2017-06-14, 22:50
  #4645
Medlem
Perdites avatar
Citat:
Ursprungligen postat av nerdnerd
Det där kan man svara på exakt om man vet solens totala effekt, solytans temperatur, samt antar att solens spektrum är ett svartkroppsspektrum. Då finns det relativt enkla formler. Se t ex https://en.wikipedia.org/wiki/Photon_gas. Tänker jag inte räkna på just nu, men återkommer ev om det...

Man kan också utgå från solens verkliga spektrum men då blir det lite mer meck.
https://en.wikipedia.org/wiki/Sunlight#Composition_and_power

Du behöver absolut inte räkna på det. En extremt stor uppskattning skulle vara kul att veta, som inte just behöver vara solen. Det låg lite humor frågan om just solen.

Vi kan ta någon form av lampa t.ex. en 15-watts traditionell glödlampa, någon form av lysdiod eller vad som helst bara så man får en liten uppskattning om hur mycket fotoner som generera per sekund?
__________________
Senast redigerad av Perdite 2017-06-14 kl. 22:57.
Citera
2017-06-14, 22:55
  #4646
Medlem
MeanMEs avatar
Citat:
Ursprungligen postat av Perdite
Hur många fotoner avger solen per sekund i samtliga våglängder, skrivet i heltal utan decimaler?

Jag skojade bara! Svar med potenser tillåtes..
Den som söker på nätet skall finna...

~2,400,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000 ,000,000,000 st.

https://www.quora.com/How-many-photons-does-the-Sun-emit-every-second
Citera
2017-06-14, 23:01
  #4647
Medlem
Perdites avatar
Citat:
Ursprungligen postat av MeanME
Den som söker på nätet skall finna...

~2,400,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000 ,000,000,000 st.

https://www.quora.com/How-many-photons-does-the-Sun-emit-every-second

Kan det verkligen stämma? Ett högt tal, men tyckte ändå att det lät lågt i sammanhanget när vi pratar om fotoner som solen avger? jag hade förvänt mig ett tal som är så ofattbart stort att man inte kan skriva talet med heltal på långa vägar utan att Flashbacks servrar hade havererat lika många gånger om som ditt tal.. :P
__________________
Senast redigerad av Perdite 2017-06-14 kl. 23:07.
Citera
2017-06-14, 23:04
  #4648
Medlem
Citat:
Ursprungligen postat av nerdnerd

För en fotongas gäller att
U = Ɛ V
P = Ɛ/3
där energitätheten Ɛ är energitätheten. Alltså har vi att
dU = V dƐ + Ɛ dV
och dU = dQ - P dV blir
V dƐ = dQ - (4/3) Ɛ dV
dvs
dƐ/Ɛ = dQ/(ƐV) - (4/3) dV/V.

Jag är inte jätteinsatt i kosmologi, men börjar bli mer intresserad. Jag antar att faktorn 4/3 kommer från sfärisk volym, eftersom det är energitäthet som är på tapeten?

Jag använder den faktorn för venus, mars och jorden. Yttemperatur Venus:
(2601W/(4/3)^3)*4^2=17556W, 745K

Jorden:
1/2*(1361/(4/3)^2)=383W, 286.6K
Effektiv temperatur kan beräknas med värmeöverföring (TSI-(1/2*(TSI/(4/3)^2)))/4=244W/m^2. Anledningen till division med 4 är givetvis för att värmestrålningen avtar med avståndet. Intressant är också att effektiv temperatur kan kopplas till en kärntemperatur på ~6000K via samma princip.
Effektiv temperatur behöver en värmekälla med intensiteten *4, så:
4*σ256⁴=σ5798⁴/4^8
4^8 står för de sammanlagt 8 skal och volymer mellan dem som finns invärtes i stenkulan jorden. Alltså 4 skal och 4 volymer.

Mars:
1/4(586/(4/3))=110W, 210K

På jorden är ytaccelerationen: roten ur->(1/2*(1361/(4/3)^2)/4=9.78m/s i newtonmeter vilket är lika med W/m. Om man använder enheten för värmeresistens, stress och tryck, Nm^2 så ser man att:

TSI/4-σ256⁴=1/4*σ286.6⁴ och att roten ur 1/4*σ286.6⁴=g.

Med enheten Nm^2 så får gravitation och värmeflöde samma enhet, W/m^2, eftersom de är likvärdiga. Värmeresistens är ju dessutom logiskt som förklaring för gravitation, när värme expanderar och balanseras med en likvärdig kollaps. Som en fontän av massa som expanderas av ett värmeflöde.
Dessutom blir ju första huvudsatsen DeltaU=(1361W-383W)/4 där yttemperatur och källan till kraften i gravitation blir en potential som ger effektiv temperatur.
Dessutom så blir skillnaden mellan TSI/4, som är den "riktiga" effektiva temperaturen för en svartkropp, och σ256⁴ som är den observerade effektiva temperaturen, helt enkelt arbetet som gravitationen utför.

Jag tycker att sambandet mellan planeternas brytpunkter är intressant, 4/3^3, 4/3^2, 4/3, för venus, jorden och mars i den ordningen. Det är antalet skal som sfärerna har i sina atmosfärer+den solida sfären, dock så har mars inget atmosfärskal som agerar på värmestrålningen från solen och jorden har ett. Venus har så tät atmosfär så det verkar som delar av den agerar som solid massa/vätska, vilket bekräftas av att den extrema tätheten hos koldioxiden som beter sig som en vätska vid ytan, där den släpar runt stenar m.m. Det ser ut som olika nivåer av excitation, och liknar någon form av kvantisering av planeternas värmeflöde. Jag har även pusslat in gravitationen i de andra inre planeterna.

Alltihop liknar kvantfysik med jättepartiklar i planetskala. Det kanske inte är en slump ändå, att solsystemet är så likt atommodellen med proton och elektron i bana. (Enligt mig så är det självklart att det inte är slump, slump är ett ord vi använder när vi inte vet varför något är som det är).

Jag tror detta är "the blackbody force" som jag har hittat. Gravitation är mer av en frånstötande kraft än attraherande, värmeöverföring och sfärisk absorption från belysning av halva ytan skapar kraften i riktning mot varmaste punkten, som också är centrum av massan. Jordens utgående strålning är frånstötande i alla riktningar. Så om jordens temperatur stiger så minskar mängden värme som överförs från solen, och jorden skulle flytta sin bana något utåt. Minskar temperaturen så skulle mer solvärme överföras och jorden närmar sig solen. Stefan-Boltzmann ekvationen bekräftar detta eftersom mängden som överförs beror på skillnaden i temperatur. Vilket leder till slutsatsen att jordens temperatur inte förändras om solens temperatur är konstant.
__________________
Senast redigerad av hbphys 2017-06-14 kl. 23:12.
Citera
2017-06-14, 23:24
  #4649
Medlem
nerdnerds avatar
Citat:
Ursprungligen postat av Perdite
Du behöver absolut inte räkna på det. En extremt stor uppskattning skulle vara kul att veta, som inte just behöver vara solen. Det låg lite humor frågan om just solen.

Vi kan ta någon form av lampa t.ex. en 15-watts traditionell glödlampa, någon form av lysdiod eller vad som helst bara så man får en liten uppskattning om hur mycket fotoner som generera per sekund?

Ok. En brutalt enkel uppskattning kan man få genom att anta att allt ljus från solen har samma våglängd, och att denna våglängd väljs som den där solens spektrum är max, dvs
λ = 500 nm (ca).
Varje foton har då energin
E = hf = hc/λ.
Om man då bara vet solens totala effekt P så ges antalet N fotoner per sekund av
N = P/E = Pλ/(hc).
På nätet hittar jag att
P = 3.8•10^26 W
och får då N till
N = 1•10^15 fotoner per sekund.
I länken MeanME gavr ett svar 2.4 gånger mer, som alltså råkar ha missat en nolltriplett... Lätt hänt om man skriver ut alla nollor istället för att använda 10-potenser.

Att jag får 2.4 ggr för lite beror förstås på den grova approximationen med samma λ för alla fotoner. Men det blir ju iaf rätt storleksordning (dvs rätt antal siffror).
__________________
Senast redigerad av nerdnerd 2017-06-14 kl. 23:32.
Citera
2017-06-14, 23:29
  #4650
Medlem
nerdnerds avatar
Citat:
Ursprungligen postat av nerdnerd
Ok. En brutalt enkel uppskattning kan man få genom att anta att allt ljus från solen har samma våglängd, och att denna våglängd väljs som den där solens spektrum är max, dvs
λ = 500 nm (ca).
Varje foton har då energin
E = hf = hc/λ.
Om man då bara vet solens totala effekt P så ges antalet N fotoner per sekund av
N = P/E = Pλ/(hc).
På nätet hittar jag att
P = 3.8•10^26 W
och får då N till
N = 1•10^15 fotoner per sekund.
I länken MeanME gavr ett svar 2.4 gånger mer, som alltså råkar ha missat en nolltriplett... Lätt hänt om man skriver ut alla nollor istället för att använda 10-potenser.

Att jag får 2.4 ggr för lite beror förstås på den grova approximationen med samma λ för alla fotoner. Men det blir ju iaf rätt storleksordning (dvs rätt antal siffror).

Detta är nog faktiskt en ganska LITEN siffra. Tänk på att solen väger 2•10^30 kg, och att varje kg motsvarar typ 10^26 atomer, dvs sammanlagt typ 10^56 atomer. Det går alltså typ 10^56/10^45=10^11 solatomer på varje producerad foton per sekund. Solen brinner INTE särskilt fort. Vilket ju är bra...

Edit: ändrade ett klantigt räknefel.
__________________
Senast redigerad av nerdnerd 2017-06-15 kl. 00:04.
Citera
2017-06-14, 23:40
  #4651
Medlem
MeanMEs avatar
Citat:
Ursprungligen postat av Perdite
Kan det verkligen stämma? Ett högt tal, men tyckte ändå att det lät lågt i sammanhanget när vi pratar om fotoner som solen avger? jag hade förvänt mig ett tal som är så ofattbart stort att man inte kan skriva talet med heltal på långa vägar utan att Flashbacks servrar hade havererat lika många gånger om som ditt tal.. :P
Är det så få?
2,4 * 10^45 är ett jättelikt tal.

Det närmar ju sig antalet atomer hela jorden består av 1.33 * 10^50.
Citera
2017-06-15, 01:00
  #4652
Medlem
nerdnerds avatar
Citat:
Ursprungligen postat av nerdnerd
Detta är nog faktiskt en ganska LITEN siffra. Tänk på att solen väger 2•10^30 kg, och att varje kg motsvarar typ 10^26 atomer, dvs sammanlagt typ 10^56 atomer. Det går alltså typ 10^56/10^45=10^11 solatomer på varje producerad foton per sekund. Solen brinner INTE särskilt fort. Vilket ju är bra...

Edit: ändrade ett klantigt räknefel.

Vilket iofs betyder att varje atom i genomsnitt är inblandad i produktionen av en foton vid ca varje 10^11 s = 3000 år. Vilket betyder att redan nu har solen producerat någon miljon gånger fler fotoner än vad det finns atomer i solen. Hur är DET möjligt?

Plötsligt verkar antalet fotoner per sekund vara väldigt STORT.

Det här är nog förklaringen: Fotonerna kommer ytterst från kärnreaktioner i solens centrum. Dessa reaktioner har typiskt energier på någon/några GeV = 10^9 eV, och om hela denna energi skulle bli en foton skulle denna alltså ha GeV-energi. Men på vägen upp mot ytan sprids denna energi ut och hettar upp solens övriga massa. Vid solens yta är temperaturen "bara" några tusen grader, vilket motsvarar fotonenergier på bara någon enstaka eV, dvs ca en miljon gånger mindre än den typiska energin i EN kärnreaktion.

Dvs pga termiska processer producerar varje kärnreaktion någon miljon fotoner. Och därmed kommer solen att hittills bara ha gett i storleksordningen EN kärnreaktion per solatom. Det är inte så lite det heller, för om det vore strikt sant så borde ju solen ha bränt slut t o m idag. Men nu har vi ju som sagt räknat väldigt grovt, och då kan resultatet avvika från det korrekta med en faktor på t ex 2 eller 3. Och just nu så är ju solen ca halvvägs på väg innan bristen på väte får den att svälla upp till en röd jätte...
Citera
2017-06-15, 08:22
  #4653
Medlem
MeanMEs avatar
Citat:
Ursprungligen postat av nerdnerd
Vilket iofs betyder att varje atom i genomsnitt är inblandad i produktionen av en foton vid ca varje 10^11 s = 3000 år. Vilket betyder att redan nu har solen producerat någon miljon gånger fler fotoner än vad det finns atomer i solen. Hur är DET möjligt?

Plötsligt verkar antalet fotoner per sekund vara väldigt STORT.

Det här är nog förklaringen: Fotonerna kommer ytterst från kärnreaktioner i solens centrum. Dessa reaktioner har typiskt energier på någon/några GeV = 10^9 eV, och om hela denna energi skulle bli en foton skulle denna alltså ha GeV-energi. Men på vägen upp mot ytan sprids denna energi ut och hettar upp solens övriga massa. Vid solens yta är temperaturen "bara" några tusen grader, vilket motsvarar fotonenergier på bara någon enstaka eV, dvs ca en miljon gånger mindre än den typiska energin i EN kärnreaktion.

Dvs pga termiska processer producerar varje kärnreaktion någon miljon fotoner. Och därmed kommer solen att hittills bara ha gett i storleksordningen EN kärnreaktion per solatom. Det är inte så lite det heller, för om det vore strikt sant så borde ju solen ha bränt slut t o m idag. Men nu har vi ju som sagt räknat väldigt grovt, och då kan resultatet avvika från det korrekta med en faktor på t ex 2 eller 3. Och just nu så är ju solen ca halvvägs på väg innan bristen på väte får den att svälla upp till en röd jätte...
Märkligt det där för solen har ju inte gjort av med 10% ens av sitt väteförråd.
Men heliumet som bildas bromsar tydligen upp processen väldigt effektivt.
Hur som helst så är det ju inget vi idag behöver oroa oss om.
Citera
2017-06-15, 09:29
  #4654
Medlem
nerdnerds avatar
Citat:
Ursprungligen postat av MeanME
Märkligt det där för solen har ju inte gjort av med 10% ens av sitt väteförråd.
Men heliumet som bildas bromsar tydligen upp processen väldigt effektivt.
Hur som helst så är det ju inget vi idag behöver oroa oss om.

Möjligt att de grova approximationerna och höftningarna t o m är 10 gånger fel. Inte så illa pinkat ändå med bara en nolla fel på så stora tal. Men visst, man kan ju tydligen räkna mer exakt.
Citera
2017-06-15, 10:31
  #4655
Medlem
MeanMEs avatar
Citat:
Ursprungligen postat av nerdnerd
Möjligt att de grova approximationerna och höftningarna t o m är 10 gånger fel. Inte så illa pinkat ändå med bara en nolla fel på så stora tal. Men visst, man kan ju tydligen räkna mer exakt.
Nej det var riktigt bra tycker jag.
Det handlar ju om så stora tal och sådana osäkerheter att en tiopotens spelar ingen större roll imho. Man ska ju ha klart för sig om att det är efter förenklade modeller man räknar och resultaten blir ju inte bättre än modellen ger, så jag tycker ditt resultat är lika bra som någon annans.

Vill man ha mer exakta resultat får man väl använda sig av superdatorer att harva däremellan det är poänglöst tycker jag då man vet på en höft var man hamnar ändå genom en vettig approximation som din.
Citera
2017-06-20, 21:40
  #4656
Medlem
Jessigirlies avatar
jag tycker det ser helt fantastiskt jätteskoj ut när astronauter hoppar runt på månen som en bumbibjörn, o jag antar jag skulle kunna hoppa ganska högt o långt där, men min fråga är -hur långt o högt skulle min häst kunna hoppa däruppe?
Citera

Skapa ett konto eller logga in för att kommentera

Du måste vara medlem för att kunna kommentera

Skapa ett konto

Det är enkelt att registrera ett nytt konto

Bli medlem

Logga in

Har du redan ett konto? Logga in här

Logga in