Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 26 dotazů obsahujících »vlnová«
6) Délka antény GSM
04. 09. 2006
Dotaz: Dobrý den. Viděl jsem v seriálu Brainiac (Discovery channel), jak za pomocí
kousku drátu a alobalu sestrojili fungující externí anténu na mobil. Chci si
tento experiment také vyzkoušet. Bohužel si pamatuji pouze kusé informace a na
číslo dílu si nevzpomenu vůbec. Pokud se nepletu, délka drátu (anténty) musí mít
přesně nějaký násobek vlnové délky "chytaného" záření. Vyčetl jsem, že se běžně
používají antény velikostí 1/2, 1/4, 1/8, 1/16 lambda. Za pomoci vzorce vlnová
délka = rychlost záření / frekvence jsem vypočítal vlnovou délku 900MHz záření
(pro mobilní telefony se v Evropě používá 900 a 1800MHz), která činí 0,333102,
ale nevím jednotky. Jestli metru nebo milimetru. V pořadu mu to vyšlo nějak nad
tři centimetry. Mohl bych Vás poprosit o pomoc s výpočtem délky drátu (tedy
antény)? Mnohokrát děkuji! (Ondřej Vaverka)
Odpověď: Počítáte správně - stačí vydělit rychlost šíření elektromagnetického vlnění (neboli rychlost světla) jeho frekvencí a vyjde vám vlnová délka. Pokud počítáte v základních jednotkách, tedy rychlost v m/s a frekvenci v Hz, pak vám výsledná vlnová délka vyjde v metrech.
Je dost pravděpodobné, že při výpočtech byla použita frekvence 1900MHz obvyklá u mobilních sítí v USA, potom by totiž vycházelo:
299 792 458 m/s děleno 1 900 000 000 Hz = 0,15778 m
čtvrtvlna s frekvencí 1900MHz by pak měla délku 3,944 cm. Pro evropské frekvence 900MHz a 1800MHz pak vychází délka čtvrtvlny na 8,324 a 4,164 centimetru.
Dotaz: Mění se frekvence světla o určité vlnové délce v závislosti na indexu lomu
optického prostředí? (katka)
Odpověď: V různých prostředích se světlo šíří různou rychlostí. Poměr rychlosti ve vakuu ku rychlosti v daném prostředí je bezrozměrné číslo zvané index lomu. Při přechodu světla z jednoho prostředí do druhého se změní vlnová délka světla v závislosti na poměru indexů lomu těchto prostředí, frekvence zůstává stejná.
Odpověď: Paprsky slunečního světla procházejícího atmosférou se na molekulách vzduchu částečně rozptylují do různých směrů, a to tím intenzivněji, čím kratší je jejich vlnová délka (tzv. Rayleighův zákon). Modrá a fialová barva se proto rozptyluje v atmosféře z viditelného světla nejvíce. Jelikož jsou však naše oči citlivější na modrou než na fialovou barvu, jeví se nám obloha zbarvená modře.
Dotaz: Někde
jsem četl, že červené světlo neoslňuje, čím je to způsobeno? Jaká vlnová délka
oslňuje nejméně? Používá se ze stejných důvodů červené osvětlení i při
vyvolávání fotografií? (Bohouš)
Odpověď: Subjektivní vnímání intenzity světla je dané citlivostí oka na různé barvy.
Lidské oko má největší citlivost kolem 500 nm (zelená barva) a červenou
barvu již vnímá podstatně méně intenzivně. Červené osvětlení u vyvolávání
fotografií se používá z toho důvodu, že fotochemické procesy, probíhající
při dopadu fotonu na negativ filmu, jsou take silně závislé na vlnové délce
(barvě) světla. A pro červenou barvu jsou podstatně slabší než třeba pro
modrou. Takže při osvětlení negativu červenou barvou nedojde při jeho
vyvolávání ke znehodnocení dříve vyfoceného obrazu.
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.
