FyzWeb  odpovědna

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


nalezeno 1493 dotazů

962) Struktura protonu a dalších částic21. 06. 2003

Dotaz: Zajímalo by mě z čeho je složen proton? Popřípadě z čeho jsou další elementární částice? V podstatě mi jde o to co je to za hmotu a jak vlastně vypadá? (Miloš Pařízek)

Odpověď: Stručně lze říci, že proton je složen z kvarků. V současnosti známe šest kvarků, které se liší nábojem, hmotností a dalšími vlastnostmi.
nábojKvarky
2/3 Up Charm Top
-1/3 Down Strange Botton
(náboje jsou uváděny v násobcích absolutní hodnoty náboje elektronu)
Existuje celá spousta částic (tzv. baryony, řecky βαρυοσ - těžký), které se skládají ze tří kvarků: proton je složený z kvarků uud, neutron z ddu apod. (zkuste si sečíst náboje těchto kombinací, sedí s náboji protonu a neutronu!)
Vedle toho existují částice zvané mezony (řecky μεσοτρον - střední, podle toho, že mají hmotnost mezi hmotností protonu a elektronu), které lze vysvětlit jako kombinace kvarku a antikvarku, například pion π+ jako u anti-d.
Částice složené z kvarků obecně nazýváme hadrony (řecky 'αδροσ - silný, neboť jsou citlivé na silnou interakci), známe jich dnes stovky a liší se obsahem kvarků a tím, jak se uvnitř kvarky "hemží".

Jak jsme zjistili, z čeho se proton skládá? To lze provést například v experimentech, kdy ostřelujeme proton elektrony. Proton se choval jako objekt složený z více částic, od kterých se elektron odrážel.

Vedle částic složených z kvarků jěště známe další, kam patří i známý elektron, a souhrně je označujeme jako leptony (řecky λεπτοσ znamená lehký). Jde o elektron a jemu podobné částice mion a tauon (jakési těžší varianty elektronu) a neutrina, velmi lehké částice bez náboje.
nábojLeptony
0 νe νμ ντ
-1 elektron e mion μ tauon τ
Za elementární částice dnes považujeme právě kvarky a leptony, které se v experimentech zatím jeví jako bez další vnitřní struktury.
Další elementární částice jsou ty, které zprostředkovávají interakce mezi částicemi, jde o foton, bosony W, Z a gluony.
Pro další informace se podívejte do sekce Atomy, jádra, částice v naší Odpovědně, případně si zde vyhledejte pojem "kvarky".
Dalším užitečným zdrojem je populární text o standadním modelu mikrosvěta od J. Hořejšího.
Pěkná je též knížka Pan Tompkins stále v říši divů od George Gamowa, jejíž nové vydání doplněné Russelem Stannardem se zabývé též částicovou fyzikou.
(J. Kvita)   >>>  

963) Kavitace19. 06. 2003

Dotaz: Existují reálné kapaliny, které mají tlak par roven tlaku vakua? Tedy, že škrcením jejich průtoku za žádných podmínek nedojde ke kavitaci. Pokud ano, patří k nim např. VGO (Vacuum Gas Oil)? (Jaroslav Habán)

Odpověď: Myslím, žejde o neporozumění. "Tlak vakua" je samozřejmě 0, podle definice vakua; to by asi doslovně možné nebylo. Prakticky by tedy šlo o kapalinu, jejíž tlak par je za zamýšlené teploty zanedbatelný. Tomu by asi nejlépe vyhovovaly oleje užívané ve vakuové teplotě.
Ovšem kavitace je způsobena tím, že pod vlivem velkého a náhlého gradientu sil a tím i rychlostí se kapalina "roztrhne", tj. vzniknou v ní dutiny. Jejich vznik nesouvisí s tím, že vzápětí poté se do tohoto "bublinového vakua" vypařuje okolní kapalina. Myslím, že (rovnovážné) napětí par nad kapalinou mnoho neřekne o jejím chování při prudkých změnách, které jsou příčinou kavitace.
(J.Obdržálek)   >>>  

964) Interakce18. 06. 2003

Dotaz: V učebnici fyziky pro gymnázia - Fyzika mikrosvěta tvrdí, že všechna silová působení ve vesmíru lze popsat pomocí 4 elementárních interakcí - elektromagnetické, gravitační, silné a slabé. Když postavíme kuličku na stůl, tak aby byla v klidu a potom do ní cvrnkneme, působíme na ní silou. Jak lze tuto sílu popsat pomocí daných 4 interakcí? (Uvedenou situaci beru pouze jako modelový příklad, při popisu mnohých podobných problémů nevidím souvislost mezi výslednou silou a základními silovými interakcemi. (Jirka Hamous)

Odpověď: Slabá a silná interakce se uplatňují rozumně jen v mikrosvětě: schematicky řečeno, drží pohromadě některé "elementární částice", např. neutron. Vedlejším projevem silné interakce (držící pohromadě neutrony a protony) drží pohromadě atomové jádro. S nimi se tedy obvykle přímo nesetkáváme. (Mluvíme raději o obecnější interakci = vzájemném působení, než o silách, protože "síla" už znamená popis vektorovou veličinou, a tím i v rámci klasické teorie.)
S gravitací se známe docela důvěrně, a víme, za co může a za co ne. Vše ostatní (tření, tuhost, pružnost, chemická vazba atd.) padá na vrub elektromagnetické interakci - té, která drží pohromadě atomy (z jádra a elektronů), molekuly (z atomů) a tělesa (z molekul). Tu je však nutno použít v celkovém rámci nikoli klasické mechaniky, ale kvantové (podle klasické teorie by neexistovaly nabité útvary, stabilně se držící jen svými elektromagnetickými, případně gravitačními silami). Tedy:
Můj prst drží pohromadě (stabilní velikost daná rovnováhou elektromagnetických sil držících pohromadě mou kůži a moje svaly). Cvrnknu-li, měním "chemickou energii" (tj. vnitřní energii danou chemickými vazbami - sdílení elektronů, tedy opět elmag. interakce) v mechanickou (pohyb špičky prstu). Při srážce se kulička prakticky nezdeformuje, ale můj prst ano - stlačí se, poté se ze stlačení "dopruží" do původního tvaru a urychlí tím kuličku. Jak stlačení, tak restituci zajišťují tytéž elmag. síly, které drží pohromadě mé svaly a kůži.
(J.Obdržálek)   >>>  

965) Průjezd auta zatáčkou18. 06. 2003

Dotaz: Zajímalo by mě, proč se při průjezdu auta levotočivou zatáčkou nadlehčuje pravá strana auta. Jaké, a kde působí síly na auto. (alex)

Odpověď: Omyl, při průjezdu zatáčkou se vždy zatěžuje trochu méně vnitřní kolo, protože odstředivá síla, která v neinerciální soustavě spojené s autem na auto působí, je pro menší poloměr menší a na vnitřní stranu auta tedy působí menší odstředivá síla, než na stranu vnější. Výslednice odstředivých sil působí vzhledem ke styčným plochám kol momentem, který se snaží auto překlopit ven. Zatěžovány jsou tedy více vnější kola.
(M.Rojko)   >>>  

966) Elektromotor18. 06. 2003

Dotaz: V učebnici fyziky jsem objevil vysvětlený princip stejnosměrného elektromotoru, vše je mi jasné, jen mi z uvedeného nevyplývá na jakou stranu by se měl rotor otáčet. Podle mě by to mělo být nahodilé, ale jestli se nepletu, tak tomu není. Můžete mi s tímto hlavolamem poradit? (Reichmann)

Odpověď: Problém snadno vyřešíte sám, jestliže si cívku motoru nakreslíte jen jako jeden závit s komutátorem v poli podkovovitého magnetu. Pak snadno odhalíte, že na směru proudu tím závitem bude záležet, jaký smysl bude jeho otáčení.
(M.Rojko)   >>>