Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 27 dotazů obsahujících »fotonů«
11) Maximální možná rychlost tělesa
05. 12. 2003
Dotaz: 1.Žádné hmotné těleso se nemůže pohybovat rychlostí světla. Jaká je tedy
maximální možná rychlost hmotného tělesa? (domnívám se, že pokud bychom to
číslo znali a odečetli ho od rychlosti světla, získaly bychom nejmenší
jednotku času, ale to je v rozporu s tím, že čas se nedělí na kvanta)
2.Pokud posvítím baterkou ze stojícího auta, vyletí z ní fotony určité
vlnové délky. Pokud posvítím baterkou z jedoucího auta, vlnová délka fotonů
se zkrátí a světlo urazí větší vzdálenost, než aby se k jeho rychlosti
přičetla rychlost jedoucího auta. Je moje domněnka správná? (Vašek)
Odpověď: 1. Ono je to tak, že se může pohybovat libovolnou menší rychlostí, než je
rychlost světla. Ve speciální relativitě se často pracuje s koeficientem
Ten udává, kolikrát se zkracují télky, dilatuje čas, zvyšuje hmotnost
apod. Není neobvyklé pozorovat částici, která se pohybuje např.
s γ = 1000 (tj. je např. 1000 x těžší než v klidu). Dopočteme-li v
takovém případě rychlost, vyjde v = 0.9999995 c, tj. do rychlosti světla
chybí jen asi 150 m/s.
2. Ano, v podstatě máte pravdu. Jedním z výchozích principů speciální teorie
relativity je princip konstantní rychlosti světla, čili fakt, že světlo se
pohybuje stejně rychle v každé (inerciální) soustavě. Nevyhnutelným
důsledkem tohoto (z pohledu klasické fyziky poněkud podivného) faktu je
pak mj. vámi zmíněný Dopplerův jev, tj. změna vlnové délky světla při
vzájemném pohybu zdroje a pozorovatele.
Není možné ale relativistický Dopplerův jev zaměňovat s klasickým
(pozorovatelným např. na zvuku). Zde se jedná o zcela jiný princip, zvuk
má (narozdíl od světla) jasně dané prostředí, ve kterém se šíří (vzduch),
zatímco u světla takové prostředí (éter) neexistuje.
Dotaz: Při studiu parametrů Geiger-Müllerových trubic jsem narazil na následující
věc. Detektory jsou vyráběny v několika základních variantách (lišících se
schopností detekce různých druhů záření, čehož je dosaženo propustností
materiálu stěny detektoru případně zabudováním slídového okénka atp.). Jedna
z variant jsou tzv. energeticky kompenzované GM trubice. Nevím co to znamená,
jde však o něco jiného než o citlivost ke konkrétnímu druhu záření (dělají se
s okénkem i bez). Mám na to hypotézu: Četnost impulzů generovaných trubicí je
úměrná počtu vlétnuvších fotonů gama za čas. Ukazatel detektoru je obvykle
cejchován v Gr/hod (nebo Sv/hod). Měřený tok (Gr/hod) je dle definice (je to
vlastně fyzikálně výkon) závislí nejen na hustotě částic (četnosti impulzů),
ale i na vlnové délce (energii) fotonů. Myslím si, že kompenzací trubice (asi
stíněním, absorbujícím více fotony s menší energií) je odstraněna závislost
měřeného toku (Gr/hod) na vlnové délce, tz. úmyslně vytvořená závislost
četnosti impulzů na vlnové délce. Je to tak, nebo jsem zcela vedle? (Petr Štěpánek)
Odpověď: Nejste vůbec vedle, skutečně jde o kompenzaci odezvy na gama, která se snaží
korigovat fakt, ze účinný průřez absorbce gama při malých energiích silně klesá (viz
například str. 18 v
http://pdg.lbl.gov/2002/passagerpp.pdf), přičemž navíc
závisí na materiálu stěny, kde většinou ke konverzi gama-fotoelektron
dochází, účinný průřez fotoefektu závisí na Z5! Tj. chcete-li
například měřit gama pro účely radiační ochrany, měla by odezva GM odpovídat
absorbované energii gama v našich tělech, která mají nejblíže k vodě,
viz pěkný článek o detektorech
http://www.cs.nsw.gov.au/rpa/pet/RadTraining/IonisationDetectors.htm
Nejsem ale expert, nevím, jak je to přesně uděláno.
Dotaz: Je v černé díře, tedy v onom zvláštním místě vesmíru (pokud skutečně existuje)
skutečně díra- otvor?Je-li, co je v tomto v tomto prostoru?Podle toho, co
jsem dosud četl, by gravitace v takovém místě spíše znamenala "absolutní"
koncentraci hmoty. Není tedy černá díra spíše černý bod?Děkuji za odpověď (Pavel Dombrovský)
Odpověď: Vysoká koncentrace hmoty v černé díře může vyvolat tak velké
zakřivení prostoročasu, že se jeho část jako by uzavře a oddělí od
zbytku, takže "zevnitř" nemůže žádný případný pozorovatel vyslat
signál, který by dosáhl vnějšího pozorovatele a zprostředkoval mu jakoukoli
zprávu. (Pohyb světelných fotonů rovněž podléhá vlivu gravitace.)
Nicméně obrácený směr pohybu hmoty možný je - černá díra je obklopena
horizontem, který se chová jako jednocestná membrána. Hmota padající
dovnitř končí v singularitě, kterou si vskutku lze v jistém pohledu
představit jako bod (i když ani to není přesné). V černé díře je však
tato singularita obklopena zmíněným horizontem, a ten představuje
hranici černé díry pro vnějšího pozorovatele.
Dotaz: Čím je daná frekvence fotonu emitujícího se z elektronu jako kvantum
elektromagnetického pole? Myslím tím rozdílnost frekvence různých typů
elektromagnetického záření. (Jindřich Gubiš)
Odpověď:
Frekvence fotonu je daná podmínkami, za kterých elektron vyzařuje. Je to jako
heknutí, když se s vámi něco stane. Když elektron v kvantovém systému
seskočí z jednoho energetického stavu na nižší, vyšle gama kvantum (foton)
s energií odpovídající rozdílu energií stavů ("hekne" s vyšší frekvencí,
když to byl vyšší skok). Když elektron kmitá v anténě mobilu, vysílá
elektromagnetické vlny (tady se moc nemluví o fotonech, protože je jich
moc) s frekvencí toho kmitání ("heká" jak se obrací tam a zpět..).
Dotaz: Reaguji tímto na dotaz "Modrá zářivka". Možná se mýlím, ale
nepřipadá mi, že by tato zářivka nějak intenzivně zářila v UV oblasti. UV
záření se prozradí intenzivní vůní ozónu (zkuste si to s "horským sluníčkem",
nebo i s EPROM eraserem, který má výkon okolo 1 W). I tyto "modré" zářivky
jsou plněny rtuťovými parami a žádný ozón u nich cítit není. Možná, že sklo
zářivky zadržuje kromě viditelného světla i tvrdší UV, které je schopno
produkovat ozón. Ionizační energie kyslíku je poměrně vysoká, 13,6 eV, tudíž
bych předpokládal poněkud vyšší energii fotonů vhodných pro výrobu ozónu,
měkké UV na to asi nestačí. Rtuť má ve spektru několik čar v UV, zejména na
2537 A, vznikající přechodem 3P1-> 1S0, ale nemyslím, že tato by byla
zodpovědná za výše dotazovaný efekt. Amatérskými prostředky (CDčkem) jsem
zjistil ve rtuťovém spektru jednu čáru (nebo dvě těsně vedle sebe) téměř
přesně na hranici mezi UV a viditelným světlem (fialovější než fialová
:-).Pokud by existovala silnější čára ve velmi blízké UV oblasti, pak pro
přesun fotonů do viditelného světla by pak možná stačil Comptonův jev. (??) (Slavibor Mělnický)
Odpověď: Myslím, že si sám odpovídáte. Samozřejmě že "ultrafialové světlo" je
široký pojem; pro můj účel stačí cokoli, co má sice dostatečnou
intenzitu pro nějakou tu fluorecsenci, ale přitom už je to natolik mimo
oblast citlivosti oka, že si to neuvědomujeme. A nemusí to být ani tak
"tvrdé", aby to vytvářelo ozon, aby nám to vyrábělo rakovinu kůže apod.
Comptonův efekt to nebude, to si spočítejte z energiových úvah. Ale je
to fluorescence - molekula nebo jiná mikrostruktura je jedním UV fotonem
odpovídajícím frekvenci f a nesoucím tedy energii E=hf uvedena do
vzbuzeného stavu s energií E, ale než dojde k přechodu zpátky (a tím
vyzáření fotonu odpovídající frekvence), ztratí molekula vhodným
mechanismem část energie a má tedy energii jen o E1 < E větší než
nenabuzený stav. Vyzářený foton tedy odpovídá světlu s nižší frekvencí f1
= E1/h < f, a už ho proto můžeme vidět.
