Fysikk og Fascinasjon

en blogg om ny og gammel forskning, og om den fantastiske naturen


2 kommentarer

Lukten av regn

Det har regnet litt for mye de siste dagene, men du vet hva jeg mener: Lukten som oppstår etter en ettermiddagsskur på en ellers solfylt dag. Det lukter sommer og varm asfalt. Kan dette forklares vitenskapelig?[/caption]

Nyheten dukket opp en dag i januar, men jeg ville spare historien til det ble sommer. Nå passer det bra.

Eksperimentet er nydelig, av den typen som alltid gir meg lyst til å jobbe med dråper og høyhastighetskameraer. To forskere ved MIT har sluppet vanndråper ned på tørre overflater som ikke er helt glatte, men er fulle av ørsmå hull eller porer, sånn som jord er. I studiet har de brukt både tørr jord og enklere porøse materialer.

Når dråpen treffer overflaten, er det en del luft som ikke rekker å unnslippe til sidene. Den blir fanget under dråpen, der den deler seg opp i flere små bobler. Boblene sitter fast i underlaget. Når vannet i dråpen trenger nedover i jorda, presses luft opp fra jorda til boblene, slik at disse vokser. I mellomtiden kommer overflaten på dråpen lengre og lengre ned, siden vannet forsvinner ned i underlaget. Når toppen av en boble er på høyde med overflaten av dråpen, sprekker boblen, og på samme måte som mye energi frigjøres når en ballong sprekker (BANG!) så fører boblesprekkingen til at ørsmå vanndråper slynges opp i lufta. Disse dråpene er så små at de ikke faller ned, men blir hengende i lufta.

Disse bittesmå vanndråpene består ikke bare av det vannet som falt ned på jorda i utgangspunktet. Luktstoffer som svevde rundt i lufta inne i jorda kan klistre seg fast på vanndråpene og bli med dem på ferden. Når du får en eller flere av disse mikrodråpene i nesa, merker du tilstedeværelsen av oljen petrichor, som lukter som regn på en solvarm bakke.

I artikkelen sin påpeker MIT-forskerne at denne prosessen, der regn får materiale fra bakken til å bli slynget opp i lufta, der det blir hengende en god stund, også kan få virus til å spre seg i lufta (ikke så hyggelig). Det har frem til nå ikke vært så lett å forklare hvorfor man ofte finner slike aerosoler, altså små partikler i atmosfæren, som inneholder mikroorganismer eller andre saker som hører til i jorda. Nå viser det seg at disse kan ha bli dannet i regnvær.

Forskerne jobbet seg systematisk gjennom en rekke forskjellige overflater og dråpehastigheter, og konkluderte med at aerosoler kan dannes i «lett til moderat regnvær» på jord som er mer finkornet enn sand og dessuten ganske hardpakket. MIT har laget en fin film om eksperimentet, bare se her:

Advertisements


Legg igjen en kommentar

Alvene danser på vannet

20131003-140056.jpg

Eller frostrøyk, som man også kan kalle det.

Magisk, vakkert. Og ikke mindre av noen av delene selv om det kan forklares med fysikk.

Når høstnatten senker seg blir lufta fort kaldere. I vannet, derimot, er det lagret mye varme som trenger lang tid for å forsvinne.

Etter en stund er vannet varmere enn lufta rundt. Helt nede ved vannoverflaten blir lufta varmet opp av vannet. Den varme lufta stiger opp og blander seg med lufta rundt i små virvler.

Jo kaldere lufta er, jo mindre vanndamp orker den å bære på. Lufta nede ved vannflaten tar med seg mer vann enn det er plass til i den kalde lufta rundt. Når den stiger og blir avkjølt dytter den vekk vannet, som samler seg i små dråper.

Tusenvis av små dråper blir til små virvlende skyer. Alver.


1 kommentar

Jeg så en regnbue

regnbue

Lyset skinner på en rotete haug med vanndråper og produserer en perfekt regnbue. Det er en av de tingene som bare virker magisk. Hvordan kan alle disse regndråpene samarbeide om å lage noe så fint?

Hvordan solstrålene treffer jorda

Lyset fra sola kan ikke sammenlignes med lyset fra en lampe. Se for deg sola med solstrålene ut til alle kanter, som på en barnetegning. Om sola er så stor som en appelsin, så er jorda et knappenålshode, femten meter unna. Den lille jorda greier ikke fange opp mer enn en enkelt av barnetegning-solstrålene. Altså går alt lyset som treffer jorda går i akkurat samme retning, i motsetning til lampelyset som brer seg utover til alle kanter.

Hva som skjer i skyen

Du kan se regnbuen når du har sola i ryggen. Lyset fra sola skinner forbi deg og på lyser opp vanndråpene i en sky foran deg. Vanndråpene er runde som klinkekuler. Se for deg at sollyset består av massevis av stråler som beveger seg rett fram. Så konsentrerer du deg om en av disse strålene. Den går inn i skyen, og treffer en vanndråpe.

Treffer den langt ut på kanten, vil hele strålen reflekteres og sprette ut til siden.Som om dråpen var et speil.

Hvis den treffer akkurat midt på, vil noe av den sprette rett tilbake, mens resten fortsetter rett fram gjennom dråpen.

Om den derimot treffer ved siden av midten, men ikke for langt ut, vil noe av strålen reflekteres og noe vil fortsette inn i vannet. Den biten av strålen som fortsetter innover går i en litt annen retning enn den hadde opprinnelig.

Hvorfor lyset svinger

På barneskolen min tok de 17. mai seriøst. Jeg vet ikke om det var sånn over alt, men vi øvde ihvertfall, mye, før den store dagen. Vi gikk fire i bredden. Det var svinginga som var vanskeligst. Når en rekke med fire barn kom til en sving, måtte de som fikk yttersvingen gå fort, mens de innerste måtte bremse. Solstråla vi følger er egentlig en bølge. Bølgetoppene i luft ligger danner rette streker etter hverandre, akkurat som skolebarna i 17. mai-toget. Barn går saktere i vann enn i luft, og det gjør lyset også. Se for deg en rekke med skolebarn som kommer til en skråstilt bassengkant. Der skal de gå videre med vann til livet. Barna som kommer først ned i vannet begynner å gå saktere, mens de ytterste fortsetter med større fart en stund til. Dette gjør etterhvert at hele barnetoget svinger. Og akkurat det samme skjer med lysbølgen.

Det er forskjell på farger

Sollyset består av en enorm mengde bølger med forskjellig bølgelengde. En del av disse, som har omtrent halvparten av en tusendels millimeter mellom hver bølgetopp, utgjør det synlige lyset. Øynene og hjernen vår oversetter de forskjellige bølgelengdene i dette området til forskjellige farger. I luft og tomrom har de forskjellige fargene omtrent samme hastighet, men i vann bremses det blå lyset mer enn det røde. Derfor vil det blå lyset svinge litt mer. I noen vanndråper treffer solstrålen akkurat slik at den bøyes litt, treffer bakveggen i dråpa, blir reflektert fram igjen, og bøyes litt til på vei ut. Retningen lyset har når det kommer ut, på vei tilbake igjen fra skyen, avhenger av hvilken farge det har.

Hva du ser

Du ser regnbuen fordi lys treffer øynene dine. Sola står bak deg og sender strålene sine forbi deg og inn i regnværet. Alle strålene går i samme retning.

Den ytterste randen av regnbuen er blå. Hele den blå randen er i samme avstand til øynene dine. Blått lys som går inn i en dråpe, blir reflektert på bakveggen og kommer ut igjen får akkurat den vinkelen som gjør at den treffer øynene dine fra akkurat denne avstanden. Hadde du stått et stykke lengre bort, ville du kanskje ikke ha sett blått på denne plassen, men rødt. Hadde du vært oppe i et fly kunne du kanskje ha sett regnbuen som en hel sirkel.

Noen ganger ser du to regnbuer. Lyset kan nemlig også bli reflektert to ganger inni dråpen før det kommer ut igjen. Da blir det brutt mer, og det mister mer av intensiteten sin på veien. Derfor er denne buen lengre ut enn den første, og svakere. Tre refleksjoner gir en tredje regnbue, men denne er veldig svak og dannes så langt unna den første at den kommer i nærheten av sola – derfor kan man nesten aldri se den.

Din egen regnbue

Ingen kan se den samme regnbuen. Det er bare du som har øynene dine akkurat på den plassen som gjør at du kan se fargene akkurat der du ser dem. Men når forutsetningene er riktige kan mange mennesker se regnbuer på omtrent samme sted, så det gir mening å si ting som at «det var en nydelig regnbue over Ekebergåsen i kveld».

Oppskriften på magi

Verden er full av rot, men regndråper er runde, og sollyset går rett, og derfor har vi regnbuer til å glede oss over.