Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 92 dotazů obsahujících »vakuu«
81) Máslo v mikrovlnce
11. 07. 2002
Dotaz: Proč se máslo v mikrovlnné troubě ohřívá od středu?
Kam uteklo teplo z Apolla13, když okolo je nejlepší izolant=vakum? (David Kir±ner)
Odpověď: Milý
kolego, 1) mikrovlny se absorbují v objemu potravin v
mikrovlnné troubě, nemám ale hned při ruce údaje o
charakteristické hloubce vniku pro jednotlivé materiály,
speciálně vaše máslo. V hrubém přiblížení, že se
absorbují rovnoměrně, se pak opravdu ohřeje nejdřív střed,
protože kraje jsou ochlazovány vzduchem.
2) Vyzářilo se. To funguje i ve vakuu, jinak by se totiž
kosmonauti upekli a jiné kosmické objekty taky, protože by
akorát pžijímali/y teplo slunečním zářením a neměli/y
cestu, jak se tepla naopak zbavit. Mrkněte se na záření
absolutně černého tělesa do nějaké knihy o fyzice,
kvantitativně je to tam pod heslem Stefan-Boltzmannův zákon.
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: Dvě elektromagnetické vlny se při interferenci ve vakuu zruší.Co se stane s energií vln ? (Jezek Vlastimil)
Odpověď: Ono
to "zrušení" není tak docela pravda. Za prvé:
elektromagnetická vlna má nejen elektrickou, ale i magnetickou
složku. Obě nesou STEJNĚ VELKOU energii. Za druhé: Dvě vlny
jdoucí proti sobě (a každá z nich přenášející energii)
dají vzniknout stojaté vlně - tedy stojatým kmitům, které
energii nepřenášejí, jenom si ji přelévají na místě z
elektrické složky do magnetické.
Představte si to na provázku, který kmitá nahoru a dolů tak,
že zprvu jde jedna vlna napravo a druhá nalevo; když se
(šikovně) sejdou, tak vznikne "stojatá vlna", v
níž se přelévá kinetická energie rychle letícího kousku
provázku (blízko rovnovážné polohy) do potenciální energie
"našponovaného" kousku provázku daleko od
rovnovážné polohy.
Dotaz: Mám pár dotazů, se kterými si nevím rady:
1) Doslechl jsem se, že kdybychom se dostali nechráněni do kosmického prostoru, tak by se naše krev a vůbec všechny tělní tekutiny vyvařili, protože při neexistenci tlaku(např. vzduchu) zaniká také bod varu, a tak se tekutina může vařit při jakékoli teplotě. Je to pravda? Asi ano a pokud opravdu ano, tak proč se nevypaří samostatná kapička vody letící vesmírem, ale naopak zmrzne? Proč se vůbec komety, tvořené převážně ledem, nevypaří?
2) Potřeboval bych se dozvědět vysvětlení Coriolisovy síly. Vlastně ani nevím, co to je.
3) Nemohl byste mně vysvětlit na vyšší než laické úrovni, ale nižší než vysokoškolské důvod, proč mají tělesa ve vesmíru sklon rotovat? (Země,satelit,sonda,...)
4) Neporadil byste mně nějaké dobré stránky o magnetické levitaci?
(Vlastimil Kůs)
Odpověď: Milý pane kolego, 1) Pro otázku, jestli se vyvaříme ve vakuu,
je dobré se podívat na hodnoty měrného tepla (4,2 kJ/kgK pro
vodu) a skupenského tepla varu (2,3 MJ/kg). Z nich je vidět,
že na vyvaření je potřeba obrovské množství tepla. Jinak
řečeno, když dáte hrníček s teplým čajem (člověka s
krví) do vakua, čaj nebo krev sice třeba zabublá, ale bez
dodatečného přívodu tepla se nebude dále vařit, protože
var stojí moc energie. Místo toho bude chladnout všemi
možnými způsoby včetně vypařování. Až zmrzne, bude
nadále sublimovat. Ale vodní molekuly při sobě drží -
abyste je od sebe dostal, musíte dodávat energii, například
zahřívat ledové jádro komety Sluníčkem. 2) Sedněte si na otáčecí židli v klidu a
razantně mávněte tak, byste se strefil prstem do špičky nosu
(nevypíchněte si oko..). Zkuste totéž na roztočené židli!
Na roztočené židli působí na Vaši ruku kromě odstředivé
síly ješte jedna divná síla, která Vám ji hází nějak
stranou, takže strefit se do nosu není už snadné. Téhle
síle se říká Coriolisova síla a spočítá se, když
pořádně popíšete přechod z normální (inerciální)
soustavy do soustavy rotující. Tahle síla například
vysvětluje směr proudění větru kolem tlakových níží a
výší. 3) Já nevím, jestli mají sklon rotovat, ale
když už se nějak rozrotují (to se snadno stane např. při
jakéekoli srážce), tak díky malému tlumení rotují dost
dlouho (z pozemských hlediskek furt). Podobně když třeba
slaňujete ve volném prostoru, máte taky sklon rotovat -
stačí totiž krut lana, aby Vás roztočil, a Vy tu rotaci
nezastavíte (nemáte-li třeba přripravena brzdící křídla). 4) O magnetické levitaci se můžete dočíst
například na stránce: http://spin.fzu.cz/texty/brana/supravodivost2/.
Dotaz: Dá sa povedat že:
Intenzita je výkon, kolik energie za jednotku času vyzarime, zatimco
frekvence je typ svetla, v prípadě viditelného svetla jeho barva. V
prípadě rádiových vln je to to, co ladíte na rádiu, frekvence udává počty
kmitů za sekundu, ale nerika, jak silne kmitaji, jen jak rychle.
Fotony kmitaju predsa stale ryczhlostou svetla?
Dalo by sa to vysvetlit aj rozdielnou rychlostou kmitania. Ked si predstavite , ze svetelna vlna sa siri rovnobezne po povrchu stola z jedneho konca na druhy. A fotony v tejto vlne kmitaju nahoru a dolu, teda kolmo na povrch stola. A ked kmitaju pomalsie ako sa svetlo siri a drahu jednotlivych fotonov si zakreslite v case dostanete pomale radiove vlny. A ked kmitajú rychlejsie ako sa svetlo siri! , teda rychlejsie ako "c" ich draha bude vyzerat ako rychle vysokoenergeticke kmity gama paprskov s kratkou vlnovou dlzkou. Takze ako to je môzu kmitat fotony rychlejsie alebo pomalsie ako rychlost svetla?
(Marek K.)
Odpověď: Věta
"Fotony kmitajú predsa stále rychlosťou svetla"
nedává smysl. Fotony nejsou kuličky na gumičce, které by
kmitaly kolmo ke gumičce v klidu (a tedy kolmo ke směru
šíření), aby se dalo uvažovat o jejich rychlosti ve směru
kolmém k šíření vlny. Gumička (bez jakýchkoliv kuliček)
zobrazuje pole jako jakýsi "stav napjatosti
protostoru", který je "napjatý" (tj. je tam
nenulová intenzita E elektrického pole resp. indukce B
magnetického pole) někde a někdy víc, jinde a jindy méně, a
tyto změny se dějí úhlovou rychlostí (počet kmitů za
dobu), a nikoli posupnou rychlostí (dráha za dobu), která je
pro světlo ve vakuu vždy rovna c, tj. zhruba 300 000 000 km/s.
"Kuličky" (fotony) se tam neuplatňují jinak, než
tím, že energie gumy (pole) se mění jen v určitých
dávkách (kvantech). Fotony tedy nekmitají, ale řekněme, že
každý z nich, jak tak letí (rychlostí světla ve směru
šíření vlny), má svou barvu, která odpovídá frekvenci
kmitů. Představte si, že mají barvu, a navíc pro nás pro
teď třebas střídavě světlají a tmavnou s touto frekvencí,
tj. jeden kmit jim trvá dobu T. Pokud byste si značili jejich
na cestě (kudy letí) body, kde měly barvu nejsilnější, pak
dvě značky na cestě budou vzdáleny o délku L vlny. Ta je
rovna L = c.T, kde T je doba kmitu. Modrý foton bude mít tuto
vzdálenost zhruba poloviční oproti červenému, třebaže se
šíří ve vakuu přesně stejně rychle. Jenže ten modrý
kmitá rychleji.
