Vetenskap i vardagen
Varför kan vi inte förutsäga när en enskild kärna sönderfaller?
Radioaktivt sönderfall är probabilistiskt. Halveringstiden beskriver stora samlingar av kärnor noggrant, men kvantmekaniken anger inte den exakta tidpunkt då en viss kärna sönderfaller.
Radioaktivitet. Ett grundbegrepp som binder samman många observationer inom kemi och fysik.
→
Det korta svaret
Radioaktivitet. Ett grundbegrepp som binder samman många observationer inom kemi och fysik.
Vad händer egentligen?
Radioaktivitet. Ett grundbegrepp som binder samman många observationer inom kemi och fysik.
Det hjälper oss att förstå observationer med hjälp av en modell i stället för att bara memorera dem.
Halveringstid. Ämnet kopplar kärnstruktur, mätbara storheter och statistiska lagar i modern fysik.
After three half-lives, an ideal radioactive population has one eighth of its initial undecayed nuclei remaining.
Från brytning till kritisk vinkel
Totalreflektion uppstår när ljus går från ett optiskt tätare medium till ett optiskt tunnare och infallsvinkeln är större än den kritiska vinkeln. Då kan ingen fortskridande bryten stråle transportera energi bort från gränsytan, och nästan allt ljus reflekteras tillbaka.
Snells lag kopplar infallsvinkel och brytningsvinkel genom mediernas brytningsindex. När ljus går mot ett lägre brytningsindex böjs strålen bort från normalen. Vid en särskild infallsvinkel blir den beräknade brytningsvinkeln 90°. Den infallsvinkeln kallas kritisk vinkel.
För större infallsvinkel finns ingen vanlig fortskridande lösning i det andra mediet. Fältet tränger ändå en kort sträcka in över gränsen som ett evanescent fält, vars amplitud avtar snabbt. Därför är totalreflektion inte bokstavligen att elektromagnetiska fältet är exakt noll på andra sidan.
I en optisk fiber har kärnan något högre brytningsindex än manteln. Ljus som kopplas in inom rätt vinkelområde hålls kvar genom upprepade totalreflektioner eller, mer exakt för vågledare, genom motsvarande modbetingelser. På så sätt kan information transporteras över långa sträckor med låg förlust.
Ljus som går från ett lägre till ett högre brytningsindex kan inte ge totalreflektion på den gränsen. Det räcker alltså inte med en stor vinkel; riktningen mellan medierna är avgörande. Absorption, ytjämnhet och böjning av en fiber kan dessutom ge verkliga förluster.