Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 40 dotazů obsahujících »elektronu«
2) Splynutí elektronu a protonu?
18. 09. 2011
Dotaz: Dobrý den, zajímalo by mě,proč se k sobě nepřitáhne elektron s
protonem,když mají rozdílné el. náboje.Ty se přece přitahují. Děkuji. (Karel František)
Odpověď:
Dobrý den.
Pokud chcete řešit vzájemný pohyb v soustavě proton-elektron, můžeme provést následující zjednodušení: Proton je asi 2000 krát těžší než elektron, čili můžeme předpokládat, že silové účinky na proton budou zanedbatelné a že se nebude pohybovat. Celý problém se pak řeší jako pohyb elektronu v Coulombickém poli pevného "protonu".
Jde fakticky o problém stability atomu vodíku 1H, tedy vázaného systému proton-elektron. Otázka toho, proč se elektron "nezhroutí" do jádra (tj. nesloučí se s protonem), trápila počátkem 20. století mnoho fyziků. Návrh na vysvětlení přinesl Niels Bohr, který navrhl, že v rámci atomového obalu existují jakési stabilní orbity o přesně daných energiích, po nichž obíhají elektrony bez ztráty energie. Viz Bohrův model atomu.
Šlo prakticky o "zrod nové fyziky" - kvantové teorie. V rámci ní jsme schopni popsat a vysvětlit mnoho jevů v mikrosvětě, na které klasická fyzika nestačí.
Dotaz: Jak vznika jemne a hyperjemne spektrum (napr. u jodu I2)? (Shane)
Odpověď: Rozštěpení spektrálních čar (tzv. jemná struktura čar) vzniká vlivem relativistických jevů a vlivem interakce mezi spinovým a orbitálním momentem hybnosti elektronů (tzv. spinorbitální interakce). Hyperjemná struktura je pak důsledkem interakce magnetického momentu elektronu s magnetickým momentem jádra (I-J vazba).
Dotaz: Dobrý den, měl bych totaz týkající se vlnové funkce. Tím, že provedu pozorování, vlnová funkce pozorovaného objektu zkolabuje. Když přestanu pozorovat objekt, řekl bych, už nikdy nebude mít vlnový charakter, nebo ano? Když se podívám na strom a zjistím, že spadl a následně přestanu pozorovat, strom by měl být pořád na zemi. Kdyby byl druhý pozorovatel za horizontem, a spadlý strom neviděl, měl by pro něj pořád vlnový charakter. To znamená, že kolaps funkce je vázán na konkrétního
pozorovatele? (Standa)
Odpověď: Nejprve si trochu ujasněme, co znamená kolaps vlnové funkce při pozorování.
V kvantové fyzice stav objektu i jeho vývoj popisujeme tzv. vlnovou funkcí, ze které lze o objektu všechno zjistit (nese kompletní informaci). Jedná se o komplexní funkci souřadnic a času. (Poznámka: Popis stavu může být i jiný, ale zůstaňme u tohoto přístupu).
Při pozorování, resp. měření nějaké vlastnosti našeho objektu, dojde ke změně vlnové funkce. Zopakujme předchozí větu ještě přesněji: Jakmile uvažujeme (popisujeme či dokonce propočítáváme) chování objektu v situaci, ve které došlo k nějakému měření a získání určité informace o popisovaném objektu (např. určíme polohu elektronu), musíme v okamžiku měření vlnovou funkci popisující vývoj objektu před měřením zaměnit za jinou vlnovou funkci, která bude popisovat jeho vývoj po měření. Navíc tato nová vlnová funkce závisí na tom, co jsme naměřili. Této "změně" vlnové funkce se obvykle říká kolaps nebo redukce vlnové funkce. Závěr tohoto odstavce je tedy, že i po pozorování je daný objekt popsán vlnovou funkcí. A tato funkce závisí na pozorovateli.
Co přesně tato změna vlnové funkce znamená a jaký je její význam, je velkým oříškem. Existuje mnoho konkurenčních teorii (interpretací kvantové mechaniky), které se to snaží vysvětlit. Z praktického hlediska je ale důležité, že máme jasný návod, jak počítat a předpovídat výsledky měření.
Další věcí, kterou by bylo ve vašem dotazu třeba upřesnit, je "vlnový charakter". Zda tím myslíte to, že se daný objekt může chovat podobně jako se chovají vlny např. na vodní hladině nebo zvuk. Podle příkladu se stromem bych ale usuzovala, že pod vlnovým charakterem spíše myslíte existenci smíšených stavů - tj. stavů, ve kterých není daná vlastnost "určena". V příkladu se stromem by to byl strom ve stavu, který by byl kombinací stojícího i ležícího stavu. Problém je, že takové stavy jsou typicky kvantovou záležitostí a ve světě přístupném našim smyslům se s nimi nesetkáváme.
A tím jsme se asi dostali k jádru problému. V kvantové fyzice popisujeme objekty, se kterými nemáme zkušenost. Tyto objekty se chovají diametrálně odlišně od nám známých věcí (kuliček, vozíků, vln, vody, ...) a nám chybějí vhodná slova pro popis jejich chování. Proto si vypomáháme běžnými slovy. To ale s sebou přináší velké riziko, že dojde k nedorozumění či nepochopení. Při slovním popisu je tedy třeba být neustále ve střehu a zvažovat každé slovo a jeho význam. Na druhou stranu máme přesný a propracovaný matematický aparát, pomocí něhož umíme předpovídat výsledky našich měření.
Základy kvantové fyziky včetně rozboru nastíněných problémů jsou velmi kvalitně a přístupně zpracovány např. v knize Tony Hey, Patrick Walters: Nový kvantový vesmír, Argo a Dokořán, Praha, 2005, i v několika dalších.
Dotaz: Dobrý den, chtěl jsem se Vás zeptat proč když přiblížim ke starému
monitoru magnet tak ztmavne? (Petr Lepič)
Odpověď: Starší monitory (resp. monitory typu CRT = Cathode Ray Tube) fungují tak, že "vystřelují" elektrony zezadu/zevnitř na obrazovku. Na její vnitřní straně je nanesena vrstva luminoforu - sloučeniny, která při dopadu elektronu zasvítí. Kam na obrazovku se takto "vystřelené" elektrony trefí a jaké body následně budou na obrazovce svítit, to je určováno pomocí cívek (elektromagnetů) uvnitř monitoru. Letící elektron je pohybující se elektrický náboj a je tedy v magnetickém poli vychylován ze své dráhy tzv. Lorentzovou silou. Vykreslení obrazu je tedy prováděno změnou napětí přiváděného na cívky uvnitř monitoru.
Jestliže k takovémo monitoru přiblížíme libovolný další magnet, dojde k narušení (pozměnění) magnetického pole a v důsledku toho bude vykreslovaný obraz různě deformován. Mohou tak vznikat i místa, kam se žádné elektrony v důsledku deformace magnetického pole nedostanou - a ta budou tmavá.
Další informace o fungování monitoru typu CRT najdete na
Dotaz: Dobrý den, nejdrív bych chtel pochválit tento web. Nasel jsem tu spoustu odpovedí. A ted otázka: Zajímalo by me co zbyde po interferenci dvou fotonu s opacnou fází. Je mozné ze se uplne vyrusí jako vlny na hladine vody? A jak je to s interferencí cástic? Napríklad elektronu. Myslím si, ze by po nich mela zustat alespon nejaká forma energie, ale to vlastne i po fotonech vzhledem k jejich duálnímu charakteru. A jeste jedna otázka: Jakto ze pri anihilaci cástice a anticástice se uvolní energie? Kdyz princip neurcitosti umoznuje vzniknout cásticím s kladnou energií a anticásticím se zápornou energií.Mozná jsem to jen spatne pochopil. Dekuji za vysvetlení. Rád si o tom neco prectu pokud mi doporucíte literaturu. (Tomáš)
Odpověď: Co se týče interference, jde o vlnovou záležitost a tak je potřeba se na věc dívat trochu jinak (ne jako na částice, ketré v daném místě zmizí). Správnější je tedy představa, že zatímco na jednom místě se v důsledku interference projev přítomnosti fotonů/částic vyruší, nutně se zase jinde, o kousek dál, v důsledku téže interference konstruktivně sečte a tedy zesílí. Nejde tedy o nějaké mizení energie, ale o její prostorové přeuspořádání.
Nyní k anihilaci - všechny částice i antičástice mají vždy kladnou hmotnost a tedy i energii, při anihilaci tedy dochází opět pouze ke změně formy hmoty/energie. Při řešení rovnic (Diracova, Kleinova-Gordonova) skutečně může vycházet, že některé částice mají zápornou energii, tuto skutečnost je však potřeba interpretovat poněkud jinak, t.j. že mají kladnou energii, ale opačný náboj - jedná se tedy o antičástice (s kladnou energií).
