Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 26 dotazů obsahujících »vlnovou«
15) Metody měření rychlosti světla
31. 03. 2003
Dotaz: Zajímalo by mě, jaké jsou metody měření rychlosti světla ve vakuu. (Robert Fiala)
Odpověď: Klasické jsou metody optické. Při koherentním světle vytvoříme
interferenční obrazce ze dvou paprsků, z nichž jeden proletí měřenou
vzdálenost (případně vícekrát po odrazu na zrcadle). Uvážíte-li vlnovou
délku světla, je zřejmé, že jde o měření velice citlivá a přesná.
Uvažujete-li o ověřování teorie relativity, pak uvažte, že můžete k měření
použít také světlo mimozemských zdrojů; světlem hvězd získáváte zdroj,
který se vůči Vám pohybuje s rychlostí v průběhu roku proměnnou o + - 30
km/s (oběžná rychlost Země kolem Slunce. Také můžete měřit rychlost
radiových vln (což je rovněž elektromagnetické vlnění).
Pro přesný popis interferometrů doporučuji speciální literaturu z
fyzikální optiky.
Dotaz: Ráda bych se zeptala:
1) zda roste s vlnovou délkou energie záření?
2) na závislost mezi vlnovou délkou a citlivostí u PN fotodetektoru.
(Petra Andrýsková)
Odpověď: 1/ Ta otázka je trochu zavádějící.
NEJMENŠÍ MNOŽSTVÍ, jakési zrníčko energie (kvantum), které se může
předat na frekvenci f, je úměrné této frekvenci : Emin(f) = hf . Vlnová délka
je nepřímo úměrná frekvenci, takže čím větší vlnová délka, tím menší je to
nejmenší kvantum, které se může předávat. Energie můžu vydat nebo předat
nebo přijmout kolik chci, ovšem bude to jen celý počet (zpravidla obrovský)
těchto kvant.
Pokud mám situaci takovou, že se mi hodí vlnový popis, pak vlna s
frekvencí f má tvar A = A0.cos(2.pi.f.t + fi0), kde A0 je amplituda, pi =
3,14..., t je čas a fi0 je fázová konstanta; celý výraz v závorce se nazývá
fáze. Takováto vlna má energii úměrnou A2 f2, čili při STEJNÉ AMPLITUDĚ
roste energie kmitů se čtvercem frekvence (neboli klesá nepřímo úměrně
čtverci vlnové délky).
Ptáte-li se ale, jak u konkrétného zdroje vln (třeba u rozžhavené
tyče) závisí vyzařovaná energie na vlnové délce, ptáte se na vyzařovací
charakteristiku příslušného děje (např. záření černého tělesa). Na to ovšem
není žádná univerzální odpověď, to potřebuje znát onen děj. (J.Obdržálek)
2/ Citlivost (proudová či napěťová) PN fotodiody je v ideálním případě přímo
úměrná vlnové délce dopadajícího záření. Pro reálnou fotodiodu existuje
dlouhovlnná mez (citlivost u určité vlnové délky prudce klesá k nule) a
navíc je ta lineární část snížena vlivem povrchové rekombinace.
Dotaz: Potřebovala bych vysvětlit vznik ultrafialového a infračerveného záření. (Karolína Melicharová)
Odpověď: Milá Karolíno,
je to vlastně jako vznik světla - jen trochu kratší nebo delší vlnová
délka. Nejobvyklejším zdrojem je dostatečně rozehřátý předmět; infrazářič
ani nemusí být tak rozpálený. Efektivnějším zdrojem jsou různé výbojky, kde
se vytváří jen mnohem užší část spektra. Nízkotlaké dávají poměrně ostré
čáry odpovídající přechodům elektronů mezi jednotlivými povolenými
hladinami (chcete-li UV, použijte třeba rozšířenou rtuťovou), vysokotlaké
dávají širší - pásové - spektrum, a mají větší účinnost. No a tu a tam může
vzniknout příslušné záření i jinde při "přeměně energie" - jako třeba při
některých chemických reakcích. Fluoreskující či fosforeskující látky zase
mohou měnit záření dopadající na ně s jistou vlnovou délkou na záření s
vlnovou délkou větší ("červenější").
Dotaz: V učebnici pro 9.třídu se probírá
elmg. vlnění a rozděluje se na 7 typů (rádiové vlny, mikrovlny,
ultrafialové záření, světlo, infračervené záření, gama z.,
rentgenové z.). Nevím, jak je které
"silné", kterými předměty prochází? (Jana Wernerová)
Odpověď: Když jdete od delších vlnových délek ke
krátkým, tak pronikavost vlnění zprvu klesá a pak zase stoupá, pokud
neuvažujeme materiály, které jsou vyjímečně "průhledné". Velmi
zhruba můžete za orientační hodnotu považovat vlnovou délku, "vlnění totiž
musí i do neproniknutelného materiálu kus zalézt, aby poznalo, že to
nejde." Dlouhovlnné rádiové vlny vlezou všude, také se snadno ohýbají.
Jdete-li ke kratším rádiovým vlnám, resp. k mikrovlnám, pak jejich
pronikavost klesá na centimetry, decimetry (proniknou kusem masa v
mikrovlnce, v místech se slabým signálem mobilu záleží na tom, jak se
otočíte nebo jestli zalezete do hustého lesa. S viditelným zářením máme
zkušenosti všichni, UV a IFC jsou těsně vedle, spíš záleží, jak moc je
materiál průhledný, např. atmosféra s/bez ozonovou/é dírou/y pro UV.
Rentgenové záření pak zase je více pronikavé, typická tloušťka zeslabení
na polovinu jsou milimetry materiálu. Víceenergetické gama záření je pak
ještě více pronikavé, typická polotloušťka jsou centimetry.
Dotaz: Dobrý den chtěl bych se zeptat na jeden problém týkající se určení polohy elektronu v prostoru.
Totiž když se snažíme polohu elektronu určit tak, že na něj vystřelíme foton o určité vlnové délce, zjistíme jeho polohu jen přibližně.
Čím bude mít foton delší vlnovou délku, tím méně ovlivní rychlost elektronu, ale tím hůře zjistíme polohu elektronu. Problém je ale v tom, že nechápu to, že čím bude mít foton kratší vlnovou délku, tím přesněji určíme polohu elektronu. Sice kratší vnová délka fotonu ovlivní rychost elektronu dost hodně, ale nechápu jedinou věc, proč je samotná poloha elektronu určena přesněji, když vlnová délka fotonu je kratší.
díky (Robin Muller)
Odpověď: Já se přiznám, že nevím, jak prakticky jedním fotonem změřit polohu elektronů a předpokládám, že autor řádek, které jste měl na mysli, to myslel značně symbolicky. Když chcete studovat strukturu malých objektů nějakým elektromagnetickým vlněním, pak rozlišovací schopnost souvisí s vlnovou délkou - je-li vlnová délka větší než struktura, neuvidíte ji. Proto na malé objekty potřebujete adekvátně krátké vlnové délky, obrazně i na určení polohy elektronů. Tato "optická" zkušenost se také najde v kvantové teorii, kde může být například zformulována v podobě relaci neurčitosti.
