å frakte det digitale signalet. Ved å variere amplituden eller frekvensen, kan man skille imellom 0 og 1.

Hvordan kan en basestasjon skille de ulike kommunikasjonene fra hverandre?

Hver enkelt mobil vil sende informasjon til basestasjonen ved å bruke en bærebølge med en bestemt frekvens som er unik for denne samtalen. Det gjør at basestasjonen kan filtrere vekk all EM-stråling med en annen frekvens enn den som benyttes for en spesiell samtale. Hadde flere samtaler foregått ved hjelp av bærebølger med samme frekvens, ville man ikke kunnet skille den ene samtalen fra den andre.

Hvordan kan EM-stråler påvirke mennesker?

Høyfrekvente EM-stråling, som UV-stråling, røntgenstråling og radioaktiv stråling er skadelig for både mennesker og dyr. Man er skeptisk til om EM-stråling fra mobiltelefoner kan skade eller gjøre fysisk ubehag for mennesker.

Hva skjer med de mekaniske bølgene i et vakum?

I et vakuum vil det ikke være noe luft eller noe medium. Derfor vil man ikke høre noe lyd.

Hvor raskt beveger lyd seg i luft og i vann?

I luft: 340 meter i sekundet I vann: 1500 meter i skundet

Hvordan foregår kommunikasjonen ved IR-stråling?

IR-stråling fra en sender, f.eks en fjernkontroll, sendes som et signal. Dette signalet består av Ir-stråling som vekselvis skrus av og på. Når signalet registreres av mottakeren for eksempel en TV, blir signalet tolket og omgjort til nuller og ettall, altså digital informasjon.

Kan IR-stråling bli stoppet av fysiske gjenstander?

Ja, derfor brukes den for systemer der senderen og mottakeren befinner seg i samme rom.

Kan man bruke Wi-Fi til å koble mobilen trådløst til internett via en ruter?

Ja, ruteren er en felles oppkoblingspunkt for blant annet mobiltelefoner og datamaskiner. Wi-Fi er et lokalt nettverk som er tilgjengelig innenfor et begrenset område, f.eks et i et hus.

Kan vannbølger også brytes?

Ja. Når vi er på stranden kan man se at vannbølgene beveger seg saktere jo grunnere det blir. Bølgene brytes derfor gradvis når de kommer inn mot stranden. Brenninger skyldes at bølgetoppene har større fart enn bølgedalene.

Hva slags bølger kan huden vår registrere?

Langbølget varmestråling fra andre objekter

Hva slags frekvens har lyse og mørke toner?

Lys tone: høy frekvens Mørk tone: lav frekvens

Hvorfor blir ting speilvendt i et speil?

Lysbølgene som treffer speilet sendes tilbake med samme vinkel, men i motsatt retning. Derfor blir bildet speilvendt

Hvordan kan man observere dopplereffekt for lys?

Lysbølger fra fjerne stjerner og galakser blir presset sammen eller strukket ut dersom stjernen eller galakser beveger seg i forhold til oss, slik det er med lydbølger. Astrofysikere bruker dette for å beregne om stjernene og galaksene beveger seg mot eller fra oss, og hvor fort de beveger seg. - Stjerner som beveger seg mot oss, får lyset sitt forskjøvet mot den blå delen av spekteret fordi bølgelengden blir kortere. - Stjerner som beveger seg fra oss, får lyset sitt forskjøvet mot den røde delen av spekteret fordi bølgelengden øker. Vi kan ikke observere dopplereffekten for lys med øynene våre. Det kommer av at lys beveger seg ekstremt raskt i forhold til alt annet på jorda. Med mindre lyskilden beveger seg veldig fort blir ikke dopplereffekten merkbar, men den kan likevel måles med følsomme måleinstrumenter.

Hvordan får man fram regnbue ved brytning?

Lyset fra sola er satt sammen av lys med alle bølgelengdene i det synlige spekteret. Når lyset fra sola treffer vanndråper i luften, bryets lyset i overgangen mellom luft og vann. Ikke bare beveger lys seg saktere i vann enn i luft, men de ulike bølgelengdene av lyset beveger seg med ulik fart i vannet. Derfor ytes fargene i det hvite lyset ulikt. Fargene sprer seg og man ser en regnbue.

Hvorfor er himmelens farge blå?

Lyset fra sola gjør at den siden av jorda som vender mot sola er opplyst. Lyset fra sola er sammensatt av lys med alle bølgelengdene i den synlige delen av det elektromagnetiske spekteret. Det oppfatter vi som hvitt. Men himmelen oppfatter vi ikke alltid som hvit. Atmosfæren består av nitrogengass og oksygengass som er fargeløse. Himmelen er blå på grunn av fenomenet spredning. Når lysbølger treffer på noe som hindrer dem, blir de spredt. Hvor mye de blir spredt avhenger av bølgelengden. Når lysbølgene fra sola treffer molekylene i atmosfæren endrer lysbølgene retning. Bølgene som har kortest bølgelengde (blå og fiolett) er utsatt for mest spredning. Da blir lysbølgene med kortest bølgelengde spredt utover hele himmelen, mens lysbølgene med lengre bølgelengde blir spredt i mindre grad. Det røde lyset endrer nesten ikke retning, men fortsetter noenlunde rett fram. På overskyede dager er det mye mer vann i luften. Da blir de ulike fargene spredt omtrent like mye og da oppfatter vi himmelen som hvit.

Hva slags apparater kommuniserer ved IR-stråling?

Mange fjernkontroller, trådløse datamuseer og spillkontroller.

Hva gjør GPS som man har på telefonen?

Med GPS kan man finne ut av sin geografiske posisjon. GPS-en mottar EM-bølger fra GPS-satellitter som kretser rundt jorda. GPS-en registrerer tiden det tar for EM-bølgene å bevege seg fra GPS-satellittene til mobilen. Dette bruker den til å regne ut posisjonen vår med noen meters nøyaktighet.

Hva er bluetooth og hva kan mobiltelefoner gjøre med det.

Mobiler kan sende informasjon til trådløse høyttalere og øretelefoner via Bluetooth. Det er enklere og mindre energikrevende enn Wi-Fi og fungerer godt til å overføre mindre mengder data som musikk over korte avstander.D

Hva betyr det å modulere bølgen?

Når man bruker et digitalt signal til å forandre på egenskapene til bærebølgen. Når bølgen er modulert kalles den for en modulert bølge.

Hvordan kan noen overvåke samtaler man har på mobilen?

Når man ringer eller sender SMS, kommuniserer mobiltelefonen med nærmeste basestasjon. Selv om radiobølgene med den digitale informasjonen kun skal nå basestasjonen, sendes de i alle retninger. Personer i nærheten kan da ved hjelp av sine egne antenner registrere radiobølgene og dermed overvåke samtalene. q

Hvordan kommuniserer mobiler med andre mobiler?

Når man ringer eller sender sms, kommuniserer den vanligvis med andre telefoner via 2G- eller 3G-nettet. Mens om man bruker mobildata, kommuniserer mobilen normalt over 4G-nettet. De eksemplene er det vi kaller for mobilnettverk.

Hvorfor endrer bølgen retning når den går fra et stoff til et annet?

Om en bil kjører på asfalt også får det ene hjulet i sanden, vil bilen kjøre litt annerledes selv om farten er lik.

Hva er lydbølger?

Om man spiller på en gitar vil strengene vibrere. Det gir opphav til lydbølger som brer seg gjennom luften bort fra gitaren. Dette skjer ved at den vibrerende strengen setter molekylene i lufta rundt strengen i bevegelse. Når strengen beveger seg slår den bort i molekylene og setter dem i bevegelse. Da presses de litt sammen. Molekylene som er satt i bevegelse av strengen, kolliderer med andre molekyler som settes i bevegelse. Molekylene presses sammen samtidig som de selv mister fart i kollisjonen og avstanden mellom dem øker igjen. Der molekylene presses sammen, får vi fortetninger i lufta, og der avstanden mellom molekylene øker, får vi fortynninger. Luftmolekylene kolliderer med hverandre, og på denne måten brer fortetningene og fortynningene seg gjennom luften. Farten de beveger seg med kalles bølgefarten. Bølgetoppene er fortetningene og bølgebunnene er fortynningene. Avstanden mellom disse utgjør en hel bølgelengde. BILDE

Hvilke farger finnes i det synlige lyset?

ROGGBIF rød, oransje, gul, grønn, blå, indigo og fiolett

Hva slags EM-bølger bruker de fleste trådløse systemer?

Radiobølger

Hva slags bølger benytter de fleste trådløse systemer seg av, og hvorfor?

Radiobølger, fordi de stoppes ikke i like stor grad av vegger og tak. Det gjør det lettere å kommunisere over større avstander. Eks. Wi-Fi og Bluetooth

Forklar refeleksjon

Refleksjon er et bølgefenomen som skjer når bølgene treffer overgangen mellom to forskjellige stoffer. Når lysbølgene beveger seg gjennom luften og treffer speilet, reflekteres lysbølgene tilbake og vi ser speilbildet vårt.

Hvilke ulike bølgefenomener finnes det

Refleksjon, brytning, spredning, resonans og dopplereffekten

Hvorfor høres det ut som om tonen fra sirenen er hørere når den er på vei mot oss, og mørkere når den er passert oss?

Sirenene sender ut lydbølger med en fast frekvens. Det går en gitt tid mellom hver bølgetopp sendes ut. Men fordi ambulansen beveger seg mot oss, rekker den å kjøre en liten strekning på den tiden det tar å sende ut to bølgetopper. Bølgetoppene blir blir klemt sammen. Det fører til kortere avstand mellom bølgetoppene og dermed kortere bølgelengde. Når ambulansen har kjørt forbi blir avstanden mellom bølgelengden lengre.

Hvilke andre dyr bruker ekkolokalisering til jakt?

Spermhval, spissmus og noen delfinarter.

Hva skjer i vannet når man kaster f.eks en stein i vannet?

Steinen har bevegelsesenergi og i det den treffer vannet, vil mye av energien overføres til molekylene i vannet. Molekylene vil kollidere med hverandre og bevegelsesenergien overføres fra vannmolekyl til vannmolekyl. Da får man bølger som sprer seg på vannoverflaten.

Gi et eksempel på elektromagnetiske bølger

Synlig lys

Hvilke frekvens med lydbølger kan man høre?

Unge: 20 Hz til 20 000 Hz Men dette avtar med alderen og godt voksne hører sjeldent frekvens over 14 000 Hz

Gi noen eksempler på mekaniske bølger

Vannbølger og lydbølger.

Hva slags bølger kan vi se med øynene?

Vi kan registrere elektromagnetiske bølger (EM-bølger) med frekvenser innenfor det synlige lysspekteret.

Hvordan kan man regne ut bølgefarten?

v = f * λ v er bølgefarten (c kan og være symbolet) f er frekvens λ er bølgelengden.