Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 1493 dotazů
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.)
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).
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.
Odpověď: Radar slouží k radiolokaci. Zkratka RADAR (RAdio Detection And
Ranging) už trochu napovídá, co to radiolokace je: Vysíláme
úzký svazek radiových vln. Dopadne-li na kovový povrch,
odrazí se a tu část, která letí k nám, můžeme detegovat.
Podle doby, za jakou se paprsek vrátil od svého vyslání,
zjistíme vzdálenost, v jaké odrážející předmět je.
(Rychlost radiových vln je stejná jako rychlost světla.)
Dotaz: Jak je to se spotřebou elektřiny v mikrovlné troubě. Jestliže mám vnitřním objemem malou a velkou mikrovlnou toubu a dám do obou ohřát na stejnou dobu stejný druh ( objemem a složením) pokrmu. Bude se lišit spotřeba el. energie a pokud ano, na čem bude závislá? (Stastny)
Odpověď: Spotřeba energie bude dána jen VÝKONEM TROUBY, tj. maximum
výkonu vnitřním zdrojem, provoz stupněm nastavení výkonu
voličem a dobou provozu. U menší trouby se dosáhne upečení
holouběte tedy levněji, než když ho strčíte do maxitrouby,
která samozřejmě vyzařuje i do prostoru, kde nic není.
Můžete ale do ní vepchat případně krocana a spotřeba bude
stejná, jako u holouběte (když natočíte stejně výkon i
čas). Spotřeba energie nezávisí na tom, co v troubě je.