Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 365 dotazů obsahujících »jev«
353) Jak vzniká magnetismus?
10. 05. 2002
Dotaz: Mohli byste mi jasně a přesně vysvětlit, co je a jak vzniká magnetismus? V knížkách se člověk sice dozví to, že magnetismus vzniká při pohybu elektronů nebo podobně,ale jaký je princip vzniku magnetického pole na úrovni kvantové fyziky? Taky jsem někde četl, že tu hrají určitou roli spiny elektronu, fotony apod. (Tomáš Psika)
Odpověď:
Podívejte se třeba do velké barevné učebnice FYZIKA
(Halliday, Resnick, Walker), čes. překlad Prometheus,2001, do
kap. 29 a dalších.
Stručně řečeno: 1) Formulujme otázku
nikoli "co je to magnetismus, magnetické pole" apod.,
protože slovníková odpověď typu "magnetismus je hromadné
označení pro jevy související s magnetickým polem" a
"magnetické pole je spolu s elektrickým polem nedělitelnou
součástí elektromagnetického pole" by vás těžko
uspokojila. Otázka "Co je A?" se zodpoví převedením A na
B,C,D.. která jsou známá -- nebo která pokládáme za
známá a nerozebíráme je takhle obecně (např. čas). Ptejme
se raději "jak vzniká magnetické pole, jak se projevuje, co
ho ovlivňuje apod." Pak lze říci toto: 2)
Některé elementární částice mají vlastnost zvanou
elektrický náboj, vyjádřitelnou jako celistvé násobky tzv.
elementárního náboje e. Proton má náboj e, elektron --e,
neutron 0 (tj. nemá elektrický náboj). Pro úplnost: tzv.
kvarky z nichž je mj. složen proton i neutron, mají náboje
2e/3 a --e/3, ale nevyskytují se nikdy samostatně. Náboj
soustavy je algebraickým součtem všech nábojů jejich
částí a náboj proto můžeme snadno pozorovat i na
makroskopické úrovni. 3) Částice
s elektrickým nábojem (budeme ji pro stručnost nazývat
prostě "náboj") působí na jiný náboj silou. Vykládáme
to zavedením pojmu pole:
a) náboj vytváří kolem sebe pole
b) pole se mění (šíří se jeho změny apod.)
c) je-li náboj v (cizím, nikoli jen vlastním) poli, působí
na něj síla podle vzorce F = q( E + v x B),
kde q je náboj, v jeho rychlost (vektor), x značí vektorový
součin, E vektor elektrické intenzity a B vektor magnetické
indukce. 4) Kvantová teorie a) popisuje částici i pole
stejnými prostředky, b) vystihuje skutečnost, že některé
základní charakteristiky částic (a tedy i polí) se mění
nikoli spojitě, ale po jistých dávkách -- kvantech; např.
kvantem elmg. pole je foton. Ale i částice samy mohu chápat a
popisovat jako kvanta jistých polí. Tím se vysvětluje, že
částice téhož druhu jsou v kvantové teorii navzájem
nerozlišitelné (asi jako jednotlivé koruny na vašem účtu ve
spořitelně). c) dává nám "pohybové rovnice", tj.
rovnice, jimiž se příslušná kvantová pole řídí. 5) Některé částice mají vlastnost zvanou
spin (samozřejmě rovněž kvantovanou). Ta je spojena jednak
s momentem hybnosti, jednak s magnetickým dipólovým
momentem. Cokoliv byste potřeboval vědět podrobněji či
přesněji, hledejte v (dobrých) učebnicích raději než v
(dobré) populární literatuře. (Od toho jsou totiž učebnice,
aby vám něco systematicky vysvětlily. Populární literatura
má za účel přitáhnout a udržet váš zájem, i když občas
jen ozobe ty třešničky z dortu a seriozní základ vám
nedá.)
Dotaz: "Kývající se čáp." Čáp je skleněná figurka naplněná zčásti éterem a zčásti vzduchem (snad, nebo se jedná o vakuum). Je hermeticky uzavřená. Figurka čápa má přibližně uprostřed horizontálně umístěnou skleněnou tyčinku - osu otáčení. Čáp stojí na stojánku tak, že baňka s kapalinou je nejníže a hlava se zobákem nejvýše. Stojánek umožňuje figurce kývavý pohyb dopředu a dozadu. Středem figurky prochází vertikálně trubička, kterou se, v důsledku kapilárních jevů (snad), éter pomalu dostává vzhůru. Přesáhne-li kapalina v trubičce úroveň osy otáčení, čáp se převáží a zobákem zamíří k zemi. Ve vodorovné pozici se na místě, kde by se čáp dotkl zobákem podložky se nachází sklenička s vodou do níž se zobák trochu ponoří. V tomto momentě se éter v trubičce přeleje zpět do baňky a čáp se vrací do rovnovážné polohy. Pokud čápa neznáte, těžko si jej asi z mého krátkého popisu představíte. Možná bude lepší zeptat se někoho, kdo jej zná a kdo vám ho popíše, popř. nakreslí. Zajímá mě jak se do tohoto systému dostává energie a zda by "čápa" nešlo využít k získávání energie. (Jan Bošota)
Odpověď: Čáp je skoro dokonale vyvážená houpačka se zadkem jen
nepatrně těžším. V zadku je trochu kapalného éteru. V
místnosti se teplým vzduchem pták ohřeje, éter se trochu
vypaří a těžší hlava klesne do nádobky s vodou. Kdyby voda
měa stejnou teplotu jako vzduch v místnosti, tak je konec
představení a ptáček takhle zůstane pít. Když je ale voda
studenější nežvzduch, éter zkapalní a těžší zadek zase
zvedne hlavu ptáka z napajedla. Jde vlastně o tepelný stroj,
vzduch v místnosti je ohřívač, voda v napajedle chladič.
Dotaz: Zajímalo by mě, jestli by se dal nějak jednoduše sestavit dalekohled na základní pozorování planet,hvězd a komet. Víte o nějakých webových stránkách, kde by se dalo něco takového najít?
(Jan Sukup)
Dotaz: Pravou i levou rukou uchopím přední zdemontované kolo jízdního kola za osku a prudce jím roztočím o zem. Jednou rukou ho pak klidně mohu pustit, držím ho pouze jednou rukou,a to dokonce takovým způsobem, že mi leží na prstu. Kolo nespadne a drží stejný směr. Proč je tomu tak, souvisí stabilita jedoucího cyklisty s tímto jevem? (K.Balvar)
Odpověď: Jev,
který popisuješ souvisí s tím, že na osu ROZTOČENÉHO
setrvačníku působí tíha tak, že stáčí osu rotace VE
VODOROVNÉM směru. Na prstě nebude tedy kolo s osou mířící
stálým směrem, ale bude osa rotovat ve vodorovné rovině.
Ještě lépe to bude vidět, jestliže kolo místo podepření
prstem pověsíš za provaz. Rovnováha na kole s tím úzce
souvisí. Když se kolo nakloní např.doleva, způsobí zemská
tíže pootočení osy kola doleva a kolo se bude nadzvedávat.
Dotaz: Rád bych věděl proč u mikrovlnné trouby je frekvence záření 2,45 Ghz.
Je zvláštní, že tuto hodnotu zná hodně lidí z mého okolí, ale nikdo mi nedokáže říci, proč je to tak....
(Tomáš Martinka)
Odpověď: Milý pane kolego, je to proto, že právě tyto frekvence jsou
dobrým kompromisem pro to, aby byly tak akorát absorbovány
vodou, tuky a dalšími organickými materiály - pronikají do
hloubky několika centimetrů a tak zahřívají objemově to, co
do trouby strčíte. Mechanismus absorbce je asi takový, že
cloumáte molekulami, které jsou ale vázány k okolním. Tím
se absorbovaná energie "chaotizuje" a pokrm se hřeje.
Podívejte se na stránky http://www.howstuffworks.com/microwave.htm a zvláště na odkaz in-depth questions and
answers. Podobných stránek je moc. Jinak je to dost podobné
tomu, když si mobilním telefonem při hovoru hřejete mozek,
jen ten výkon je tak zhruba tisíckrát menší...
Na frekvenci 2,45 GHz resonují molekuly vody H2O. Voda je ale
obvykle ve tvaru "nadmolekul" typu (H2O)5 nebo (H2O)6,
protože je to energiově výhodnější. Když molekula rezonuje
a rozkmitá se, vytrhne se tím z nadmolekuly (na to je potřeba
jistá energie E). Zpětnou tvorbou nadmolekul se tato energie
zpětně uvolní, což se projeví tím, že se voda zahřeje.
Proto se vám za 12 s rozpeče rohlík (díky vodě v něm),
zatímco mikrotenový pytlík zůstane studený, a ohřívá se
spíš kontaktem s teplým rohlíkem.
Podívejte se třeba do velké barevné učebnice FYZIKA
(Halliday, Resnick, Walker), čes. překlad Prometheus,2001, do
kap. 23.9 Mikrovlnné vaření..
