Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 125 dotazů obsahujících »fyzikální«
5) Nadsvětelná rychlost
21. 10. 2009
Dotaz: Lze překonat rychlost světla? Teoreticky - velice silným zdrojem (laser) budu
ze Země svítit např. na Měsíc a když velice rychle pohnu zdrojem světla
můžu teoreticky rychlost světla překonat a osvětlený bod na Měsíci by se
měl pohybovat rychleji, než je rychlost světla. Nebo se světlo "ohne". Pokud by byl tak výkonný laser, co se vlastně stane? (Ziki)
Odpověď: Pojďme si nejprve objasnit, jak to s tou rychlostí světla je. Především platí, že rychlost světla ve vakuu je konstantní a je to také nejvyšší možná rychlost přenosu informací mezi 2 místy. Z teorie i mnoha pokusů také plyne, že žádný hmotný objekt (tj. cokoli, co má nenulovou klidovou hmotnost) není možné urychlit na rychlost světla ve vakuu ani na rychlosti větší. Výše uvedené skutečnosti ale nezakazují některé jevy, které jsou pro laiky často překvapivé:
I hmotné objekty se mohou pohybovat rychleji než světlo v nějakém prostředí (za podmínky, že to bude pomaleji než je rychlost světla ve vakuu). Příkladem může být třeba rychle letící elektron (s rychlostí třeba 0,9 c), který vletí do kapky vody. Rychlost světla ve vodě je zhruba 0,75 c. Elektron sice bude ve vodním prostředí postupně bržděn (a bude docházet k emisi tzv. Čerenkovova záření), alespoň ze začátku se ale bude pohybovat rychleji, než světlo v daném prostředí (0,9 > 0,75). Jevy na tomto principu jsou pozorovány například v reaktorech jaderných elektráren či třeba v detektorech neutrin a kosmického záření.
Nehmotné "objekty", já bych to spíše nazval iluze objektů, jako třeba laserové "prasátko" na Měsíci, se může v principu pohybovat libovolně rychle. Je třeba si ale uvědomit, že nejde ani o přenos hmoty ani o přenos informace mezi jednotlivými osvětlenými místy na Měsíci (jediný přenos informace je v tomto případě ve směru Země-Měsíc). Žádné fyzikální zákony tedy tento nadsvětelný pohyb neporušuje, kromě iluze pohybu (nebo chcete-li kromě pohybu prasátka) však ale také neskýtá žádné možné využití této nadsvětelné "rychlosti".
Dotaz: Vadí magnet mobilnímu telefonu?! Dobrý den! Koupila jsem si obal na mobil,
který má zapínání na magnet. (Dva páry asi 1cm magnetů proti sobě.)
Hned v prodejně jsem se prodavače ptala, jestli ten magnet na mobil nějak
nepůsobí, nebo jej nepoškodí?! Byla jsem ujištěna, že ne. Švagr ale
tvrdí, že je to špatné. Tak jak je to podle fyziků?! Pouzdro používat,
reklamovat nebo vyhodit? Děkuji za odpověď. (gabi)
Odpověď: Na tuto otázku může rozumně odpovědět asi jen výrobce telefonu. Z fyzikálního hlediska lze vyrobit telefon tak, aby snesl i značně silná magnetická pole (a zejména jde-li o pole permanentního magnetu), stejně tak lze vyrobit telefon tak, aby mu to vadilo. Principiálně je tedy možné obojí.
Dotaz: Asi to bude znít hloupě, ale na jednu věc si prostě nedokážu odpovědět.
Když jsme probírali ve škole relativitu času, uváděli jsme si jako
demonstraci "fyzikální vagón" jedoucí konstantní rychlostí. Venku stál
pozorovatel a viděl, že světlo vyslané zprostřed vagónu dorazilo k jedné
stěně dříve, než ke straně druhé, zatímco pozorovatelé ve vlaku tento
jev nezaznamenali. Co mne zajímá, je to, jak by pokus vypadal ve tmě a bez
vyslaného světla. Byl by čas na jedné straně vagónu pořád jiný, než na
straně druhé? Dá se to nějak dokázat? Snad jsem se vyjádřila dosti
srozumitelně. Budu vděčna, pokud mne odkážete na jakoukoli literaturu, či
podáte jakékoli vlastní vysvětlení. (Isiik)
Odpověď: Žádný zvídavý dotaz není hloupý! Ale k věci: světlo a jeho šíření ve výše uvedeném případě není příčinou daného jevu (relativity současnosti a s tím související dilatace času), ale pouze nám umožňuje tento jev "mázorně" ukázat, představit si ho. Bez vyslaného světelného signálu by tedy pokus vypadal tak, že všude bude tma, ale jevy spjaté s teorií relativity budou nastávat.
Dotaz: Farmář má kuřata, která nenesou vejce, zavolá si proto na pomoc fyzika. Po
pár dnech bádání přijde fyzik za farmářem a říka: "Našel jsem
řešení! Ale platí pouze pro sférická kuřata ve vakuu." Můžete mi
prosím vysvětlit, pro by měl být tento vtip vtipný? (pivrnec)
Odpověď: Většina fyzikálních situací je (mají-li být zkoumány důsledně a bez zjednodušování) velmi složitá a obtízně se s nimi pracuje. Ve fyzice proto velmi často zjednodušujeme situaci tak, že spoustu věcí zanedbáme, čímž myšlenkově vytvoříme podobnou, ale výrazně jednodušší situaci, s kterou už umíme počítat. Představte si třeba kouli - tu lze jednoduše popsat/vymezit v prostoru relativně jednoduchou nerovnicí (slovy by říkala to, že do koule patří všechno, co má od nějakého středu vzdálenost menší než daný poloměr). A teď si představte kuře. Dokážete nějak matematicky definovat, co to tako vé kuře je? Kde v prostoru začíná a kde končí? Inu velmi netriviální problém. Když bychom tedy chtěli s kuřady něco počítat, budeme se snažit situaci nějak zjednodušit. Buď z kuřete uděláme tzv. hmotný bod (když nás jenom zajímá, kde je, ale už nás nezajímá třeba, jak se otočí), tuhé těleso (když nás zajímá i to natočení, ale už ne deformace), ... častým zjednodušením ve složitější fyzice je pak tzv. sféricky symetrické těleso (typicky koule).
A proč ve vakuu? Nejjednodušeji se počítá, když nám ten výpočet nekazí žádné vlivy okolních těles, zkrátka když je okolonašeho předmětu zkoumání dokonalé nic... tedy vakuum.
Dotaz: Přeji dobrý den. S kolegou se nemůžeme shodnout, zda je budoucnost vesmíru
předem dána. Sice nelze změřit stav všech veličin a hmoty ve vesmíru, ale
budoucí stav je podle principu kauzality dán vývojem ze současného stavu a
nemůže spontánně vzniknout nový stav. To, že lidé nedokáží určit, jak
bude vesmír vypadat v následujícím okamžiku, to je asi jasné. Mě by
zajímalo, jestli je již předem dané v JAKÉM stavu bude hmota ve vesmíru v
budoucnosti, i když to nemůžeme předpovědět? Je možné se svobodně
rozhodnout, nebo je rozhodnutí již předem určeno a závisí sice na
obrovském množství stavu elementárních částic, ale je "pevně" dané?
Nám se rozhodnutí zdá "svobodné", protože jsme vyšší soustava, která
tyto elementárních částic nevnímá jako jednotlivé části, ale jako
větší celek. Je již teď předem určena pozice a stav každé elementární
částice za 10 let (i když ji nedokážeme předpovědět - to nám ale
nevadí)? Nemožnost předpovědět CO se stane neznamená, že nemůže být
již předem určeno, že se to stane. I naše rozhodnutí a pokus "změřit
stav vesmíru" (a tím pádem jej změnit) opět není svobodné rozhodnutí,
protože vzniklo jako nutný vývoj z předchozího stavu a proto je součástí
"budování nepředpověditelné budoucnosti". Děkuji za případnou odpověď (Vladimír Bušek)
Odpověď: Toto je spíše filozofická než fyzikální otázka, budu zde tedy prezentovat svůj osobní náhled na věc. Domnívám se, že jestliže není možné zjistit přesný stav nějakého systému (nikoli proto, že to neumíme, ale proto, že je to principiálně nemožné), pak otázka, zda je vývoj tohoto sytému dokonale předurčený, nemá smysl. Stejně pravdivé (resp. nerozhodnutelné) jsou potom totiž obě varianty, chcete-li obě interpretace. A vzhledem k tomu, že obě varianty dávají stejnou odpověď, tedy říkají, že stejně budoucnost nikdy dokonale nepředpovíme, nemusí nás to ani moc trápit. Prostě si vybereme tu, která je našemu pohledu na svět či světonázoru bližší, a s tou pracujeme.
