Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 365 dotazů obsahujících »jev«
40) Životnost klasické žárovky
21. 07. 2008
Dotaz: Dobry den chtel sem se zeptat co bych musel udělat abych vyrobil žárovku
která vydrží 100let (nejsou žádná omezení) (Matěj Zeman)
Odpověď: Důležitým prvkem klasické žárovky je vlákno žhavené na vysokou teplotu - v nejběžnější dnes používané žárovce jde o wolframové vlákno (wolfram dobře snáší vysoké teploty, má poměrně vysokou teplotu tání), které se průchodem elektrického proudu zahřívá běžně až na teplotu okolo 2500 °C. Při takto vysokých teplotách ovšem snadno dochází k sublimaci (vypařování, odpařování) materiálu z povrchu vlákna, čímž se vlákno pomaloučku ztenčuje. Čím tenčí vlákno, tím více se ale zahřívá, až se jednou zahřeje na nějakém místě příliš, překročí lokálně teplotu tání a dojde k přetržení/"přepálení" vlákna. Tomuto jevu neumíme zabránit, můžeme se ale snažit jej zpomalit. Jednou z možností je nažhavit vlákno o něco méně - pak ale také méně svítí a přeměna elektrické energie na viditelné světlo je méně účinná. Další možností je vyplnit skleněnou baňku nějakou sloučeninou obsahující halogen - více viz článek Jak funguje žárovka a zářivka.
Dotaz: Dobrý den, měl bych dotaz týkající se akustiky. Pokud bude zdroj vlnění
umístěn ve vakuu, tak co se stane se vzniklou energií (vlněním)? Je jasné,
že vlnění se nebude šířit. Ale jak říkam, jak se bude chovat vlnění?
Bude snad soustředěné v jednom bodu? Nebo snad dokonce se energie vlnění
přemění na tepelnou energii? Předem děkuji za odpověď. S pozdravem Petr
Jirásek (Petr Jirásek)
Odpověď: Pro jednoduchost si představme obyčejnou ladičku:
Když do jejího dvojitého konce ťukneme, bude vydávat zvuk. Co se vlastně děje? Ťuknutím jsme způsobili, že se kunce ladičky od sebe rychle vzdalují a přibližují (tak rychle, že to očima nepostřehneme - jde to ale ukázat buď na zpomaleném filmovém záběru nebo třeba jednoduchým pokusem). Ťuknutím jsme tedy ladičce dodali energii. Také ze zkušenosti víme, že ladička po chvíli přestane znít, ptejme se tedy, kam se ta energie ztrácí. Důležité jsou zejména dva jevy. První je asi jasný - ladička při svém chvění naráží na vzduch, periodicky jej ve smém okolí svým chvěním/pohybem stlačuje a takto se měnící hustota vzduchu má charakter podélného vlnění šířícího se od ladičky. Prostřednictvím vlnění je ladičce postupně odebírána její kinetická/potenciální (deformační) energie uložená v jejím chvění, kmitání. Když řeknu totéž více lidově, tak ladičku "brzdí" vzduch, do kterého při kmitání naráží.
Druhou příčinou ztráty energie je pak cosi, co by se dalo nazvat jakési "vnitřní tření" v ladičce. To, že se chvěje, vlastně znamená, že se opakovaně trošku deformuje. A tato deformace a následná relaxace do původního stavu se neobejde (jako prakticky nic v libovolném látkovém prostředí) bez ztráty energie - ladička se přitom bude velmi velmi nepatrně zahřívat. Velmi jednoduše řečeno i v ladičče uvnitř materiálu dochází ke tření a ladička se tak při své deformaci v důsledku toho nemřitelně maličko zahřívá.
A jak to bude ve vakuu? První možnost odvodu energie - vlněním, zvukovými vlnami - zde není možná, nebude tedy nastávat. Druhá možnost se bude realizovat i ve vakuu. Výsledkum bude, že ladička nebude vyvolávat žádný slyšitelný zvuk (nemá se čím šířit), bude se jí tedy snáze kmitat/chvět. V důsledku vnitního tření v jejím materálu se ale bude pomalu nepatrně ohřívat na úkor svého chvění, až se její pohyb úplně zastaví. Kinetická/potenciální energie jejího chvěníse tedy plně přemění na vnitřní energii (laicky řečeno na teplo).
Dotaz: v uzavřené nádobě 2x2x2 m vzlétne model vrtulniku. a já se ptám, jestli
se tim změní hmotnost bedny. děkuji za váš čas a odpověď (oleg)
Odpověď: Hmotnost nádoby (bedny, krabice) se samozřejmě nezmění, stejně tak se nezmění hmotnost například Karlova mostu. Možná jste se chtěl zeptat, zda se změní hmotnost soustavy krabice+vrtulník. Ta se také nezmění - hmotnost se zachovává
(alespoň v přiblížení klasické mechaniky), takže dokud z uzavřené krabice něco nevypadne nebo do ní něco nepřidáme, bude soustava krabice+věci uvnitř mít stále stejnou hmotnost.
Možná jste se ale chtěl zeptat na to, co ukáže váha, když na ni dám krabici a nechám uvnitř vzlétnou vrtulník. V takovém případě ukáže váha krátkodobou výchylku směrem ke větší hmotnosti - vrtulník vevnitř zrychlil směrem vzhůru, musela na něj tedy působit nějaká síla směrem vzhůru a on naopak musel zatlačit směrem dolů (viz druhý a třetí Newtonův zákon). Jak to celé vevnitř s těma silama probíhalo (jak se urychloval a proudil vzduch a jak narážel na stěny a hlavně dno krabice) je obtížné detailně popsat. Po chvilce ale vrtulník musí buď zastavit (=zpomalit) nebo narazit na strop. A to se zase na váze objeví krátká výchylka směrem k nižším hmotnostem. Dlouhodobě (v průměru) bude tedy váha vždy ukazovat stále stejnou hmotnost celé soustavy.
Dotaz: Výbuch hvězdy v Pastýři. V těchto dnes se objevila zpráva, že v Pastýři
vybuchla hvězda ve vzdálenosti 7,5 mld sv. r. a byla asi 5.5 mag. Můžete
prosím porovnat výkon tohoto výbuchu např. se zář. výkonem Slunce? Kde
výbuch skutečně nastal když fotony letěly 7.5 mld roků a během cesty se
různě ohýbaly kolem hmotných objektů? Děkuji za odpověď. (Jaroslav Dosoudil)
Odpověď: Jedná se o tzv. gama záblesk (anglicky "gamma-ray burst", zkrácené GRB) ze dne 19.3.2008. Více se o tomto mimořádně jasném objektu lze dočíst přímo u pozorovatelů na adrese http://gcn.gsfc.nasa.gov/other/080319.gcn3. Číslování je velice jednoduché: 08 znamená rok 2008; 03 znamená měsíc březen; 19 znamená den objevu. Pokud daný den bylo pozorováno více záblesku, pak se přidají ještě písmena A, B, C, ... podle pořadí objevu. Ten mimořádně jasný záblesk má písmeno B. Takže pro jakoukoliv další detektivní práci na internetu zadejte do vyhledávače GRB 080319B.
GRN 090319B, zdroj: NASA
Gama záblesky jsou nejjasnějšími objekty ve vesmíru. Např. Slunce září výkonem 3,8x1026 W (1026 znamená, že za 1 je 26 nul; W = Watt), gama záblesk má výkon zhruba 1044 W. Na druhé straně Slunce září milliardy let, záblesk jen sekundy až desítky sekund. Pak jasnost klesá, a lze pozorovat tzv. dosvit někdy i několik dní (ale jen s nejvýkonnějšími dalokohledy).
U našeho objektů při největší jasnosti byl záblesk pozorovatelny asi 10 sekund i pouhým okem, protože maximální viditelná jasnost, jak píšete, byla 5,5 mag.
Gama záblesky jsou v tzv. kosmologických vzdálenostech (stejně jako např. galaxie a kvazary). Znamená to, že jsou v největších pozorovaných vzdálenostech (milliardy světelných let), a i signálů trvá milliardy let, než k nám od doby vyslání doletí. Nicméně, konkrétně u gama záblesku 080319B, se nejedná o rekordní možný čas a vzdálenost. Mimořádnost byla dána maximální pozorovanou jasnosti 5,5 mag.
Čas letu jste již udala (7,5 milliard let), Takže výbuch nastal v době, kdy Země ještě ani neexistovala.
V případě určení vzdálenosti objektů od nás je situace trochu složitější, protože musíte rozlišit mezi vzdálenosti v okamžiku vyslání a v okamžiku příjmů (t.j. dnes). Tyto dvě vzdálenosti nejsou ani zdaleka totožné, protože než k nám světlo doletělo, tak se objekt hodně vzdálil díky rozpínání vesmíru. Navíc ani neplatí, že když letělo světlo 7,5 milliardy let, tak v okamžiku vyslání byl objekt 7,5 milliardy světelných let daleko (opět díky rozpínání vesmíru). Konkrétní hodnoty lze vyčíslit pomoci složitějších vzorců. V našem případě lze říci, že objekt byl v době výbuchu ve vzdálenosti 5,3 milliard světelných let, a nyní je ve vzdálenosti 10,3 milliard světelných let.
Dodám ještě, že při těchto obrovských rozměrech samotná definice vzdálenosti je dosti komplikovaná záležitost. Proto u těchto kosmologických objektů je nejlepší používat tzv. rudý posuv. Více o těchto otázkách se lze dočíst např. na stránce http://www.astro.ucla.edu/~wright/intro.html. U objektu 080319B byl rudý posuv 0,94.
Co se týče směru letu je situace jednoduchá - "ohýbání" kolem jiných objektů lze zanednat. Takže signály z gama záblesku přiletěly prakticky přímočaře.
Dotaz: Dobrý den, nejdrív bych chtel pochválit tento web. Nasel jsem tu spoustu odpovedí. A ted otázka: Zajímalo by me co zbyde po interferenci dvou fotonu s opacnou fází. Je mozné ze se uplne vyrusí jako vlny na hladine vody? A jak je to s interferencí cástic? Napríklad elektronu. Myslím si, ze by po nich mela zustat alespon nejaká forma energie, ale to vlastne i po fotonech vzhledem k jejich duálnímu charakteru. A jeste jedna otázka: Jakto ze pri anihilaci cástice a anticástice se uvolní energie? Kdyz princip neurcitosti umoznuje vzniknout cásticím s kladnou energií a anticásticím se zápornou energií.Mozná jsem to jen spatne pochopil. Dekuji za vysvetlení. Rád si o tom neco prectu pokud mi doporucíte literaturu. (Tomáš)
Odpověď: Co se týče interference, jde o vlnovou záležitost a tak je potřeba se na věc dívat trochu jinak (ne jako na částice, ketré v daném místě zmizí). Správnější je tedy představa, že zatímco na jednom místě se v důsledku interference projev přítomnosti fotonů/částic vyruší, nutně se zase jinde, o kousek dál, v důsledku téže interference konstruktivně sečte a tedy zesílí. Nejde tedy o nějaké mizení energie, ale o její prostorové přeuspořádání.
Nyní k anihilaci - všechny částice i antičástice mají vždy kladnou hmotnost a tedy i energii, při anihilaci tedy dochází opět pouze ke změně formy hmoty/energie. Při řešení rovnic (Diracova, Kleinova-Gordonova) skutečně může vycházet, že některé částice mají zápornou energii, tuto skutečnost je však potřeba interpretovat poněkud jinak, t.j. že mají kladnou energii, ale opačný náboj - jedná se tedy o antičástice (s kladnou energií).
