Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 92 dotazů obsahujících »vakuu«
83) Interference elmag. vln
28. 05. 2002
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.
Dotaz: V matfyz tabulkách je uváděna svislá hodnota intenzity magnetického pole Země
v našich končinách - a to 20 mikrotesla. Intenzita mg. pole se ale přece
udává v A/m. Jak vůbec vypadají siločáry mg. pole Země? (ing. R. Voráček)
Odpověď: Veličiny
intenzita magnetického pole (H s jednotkou A/m) a magnetická
indukce (B s jednotkou tesla [T]) jsou ve
vakuu úměrné veličiny (B = m0˙H) a
někdy jsou zaměňovány. Údaj 20 mikrotesla je jednoznačně
údaj o magnetické indukci.
Magnetické
indukční čáry Země: na severu je jižní pól zemského
magnetu. Proto se k němu natáčí severní pól magnetky.
(Opačné póly se přitahují, souhlasné odpuzují.
1) Hodnoty
v tabulkách udávají magnetickou indukci (T, tesla), nikoli
intenzitu (A/m). Pro označení "intenzita" jsou dva
"historické důvody" (doufám, že už brzo vyšumí):
a) dokud se užívala Gaussova soustava (cgs), bylo to jedno,
obojí se udávalo v Gaussech, a vzhledem k tomu, že
relativní permeabilita vzduchu je prakticky rovna jedné, bylo B=mu
H = H.
b) Sousloví "Intenzita zemského magnetického pole" se
chápalo tak trochu jako "Velikost ...", "Síla...",
"mohutnost..." apod.
Magnetická indukce je v různých
smyslech "důležitější" než intenzita, např. síla F
působící na náboj v elektromagnetickém poli je
F = q( E + v x B), kde q je náboj, v jeho rychlost (vektor), x
značí vektorový součin, E vektor elektrické intenzity a
B vektor magnetické indukce.
2) Siločáry mg. pole Země (ve
vzduchu nad Zemí zřejmě není rozdíl mezi směrem magnetické
intenzity H a magnetické indukce B) vypadají přesně tak, jak
znáte siločáry elektrického dipólu. Podívejte se třeba do
velké barevné učebnice FYZIKA (Halliday, Resnick, Walker),
čes. překlad Prometheus,2001, do kap. 22 a dalších.
Dotaz: "Kývající se čáp." Čáp je skleněná figurka naplněná zčásti éterem a zčásti vzduchem (snad, nebo se jedná o vakuum). Je hermeticky uzavřená. Figurka čápa má přibližně uprostřed horizontálně umístěnou skleněnou tyčinku - osu otáčení. Čáp stojí na stojánku tak, že baňka s kapalinou je nejníže a hlava se zobákem nejvýše. Stojánek umožňuje figurce kývavý pohyb dopředu a dozadu. Středem figurky prochází vertikálně trubička, kterou se, v důsledku kapilárních jevů (snad), éter pomalu dostává vzhůru. Přesáhne-li kapalina v trubičce úroveň osy otáčení, čáp se převáží a zobákem zamíří k zemi. Ve vodorovné pozici se na místě, kde by se čáp dotkl zobákem podložky se nachází sklenička s vodou do níž se zobák trochu ponoří. V tomto momentě se éter v trubičce přeleje zpět do baňky a čáp se vrací do rovnovážné polohy. Pokud čápa neznáte, těžko si jej asi z mého krátkého popisu představíte. Možná bude lepší zeptat se někoho, kdo jej zná a kdo vám ho popíše, popř. nakreslí. Zajímá mě jak se do tohoto systému dostává energie a zda by "čápa" nešlo využít k získávání energie. (Jan Bošota)
Odpověď: Čáp je skoro dokonale vyvážená houpačka se zadkem jen
nepatrně těžším. V zadku je trochu kapalného éteru. V
místnosti se teplým vzduchem pták ohřeje, éter se trochu
vypaří a těžší hlava klesne do nádobky s vodou. Kdyby voda
měa stejnou teplotu jako vzduch v místnosti, tak je konec
představení a ptáček takhle zůstane pít. Když je ale voda
studenější nežvzduch, éter zkapalní a těžší zadek zase
zvedne hlavu ptáka z napajedla. Jde vlastně o tepelný stroj,
vzduch v místnosti je ohřívač, voda v napajedle chladič.
