Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 117 dotazů obsahujících »nějaký«
102) Posuvný proud
08. 07. 2002
Dotaz: Můj dotaz souvisí s Maxwellovými rovnicemi - není mi jasné co přesne si mám představit pod posuvným proudem, který Maxwell doplnil do rovnice formulující zákon celkového proudu (kromě toho že díky němu mají rovnice obecnou platnost-tedy platí ve všech polích). A proč je možné ho vyjádřit jako parciální derivaci vektoru elektrické indukce podle času?
Pak by mě ještě zajímalo, jestli byla rychlost světla určena poprvé řešením z maxwellových rovnic odvozené vlnové rovnice pomocí permeability a permitivity, nebo pomocí nějakého experimentu. (Petr Pokorný)
Odpověď: Milý
pane kolego, možná Vás trochu zklamu, ale takový je život.
Třeba ani není nic, co by bylo nutno si
"představit". Představa pomůže, ale je vždycky jen
jistým modelem, který něco podstatného znázorní, ale něco
jiného zakryje nebo naopak přidává něco, co v reálu není.
Budete-li svému mladšímu synovci vysvětlovat Vy, co je to
elektřina a elektrický proud, asi řeknete něco jako
"Elektrony jsou jako malí zelení mužíčci, co pobíhají
uvnitř drátů a orientují se tam, kam je zrovna tlačíme
vnějším napětím. A to napětí je, jako kdybychom tu trubici
zvedli tam, kde má být napětí větší. A ti mužíčci
nemůžou zmizet, (takže pro ně platí rovnice kontinuity),
navíc je v obvyklých podmínkách ani nemůžeme nějak
podstatněji stlačit k sobě, a proto elektrický okruh je
vždycky uzavřený, má-li opravdu téci proud I." Jenomže
to není tak docela pravda, protože když nabíjíte
kondenzátor, tak okruh není uzavřený - obě desky jsou přece
odděleny izolátorem! No ale doplníme-li člen Ip (posuvný
proud) ke členu I, tak se jím elektrický proud uzavře. To
samo o sobě by bylo dobrým důvodem k zavedení. Ale lze i
potvrdit, že takto zavedený proud Ip má i všechny další
vlastnosti "obyčejného" proudu, např. že vytváří
magnetické pole. Proto ho také zavádíme. Říkáme mu ale
raději "Maxwellův". To označení
"posuvný" je z představ, že existuje
všudypřítomný nevažitelný éter, jehož chvění se
projevuje jako světlo, jehož vnitřní napětí je dáno
elektrickým polem E a deformace (posunutí) se pak jeví jako
elektrická indukce D (angl. Displacement = posunutí). Na
posuvný proud se nenajde nějaký mechanický model. On totiž
existuje i ve vakuu, kde není (z hlediska klasické
elektrodynamiky) nic, co by se mohlo posouvat. Ale berme to jako
fakt, že doplněním tohoto výrazu se nám náš starý známý
proud "zacelí" - že to je právě to, co mu chybělo
k dokonalosti. A proč je možné ho vyjádřit jako parciální
derivaci vektoru elektrické indukce podle času? No to je
právě ten výraz, který by nám chyběl pro rovnici
kontinuity.
Rychlost světla byla nejprve změřena v dobách, kdy naoka o
světle nebyla vůbec spojována s elektřinou a magneticmem. Až
Weber vypočítal, že změny elektromagnetického pole by se
měly šířit rychlostí, která se nápadně podobala rychlosti
světla, a skvěle (tj. odvážně, ale pravdivě) z toho
vydedukoval, že světlo je elektromagnetické povahy. Přečtete
si o tom v učebnicích o historii fyziky.
Dotaz: Na jakém principu je chlazení elektrickým proudem a nebo je to nějaký blud? (Marek)
Odpověď: Asi máte na mysli Peltierův jev, který je právě obrácený
(doplňkový) k Seebockově jevu. Blud to tedy není, ale
samozřejmě - něco za něco. Mějme uzavřený elektrický
obvod tvořený materiály A a B. Zanedbejme ohmický odpor, tedy
to, že jak v mase toho A i toho B se vyvíjí Joulovo teplo. Pak
elektrický proud jdoucí v daném okamžiku jistým směrem
projde jednak rozhraní AB, jednak (jinde) BA. Jedno z těchto
rozhraní se pak trochu zahřívá, druhé se stejně tolik
ochlazuje. Platí tedy i zákon zachování energie, i 2. td.
zákon. V praxi jde o to, najít materiály (např. vhodný
polovodič typu p a typu n, nebo bismut a železo), kde je tento
jev dost velký a které přitom nemají moc špatnou vodivost -
aby Joulovo teplo nakonec nepřekrylo to ochlazení. Ale ono je
to vlastně úplně stejné, i když si vezmete z kuchyně
elektrickou ledničku. I do ní vháníte elektrický proud, ona
vám něco chladí (mrazák) - ale nutně něco jiného
zahřívá (výparník vzadu). Takže tohle "něco za
něco" máte i tady.(JO -19.6.2002)
Milý kolego, asi máte
doma ledničku na elektriku, takže chlazení elektrickým
proudem blud není. Spíše než standardní ledničku, kde
elektřina pohání motor kompresoru a chladí se tak, že se
pomocí stlačování a expanze chladícího média čerpá teplo
zevnitř ven, jste měl asi na mysli možnost
"přímého" chlazení. To je možné pomocí
Peltierova jevu, kdy proud tekoucí přes spoj dvou kovů tento
spoj v jednom směru ohřívá, v druhém chladí. Je to jev
obrácený k termoelektrickému jevu, kde zahřívání jednoho
spoje a chlazení druhého způsobuje proud v obvodu. Chladící
články založené na Peltierově jevu jsou komerčně dostupné
a pro některé aplikace se používají, např. se jimi dá
chladit procesor. Zkuste se podívat na www na jméno Peltier.(JD
-19.6.2002)
Dotaz: Existuje nějaká látka nebo barva, kterou je možno vidět pouze přes nějaký optický filtr (např. speciální brýle, lupa atd.)
(Zbyšek Filip)
Odpověď: Milý
pane, to, že něco vidím, zmamená, že do mého oka dopadá
světlo ve spektrálním oboru, který jsem schopen vnímat.
Filtr v obvyklém slova smyslu něco ze spektra ubírá, takže
když něco nevidím s filtrem, nevidím to o to více bez
filtru. Pokud ale připustíte, že ono zařízení může
konvertovat pro oko normálně neviditelné záření na
viditelné, tak to jde - příkladem je třeba termovizní
kamera, která dovoluje vidět teplé předměty. Jsou také
například barviva, která září ve viditelném oboru, když
jsou ozářena UV zářením. Nevím ale, je-li to odpověď
přesně na Vaši otázku.
Dotaz: Velice jsem přemýšlel o antigravitaci, žel bez nějakých podkladů. Logickou úvahou jsem si vydedukoval, že gravitace je způsobena množstvím hmoty, která mě obklopuje.Čím blíže jsem tělesu, tím větší g na mě působí. Ale co se stane, když půjdu hlouběji a hlouběji pod povrch tělesa (Země) (předpokládejme, že je to ideální homogení koule).Já se domnívám, že na mě bude působit menší a menší g až do chvíle,kdy se dostanu do matematického (přesného) středu tělesa. Za předpokladu symetrické dutiny, pak v této dutině na mě bude působit ze všech stran stejná síla, protože mě bude obklopovat stejná hmota a tyto síly se vynulují a tím pádem nastane stav beztíže. Pokud mě ovšem neroztrhají slapové síly. Je to možné, nebo se mýlím, či je něco na tom pravdy? (Radek)
Odpověď: Vaše úvaha je zhruba správná, jen bych tomu neříkal "antigravitace". Jde o toto: gravitace je vždy přitažlivá; to ale znamená, že když jsem uvnitř slupky, tak že mne přitahují jednotlivé části slupky různou silou v různých směrech, takže výslednice může být podivuhodná - konkrétně, je-li slupka kulová a homogenní, je výslednice přesně nulová - tzv. slupkový teorém. (Proto se
ani nemusíte bát slapových sil.)
Dotaz: Zajímavosti o hydraulice, hydraulickém zařízení i všeobecně. Potřeboval bych vysvětlit, jak se vypočítá daný příklad. (Pavel Dvořák)
Odpověď: Hydraulická zařízení jsou založena na přenosu síly kapalinou, přičemž lze vhodnou volbou
S1, S2 změnit velikost tlakové síly. Pokud potřebujete spočítat nějaký příklad
použijte jednoduchý vzorec F2/F1 = S2/S1, ale F1h1 = F2h2. Viz. obrázek. V praxi se
používají hydraulické brzdy, hydraulicky lis, kovací lis, tlakový spínač i zubařské
křeslo je založeno na stejném principu. Nebo se můžete podívat na web a vybrat si některý ze
zajímavých článků, stačí do webovského vyhledávače napsat příslušné heslo, které
vás zajímá.
