Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 42 dotazů obsahujících »tono«
3) Vznik těžších prvků
04. 12. 2007
Dotaz: Dobrý den, ve hvězdách dochází převážně ke skladným reakcím vodíku a helia, za
podmínek nepředstavitelných (teplota, tlak, atd..). Stále se ale jedná o lehké
prvky s nízkým počtem částic. V jakém prostředí tedy musely vznikat prvky s
vysokým obsahem protonů (olovo, zlato, rtuť, atd..) v takovém množství jaké jsou
na Zemi, příp. ve vesmíru. (Vladimír)
Odpověď: Ke šlučování (fůzi) atomů lehčích prvků skutečně dochází především v nitru hvězd. Nejčastějším dějem je slučování atomů vodíku a jeho přeměnu na hélium (tzv. proton-protonový řetězec), zejména u hmotnějších hvězd pak dochází (především v pozdějším stádiu vývoje hvězdy) i ke tvorbě těžších prvků - nejtěžším takto vzniklým prvkem je ale železo, protože cokoli těžšího než železo už je pro hvězdu energeticky nevýhodné (těžší prvky se naopak vyplatí štěpit, cehož využívají například atomové elektrárny štěpící zejména uran). Těžší prvky vznikají jinak, předpokládáme, že většina těžších prvků vzniká jako vedlejší produkt při tzv. výbuchu supernov, gigantické explozi na konci hvězdného "života".
Krabí mlhovina je pozůstatek výbuchu supernovy v roce 1054. Zdroj: cs.wikipedia.org
Dotaz: Dobry den, chcela by som Vas poprosit o nejake informacie ohladom radioizotopov
jodu, vsade nachadzam len zmienky o I132, prip. I129. Co ostatne maju nejake
prakticke vyuzitie? (Barbora)
V přírodě se vyskytuje pouze jediný z nich, 127I, všechny ostatní
jsou připraveny uměle.
Radioizotopy jodu se využívají prakticky výhradně v nukleární medicíně,
imunoanalýze, farmakologii a biochemii, a to buď ke značkování molekul pro
potřeby sledování jejich chování v živém organismu či pro lékařskou
diagnostiku (zobrazování tkání a orgánů, do kterých se takto označené
molekuly dostanou), anebo jako léčebné preparáty - zářiče při léčbě
nádorových onemocnění, které se ukládají v nemocné tkáni a svým zářením ničí
nádorové buňky, aniž by příliš poškozovaly zbytek těla. Nejčastěji
používanými izotopy jsou:
123I - využíván v lékařské diagnostice při zobrazovací metodě
SPE(C)T (jednofotonová emisní (počítačová) tomografie), tedy tomografii
(snímkování složeném z jednotlivých řezů) založené na sledování záření z
použitého radionuklidu. Podle intenzity záření lze usuzovat na aktivitu
buněk příslušné části zkoumaného orgánu, a tím odhalit patologické změny ve
funkci orgánů, sledovat aktivitu jednotlivých částí mozku a podobně.
125I - používá se při vývoji radiofarmak ve fázi "in vitro"
(experimenty mimo živý organismus) a jako zářič při léčbě nádorových
onemocnění.
131I - používán běžně při diagnostice a léčbě onemocnění štítné
žlázy, dále též k vyšetření funkce ledvin. (132I se dříve
používal při léčbě onemocnění štítné žlázy, dnes je nahrazován výše
zmíněnými izotopy.)
V poslední době se využívají i izotopy 124I a 122I,
které se rozpadají za uvolnění pozitronu, pro potřeby pozitronové emisní
tomografie (PET, analogie výše zmíněné SPET) - tedy v diagnostice k
zobrazování tkání, orgánů a jejich funkcí. A konečně izotop 122I,
který má, díky velmi krátkému poločasu rozpadu (3,6 minuty) v medicíně pouze
omezené použití.
Tyto izotopy se pro lékařské účely vyrábějí v urychlovačích nebo jaderných
reaktorech a do těla pacienta se dostávají vázané v podobě různých
chemických látek injekčně nebo perorálně.
Za zapůjčení literatury a odbornou pomoc děkuji doc. RNDr. Ladislavu
Lešetickému, CSc. z Katedry organické a jaderné chemie Přírodovědecké
fakulty UK.
Dotaz: Dcera mě zaskočila dotazem k pokusu, který jim pro navození zájmu o fyziku
předvedl učitel na ZS. Jedná se o známou soustavu kuliček na závěsech. Kuličku
na kraji vykloním, pustím... předávaná energie a hybnost se přenese přes ostatní
kuličky a dojde k odskočení poslední... a tak pořád dokola (samozřejmě dochází
ke ztrátám, po čase se soustava zastaví). Dcera se mě však ptala, proč, když
vychýlím na jedné straně třeba 2 kuličky, přenese se "vzruch" přes ostatní a na
konci se opět "odtrhnou" 2 kuličky a ne jedna, která by vyletěla výš, díky tomu,
že by získala energii od 2 kuliček. Její odpověď zněla přesně jinak... Doslova
se mě ptala: "Mami, jak můžou ty kuličky na konci vědět, že jsem pouštěla 2
kuličky a mají teda taky 2 vyskočit". Přišlo mi to úsměvné, ale jen do okamžiku,
než jsem vlastně zjistila, že ji nedokážu odpovědět. (Jana)
Odpověď: Vámi popsaná hračka se obvykle označuje jako rázostroj nebo jako Newtonova kolébka či houpačka. V podstatě jste si odpověděla sama, ačkoli si to neuvědomujete - správně jste zmínila, že si kuličky předávají energii a hybnost. Kdyby vyletěl jiný počet kupiček, něž kolik jich na druhé straně kolébky dopadlo, nebyl by dodržen buď zákon zachování energie nebo zákon zachování hybnosti. Například kdybychom pustli 2 kuličky a na druhé straně odskočila jen jedna, musela by odskočit s rychlostí √2·v0 (dle zákona zachování energie) a zárověň s rychlostí 2v0 dle zákona zachování hybnosti - a to je spor, jedna kulička odskočit nemůže. Jediné řešení, které přírodní zákony umožňují (a které tedy nastane), je odskočení 2 kuliček.
Pokud jste tento pokus neviděli, podívejte se na tyto videonahrávky.
Dotaz: Dobrý den, v srpnu se chystáme do chatového tábora. Mám strach, že bude bouřka.Není
na té chatě totiž hromosvod, ale elektřina tam zabudovaná je. Jak se máme při
bouřce chovat? Jaké by jsme měli dodržet pravidla? Děkuji za odpověď (Hanka)
Odpověď: Za bouřky není žádné místo absolutně bezpečné - jsou jen místa poměrně bezpečná (například dobře uzemněné zděné, kamenné nebo železobetonové budovy) nebo automobily s uzavřenou plechovou karosérií, a naopak místa vysloveně riziková (viz níže). Základní pravidlo je, že blesk si vždy hledá pro něj nejkratší a nejvodivější cestu do země. Proto nejčastěji zasáhne nejvyšší nebo nejlépe vodivé objekty v krajině. Nelze však na to absolutně spoléhat - často totiž nedokážeme odhadnout, jaká dráha je pro blesk nejvýhodnější. Obecně však platí, že za bouřky bychom se měli snažit vyvarovat situace, při které se staneme doslova hromosvodem (ať již z důvodu nejvyšší polohy v okolí či zvyšováním své vodivosti). Nebezpečnou se situace stává v okamžiku, kdy již vidíme jednotlivé blesky, akutní nebezpečí hrozí když již slyšíme i hřmění. Čím je doba mezi bleskem a zahřměním kratší nebo čím je hrom hlasitější, tím je riziko větší.
Za nejvíce rizikové lze považovat následující situace:
Pohyb osob v otevřené krajině nebo na jakémkoliv vyvýšeném místě; extrémně nebezpečným je pohyb na horském hřebeni a vrcholech hor.
Pobyt na vodní hladině (řek, přehrad, rybníků, jezer, moře) - jako plavec, v člunu, na lodi, surfovacím prkně, nafukovací matraci, ...
Pohyb v jakékoliv otevřené krajině, kdy máme u sebe jakékoliv větší kovové předměty (např. jízdní kola, deštníky, golfové hole, krosny s kovovou kostrou, zeměměřičské či fotografické stativy, ...) nebo se jich dotýkáme (např. pevné řetězy na horách).
Pobyt pod vzrostlejšími stromy. Pozor - některé nižší stromy mohou mít výrazně hlubší kořeny než třeba okolní vyšší smrky a díky tomu jsou výrazně vodivější. Za bouřky je tedy lepší vyvarovat se blízkosti jakýchkoliv vzrostlejších stromů, nejen těch nejvyšších !!!
Pobyt v blízkosti jakýchkoliv stožárů (nejen kovových!), sloupů veřejného osvětlení, a poblíž elektrického vedení.
Pobyt v/na jakýchkoliv otevřených vozidlech - sportovních, stavebních, či zemědělských, cyklistických kolech a motorkách.
Telefonování pevnými linkami (o to i v uzavřených chráněných místnostech), práce s počítačem (zpravidla je spojen nejen s elektrickou sítí, ale i s telefonní sítí přes modem) či jakýmikoliv elektrospotřebiči, připojenými k rozvodné síti.
Kontakt s vodou z vodovodu (mytí rukou či nádobí, sprchování, ...).
Pobyt pod skalním převisem, ve vchodu do jeskyně nebo jakékoliv šachty.
Pokud jsme v blízkosti bouřky, může být nebezpečným i pouhé vystupování z auta, zejména jsou-li pneumatiky a půda ještě suché. V okamžiku vystoupení se totiž můžeme stát "uzemněním" našeho auta a tím iniciovat blesk. Za mokra by toto riziko mělo být výrazně nižší.
Naopak, za relativně bezpečný lze považovat pobyt v bouřce v autě s uzavřenou plechovou karosérií (nikoliv tedy v kabrioletu - byť se zataženou střechou, nebo v trabantu) - samozřejmě s přihlédnutím k dalším rizikům uvedeným níže a za předpokladu přiměřeného snížení rychlosti jízdy. Stihneme-li to ještě před bouřkou, zatáhneme či demontujeme všechny externí antény (od rádia a mobilního telefonu), zatáhneme okénka a nedotýkáme se zbytečně kovových částí karosérie.
Pokud nás bouřka zastihne v otevřené krajině, snažíme se vyhledat co nejnižší polohy (údolí, úvozy, aj.) - musíme však zvážit riziko nečekaného přívalu vody (zejména v soutěsce nebo uzavřené rokli). Na vyvýšených místech zaujmeme co nejnižší polohu, nikoliv však v leže; zároveň se snažíme o co nejmenší kontakt našeho těla se zemí. Z tohoto důvodu je doporučována poloha v podřepu, avšak pokud možno na špičkách bot (otázkou však je, kdo tuto polohu vydrží delší dobu). Pokud jsme ve skupině, raději se rozdělíme a hlavně se nebudeme držet za ruce. Pokud by někdo ze skupiny byl náhodou zasažen bleskem, je tak větší naděje, že v okolí bude osoba schopná poskytnout první pomoc. Pokud budeme pohromadě, v těsné blízkosti, v případě zásahu bleskem budou zasaženi nejspíše všichni!
Výše uvedené zásady opatrnosti platí i tehdy, když se bouřka jeví jako relativně vzdálená (zejména po vydatných srážkách, kdy se nám zdá, že bouřka již odchází). Bezpečnostní pravidla bychom měli zachovat po dobu alespoň 20 až 30 minut od posledního blesku či zahřmění.
V případě zásahu a zranění člověka bleskem bývá nadějí pro zasaženého včasná první pomoc - zpravidla je nutná masáž srdce a umělé dýchání. Proto není zcela od věci si jejich zásady čas od času zopakovat...
Dotaz: Můj dotaz se týká černých děr, konkrétně jejich vypařování. To se na úrovni
středoškolské fyziky vysvětluje vytvořením páru částice-antičástice a následným
"spadnutím" antičástice do černé díry. Pravděpodobnost, že do díry spadne
částice je však stejně velká jako u antičástice, nebo ne? Pak by černá díra
přijímala stejně hmoty, a tedy i energie, jako by ztrácela Hawkingovým zářením.
Jaký je mechanizmus, který umožňuje černým dírám vypařování? (Jiří Modrý)
Odpověď: Tento zjednodušený popis není závislý na tom, zda do černé díry spadne částice nebo antičástice. Podstatně je, že poté, co se těsně nad horizontem vytvoří virtuální pár částice-antičástice, může jedna z částic mít dostatečnou energii na to, aby unikla ke vzdálenému pozorovateli. Pozorovatel ji tedy naměří kladnou energii, ale v důsledku zachování energie z toho plyne, že druhá částice měla z jeho pohledu zápornou energii a musela tedy spadnout do černé díry (na únik z blízkosti černé díry potřebuje kladnou energii - podobně jako u Keplerovskych orbit v Newtonovské gravitaci). V důsledku souvislostí mezi energií a hmotou této částici odpovídá záporná hmota, kterou přinese do černé díry, jejíž hmota tím klesne a odpovídajícím způsobem se zmenší i její povrch.
Černá díra je výjimečná tím, že její silné gravitační pole umožňuje přeměnu virtuálního párů částic na reálný, v běžných podmínkách virtuální pár okamžitě zaniká.
Korektní popis efektu vyžaduje znalost kvantové teorie pole na zakřiveném pozadí.
