Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 365 dotazů obsahujících »jev«
197) Perpetuum mobile?
28. 03. 2004
Dotaz: Pokud ponoříme kapiláru do vody začne kapalina vzlínat. Pokud by
voda, která by vytekla z kapiláry dopadla např. na vodní mlýnek, a kapilár bylo
mnoho, otáčel by se mlýnek díky kinetické energii na něj dopadající vody, voda
je vytlačována do kapilár tlakem vzduchu. Tudíž jsme do soustavy žádnou energii
nedodali, nebo je to jinak? (Jirka)
Odpověď: K Vámi popisovanému efektu nikdy nedojde, kapalina nezačne z kapiláry
přetékat, natož ze zahnuté trubičky odkapávat. Kapilární elevace či deprese je způsobena tlakem pod zakřiveným povrchem
kapaliny. Výsledná síla působí do kapaliny resp. ven podle toho, zda je
povrch vypuklý resp. vydutý. Charakteristika zakřivení je určena jevy u stěny
kapiláry (tím, zda kapalina stěnu smáčí či nesmáčí - vzájemně na sebe působí molekuly vody a materiálu kapiláry). Pokud tedy nebude
žádné rozhraní kapalina-stěna, nebude ani žádná síla, která by sloupec
tahala nahoru a ustanoví se rovnováha mezi stupněm zakřivení povrchu a
výškou kapiláry; povrchové napětí bude naopak vodě bránit vytékat.
Nejlepší způsob ověření ovšem je nesedět u klávesnice a pohrát si s kapilárami. Co třeba rtuť? Ta sklo nesmáčí, tak co kdyby nám mohl naopak probublávat
vzduch do kapaliny? :-)
Literatura: Bakule R. - Svoboda E. , Molekulová fyzika, Academia, Praha
1992
198) Heisenbergův princip a nedokonalost měřících přístrojů
23. 03. 2004
Dotaz: Dobrý den, zajímalo by mě zda-li Heisenbergův princip neurčitosti nevchází v
potaz právě jen proto, že naší dostupnou technikou nejsme schopni měřit současně
polohu a hybnost. Protože vyšleme-li např. v elektronovém mikroskopu proud
elektronů, abychom pozorovali nějakou částici (velikosti blízké vlnové délce
hmotné vlny elektronu), může docházet k předávání energie a tudíž pozorovaná
částice obohacená o tuto energii se z původního místa "vystřelí" pryč. Děkuji (František)
Odpověď: K Heisenbegovu principu neurčitosti můžete dojít rozborem různých konkrétních
situací, ve kterých se vždy ukáže (nezávisle na konkrétní technické realizaci),
že měření souřadnice nebo hybnosti nějakým způsobem ovlivní druhou veličinu
(samozřejmě v podmínkách mikrosvěta). Tato zkušenost je zabudována do teorie,
která aspiruje na popis mikroskopických jevů - do kvantové mechaniky - a hraje v
ní docela podstatnou roli. Když pak už máte v ruce kvantovou mechaniku,
zjistíte, že podobně by se měly chovat i jiné páry veličin, například i dvojice
složek momentu hybnosti, což znamená, že vlastně nemůžete přesně určit moment
hybnosti jako vektor (tedy přesně současně určit jeho tři složky). To se zdá být
překvapivé, ale tady teorie perfektně souhlasí s experimentem. Podívejte se do
nějaké knihy o kvantové mechanice na diskusi měření. Jednoduše řečeno, každé
měření nějak ovlivňuje měřený systém. To je v životě naprosto běžné, např. abych
zjistil chuť dortu, musím ho kousek sníst. To jen v klasické fyzice se kocháme
abstrakcí, že vliv měření je možné učinit zanedbatelně malým.
Dotaz: Dobrý den, je to možná divný dotaz, ale chtěl jsem se zeptat, proč, když si sypu
čokoládu (kafe,...) do vody, tak se po hladině začne roztahovat. Souvisí to
pouze s povrchovým napětím vody, nebo je to tak něco, jako když si rozsypu po
stole sůl? Díky (Štěpán Kříž)
Odpověď: Je to samozřejmě obojí. Na začátku je to na hladině opravdu jakási "kupička",
jako ta sůl na stole. Snadno nahlédnete, že tíha vrchních vrstev vede zrníčka ve
spodních vrstvách k tomu, aby se od sebe vzdalovala. Proti tomu by (u soli)
působilo to, že se zrnka soli vodou smáčejí, a protože mají vyšší hustotu než
voda, klesají rovnou ke dnu (a už cestou se rozpouštějí, pochopitelně).
"Kupička na hladině" se tedy neudrží natolik, abychom o ní mohli mluvit. Ovšem
čokoláda i mletá káva jsou trochu tučné a nesmáčejí se tak snadno (zvláště
chladnější vodou), takže na vodní hladině zůstanou déle, a "kupička" je na
světě. Dále ovšem obojí obsahují aromatické látky (jinam bychom čokoládu ani
kafe nepili, že?), které těkají, pohlcují se vodou a mění tím její povrchové
napětí. Tím mění ovšem i sílu působící na zrnko, které je zdrojem těchto par.
Takhle například probíhá rejdění zrnka kafru po vodní hladině. Předpokládám, že
tento jev je také odpovědný za roztahování, na které se ptáte.
Dotaz: Zajímalo by mě, jaké jsou biologické účinky mikrovln. (Kristýna Tajovská)
Odpověď: Záleží samozřejmě na vlnové délce (resp. na frekvenci) mikrovlnného záření, kam se "strefí" s rezonancí. Pokud je to oblíbená frekvence mikrovlnné trouby 2,45 GHz, pak rezonuje s vibrací molekul vody, které se proto trhají ze svých "nadmolekul" a při opětovaném navázání se dodaná energie projeví jako jejich zahřátí. Proto také mikrovlna zahřívá specificky vodu a skrze ni vše, co vodu obsahuje. Lze si vymyslet zařízení, které by specificky ohřívalo jiné molekuly, pokud by ovšem vytvářely podobné nadmolekuly. Nevím ale, že by se to někde prakticky užívalo.
Dotaz: Všude se říká, že těleso nemůže nikdy dosáhnout rychlosti světla, jelikož to
vyplývá ze zlomku 1 / r(1 - (v^2 / c^2)) => dělili bychom nulou. Ale vždyť se
stále učíme počítat v komplexní rovině (pro rychlosti > c) a nulou se v
matematice taky občas dělí, tak proč by to nemělo fungovat? Jako jediný důvod mě
napadla narůstající hmotnost tělesa, ale při pohybu někde ve vesmíru by
teoreticky měla stačit jakákoliv i nepatrná síla na zrychlení tohoto tělesa. A
kdyby náhodou už toto někdo teoreticky potvrdil, tak kam by se těleso dostalo,
kdyby mělo všechny souřadnice komplexní? (lefan)
Odpověď:
Matematici dokáží zobecnit různé věci, ale pokud je mi známo, nulou se ještě dělit opravdu nenaučili :-) Částice pohybující se rychlostí světla ovšem existují, jsou to přesně ty, které mají nulovou klidovou hmotnost (např. foton). Takové částice se ani jinou rychlostí pohybovat nemůžou, v případě, že by jejich rychlost byla nižší než c, měly by nulovou hmotnost i energii.
Překonat rychlost světla působením síly na hmotné těleso také není možné, protože by k tomu byla potřeba nekonečně velká práce. Pokud bychom na těleso o klidové hmotnosti m0 působili stálou silou F po dráze s, dodali bychom mu energii F.s, takže by mělo hmotnost m = m0 + Fs/c2, což bude stále konečné číslo odpovídající nějaké konečné rychlosti menší než c.
Tvůj návrh s počítáním v komplexních číslech už fyziky také napadnul. Částice pohybující se rychleji než světlo dokonce mají svůj název, říká se jim tachyony. Jednou z jejich vlastností je např. to, že mají imaginární klidovou hmostnost. Nicméně nikdy je nikdo nepozoroval a i teorie, která by je jejich existenci připustila, by obsahovala řadu nekonzistencí. Např. možnost přenášet informace rychlostí větší než c vede k porušení principu kauzuality. Ten tvrdí, že je-li jeden jev příčinou jiného, pak pořadí, v jakém tyto děje nastanou, nezávisí na soustavě, ze které pozorujeme.
