Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 1493 dotazů
1333) Netepelná emise
17. 07. 2002
Dotaz: Může nastat emise elektronů z katody za působení napětí pár set voltů? (netepelná emise). Vytvoří se tak více elektronů, než působením kosmického "záření" na plyn mezi A a K, např N2? (Vlastimil Kůs)
Odpověď: Ano, může, a může se vytvořit podstatně více elektronů než
působením kosmického záření v našich pozemských podmínkách.
Pro studenou emisi je podstatné silné pole při povrchu katody,
které dovolí některým elektronům uniknout (protunelovat se)
z kovu katody. Lokalní intenzita pole u povrchu katody je ovšem
dramaticky závislá na kvalitě povrchu - na struktuře
nerovnosti. Jestliže vytvoříte "kopcovitý povrch" s
ostrými špičkami kopců a jejich dostatečnou hustotou, zdaří
se potřebné napětí stlačit na úroveň málo desítek voltů
(rozhoduje intenzita pole!!!) a přitom dosahovat proudů potřebných
pro technické aplikace. Téma je dnes aktualní díky
"nanotechnologiím". Mrkněte se na web, hledejte slova
"cold emission", "field emission".
Dotaz: Mám hned pár dotazů:
1) úhel vstupu do atmosféry (asteroidů, meteoroidů, ...) - je to jako v optice? (kolmice k rovině bodu dopadu a úhel mezi kolmicí a trajektorií tělesa?)
2) Potřeboval bych vědět délku velké poloosy u oběžné dráhy Země (co možná nejpřesněji)
3) Co je to "délka výstupného uzlu"? Označuje se to velkým omega a potřebuji to k výpočtu heliocentrických pravoúhlých rovníkových souřadnic. Jaká je hodnota pro Zemi? V tabulkách to je proškrtnuté, ale já potřebuji do vzorečku nějakou hodnotu (0 nebo 360?).
4) K tomu samému úkonu (viz. 3)) potřebuji vědět "dobu průchodu periheliem" (u Země).
(Vlastimil Kůs)
Odpověď: 1/ Ano,
mělo by to tak být, ale není žádná pevná definice. Může
to být i obráceně, tedy 90° pro kolmý dopad a 0° pro
tečný. Záleží na konkretním autorovi a konkretním
vzorečku. 2/ Délka velké poloosy dráhy Země je v
prvním přiblížení 1 astronomická jednotka (1 AU = 149 597
870 km). Ve skutečnosti se délka velké poloosy mění s časem
(i když velmi málo). Například pro JD 2 452 400,5 je a =
0,999991285 AU. 3/ Výstupní uzel je bod, ve kterém dráha
planety protíná rovinu ekliptiky a planeta se pohybuje směrem
"nad" ekliptiku (analogicky sestupný uzel). Přímka
procházející těmito uzly se nazývá uzlová přímka. Délka
výstupního uzlu je pak úhel mezi polopřímkou ležící v
rovině ekliptiky a směřující do jarního bodu a
polopřímkou výstupního uzlu. Udává se ve stupních.
V prvním přiblížení je rovina oběžné dráhy Země
totožná s ekliptikou, tedy délka výstupního uzlu není
definována - nejsou uzly, sklon dráhy je nula. Při
dosazování do vzorečku může vzniknout problém, ale
většinou pomůže to, že sklon dráhy "i" je nula a
na délce výstupního uzlu nezáleží.
Pro přesnější výpočty má dráha Země nenulový sklon a
uzly jsou definovány. Pro JD 2 452 400,5 je Omega =
282,22164904°, omega (délka perihelia) = 180,65690790° a sklon
dráhy i = 0,00072886°, tedy zanedbatelně málo. 4/ Dobu průchodu perihéliem T0 lze
spočítat ze střední anomálie M pro daný čas t ze vztahu M
= n * (t - T0), kde n je střední denní pohyb. n = k
* a-3/2, kde k = 0,01720209895 rad, a je velká
poloosa dráhy. Například pro t = 2 452 400,5 je M =
120,77400183°.
Dotaz: Co je to měrná tepelná kapacita válce? (Vera Krepelova)
Odpověď: Mezi předměty s různou teplotou dochází k tepelné výměně. Množství předané energie závisí na druhu materiálu, hmotnosti a změně jeho teploty. Abychom mohli porovnávat schopnost různých látek jímat teplo, používáme fyzikální veličinu zvanou měrná tepelná kapacita. Udává, kolik tepla je potřeba na ohřátí 1 kg dané látky o 1°C. Značíme ji c a definujeme ji vztahem: c = Q/(m.Dt), kde m je hmotnost tělesa, Q je teplo, které těleso přijme od okolí a Dt je přírůstek teploty. Jednotkou je J/kg.°C. Hodnoty měrných tepelných kapacit různých látek (při teplotě 20°C) naleznete v tabulkách.
Dotaz: Co to je kapilární elevace, Franck-Herzův pokus, Millicanův pokus a akcelerace.
(Vladka Haragova)
Odpověď: 1.
Kapilární elevace - Kapilarita je jev, který vzniká
v kapilárách (tenkých trubičkách) jako důsledek zakřivení
povrchu kapalin a vzniku kapilárního tlaku. U kapalin, které
smáčejí stěny kapiláry vzniká s dutým povrchem výslednice
směrem ven z kapaliny. To má za následek, že v kapiláře
vystoupí kapalina do takové výšky h, až
hydrostatický tlak sloupce h vyrovná kapilární tlak
- jde o kapilární elevaci. Pro vypuklý povrch a
nesmáčející kapalinu směřuje výslednice dovnitř kapaliny,
takže sloupec se sníží o h - kapilární deprese.
Podívejte se na obrázek.
2.Millikan
v roce 1909 přímou metodou změřil velikost elementárního
náboje (e = 1,602 . 10-19 C). Určil ji porovnáním
sil, kterými působí elektrostatické a gravitační pole na
malá nabitá tělíska. Mezi desky kondenzátoru byly
vstřikovány olejové kapičky a mikroskopem sledován jejich
vertikální pohyb v přítomnosti elektrického pole a bez
něho. Uspořádání pokusu můžete vidět na obrázku. 3.Franck-Hertzův pokus (1914)
- myšlenka jejich pokusu spočívá v tom, že atomy
zředěného plynu se ostřelují elektrony s rychlostmi 105
m.s-1. Při tom dochází k pružným nebo nepružným
srážkám s atomy plynu. Z jejich pokusu vyplynulo, že při
rychlostech elektronů menších než kritická rychlost
dochází k pružným srážkám s atomy plynu. Elektron
neodevzdá atomu svoji energii, ale odrazí se od něho (změní
se jen směr jeho rychlosti). Pokud elektrony dosáhnou jisté
kritické rychlosti (různé pro různé látky), nastane
srážka nepružná. Elektron odevzdá svoji energii atomu,
který přitom přejde do jiného stacionárního stavu s
vyšší energií. Atom tedy buď vůbec nepřijímá energii
(pružná srážka), nebo ji přijímá jen v kvantech rovných
rozdílu energií dvou stacionárních stavů.Ve svém pokusu
ukázali, že pokud energie elektronů nedosáhne jistou
kritickou hodnotu, nastávají jen pružné srážky elektronů s
atomy plynu. Uspořádání jejich pokus můžete vidět na obrázku. 4. Akcelerace = zrychlení.
Mění-li se vektor rychlosti, říkáme, že se těleso pohybuje
se zrychlením. Zrychlení jako fyzikální veličinu značíme a,
jeho jednotkou je m.s-2.
Dotaz: Jede auto a váží 300Kg a jede rychlostí 70 Km/h. Řidič usne za volantem a rovnou to napálí do skály. A nyní je tu otázka: Jakou hmotnost mělo to auto ,když zrovna narazilo do skály (jelo 70 Km/h)? Prosím ,zašlete mi vzorec na tento příklad. A chci se ještě zeptat.Bude se ten vzorec hodit i na výpočet hmotnosti, když třeba to auto narazí do náklaďáku, který jede proti němu a ten náklaďák jede 50 Km/h a váží 800 Kg.. (Tomáš Rosička)
Odpověď: Milý pane, když při Vámi zmíněných rychlostech narazí
auto do skály, má pořád tu samou hmotnost jako v klidu
(relativistické efekty jsou v této situaci zanedbatelné). Jde
vám asi o něco jiného, jde o to, jak moc se to auto a řidič
rozbije. Ke zvládnutí podobných otázek fyzikové vynalezli
šikovnou veličinu, které říkají hybnost, a její vztah k
síle. Hybnost se spočítá podle vzorce hybnost =
hmotnost.rychlost. Aby se hybnost změnila, musí na těleso
působit síla, pak (změna hybnosti)/(doba změny) = průměrná
působící síla. Pak hybnost vašeho auta je 70 km/h. 300 kg =
21000 km.kg/h, v obvyklejších jednotkách 5830 kg.m/s (to vaše
auto je nějaké lehké, normální osobák má tak kolem
tuny...). Když je auto velmi pevné a nesnadno deformovatelné a
narazí do tvrdé skály, tak se může zastavit za velmi
krátkou dobu, například za setinu sekundy, pak průměrná
síla je 583 kN, tedy zhruba dvěstěkrát tíha auta. Je jasné,
že řidič tohle těžko přežije.
Když se auto deformuje snáze (tj. déle, udělá se to tak, že
přední část vozu je zkonstruována a připravena pro
deformaci a pohlcení energie), pak se šance na přežití
posádky trochu zvětší. V 70 km/h a při nárazu do skály
jsou ale šance posádky v jakémkoli autu asi malé.
Když jede zmíněný osobák proti náklaďáku, bude hybnost
osobáku zmíněných 21 000 km.kg/h, hybnost náklaďáku z
druhé strany 40 000 km.kg/h. Celková hybnost se v takovýchto
srážkách zachovává, takže ono sražené souautí se bude
pohybovat ve směru náklaďáku (jeho hybnost převládla) s
hybností 40 000 - 21 000 = 19 000 km.kg/h a bude mít celkovou
hmotnost 800+500=1300 kg, tedy podle vzorce pro hybnost bude mít
sražené souautí rychlost 14,6 km/h. Zkuste si spočítat už
sám, jaká byla změna hybnosti obou aut, k silám byste se
dostal, kdybyste uvažoval deformační vlastnosti obou aut. S
velkou pravděpodobností se zemře při všech vašich
příkladech. Chcete-li tomu rozumnět lépe, začtěte se do
nějaké fyziky resp. mechaniky, dívejte se na kapitoly o
hybnosti, energii, Newtonových zákonech ....
