Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 170 dotazů obsahujících »elektric«
167) Vlastnosti neutronu
25. 02. 2002
Dotaz: V knihe Paula Daviesa "O ČASE" ma najviac zarazila jedna vec. Týka sa neutrónov. Tvrdí, že neutron, ktorý sa navonok javí elektricky neutrálny v skutočnosti má elektromagnetické vlastnosti. V roku 1933 nemecký fyzik Otto Stern objavil , že neutron posobí tak ako keby obsahoval drobný tyčový magnet. Že vraj obsahuje elektricky nabité kvarky. Tie síce majú dokopy nulový náboj ale vytvárajú magnetické pole lebo neutrony neustále rotujú okolo svojej osy. Rýchlosť rotácie je pevne stanovená veličina, ktorá je daná elektricky nabitými kvarkami, a je absolútne rovnaká pre všetky neutrony vo vesmíre tak ako ich hmotnosť. Takže na neutrony nepôsobí okolité prostredie? Prečo trenie a strata rotačnej energie nespomaµuje postupne rýchlosť rotácie. Neutronove kvarky vytvárajú drobný elektrický prúd a ten zase magnetické pole. Kvarky a prúd??? Veď sa vôbec nepohybujú vzhµadom na neutron a sú úplne inej povahy ako elektrony. Ako môžu byť jednotlivé kvarky elektricky nabité? Má to súvis s beta rozpadom neutronu na proton , elektron a antineutrino? A aký malý je ten náboj kvarkov? Najmenší možný je elementárny elektrický náboj.Obsahuje taký kvarkjeden alebo viacej elektrónov? (Aj jeden sa mi zná priveµa) Pre mňa je to záhada.
(Marek Krakovsky)
Odpověď: Na některé otázky
znamená odpověď dost objemný a netriviální výklad na
jedné straně a dost náročné studium na druhé straně.
Neutron má skutečně nenulový magnetický dipólový moment
(-1.9130427(5) jaderného magnetonu), zřejmě související s
tím, že uvnitř něho je složitá struktura, kterou dnes
popisujeme pomocí kvarků a gluonů. Kvarky mají náboj 2/3 a
-1/3, ale nejsou izolovaně vidět, takže pořád zůstává,
že nejmenší pozorovatelný náboj je e. V souvislosti s
magnetickým momentem jste zmínil spin neutronu, který ovšem
nelze jednoduše spojit s tím, že by rotoval kolem osy. Různé
popularní knížky i webové stránky jako např. http://www-hep.fzu.cz/~rames/outreach/castice.html
vlastně otázky spíš provokují, než že by na ně
odpovídaly. Když se odhodláte fyziku pořádně studovat,
časem se na některé otázky odpovědi objeví (ale další
otázky vzniknou). Odpovědna nemůže nahradit těch zhruba pět
let studia například na naší fakultě, kdy se malinko začne
rozsvěcet.
Dotaz: Při čtení odpovědi na otázku o odlétajících jiskrách mě napadla
možná související otázka. Všiml jsem si, že pokud přejíždí pantograf
tramvaje přes nějaký spoj na napájecím drátě, vzniká intenzívní jiskra
(záblesk) jasně zelené barvy? Jak k tomu dochází? Hraje tu roli ionizace
plynu? Proč je záblesk právě zelený - závisí to na protékajícím proudu? (Tomáš Nový)
Odpověď: Při přejezdu pantografu přes nějakou nerovnost na troleji vznikne
zřejmě chvilkový oblouk, který znamená výboj ve vzduchu a odpařuje a
ionizuje materiály troleje a pantografu. Světlo onoho elektrického oblouku
(ionizovaného plynu) může být zabarveno ionty těchto materiálu podobně
jako se barví plamen (důvodem jsou spektra prvků a intenzity jednotlivých
čar). Pantograf má sběrači listu grafitovou, z toho zelená nebude, zato
trolej je měděná (ověřeno u Dopravních podniků) a to by mohlo být důvodem
té zelené barvy (jinak se oblouk zdá bílomodrý a není moc zdravé do něj
zírat). Ověřit to lze spektrometrem, kterým byste sledoval místo na
troleji, kde to často jiskří.
Dotaz: Chtěl bych se Vás zeptat, jak vznikne jiskra, pokud např. seknete sekerou do kamene, nebo udeříte dvěma křemeny o sebe. Sám si myslím, že při úderu dojde lokálně k prudkému ohřátí, které způsobí ionizaci plynu (vzduchu), což vede následně k elektrickému výboji? (Jan Zahradnik)
Odpověď: Pane kolego, já bych souhlasil s
Vaším komentářem až do té doby, kdy začnete mluvit o
elektrickém výboji. Když seknete sekerou do kamene, lokálně
ohřejete dotykovou oblast sekyry a kamene a uštípnete drobné
částečky obého, které ohřáty na vysokou teplotu mají
šanci zazářit. Nejsnáz je to vidět, když k brusnému
kotouči přiložíte kus materiálu - odbrušované částice
jsou dost malé a třením /broušením uvolňované teplo je
dost velké na to, aby částice zářily jako jiskry. Jiskry
odlétající od podvozku aut při gangsterských honičkách
jsou jinou ilustrací.
Dotaz: Proč je index lomu světla různý pro různé barvy (na tom stejném rozhraní mezi
prostředími)? Je rychlost šíření světla prostředím ovlivněna vlnovou délkou?
A jestli ano, tak proč? (Jan Toušek)
Odpověď: Je to tak. A je velmi zajímavé (a vůbec ne jednoduché) rozebrat, proč
je vlastně rychlost světla v hmotném prostředí jiná než ve vakuu.
Jakmile zjistíme, proč je jiná, pak už tolik nepřekvapí, že je "jinak
jiná" pro různé frekvence.
Mechanismus šíření světla v hmotném prostředí je takový: prostředí
sestává z kladně i záporně elektricky nabitých částic, které mají úhrnný
náboj (prakticky) nulový a jsou víceméně v dynamické rovnováze. Můžeme
si představit, že elementární části látky jsou elektrické dipóly (např.
kladné jádro + záporné elektrony kolem). Dopadne-li na látku světlo, pak
z mikroskopického hlediska přišlo střídavé elektromagnetické pole (vlna)
o frekvenci f. Dipól je nucen pod vlivem elektrického pole kmitat (a
měnit svůj elektrický moment), protože na zápornou část působí opačná
síla než na kladnou (rozměry dipólu jsou mnohem menší než vlnová délka
světla). Ovšem pokud elektrický dipól kmitá, pak vyzařuje
elektromagnetické vlny stejné frekvence, jakou kmitá (Rayleighův rozptyl
- NIKOLI Comptonův, kde vyzařuje frekvenci jinou než přijal). Je to tedy
jakési "pošli to dál", ale s jistým zdržením: dipól je tvořem hmotnými
(nabitými) částicemi a ty mají samozřejmě jistou setrvačnost. Nakonec to
dopadne tak, že rozkmitaná látka vyzařuje vlny, které se skládají s
dopadající vlnou a ustáleným výsledkem je to, že se dopředu šíří nová
vlna téže frekvence, ale pomaleji. (Tedy v látce s jinou vlnovou délkou
než ve vakuu.) Jakmile přijmete tento rozbor, pak vám nebude moc divné,
že to "zdržení" bude pro různé frekvence různé (tomu se říká disperze
světla) v závislosti na vnitřní struktuře látky, na vlastních
frekvencích částí tvořících látku apod.
