FyzWeb  odpovědna

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


nalezeno 1493 dotazů

1405) Čtvrtý prostor12. 05. 2002

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.
(J. Obdržálek)   >>>  

1406) Zemské magnetické pole10. 05. 2002

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.

(M. Rojko, J. Obdržálek)   >>>  

1407) Jak vzniká magnetismus?10. 05. 2002

Dotaz: Mohli byste mi jasně a přesně vysvětlit, co je a jak vzniká magnetismus? V knížkách se člověk sice dozví to, že magnetismus vzniká při pohybu elektronů nebo podobně,ale jaký je princip vzniku magnetického pole na úrovni kvantové fyziky? Taky jsem někde četl, že tu hrají určitou roli spiny elektronu, fotony apod. (Tomáš Psika)

Odpověď: Podívejte se třeba do velké barevné učebnice FYZIKA (Halliday, Resnick, Walker), čes. překlad Prometheus,2001, do kap. 29 a dalších.

Stručně řečeno: 1) Formulujme otázku nikoli "co je to magnetismus, magnetické pole" apod., protože slovníková odpověď typu "magnetismus je hromadné označení pro jevy související s magnetickým polem" a "magnetické pole je spolu s elektrickým polem nedělitelnou součástí elektromagnetického pole" by vás těžko uspokojila. Otázka "Co je A?" se zodpoví převedením A na B,C,D.. která jsou známá -- nebo která pokládáme za známá a nerozebíráme je takhle obecně (např. čas). Ptejme se raději "jak vzniká magnetické pole, jak se projevuje, co ho ovlivňuje apod." Pak lze říci toto: 2) Některé elementární částice mají vlastnost zvanou elektrický náboj, vyjádřitelnou jako celistvé násobky tzv. elementárního náboje e. Proton má náboj e, elektron --e, neutron 0 (tj. nemá elektrický náboj). Pro úplnost: tzv. kvarky z nichž je mj. složen proton i neutron, mají náboje 2e/3 a --e/3, ale nevyskytují se nikdy samostatně. Náboj soustavy je algebraickým součtem všech nábojů jejich částí a náboj proto můžeme snadno pozorovat i na makroskopické úrovni. 3) Částice s elektrickým nábojem (budeme ji pro stručnost nazývat prostě "náboj") působí na jiný náboj silou. Vykládáme to zavedením pojmu pole:
a) náboj vytváří kolem sebe pole
b) pole se mění (šíří se jeho změny apod.)
c) je-li náboj v (cizím, nikoli jen vlastním) poli, působí na něj síla podle vzorce 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.
4) Kvantová teorie a) popisuje částici i pole stejnými prostředky, b) vystihuje skutečnost, že některé základní charakteristiky částic (a tedy i polí) se mění nikoli spojitě, ale po jistých dávkách -- kvantech; např. kvantem elmg. pole je foton. Ale i částice samy mohu chápat a popisovat jako kvanta jistých polí. Tím se vysvětluje, že částice téhož druhu jsou v kvantové teorii navzájem nerozlišitelné (asi jako jednotlivé koruny na vašem účtu ve spořitelně). c) dává nám "pohybové rovnice", tj. rovnice, jimiž se příslušná kvantová pole řídí.
5) Některé částice mají vlastnost zvanou spin (samozřejmě rovněž kvantovanou). Ta je spojena jednak s momentem hybnosti, jednak s magnetickým dipólovým momentem. Cokoliv byste potřeboval vědět podrobněji či přesněji, hledejte v (dobrých) učebnicích raději než v (dobré) populární literatuře. (Od toho jsou totiž učebnice, aby vám něco systematicky vysvětlily. Populární literatura má za účel přitáhnout a udržet váš zájem, i když občas jen ozobe ty třešničky z dortu a seriozní základ vám nedá.)

(J. Obdržálek)   >>>  

1408) Barva sálajícího tělesa10. 05. 2002

Dotaz: Jaká je závislost sálavosti na barvě sálajícího tělesa? Jedná se mi o problém tepelného toku vystupujícího z tělesa ( např. použití různě barevných a povrchově upravených chladičů k chlazení CPU v PC ) (Martin Hliňák)

Odpověď: Závislost na teplotě udává Planckův zákon (a upřesňuje tak Wienův zákon dříve známý), závislost na barvě je dána tím, že pohltivost se rovná odrazivosti. Černý tedy vyzařuje nejvíc, míru "černosti" (sytosti pro danou barvu) lze postihnout číslem mezi 0 (bílá) a 1 (černá).
(J. Obdržálek)   >>>  

1409) Kolik energie ztrácí Slunce vyzařováním?10. 05. 2002

Dotaz: Kolik asi energie ztrácí Slunce za jednotku času vyzařování? Kolik tedy ztratí Slunce energie za 10 milionů let? Změní se dráha Země? (Petr Konopásek)

Odpověď: Solární konstanta udává tok energie se Slunce plochou 1 m21 kolmo na směr záření ve vzdálenosti Země. Tu lze docela dobře měřit, odkorigujeme-li pohlcování v atmosféře. Z toho vychází výkon Slunce cca 4.1026 W, a to po dobu několika miliard let. Příslušná změna hmotnosti každou sekundu je tedy 4.1026 J/s . 1 s / (3.108 m/s )2, tedy asi tak pět miliard kilogramů. Zdá se to dost, ale je to 5.109, tedy při hmotnosti Slunce 2.1030 kg se nemusíte moc bát. Rok má cca 3.107 s, čili Slunce za těch 5 miliard let, co tu je, zhublo o 5.109 kg. 3.107 . 5.109 = 8.1027 -- ani ne setinu své hmotnosti. (Počítám to z hlavy do počítače, doufám, že jsem se moc nespletl.) Chcete-li podrobnosti, podívejte se třeba do velké barevné učebnice FYZIKA (Halliday, Resnick, Walker), čes. překlad Prometheus,2001, do kap. 44.7 Termojaderná fúze ve Slunci a dalších hvězdách.
(J. Obdržálek)   >>>