Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 92 dotazů obsahujících »vakuu«
44) Teplota vakua
27. 03. 2006
Dotaz: Dobrý den.Chtěl bych se zeptat jaká je teplota ve vakuu? Pokud je to absolutní
nula,tak co je to absolutní nula.Děkuji. (spider-x)
Odpověď: Představme si komoru se zcela vyčerpaným vzduchem. Ve vakuu uvnitř komory i po vyčerpání vzduchu mohou existovat (a také existují) elektromagnetické vlny. Tyto vlny dopadají na stěny nádoby a zahřívají je (předávají jim svou energii), zároveň však stěny nádoby tepelně září (i tepelné záření je ve své podstatě záření elektromagnetické, jeho intenzita pak odpovídá Stefan-Boltzmanově vyzařovacímu zákonu). Pokud je komora izolována od okolního světa, časem se dostane do stavu, kdy intenzita dopadajícího a vyzařovaného elektromagnetického záření se vyrovná. Dostali jsme se tedy do stavu, kdy stěny komory i vakuum jsou v termodynamické rovnováze a můžeme tedy říct, že mají stejnou teplotu. Vakuum má tedy teplotu odpovídající teplotě předmětů, s nimiž je v termodynamické rovnováze.
Teplota vakua ve vesmíru (neboli záření vesmírného pozadí) odpovídá teplotě necelých 3K, tedy přibližně -270°C.
Pozor! Nemá smysl určovat teplotu za situace, že zkoumané prostředí není v termodynamické rovnováze a jsou v něm nezanedbatelné toky energie. To je také důvod, proč se například teplota vzduchu měří vždy ve stínu ("na sluníčku" totiž nemůžeme zanedbat tok energie od Slunce).
Absolutní nula je nejnižší možná termodynamická teplota (0K) odpovídající přibližně -273,15°C.
Dotaz: Dobrý den, chtěla jsem se zeptat 1. Jakou rychlostí se šíří gravitační pole? 2.
Slyšela jsem, že vlnový obal se muze šířit větsí rychlostí než je rychlost
světla, je-li tomu tak, tak v jakém případě a proč? Děkuji (Veronika)
Odpověď: Rychlost šíření gravitačních vln nemůže být větší než rychlost světla, neboť by tím byl narušen princip kauzality (následek by mohl předcházet příčinu). Zároveň se předpokládá, že graviton (jakýsi element gravitační interakce - obdoba fotonu u elektromagnetické interakce) má nulovou klidovou hmotnost a nemůže se tedy pohybovat pomaleji než rychlostí světla (při nižších rychlostech nemůže existovat). Zdá se tedy (a z teorií plyne), že rychlost šíření gravitačních vln by měla být rovna rychlosti světla ve vakuu.
Jakékoli hmotné objekty (tj. ty, které mají v klidu nenulovou hmotnost) se mohou šíři pouze podsvětelnými rychlostmi. Jakákoli informace se může šířit buď podsvětelnou rychlostí (nese-li ji hmotný objekt - třeba dopis) a nebo rychlostí světla (třeba informace "stůj" v podobě červené barvy na dopravním semaforu). Rychleji než světlo se mohou šířit jen efekty nenesoucí žádnou inormaci. Představte si, že stojíte v obrovské místnosti a máte v ruce baterku, kterou svítíte na pravý dolní roh jedné ze stěn. Když teď baterkou dostatečně rychle trhnete tak, aby "prasátko" (světelná stopa) přejelo po stěně do jejího levého horního rohu, může se stát, že "prasátko" bude cestovat po stěně rychleji, než je rychlost světla. "Prasátko" ale z jednoho rohu do druhého nepřináší žádnou informaci, informace o trhnutí baterkou se šíří od vás společně se světlem rychlostí světla.
Dotaz: Je pravda, že rychlost světla je ve vodě menší než ve vzduchu a ve vzduchu je
menší než ve vakuu? Pak můžeme "stvořit" nějakou velmi hustou průsvitnou látku,
kde se rychlost světla sníží třeba dvojnásobně. (Petr)
Odpověď: Ano, rychlost světla ve vodě je skutečně nižší než ve vzduchu či vakuu - přibližne 225 000 000 m/s. To nás ale nepřekvapí, neboť kolikrát se v dané látce zmenší rychlost světla oproti vakuu, to nám udává index lomu. V látkách s vysokým indexem lomu se tedy světlo pohybuje výrazně pomaleji. Dobrým příkladem může být třeba diamant s indexem lomu n ≈ 2,4, v němž se světlo pohybuje rychlostí "pouze" 125 000 000 m/s.
Připomeňme ještě několik souvislostí:
index lomu se objevuje i ve středoškolské fyzice například v optice ve Snellově zákoně
rychlost světla ve vakuu je 299 792 458 m/s
rychlost světla ve vzduchu je jen nepatrně menší než ve vakuu
Odpověď: U původní Edisonovy žárovky, v níž bylo tahdy ještě uhlíkové vlákno, bylo v baňce vakuum. Dnešní žárovky používají wolframové vlákno a jsou plněny pod nízkým tlakem některým málo reaktivním plynem - obvykle dusíkem, kryptonem, argonem nebo xenonem. V halogenových žárovkách je pak navíc ještě příměs jódu či brómu, umožňující nažhavit wolframové vlákno na jěště vyšší teplotu (aby více svítilo), aniž by se přepálilo nebo vypařilo. Teplota wolframového vlákna ve svítíci halogenové žárovce tak dosahuje až 3000°C.
Trochu jiná situace je v zářivkách, tam se jako náplň obvykle používají páry rtuti.
Dotaz: Co sa stane s kompasom vo vakuu. Myslim tym ukazoval by nejaky smer alebo nie? (huja)
Odpověď: Kompas je založen na interakci zmagnetované střelky (obvykle kus plíšku vykazující nenulový celkový magnetický dipól) s magnetickým polem Země. Jelikož relativní permeabilita vzduchu je v podstatě rovna 1, bude se magnetické pole projevovat ve vzduchu stejně, jako ve vakuu. Byla-li by relativní permeabilita jiná, docházelo by v izotropním prostředí k zesilování či zaslabování účinku magnetického pole. Tento jev nastává třeba ve vodě (relativní permeabilita vody je 0,999 991), kde jsou účinky magnetického pole nepatrně zeslabeny.
