Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 125 dotazů obsahujících »fyzikální«
110) 4. skupenství
07. 06. 2002
Dotaz: Jak by teoreticky vypadal fázový diagram obecné látky se zakreslaným 4. skupenstvím(plazma).
(Karel)
Odpověď: Jakkoliv
se říká, že plasma je čtvrté skupenství hmoty, nedá se to
brát až tak dogmaticky. Je samozřejmě rozdíl mezi tím,
jsou-li nejmenší částečky plynu navenek elektricky
neutrální a působí na sebe na dálku nanejvýš
dipól-dipólovou interakcí (o dva mocninné řády slabší
než náboje), anebo je-li tvořen zápornými elektrony a
kladnými ionty (neřkuli jen samotnými jádry, jako u vodíku).
Jenomže tomu chybí to, co je podstatné pro fázový přechod,
totiž náhlá, skoková změna fyzikálních veličin (např.
měrný objem) při nepatrné změně teploty. Takže to je
spíše něco jako rozmazaný fázový přechod. To ostatní si
jistě doplníte sám: v pV diagramu bude stabilní oblast
plasmatu ve vysokých teplotách (daleko od počátku), spíše
při nízkých tlacích. Ovšem zase to neextrapolujte moc
daleko. Při opravdu hodně vysokých teplotách (a tlacích) se
vám nastartují termonukleární reakce, když hustotu budete
zvyšovat dále, můžete dojít do stavu, kdy se začnou
uplatňovat obecně relativistické jevy a nakonec vám vše
zkolabuje do černé díry. Naopak půjdete-li s hustotou k nule,
je otázka, co dělat se "systémem", kde máte třeba
1 částici na kubický kilometr (nebo světelný rok ...)
Dotaz: Prosím, objasněte mi pojem kyvadla. Jaká známe a kdo je jejich objevitem. (Barbora Kvasničková)
Odpověď: Já bych to nebral tak formálně. Kyvadlo - jak název
napovídá - je cokoliv, co se kýve, tedy pohybuje tam a
zpátky. Nejjednodušší je mít v poli zemské tíže malé
tělísko (které pak můžu pokládat za hmotný bod o hmotnosti
m) na provázku (tedy: nehmotné niti délky L), aby bylo pořád
stejně daleko od bodu závěsu. Tomu se říká MATEMATICKÉ
kyvadlo. Jeho energie je složena z potenciální energie (mgz) a
kinetické (1/2 m v2). Pokud je to tělísko tak
velké, že ho nemůžu s klidným svědomím pokládat za bod
(anebo to je například připevnění na tyči, a její hmotnost
už nemůžu zanedbat), tak se tomu říká FYZIKÁLNÍ kyvadlo.
Tam je potenciální energie stejná - beru-li za z souřadnici
těžiště - ale ke kinetické energii posuvného pohybu
přibývá kinetická energie pohybu rotačního, kde se uplatní
moment setrvačnosti kývajícího se tělesa. Pro malé
výchylky je doba kyvu (polovina doby kmitu) úměrná odmocnině
z podílu L/g, kde g je tíhové zrychlení a je nezávislá na
hmotnosti m. (Tak se dá taky měřit g.) Na fyzikálním kyvadlu
záleží pochopitelně na poloze osy, kolem které těleso
kýve. REVERZNÍ kyvadlo (fyzikální) má dvě osy tak
nalezené, že doby kyvu podle obou jsou stejné, a pak se dá
snadno převést na kyvadlo matematické. Tahle kyvadla zatím
všechna kývala v rovině. FOUCALTOVO kyvadlo kýve taky "v
rovině", ale ta sestáčí s časem tak, jak se otáčí
Země, a jak tedy tomu kyvadlu "ujíždí pod nohama";
tohle ujíždění by bylo jasné tomu, kdo by to pozoroval
nikoli ze Země, ale z nějaké inerciální, neotáčející se
soustavy. Ten, kdo to pozoruje ze soustavy spjaté se Zemí (a
tedy neinerciální), si musí doplnit k působícím silám
ještě tzv. síly setrvačné, které nejsou povahy fyzikální,
ale geometrické - mají za účel vyrovnat to, že pohyb
popisuji ze systému neinerciálního. Z nich se zde uplatní
právě Coriolisova síla, kterou si (vůči Zemi) vysvětlíme
stáčení roviny.
Vsuvka: představte si kyvadlo na severním pólu. Kmitá chudák
pořád v jedné rovině, ale Země se pod ním podtáčí,
jednou za 24 hodin, proti směru hod.ruč.. Když ho tedy
pozorujeme ze Země, tak se nám jeho rovina kmitů naopak
stáčí, vůči Zemi po směru ruč.hod., celou obrátku za 24
hod. Pochopíte-li tohle, pochopili jste právě
"Coriolisovu sílu".
Taky se říká KÓNICKÉ kyvadlo takovému, které nekmitá v
rovině, ale v prostoru, takže vlastně šňůrka vytváří
kužel (konus). Průmět jeho pohybu do libovolné roviny
obsahující svislici dálá obyčejné kmitání. A ještě si
vzpomínám na TORZNÍ kyvadlo, což je např. visící
čtvercový stůl přivázaný za každý roh ke stropu. Když ho
trošku zkroutíte, tak ty šňůry jsou sice pořád rovné, ale
směr mají šikmý a snaží se dostat zpět do svislice.
Takováhle kyvadla mívají sloupkové hodiny. Víc už mne
nenapadá.
Dotaz: 1) Zajímaloby mě, jestli je stáří vesmíru podle oficiálního stanoviska astronomie jasně (nesporně) dokazatelné. Setkal jsem se totiž s názorem, že je vesmír (tedy i Země) starý několik desítek tisíc let (je to možné z hlediska dnešních znalostí z fyziky) .
Na mou argumentaci, že stáří vesmíru je dokazatelné kvantovou mechanikou a dnešním matematickým aparátem, mi bylo řečeno, že když Galiieo oznámil, že se Země otáčí kolem Slunce, tak také tehdy nebylo dokazatelné tehdejšími znalostmi. Dále, že může být za několik let objeven matematický aparát, který by odsoudil dnešní vědou reprezentované stáří vesmíru.
2) Jak je přesně určováno stáří hornin či jiných věcí pomocí poločasu rozpadu prvku? Prý sice známe poločas rozpadu, ale neznáme množství původní látky a tak nemůžeme přesné stáří zjistit. Je to pravda?
(Jiri Zendulka)
Odpověď: 1/ Záleží
na tom, co je "nesporně dokazatelné". Soubor fakt,
která známe, uspokojivě souhlasí s teoriemi, které známe, a
z nich plyne to, co bylo řečeno. Odhad doby od velkého třesku
závisí např. na odhadu tmavé hmoty ve Vesmíru, a to jsou
opravdu jen odhady. Není mi tedy vůbec divné, že původně
byl odhad 30 miliard let, teď je asi 18 miliard let. (A nemám
to nikomu za zlé.) Pro mně je podstatné, že se nemění řád
(desítky miliard let).
Setkal jsem se totiž s
názorem, že je vesmír (tedy i Země) starý několik desík
tisíc let (je to možné z hlediska dnešních znalostí z
fyziky) .
Chce-li se s Vámi někdo hádat, tak vždycky může něco
namítat. Např., že celý Vesmír byl stvořen včera, i my
všichni, hotoví, s hlavou a s pamětí, do které je vložena
falešná "historie" předvčerejška apod. Zkuste to
vyvrátit! Vyvrátit to nelze. Ale určitě tomu věřit
nemíním.
Stáří vesmíru je
dokazatelné kvantovou mechanikou...
??? To tedy dotyčný neví, o čem mluví. "Důkaz"
spočívá právě v tom, že popis všeho, co na obloze vidíme
ze sluneční soustavy, plyne mnohem jednodušeji z předpokladu,
že (zjednodušeně řečeno) planety včetně Země se točí
kolem Slunce, než z předpokladu, že planety včetně Slunce se
točí kolem Země. Důvod, proč mnozí zkušení astronomové
byli PROTI heliocentrické soustavě, je jiný: nevěřili, že
by hvězdy byly tak neuvěřitelně daleko (oproti vzdálenosti
Země - Slunce), že by se na jejich zdánlivé poloze prakticky
neprojevil roční pohyb (to souvisí s tzv. aberací stálic).
Déle, že může být za několik let objeven matematický
aparát, který by odsoudil dnešní vědou reprezentované
stáří vesmíru.To by nebyla záležitost matematického
aparátu, ale zcela nových fyzikálních faktů, které by se
musely vyjevit. Je to asi jako na úrovni, že by se objevil
zcela nový matematický aparát, který by odsoudil dnešní
vědou reprezentovanou představu, že kameny padají dolů a
balónek s vodíkem letí nahoru. (Opět, samozřejmě se
můžete dočíst, že ve Vesmíru neexistuje "nahoru"
a "dolů", takže to vlastně není pravda. Ale stejně
samozřejmě ten, kdo svého syna poučuje o tom, že upuštěná
váza spadne na zem, ví dobře, že jeho výroky jsou
smysluplné a pravdivé v daném kontextu, tj. že jeho syn i
váza jsou poblíž Země.)
2/ Jde o
poměr množství různě radioaktivních prvků. Např.
radiokarbonovou metodou zjistíte, že poměr C12 (stálý) a C14
(nestálý) je jiný u současného živého organismu (který si
vyměňuje svůj uhlík s okolím, v němž C14 stále vzniká
nový) a u mrtvého (kde od okamžiku, kdy zemřel a přestal si
vyměňovat uhlík s okolím, se dosavadní zásoba C14 jen
rozpadá a neobnovuje se).
Dotaz: Co přesně znamená pojem Faradayova klec a na základě jakých fyzikálních principů to funguje? (Maxwellovy rovnice?) (Michal Zavisek)
Odpověď: Chceš-li
něco uchránit od vlivu (statické) elektřiny, můžeš to dát
do plechové krabice. Plech je vodič a vnější náboje na něm
naindukují právě takové rozložení povrchového náboje, že
povrch plechu bude mít konstantní potenciál (= napětí vůči
zemi); je-li krabice uzemněna, bude to ovšem nula, není-li
bude to něco jiného, ale všude stejné. Protože je to všude
na povrchu krabice stejné a uvnitř krabice nejsou náboje, bude
to stejné i uvnitř krabice. Tím pádem tak ovšem nebude
žádné elektrické pole, které je dáno ZMĚNAMI potenciálu.
No a ukazuje se, že když ta krabice je tak trošičku děravá,
anebo i jako řešeto, ba dokonce jako síto s ne moc velkými
oky, že to funguje skoro stejně. Tedy: ten potenciál tam je
konstantní na drátu ok, uvnitř oka je trošku jiný, ale ne
zase až tak moc - rozhodně to stačí k tomu, aby elektrické
pole uvnitř té sítě prakticky vymizelo. Krabice to tedy
není, ale říká se tomu Faradayova klec.
Dotaz: Zajímají mě z fyzikálního hlediska všechny veličiny, které vyzařuje topná dečka zahřátá na svém povrchu na cca 38°C. Teoreticky je to cca 10 mikrometrů. Pokud si lehnu na toto zařízení (přímý kontakt) , ještě na mne působí infra záření ? Nebo se pak jedná pouze o přenos tepla. A lze tento přenos tepla klasifikovat taktéž jako infračervené záření ?
(PICKA Pavel)
Odpověď: Infrazáření
(elektromagnetické vlny, daleká infračervená oblast atp.)
zní samozřejmě mnohem vznešeněji, než sálání tepla - že
totiž z dečky sálá teplo. Je to ale přesně totéž je to
jen řečeno jinými slovy. Toto teplo (infrazáření, ... )
přijímáme (a taky sami vydáváme, když máme taky teplotu
38°C), ať jsme s dečkou v mechanickém kontaktu anebo ne.
Pokud jsme ale v kontaktu, tak přijímáme navíc teplo i
vedením, tj. přímým stykem s teplejším předmětem.
Vysílaní infrazáření má samozřejmě širokou škálu
vlnových délek, s maximem odpovídajícím teplotě 38°C, tedy
zhruba 311 K. Z rovnic hf = kT a L = c/f nám vyjde L = ch/kT =
3.108 * 6,63.10-34 / (1,38.1023*311)=
4,6.10-5 m, tedy asi 46 mikrometrů jako vlnová
délka, na níž se toho vyzařuje nejvíc. (Ale samozřejmě se
bohatě vyzařuje i na jiných blízkých vlnových délkách.)
