Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 1493 dotazů
1402) Kolik je ve vesmíru hvězd?
13. 05. 2002
Dotaz: Je nějaký odhad počtu galaxií a celkového počtu hvězd ve vesmíru? (Stanislav Švarc)
Odpověď: Odhady jsou jednak na základě pozorovatelné části Vesmíru a
jeho struktury, dále pak doplněné teoretickými výpočty
resp. omezeními, kolik hmoty může být ve Vesmíru (např. aby
jeho časový vývoj odpovídal zhruba tomu, co můžeme
pozorováními potvrdit).Hranice pozorovatelného Vesmíru jsou
cca 1026 m; zhruba lze odhadnout, že je 1011
galaxií, v každé je zhruba 1011 hvězd. Naše
Slunce (jako typická hvězda) má hmotnost 2.1030 kg.
Dotaz: Doslechli jsme se, že jsou prý objeveny částice rychlejší, než světlo.
Můžete nám k tomu prosím zdělit bližší informace.
(Pavel Čejka, Josef Horalek)
Odpověď: To neberte vážně, to jsou takové ty polopravdy -- buď sice
pravdivé, ale vytržené z kontextu (např. o virtuálních
částicích), anebo někdo něco prostě špatně pochopil.
(Anebo taky někdo prostě lže; máme přece svobodu, ne??) Ať
je co je, žádná částice nebo signál schopný přenášet
informaci se nemůže pohybovat rychleji než světlo, jinak by
šlo vytvořit situaci, při níž by důsledek nastal dříve
než příčina. (Pokud tohle nevadí, jako při různých
modelech v rámci mikrosvěta, tak spánembohem.)
Příklad na tzv. ireálný signál (neschopný přenášet
informaci) letící rychleji než světlo (a třeba i nekonečně
rychle) si vytvoříte snadno. Jste na stavbě a shora padá
prkno, levý konec trochu níž ne pravý. Právě míjí
vodorovné prkno, na kterém vy stojíte. V jeho rovině se tedy
poprvé objeví v jednom bodě levý kraj padajícího prkna,
vzápětí je níž a onen myšlený bod -- průsečník roviny
prkna klidného a padajícího (ona je to samozřejmě vlastně
vodorovná přímka , ale o to teď nejde) se pohybuje doprava.
Padá-li prkno rychlostí V a svírá-li s vodorovným prknem
úhel fí, pak průsečník se pohybuje rychlostí V/tg fí.
Je-li fí malinké, je rychlost průsečníku obrovská. Je-li
fí=0, je rychlost nekonečná (roviny prken se "dotknou všude
najednou". Ale zkuste po tom průsečníku přenést nějakou
informaci -- když ho tvoří pokaždé jiné molekuly jak
dřeva padajícího, tak i stojícího! Podobně je tomu s klasy
kývajícími se na poli. Jsou-li "rozfázovány", běží po
poli jasná vlna. Jsou-li sfázovány, pohybují se současně
všude, a "vlna" je vlastně nekonečně rychlá. Ale
pošlete po ní nějakou zprávu.
Dotaz: Dá sa povedat že:
Intenzita je výkon, kolik energie za jednotku času vyzarime, zatimco
frekvence je typ svetla, v prípadě viditelného svetla jeho barva. V
prípadě rádiových vln je to to, co ladíte na rádiu, frekvence udává počty
kmitů za sekundu, ale nerika, jak silne kmitaji, jen jak rychle.
Fotony kmitaju predsa stale ryczhlostou svetla?
Dalo by sa to vysvetlit aj rozdielnou rychlostou kmitania. Ked si predstavite , ze svetelna vlna sa siri rovnobezne po povrchu stola z jedneho konca na druhy. A fotony v tejto vlne kmitaju nahoru a dolu, teda kolmo na povrch stola. A ked kmitaju pomalsie ako sa svetlo siri a drahu jednotlivych fotonov si zakreslite v case dostanete pomale radiove vlny. A ked kmitajú rychlejsie ako sa svetlo siri! , teda rychlejsie ako "c" ich draha bude vyzerat ako rychle vysokoenergeticke kmity gama paprskov s kratkou vlnovou dlzkou. Takze ako to je môzu kmitat fotony rychlejsie alebo pomalsie ako rychlost svetla?
(Marek K.)
Odpověď: Věta
"Fotony kmitajú predsa stále rychlosťou svetla"
nedává smysl. Fotony nejsou kuličky na gumičce, které by
kmitaly kolmo ke gumičce v klidu (a tedy kolmo ke směru
šíření), aby se dalo uvažovat o jejich rychlosti ve směru
kolmém k šíření vlny. Gumička (bez jakýchkoliv kuliček)
zobrazuje pole jako jakýsi "stav napjatosti
protostoru", který je "napjatý" (tj. je tam
nenulová intenzita E elektrického pole resp. indukce B
magnetického pole) někde a někdy víc, jinde a jindy méně, a
tyto změny se dějí úhlovou rychlostí (počet kmitů za
dobu), a nikoli posupnou rychlostí (dráha za dobu), která je
pro světlo ve vakuu vždy rovna c, tj. zhruba 300 000 000 km/s.
"Kuličky" (fotony) se tam neuplatňují jinak, než
tím, že energie gumy (pole) se mění jen v určitých
dávkách (kvantech). Fotony tedy nekmitají, ale řekněme, že
každý z nich, jak tak letí (rychlostí světla ve směru
šíření vlny), má svou barvu, která odpovídá frekvenci
kmitů. Představte si, že mají barvu, a navíc pro nás pro
teď třebas střídavě světlají a tmavnou s touto frekvencí,
tj. jeden kmit jim trvá dobu T. Pokud byste si značili jejich
na cestě (kudy letí) body, kde měly barvu nejsilnější, pak
dvě značky na cestě budou vzdáleny o délku L vlny. Ta je
rovna L = c.T, kde T je doba kmitu. Modrý foton bude mít tuto
vzdálenost zhruba poloviční oproti červenému, třebaže se
šíří ve vakuu přesně stejně rychle. Jenže ten modrý
kmitá rychleji.
Dotaz: Zaujala mě relativistická teorie. Nedokážu si vysvětlit čtvrtý prosto (vlastně ani představit). Co tedy vlastně čtvrtý prostor je? (Štencl Petr)
Odpověď: Nehledejte v tom nic složitého. Čtvrtý prostor slouží
prostě pro další číslo - čas - který potřebujeme k tomu,
abychom se např. jednoznačně setkali s někým, o koho
stojíme. Zadáme tři souřadnice prostorové (tedy kde se
uvidíme) a jednu časovou (kdy to bude). Nesnažte si čtvrtý
rozměr představovat geometricky (jako další kolmici ke třem
osám x, y, z), to samozřejmě v našem trojrozměrném
geometrickém prostoru nenajdete. Podstatné je umět s tím
počítat (umět spočítat rychlost apod.). Pravidelný
stopadesátiúhelník si taky neumíte představit (nerozlišíte
ho od kružnice), ale přesto o něm víte všecko potřebné,
že má 150 stran, 150 vrcholů, 150x149/2 úhlopříček
atd.atd. Nákupčí objednávající ze skladu o 500 položkách
pracuje v 500-rozměrném prostoru, každá jeho objednávka je
bodem v 500-rozměrném prostoru. A taky to umí objednat.
Dotaz: V matfyz tabulkách je uváděna svislá hodnota intenzity magnetického pole Země
v našich končinách - a to 20 mikrotesla. Intenzita mg. pole se ale přece
udává v A/m. Jak vůbec vypadají siločáry mg. pole Země? (ing. R. Voráček)
Odpověď: Veličiny
intenzita magnetického pole (H s jednotkou A/m) a magnetická
indukce (B s jednotkou tesla [T]) jsou ve
vakuu úměrné veličiny (B = m0˙H) a
někdy jsou zaměňovány. Údaj 20 mikrotesla je jednoznačně
údaj o magnetické indukci.
Magnetické
indukční čáry Země: na severu je jižní pól zemského
magnetu. Proto se k němu natáčí severní pól magnetky.
(Opačné póly se přitahují, souhlasné odpuzují.
1) Hodnoty
v tabulkách udávají magnetickou indukci (T, tesla), nikoli
intenzitu (A/m). Pro označení "intenzita" jsou dva
"historické důvody" (doufám, že už brzo vyšumí):
a) dokud se užívala Gaussova soustava (cgs), bylo to jedno,
obojí se udávalo v Gaussech, a vzhledem k tomu, že
relativní permeabilita vzduchu je prakticky rovna jedné, bylo B=mu
H = H.
b) Sousloví "Intenzita zemského magnetického pole" se
chápalo tak trochu jako "Velikost ...", "Síla...",
"mohutnost..." apod.
Magnetická indukce je v různých
smyslech "důležitější" než intenzita, např. síla F
působící na náboj v elektromagnetickém poli je
F = q( E + v x B), kde q je náboj, v jeho rychlost (vektor), x
značí vektorový součin, E vektor elektrické intenzity a
B vektor magnetické indukce.
2) Siločáry mg. pole Země (ve
vzduchu nad Zemí zřejmě není rozdíl mezi směrem magnetické
intenzity H a magnetické indukce B) vypadají přesně tak, jak
znáte siločáry elektrického dipólu. Podívejte se třeba do
velké barevné učebnice FYZIKA (Halliday, Resnick, Walker),
čes. překlad Prometheus,2001, do kap. 22 a dalších.
