Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 92 dotazů obsahujících »vakuu«
85) Kmitání fotonů
13. 05. 2002
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.
Dotaz: Můj dotaz se týká vlnových délek zvuku a světla. Je pravda, že postupným zvětšováním vlnové délky el.-mag. energie projdu od světla plynule ke zvuku? A ještě, zda už jsou někde oficiálí, původní výsledky z pokusu se dvěma USA loďmi, které se Amer. snažili zneviditelnit, pod vedením Einsteina, ale došlo k chybě. Nevíte k jaké? (Jan Ouda)
Odpověď: Prodlužováním
vlnové délky elektromagnetického záření (elmag. vln) se
NEDOSTANETE do oblasti akustických vln. Jde o dva procesy
podstatně odlišné povahy. Světelné vlny, rozhlasové a TV
vlny, radar, rentgenové záření (vlny), jaderné gama
záření.... je šíření rozruchu eletromagnetického pole,
které může existovat i ve vakuu a které se šíří ve vakuu
rychlostí světla, bez ohledu na vlnovou délku. Zvuk je
šíření mechanického rozruchu v látce, tedy předávání
mechanické energie mezi částicemi látky (vzduchu, vody nebo
tuhé látky), které se děje buď prostřednictvím pout,
kterými jsou částice v pevných a kapalných látkách
vzájemně svázány, nebo v plynech tím že do sebe částice
narážejí. Tohle je jednak předávání energie zcela jiného
druhu (zde jde o mechanickou energii) a také rychlost
předávání je moc a moc menší a samozrejmě závisí na tom,
jak pevně se částice drží za ručičky, nebo v plynech jak
rychle poletují. Proto je rychlost šíření závislá na
látce a její teplotě. Ve vakuu, kde nic není, si nemá to
nic, co předávat a zvuková vlna nemůže existovat.
Dotaz: Šíří se zvuk ve vakuu? Jestli ano, jakou rychlostí? Jestli ne, tak proč?
(Hanicka Sojkova)
Odpověď:
Odpověď: Zvuk se šíří
POUZE ve hmotném prostředí (to které obsahuje nějaké
částice). Je to podélné vlnění (představte si to např.
jako řadu lidí (částic prostředí) první člověk se začne
kývat ve směru a proti směru řady, rozkývá tak dalšího,
který stojí za ním, ten rozkývá dalšího atd. Tímto
způsobem se šíří zvuk od zdroje zvuku do prostředí. Ve
vakuu žádné částice nejsou, proto se zvuk ve vakuu
nešíří. Není tam totiž nic, co by mohlo kmitat. Pěkný
pokus na důkaz tohoto tvrzení - do vývěvy dát zvonící
zvonek (viz. obrázek). S vyčerpáním vzduchu zmizí i zvuk
zvonku, i když zvonek dál zvoní (vidíte, jak sebou zběsile
škube, přesto nic neslyšíte).
O rychlosti zvuku v různých prostředích se můžete dočíst
v dalších dotazech tohoto archivu.
