FyzWeb  odpovědna
Novinky Kalendář Články Odpovědna Pokusy a materiály Exkurze Výročí Odkazy Kontakty
 


Licence Creative Commons (Uveďte autora - Nevyužívejte komerčně - Zachovejte licenci)

Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!


nalezeno 7 dotazů obsahujících »magnetickými«

2) Další perpetuum mobile?25.10.2006

Dotaz: Dobrý den,
právě jsem četl jistý článek o možném perpetum mobile a jsem z toho dost zmateny cituji" Je to zařízení s čtyřmi magnety, umístěnými na kruhu přesně tak, aby mezi jejich magnetickými poli vzniklo co největší napětí. Naproti čtyřem magnetům je umístěn ještě jeden magnet. Motor roztočí kolo, na němž jsouumístěny magnety a počítač měří 28 000krát za sekundu výkon zařízení. Magnety se svými magnetickými poli navzájem ovlivňují. Když to všechno skončí, počítač oznamuje, že systém vytvořil téměř třikrát více energie, než kolik jí spotřeboval. Zařízení má výkonnost 285 procent. vice viz:
http://www.newz.cz/gate/newz.zone?I=news_read&news=268&1160830039
Co si o tom myslite? Je to možné? Jestli jste se o tento jev zajímal, prosím objasněte, zdali je to skutečně možné nebo je to stale ve fázi vyzkumu.
Děkuji (Vojta)

Odpověď: K ověření funkčnosti a vědeckému rozboru daného "vynálezu" by bylo potřeba získat podrobnější informace, nejlépe výkresy, technickou dokumentaci, ... Bez těchto materiálů mohu sdělit jen svů osobní názor, osobně se domnívám, že jde pouze o žertík či blamáž. Podle současného vědeckého poznání není možné vyrábět energii "z ničeho".

Poznámka: Perpetuum mobile se píše se dvěma u ve slově perpetuum.

(Jakub Jermář)   >>>  

3) Sonar a echolot10.10.2006

Dotaz: Je rozdíl mezi echolotem a sonarem? (Lenka Slabá)

Odpověď: Sonar (SOund Navigation And Ranging = zvuková navigace a zaměřování) je zařízení vysílající krátké zvukové signály a naslouchá, odkud se ozve ozvěna. Z časové prodlevy mezi vysíláním a ozvěnou pak lze dopočitat vzdálenost objektu, od nějž se zvuková vlna odrazila.

Echolot (ozvěnový hloubkoměr) je zařízení ke sledování hloubky pod plavidlem (případně rozmístění ryb, planktonu a zákalu). Může vysílat a analyzovat ozvěnu zvukových signálů (pak je to vlastně varianta sonaru), některé echoloty ale pracují s elektromagnetickými signály (a jde tedy o typ radaru).

(Jakub Jermář)   >>>  

4) Faradayova klec09.10.2006

Dotaz: Slysel jsem, že panelovy dum je jakasi Faradayova klec. Co to znamena pro vnitrni podminky v dome, popr. pro jeho mikroklima a jaky vliv to ma na lidkse zdravi? Predem dekuji za reakci (Ivan DRábek)

Odpověď: Pojem Faradayova klec se používá pro prostor (objem) uvnitř vodiče. Je-li vodič umístěn do elektrického pole, přeskupí se v něm (tedy přesněji na jeho povrchu, kde jsou volné náboje soustředěny) elektrické náboje tak, aby vnější elektrické pole co nejvíce vykompenzopvaly a uvnitř vodiče tak bylo výsledné elektrické pole nulové. Je to důsledek toho, že různé náboje se přitahují (a dostanou-li se blíže k sobě dojde k zeslabení celkového pole), zatímco stejné náboje se odpuzují a snaží se tedy co nejvíce rozprostřít a rozmístit co nejdále od sebe.

Panelový dům je postaven z betonových panelů, uvnitř kterých jsou betonem zality ocelové pruty (tedy vodiče), panely jsou navíc k sobě svařeny (vodivě spojeny). Do určité míry lze tedy i panelový dům považovat za vodič a místnosti uvnitř domu za Faradayovu klec, ikdyž rozhodně ne dokonalou (efekt takovéto Faradayovy klece mimo jiného výrazně snižuje přítomnost velkých "děr" - oken a dveří).

A co to pro nás znamená? Pro člověka a jeho zdraví to nepředstavuje žádné nebezpečí (spíše naopak, je díky tomu částečně odstíněn od některých elektromagnetických vlivů). Problémy to ale může znamenat pro elektroniku pracující s elektromagnetickými signály (televize, WiFi, mobilní telefony, ...), neboť tyto signály mohou být uvnitř domu zeslabeny.

Videonahrávku s demonstračním pokusem Faradayovy klece si můžete prohlédnout na http://jermar.cz/videopokusy/CD1/POKUSY/FARADAY

Poznámka: Jev je pojmenován po anglickém fyzikovi Michaelu Faradayovi (1791-1867), který jej údajně pozoroval roku 1845. Michael Farady byl veliký experimentátor a učinil řadu důležitých objevů, a to přesto, že neměl žádné matematické vzdělání a ve svých přednáškách i odborných pracích nikdy nepoužil jediný vzorec.

(Jakub Jermář)   >>>  

5) Je plamen formou plazmatu?07.02.2004

Dotaz: 1. Chtěl bych se zeptat jestli je plamen formou plazmatu (jestli se zde vyskytují ionty), jestli je to otázka teploty nebo elektromagnetického pole.
2. Četl jsem něco o iontovém motoru, kde se ionty urychlují elektromagnetickým polem a zajímalo by mne, jestli to samé lze udělat i se spalinami chemického motoru - zvýšení rychlosti výtokových plynů a výkonnosti pohonu rakety. Rychlost iontů je asi 10x vyšší než u chemického paliva, ale nemá takovou akceleraci a nelze použít v atmosféře, a já nevím proč. (Petr Zimmermann)

Odpověď: 1. Ionty se, např. vlivem kosmického záření, běžně vyskytují i ve vzduchu za pokojové teploty. Pouhý výskyt iontů tedy není dobrým kritériem pro to, aby bylo rozumné nějaké prostředí nazvat plazmatem. Plamen sice obsahuje velké množství iontů (1014 - 1018 v krychlovém metru), ale formou plazmatu bych jej též, z důvodů, jež se pokusím níže vysvětlit, nenazval.
Plazma je obyčejně definováno jako navenek neutrální plyn obsahující velké množství kladně i záporně nabitých částic, které se vzájemně ovlivňují elektromagnetickými silami. Přesněji řečeno, lze definovat tři podmínky pro plazma:
A. Rozměr plazmatu musí být mnohem větší, než je Debyeova délka, neboli vzdálenost, na které nabité částice elektrostaticky odstíní náboje do plazmatu vložené. Tato vzdálenost je přímo úměrná tepelné rychlosti částic a nepřímo úměrná odmocnině z jejich hustoty.
B. Hustota nabitých částic musí být taková, aby v krychli o hraně rovné Debyeově délce byl statisticky významný počet částic, to jest mnohem více, než jednotky.
C. Pokud plyn obsahuje i neutrální částice, srážky mezi nimi a nabitými částicemi musí být méně časté než je perioda oscilací působených vzájemným působením elektromagnetických sil mezi nabitými částicemi. V opačném případě by se totiž nabité částice vzájemně neovlivňovaly elektromagnetickými silami, ale pohybovaly pod vlivem srážek s neutrálním plynem. Za onu periodu oscilací zde lze uvažovat periodu elektrostatických plazmových kmitů, jež je nepřímo úměrná odmocnině z hustoty nabitých částic. Na hustotě nabitých a neutrálních částic a na jejich tepelných rychlostech též závisí frekvence jejich vzájemných srážek.

Pro odpověď na otázku, je-li plamen formou plazmatu je tedy důležitá nejen teplota ale i hustota nabitých a neutrálních částic. O teplotě plamene přirozeně hořících materiálů mají dobrý přehled hasiči. Následující tabulka je převzata z [1].
rašelina, mazut: 1 000 °C
dřevo, hnědé uhlí, ropa, petrolej, motorová nafta: 1 100 °C
černé uhlí, kaučuk a jeho výrobky, benzín: 1 200 °C
antracit, síra: 1 300 °C
hořlavé plyny: 1 300 - 1 500 °C
hořčík, elektron: 2 000 °C
Jak uvádí pplk. Mráz [2], hořící plastová ramínka z tvrzeného polystyrenu mají teplotu plamene až 2210 °C.
Co se týče uměle pěstovaného plamene, běžné propan-butanové hořáky dosahují teploty plamene 800-1600 °C. Zemní plyn spalovaný na vzduchu dosahuje teploty asi 2000 °C a v čistém kyslíku asi 2700 °C. Acetyléno-kyslíkový hořák vyvine teplotu 2700-3200 °C a tryska hlavního motoru raketoplánu, napájená kapalným kyslíkem a kapalným vodíkem dosáhne teploty plamene asi 3300 °C [3].
Převážná většina nabitých částic vzniká při chemických reakcích spojených s hořením, nikoli tedy přímou tepelnou ionizací. Hustota a druh vzniklých nabitých částic tak velmi závisí na druhu paliva. Při hoření dochází ke vzniku kladných iontů (například CHO+, CH3+, C2H3O+, H3O+), záporných iontů (např. O2-) a elektronů, ale občas též až mikrometrových grafitových částic s kladnými náboji řádu 1000 elementárních nábojů [4,5]). Hustota vniklých nabitých částic je, podle druhu paliva, mezi 1014 m-3 (klasická tuhá paliva [5]) a 1018 m-3 (maximum pro plynná paliva v hořácích a tryskách [4,6]). To ale může být stále ještě zanedbatelná hodnota v porovnání s hustotou neutrálních částic, jež je za pokojové teploty a atmosférického tlaku asi 3*1025 m-3.
Z takto shromážděných údajů lze již ověřit, platí-li výše uvedené podmínky A-C pro to, abychom plamen mohli označit jako plazma. Zde zjistíme, že podmínkám A a B plamen většinou vyhoví (Debyeova délka je v řádech od 10-6 do 10-4 m), avšak podmínce C nikoli. Frekvence plazmových kmitů je zde mezi 100 MHz a 10 GHz, což je výrazně méně, než je frekvence srážek mezi elektrony a neutrálními částicemi, jež je v řádech tisíců GHz. Pohyb nabitých částic v plameni je tedy natolik ovlivňován srážkami s neutrálním plynem, že jejich vzájemné elektromagnetické působení je zanedbatelné, a plamen v tomto smyslu nelze nazvat plazmatem.
Doporučená literatura:
F.F. Chen: Úvod do fyziky plazmatu, Academia, Praha 1984.
Použitá literatura:
[1] Ing. Bohdan PTÁČEK, Základy požární taktiky: Parametry požáru, MV ŘEDITELSTVÍ HASIČSKÉHO ZÁCHRANNÉHO SBORU ČR ODBORNÁ PŘÍPRAVA JEDNOTEK PO^ÎÁRNÍ OCHRANY, Konspekt 1-1-04 (http://onsov.borec.cz/hasici/1_1_04.html)
[2] pplk. Milan MRÁZ, V Otovicích hasiči bojovali s velkým množstvím hoříciho plastu, 150 HOŘÍ číslo 9/2001 ( http://www.mvcr.cz/casopisy/150hori/2001/zari/mraz.html )
[3] http://www.space.com/businesstechnology/technology/new_shuttle_engine_010426.htm l
[4] A. Sorokin, Emission of ions and charged soot particles by aircraft engines, Atmos. Chem. Phys. 3, 325-334, 2003.
[5] D. J. Latham, Space charge generated by wind tunnel fires, Atmospheric Research 51, 267-278, 1999.
[6] R. M. Clements and P. R. Smy, Anomalous currents to a spherical electrostatic probe in a flame plasma, Brit. J. Appl. Phys. (J. Phys. D) Ser. 2, Vol. 2, 1731-1737, 1969.

2. Druhá část otázky je spíše technického rázu, odpovím jen stručně: Iontový motor může pracovat po dlouhou dobu, ale na druhou stranu pracuje s velmi malým tahem. Lze jej použít pro drobné korekce drah již vypuštěných družic, pro korekce orientace, a přichází doba jeho použití pro postupné urychlování těles. To povede k výrazným korekcím drah, avšak pouze při dlouhodobém chodu motoru umístěném na klasicky vypuštěných tělesech. Z běžného velmi malého poměru koncentrací iontů a neutrálních částic v plameni (viz výše) vyplývá, že klasický pohon raket je založen spíše na proudu neutrálních částic a dodatečné urychlování iontů by se v této situaci patrně nijak neprojevilo.
(RNDr. Ondřej Santolík, Dr.)   >>>  

6) Interakce18.06.2003

Dotaz: V učebnici fyziky pro gymnázia - Fyzika mikrosvěta tvrdí, že všechna silová působení ve vesmíru lze popsat pomocí 4 elementárních interakcí - elektromagnetické, gravitační, silné a slabé. Když postavíme kuličku na stůl, tak aby byla v klidu a potom do ní cvrnkneme, působíme na ní silou. Jak lze tuto sílu popsat pomocí daných 4 interakcí? (Uvedenou situaci beru pouze jako modelový příklad, při popisu mnohých podobných problémů nevidím souvislost mezi výslednou silou a základními silovými interakcemi. (Jirka Hamous)

Odpověď: Slabá a silná interakce se uplatňují rozumně jen v mikrosvětě: schematicky řečeno, drží pohromadě některé "elementární částice", např. neutron. Vedlejším projevem silné interakce (držící pohromadě neutrony a protony) drží pohromadě atomové jádro. S nimi se tedy obvykle přímo nesetkáváme. (Mluvíme raději o obecnější interakci = vzájemném působení, než o silách, protože "síla" už znamená popis vektorovou veličinou, a tím i v rámci klasické teorie.)
S gravitací se známe docela důvěrně, a víme, za co může a za co ne. Vše ostatní (tření, tuhost, pružnost, chemická vazba atd.) padá na vrub elektromagnetické interakci - té, která drží pohromadě atomy (z jádra a elektronů), molekuly (z atomů) a tělesa (z molekul). Tu je však nutno použít v celkovém rámci nikoli klasické mechaniky, ale kvantové (podle klasické teorie by neexistovaly nabité útvary, stabilně se držící jen svými elektromagnetickými, případně gravitačními silami). Tedy:
Můj prst drží pohromadě (stabilní velikost daná rovnováhou elektromagnetických sil držících pohromadě mou kůži a moje svaly). Cvrnknu-li, měním "chemickou energii" (tj. vnitřní energii danou chemickými vazbami - sdílení elektronů, tedy opět elmag. interakce) v mechanickou (pohyb špičky prstu). Při srážce se kulička prakticky nezdeformuje, ale můj prst ano - stlačí se, poté se ze stlačení "dopruží" do původního tvaru a urychlí tím kuličku. Jak stlačení, tak restituci zajišťují tytéž elmag. síly, které drží pohromadě mé svaly a kůži.
(J.Obdržálek)   >>>