Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 117 dotazů obsahujících »nějaký«
51) Chaotické řešení diferenciální rovnice popisující volný pád
20. 01. 2004
Dotaz: Dobrý den! Mám tento dotaz: uvažuji těleso padající volným pádem v gravitačním
poli s nějakým "g" a nějakým odporem prostředí "n". Diferenciální rovnice
popisující pohyb tělesa je kvadratická. Nevíte náhodou, jestli lze namixovat "g"
a "n" tak, aby řešení analogické diferenční rovnice vedlo k chaotickému řešení?
Děkuji (Milan)
Odpověď: Je-li urychlující síla (čili g) konstantní a odporová síla (neboli
n) závisí na rychlosti tak, že vždy brzí a to tím silněji, čím je
větší rychlost, pak řešení chaotické být nemůže – pro libovolné
počáteční podmínky se pohyb ustálí na rychlosti, při které je odporová
síla rovna síle urychlující.
Lze ovšem uvažovat jiné předpoklady. Např. pokud úplně vynecháme odpor a
budeme uvažovat g závislé na poloze a na čase, systém se chaoticky
chovat může – známý je třeba případ pulsující potenciálové jámy.
Chaotické chování by patrně systém mohl vykazovat i pro g závislé
pouze na poloze a n pouze na rychlosti, nicméně nepodařilo se mi
zkonstruovat žádný názorný příklad. Pokud upřesníte vlastnosti systému, ve
kterém chcete chaos pozorovat, pokusím se dát konkrétnější odpověď.
Dotaz: Světlo má duální charakter - jeho nositelem je jak foton, tak elektromagnetické záření. Vlnová dálka el.mag. záření které považujeme za viditelné světlo, se pohybuje v rozmezí 700nm - 400nm. Rád bych se zeptal:
1) pokud bych dokázal vysílat na frekvenci o vlnové délce řekněme 500nm, svítila by anténa vysílače?
2) pokud ano, kde by se vzaly fotony? Vždyť jen vysílám el.mag. záření.
3) existuje foton i pro el.mag. záření které má nižší nebo vyšší vlnovou délku než viditelné světlo a to i třeba o několik řádů?
Děkuji (Tomáš Trojan)
Odpověď: 1) Pokud bys takový vysílač dokázal sestrojit, tak by zcela jistě svítil.
Problém je v tom, že nikdo takovou anténu vyrobit neumí, a to zejména
proto, že vlnová délka vysílaného záření odpovídá rozměrům vysílače.
2) Otázka "kde se v el.-mag. vlnění vezmou fotony" je zcela přirozená ale
nikdo na ní neumí uspokojivě a jasně odpovědět. Jde o pochopení toho,
čemu říkáme vlnově-částicová dualita. Bohužel (či bohudík?) pravda je
taková, že názornou představu opírající se o nějakou běžnou zkušenost si v
tomto případě udělat nejspíš nelze. Fyzikové se s tímto vyrovnávají
většinou tak, že připustí, že elektromagnetické záření se může projevovat
jako vlnění i jako tok energetických kvant (fotonů). V některých situacích
(např. při interferneci či ohybu) se projeví vlnové vlastnosti, v jiných
(fotoefekt) zase částicové. Na otázku, zda je to teď zrovna vlna nebo
částice, také odpovedět nelze. Záření má totiž obě vlastnosti současně a
je to pouze naše interpretace, že ho jednou vidíme jako vlnu a jindy jako
částice.
3) Fotony pochopitelně existují pro záření všech vlnových délek.
Pochopitelně proto, že teorie, která by tak fundamentální věc jako
kvantování el.-mag. vln připouštěla jen pro nějaký konkrétní interval
vlnových délek, by byla přinejmenším podivná. Viditelné světlo se od
el.-mag. záření jiných vlnových délek skutečně ničím neliší.
Energie jednoho fotonu závisí na vlnové délce (určitě znáš vzorec E = hf =
hc/λ). Čili čím kratší vlnová délka, tím energičtější (říká se
také tvrdší) fotony. Takové fotony se budou projevovat velmi znatelně.
Naproti tomu fotony odpovídající např. rádiovým vlnám budou tak měkké, že
jen obtížně vymyslíme nějaký experiment, při kterém se "částicovost"
záření projeví. Můžeš si snadno spočítat jejich energii a porovnat jí
třeba s typickou energií chemických reakcí na jednu molekulu.
Dotaz: Jaká je teplota varu vody ve vakuu? děkuji. (Alexandra Holoušková)
Odpověď: Žádná. Nebo chcete-li, absolutní nula (0 K).
Voda se bude při každé teplotě vypařovat (vařit), a tedy nad ní v
rovnováze vždy bude vodní pára pod nějakým nenulovým tlakem. Budete-li
tu páru stále odsávat, abyste nad vodou měl vakuum, pak se prostě
všechna voda vypaří - a vy ji odsajete.
Dotaz: Dobrý den, v žádné z mfch tabulek, které mám k dispozici, jsem nenašel nějaké
postižení závislosti hustoty vody na teplotě. Existuje pro ni nějaký vztah?
Děkuji. (Nikola Karafiát)
Odpověď: Spíš než vztah je třeba najít dobré tabulky. Všechny fyzikální
vlastnosti vody jsou velmi podrobně popsány, protože se mj. potřebují
široce v průmyslu. Podívejte se např. v Technické knihovně. Hustota vody
(zejména pak její anomálie při 3,98 oC je zdokumentována velmi důkladně.
Dotaz: Dobrý den, ráda bych se zeptala, co je mezi částicemi. Snažím se to zjistit už
delší dobu a většina rozumných lidí mi zatím řekla, že nic. Mě se ale nezdá, že
by bylo možné mít někde např. 3 cm nicu tj. že by nic mohlo zabírat nějaký
prostor, který předpokládám, že mezi těmi částicemi je. Nevím, nakolik je tahle
otázka rozumná a zodpověditelná, ale předem moc děkuji. (Zuzana Proksová)
Odpověď: To je pěkný dotaz, který vlastně sahá do dávné doby. Začněme od
přístupných situací: Co je v lahvi, když z ní vyčerpáte vzduch? NIC! Tohle
nic je ale relativní - odstranila jste vzduch, tj. molekuly O2, N2,
dalších plynů, snad i smetí, které ve vzduchu létá. Takže tam NIC
viditelného není. Ale přesto se v tomhle nicu šíří signál Vašeho mobilu,
signál nesoucí televizní program, teplo atd. Opravdu se šíří tímhle nicem,
není na to potřeba žádný "éter", žádná látka, která by se vlnila (viz
knihy o speciální teorii relativity, experimenty, které provedli Michelson
a Morley a pak další, viz hledače na webu). Jestliže se ale ničím mohou
šířit elektromagnetické vlny, pak má vlastně nic nějaké vlastnosti. No a
takovéto nic je mezi částicemi, uvnitř atomu, ve vesmíru atd. Tu a tam je
v něm nějaká částice (například v atomu jedno jádro a pár elektronů), ve
většině světa je ale nic. Nic je ale prosycené různými poli (kromě toho
zmíněného elektromagnetického i poli dalších interakcí) a podle představ
kvantové teorie (velmi dobře otestovaných, i když se na první pohled
zdají absurdní) se v nicu mohou na chvíli narodit páry částice-antičástice
a za chvíli zase zmizet, takže nic je plné těchto virtuálních párů. Aby
takhle bohaté nic vypadalo trochu důstojněji, říká se mu vakuum...
Ostatně když člověk občas nedělá nic, neznamená to, že by v jeho
hlavě nemohly kolovat geniální myšlenky a i když zrovna nekolují, tělo
pracuje, aby dotyčný člověk vůbec žil. Takže asi většinou, když řekneme,
že někde nic není nebo nikdo nic nedělá, jenom říkáme, že si neuvědujeme,
o čem bychom mohli mluvit nebo obsah nicu ignorujeme.
