Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 365 dotazů obsahujících »jev«
360) Náhodný fyzikální děj
21. 03. 2002
Dotaz: Existuje ještě nějaký zcela náhodný fyzikální děj kromě radioaktivního rozpadu? (Tomáš Buchta)
Odpověď: Striktně vzato, skutečnou náhodu vnáší do fyziky pouze
kvantová mechanika, respektive ta její část, která souvisí
s procesem, kterému říkáme kvantové měření. Není to jen
radioaktivní rozpad, ale mnoho dalších procesů, kdy se
sledovaný kvantový systém chová statisticky - vykazuje cosi,
čemu říkáme kvantové fluktuace. Teorie je schopna
předvídat všechny možné statistické charakteristiky těchto
procesů, např. střední hodnoty, středni kvadratické
odchylky od těchto hodnot atd., jen ne to, která konkrétní
hodnota bude v danou chvíli skutečně naměřena. To je podle
kvantové teorie fundamentálně náhodné (v mezích daných
předpovězeným rozdělením pravděpodobnosti). Einstein to
kdysi lapidárně vyjádřil tak, že podle kvantové mechaniky
"Bůh hraje v kostky."
Vzniká ovšem otázka, zda se i teoreticky zcela
deterministické procesy nemohou někdy jevit jako procesy
víceméně náhodné. To, jaké bude počasí v Praze letos o
Velikonocích, by mohlo posloužit jako dobrá ilustrace. Pohyby
vzdušných mas se dozajista řídí krásnými a
deterministickými rovnicemi fluidní mechaniky, jenže při
neúplné znalosti momentálního stavu ovzduší není možné
počasí s takovou přesností na tak dlouho dopředu
předvídat. I velmi malá změna momentálních podmínek
(která je pod hranicí přesnosti prováděných měření)
totiž může způsobit zcela zásadní změny v dlouhodobé
předpovědi. Říká se tomu efekt motýlích křídel. Existuje
celá disciplína zabývající se podobně
"patologickými" systémy klasické mechaniky - mluví
se zde o tzv.deterministickém chaosu - a je to velmi krasná
disciplína...
Na závěr bych ještě chtěl poznamenat, že
někdy je náhodu opravdu těžké rozeznat od nenáhody. Když
třeba vezmete jednotlivé cifry čísla pí a budete se snažit
zjistit, jestli se chovají "statisticky" nebo
"pravidelně", zjistíte - pravděpodobně ke svému
značnému údivu -, že neexistuje prakticky nic, co by
naznačovalo, jak jednoduchým algoritmem bylo toto číslo
vygenerováno (zkuste na to napsat počítačový program - bude
kratký!). Na první pohled se zdá, že i to staré dobré pí
je úplně náhodné číslo...
Dotaz: Vážení, mám tento problém: 1) mám nabitý kondenzátoro určité kapacitě na určité napětí
2) spojím jeho vývody - proteče proud, náboj bude nulový
Otázka zní: kam se poděla energie, když dráty jsou ideální, tedy odpor nulový?
(Ondřej Červinka)
Odpověď: Nic na světě není
ideální, a když něco za ideální považujete, objeví se
skulina neideality. Když spojíte póly nabitého kondenzátoru
reálným drátem, kondenzátor se vybije a jeho energie se
utratí trochu na ohřátí drátu, trochu na ohřáti desek
kondenzátoru a přívodů (jimi proud musel téci), trochu se
utratí do výroby jiskry při spojování drátu, trochu se
vyzáří v podobě elektromagnetického pole. Kdybyste si vzal
(ALE NEDĚLEJTE TO!!!!) kondenzátor například z fotoblesku,
který bývá na stovky voltů a uskladněná energie desítky J,
a spojil drátem vývody, ozve se děsna řacha a konce drátu se
odpaří a utaví. Jednou jsem to vcelku nevědomky zkusil a
pořád si pamatuju, jak jsem se lekl.
Dotaz: V knihe Paula Daviesa "O ČASE" ma najviac zarazila jedna vec. Týka sa neutrónov. Tvrdí, že neutron, ktorý sa navonok javí elektricky neutrálny v skutočnosti má elektromagnetické vlastnosti. V roku 1933 nemecký fyzik Otto Stern objavil , že neutron posobí tak ako keby obsahoval drobný tyčový magnet. Že vraj obsahuje elektricky nabité kvarky. Tie síce majú dokopy nulový náboj ale vytvárajú magnetické pole lebo neutrony neustále rotujú okolo svojej osy. Rýchlosť rotácie je pevne stanovená veličina, ktorá je daná elektricky nabitými kvarkami, a je absolútne rovnaká pre všetky neutrony vo vesmíre tak ako ich hmotnosť. Takže na neutrony nepôsobí okolité prostredie? Prečo trenie a strata rotačnej energie nespomaµuje postupne rýchlosť rotácie. Neutronove kvarky vytvárajú drobný elektrický prúd a ten zase magnetické pole. Kvarky a prúd??? Veď sa vôbec nepohybujú vzhµadom na neutron a sú úplne inej povahy ako elektrony. Ako môžu byť jednotlivé kvarky elektricky nabité? Má to súvis s beta rozpadom neutronu na proton , elektron a antineutrino? A aký malý je ten náboj kvarkov? Najmenší možný je elementárny elektrický náboj.Obsahuje taký kvarkjeden alebo viacej elektrónov? (Aj jeden sa mi zná priveµa) Pre mňa je to záhada.
(Marek Krakovsky)
Odpověď: Na některé otázky
znamená odpověď dost objemný a netriviální výklad na
jedné straně a dost náročné studium na druhé straně.
Neutron má skutečně nenulový magnetický dipólový moment
(-1.9130427(5) jaderného magnetonu), zřejmě související s
tím, že uvnitř něho je složitá struktura, kterou dnes
popisujeme pomocí kvarků a gluonů. Kvarky mají náboj 2/3 a
-1/3, ale nejsou izolovaně vidět, takže pořád zůstává,
že nejmenší pozorovatelný náboj je e. V souvislosti s
magnetickým momentem jste zmínil spin neutronu, který ovšem
nelze jednoduše spojit s tím, že by rotoval kolem osy. Různé
popularní knížky i webové stránky jako např. http://www-hep.fzu.cz/~rames/outreach/castice.html
vlastně otázky spíš provokují, než že by na ně
odpovídaly. Když se odhodláte fyziku pořádně studovat,
časem se na některé otázky odpovědi objeví (ale další
otázky vzniknou). Odpovědna nemůže nahradit těch zhruba pět
let studia například na naší fakultě, kdy se malinko začne
rozsvěcet.
Dotaz: Som veµmi rád , že ste mi odpísali. Idem k veci. Čo je vskutočnosti príčinou toho, že keď sa pohybuje teleso podsvetelnou rýchlosťou, z ktorého sa šíry svetlo po sčítaní rýchlostí dostaneme podsvetelnú rýchlosť. To isté platí pri sšítaní dvoch dodsvetelných rýchlostí. Napríklad keď imaginárna kozmická loď letí vesmírom rýchlosťou 150 000 km/s a vystrelí v smere letu strelu rýchlosťou 151 000 km/s. Rýchlosť strely bude podsvetelná. Počul som, že v prípade lokomotívy ktorá má v predu reflektor čo svieti rýchlosť svetla stále 300 000 km/s lebo mi tie fotóny nenesieme zo sebou ako napr. náboj, ktorý by sme z lokomotívy vystrelili. Že tie fotóny vznikajú priamo tam. Lenže tam už sú , ako energia, ibaže v inej forme - ako chemická energia uložená v batérii. Dá sa to vôbec vysvetliť logicky a prirodzene? Len mi nepíšte nejaké Einsteinove vzorce kontrakcie hmotnosi, dĺžky či času. Tie mi pripadajú , ako keby si ich Einstein sám vymyslel aby mu sedela teória a mohol ju pohodlne dokázať. Dá sa to aspoň približne pochopiť zdravým "selským" rozumom? A chápete to Vy? (Marek Krakovsky)
Odpověď: Když jde o teorii
relativity, "selský rozum" docela často selhává. Je
celá plejáda knih s různě složitým vysvětlením vámi
zmíněných obskurních jevů (např. krásně jednoduchá
knížečka Landau, Rumer: Co to je teorie relativity, vydaná u
nás v roce 1971 a pak několikrát později).
Ukázkový příklad: Když srazíte dvě jádra přilétající
z opačných stran s velkou energií, narodí se s jistou
pravděpodobností také pár fotonů, které z místa srážky
odsviští rychlostí světla (30 cm za nanosekundu), kterou dnes
dokážeme dobře měřit. Když tutéž srážku realizujete
tak, že urychlíte jenom jedno jádro, které vrazí do jádra
klidného, máte skoro totéž, co předtím, akorát že
sražená jádra se řítí ve směru projektilového jádra
pěknou rychlostí, která může být dost blízkou rychlosti
světla (třeba 0.99 c je teď snadno dosažitelné v CERNu).
Teď ty narozené fotony (a i jiné částice) vylétají z
pohybující se sražené soustavy a podle selské logiky by
měly mít rychlost
0.99 c + c = 1.99 c. Ale ono se dá změřit, že letí opět
rychlostí c. A tento výsledek není výmyslem lidského
intelektu, to je experimentální fakt, stejně jako fakt, že
velmi rychlé částice se hůře zahýbají elektromagnetickými
poli (jsou "setrvačnější", mají větší hmotnost)
a letící žijí déle, než když mdle stojí na místě.
Dotaz: Zajimá mě, co vysvětluje Einsteinova teorie relativity a jeho rovnice E=mc2.
(Lukáš Valenta)
Odpověď: To je na celé knihy, velmi stručně a povrchně řečeno, předpovídá a
vysvětluje spoustu jevů souvisejících s tím, že se objekty pohybují
rychlostmi blízkými rychlosti světla (tzv. speciální teorie relativity),
resp. předpovídá a vysvětluje gravitaci a její souvislost s geometrií
prostoru (tzv. obecná teorie relativity).
Speciálně rovnice E=mc2 říká, jak celková energie objektů souvisí s
jeho hmotností. Je to například jasně vidět na současných urychlovačích
částic, kde např. urychlené protony mohou mít energii a hmotnost tisíckrát
větší než protony v klidu a pozná se to na jejich ochotě nechat se zahnout
magnetickým polem. Zrovna o tomhle je v současnosti výstava v NTM, viz.
http://fyzweb.mff.cuni.cz/zajimavosti/cern_ntm/
