Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 1493 dotazů
309) Výroba umělých krystalů
23. 09. 2007
Dotaz: Dobrý den, chtěla bych se zeptat na informace o výrobě umělých krystalů.
Děkuji (Karla D.)
Odpověď: Za zrodem technik výroby umělých krystalů stojí zřejmě šperkařství a jeho
snaha o levnější (ale stejně krásné) alternativy přírodních drahých kamenů.
Již v roce 1891 byl ve Francii A. Verneuilem vyroben první umělý korund
(rubín). Potřebné chemikálie (v případě rubínů a safírů jde o oxid hlinitý s
příslušnou barvicí přísadou) v podobě prášku se smísí a roztaví. Kapky směsi
pak dopadají na krystalizační "zárodek" - tedy malý krystalek původního
drahého kamene - a krystalují v tenoučkých vrstvách za vzniku rostoucího
krystalu. Po dosažení dostatečné velikosti se kámen dále zpracovává (štěpí,
brousí... ) Takto se připravují syntetické rubíny, safíry, spinely a
poněkud odlišným způsobem - nikoli z taveniny, ale z par metanu redukovaného
chemickou reakcí na uhlík - i diamanty. Podstatným prvkem procesu je volba
vhodného podkladu, jehož prostorovým uspořádáním je růst umělého krystalu
řízen. Je zřejmé, že přirozeně nejvhodnějším podkladem je vzorek příslušného
přírodního drahokamu.
Protože dodáním vhodných chemikálií je možné připravit kámen libovolné
barvy, používá se postup nejen k výrobě syntetických verzí zmíněných kamenů,
ale také k výrobě napodobenin nejrůznějších jiných drahokamů, které se samy
uměle připravují nesnadno.
Problémem některých takto připravených kamenů je jednak velké vnitřní pnutí
jako důsledek rychlého růstu (kámen nelze zpracovat vcelku, ale musí se
nejprve rozštěpit, aby později nedošlo k jeho popraskání; případně je možné
vyrábět kameny jen do určité velikosti) a dále "přírůstkové pásky" vzniklé z
jednotlivých vrstviček a jiné strukturní vlastnosti, které dovolují odlišit
syntetický kámen od přírodního drahokamu. Odborníci v této oblasti ovšem
stále zdokonalují technologické postupy, které by vedly k produkci kamenů
nerozeznatelných od jejich přírodních protějšků. Například odlišení
nejmodernějších syntetických diamantů od přírodních vyžaduje velmi nákladné
a složité zkoumání fyzikálních vlastností krystalů, které se vyplatí pouze u
nejvzácnějších kamenů určených pro šperkařský trh - pro technologické
využití, kam většina uměle připravených kamenů směřuje (rubíny pro lasery,
diamantové elektrody v polarografii - chemické analýze, atd.), je informace
o "přírodnosti" nepodstatná.
Část informací jsem čerpala z knihy Ruperta Hochleitnera: Drahokamy a
šperkové kameny. Nakladatelství Slovart, s.r.o., Praha 1995.
Dotaz: Dobrý den, chci se zeptat, je bílá barva skutečně považována za barvu? Vím, že
ji vidíme, přichází-li do oka světlo všech barev, ale je tedy barvou? A černou
barvu vidíme, neodráží-li do oka žádné světlo, znamená to, že není barvou?
Děkuji (Roman)
Odpověď: Barva je "psychofyziologický vjem zprostředkovaný zrakovým orgánem, kterým lze rozlišit dvě bezstrukturní části zorného pole stejného tvaru a rozměru". Mluvíme-li tedy o barvě, mluvíme o vjemu a bílá barva je tedy barvou stejně tak, jako černá, červená nebo třeba hnědá.
Potřebujeme-li popsat světlo, záření z fyzikálního hlediska, mluvíme o barvě zpravidla jen tehdy, je-li barva (jakožto vjem) spojena s úzkým frekvenčním spektrem - tedy například žlutá barva bývá připisována světlu o vlnových délkách okolo 589 nm (ve vakuu). Je-li světlo tvořeno větším množstvím složek různých frekvencí (což je právě případ bílého světla), mluvíme o jeho spektru a pojem barva používáme jen pro tímto světlem způsobený vjem.
Dotaz: Dobrý den, zajímalo by mě, na jakém fyzikálním principu vlastně fungují kreditní
(platební) karty a také jaký je rozdíl mezi magnetickou a čipovou kartou. Děkuji
a přeji hezký den. (Martina)
Odpověď: Magnetické platební karty obsahují na své zadní straně magnetický pásek, na němž je nahrána informace o dané kartě (např. její identifikační číslo). Fyzikálně jde prakticky o týž princip, jako je použit pro uchovávání záznamu na magnetofonových kazetách či videokazetách, s tím rozdílem, že zde se uchovává méně dat, stačí tedy kousek pásku a ten je nalepen na plastovou kartičku. Záznam je proveden magnetizací silným magnetickým polem, čtení pak detekcí magnetického pole jednotlivých malých oblastí tohoto pásku.
Čipové karty uchovávají informace nikoli na magnetickém pásku, ale uloženy v mikročipu zalisovaném kdesi uvnitř karty. Komunikovat s tímto čipem lze prakticky dvojím způsobem. Jednou z možností je, že na kartě jsou vyvedeny kovové plošky vstupů, výstupů a napájení čipu (jak to lze vidět například na SIM kartě z mobilního telefonu). Prakticky se tedy přes tyto plošky na kartě přímo elektricky propojí čip s terminálem, který s ním komunikuje. Druhou možností je přenos dat z karty do terminálu (a případně zase zpět) pomocí elektromagnecikého vlnění. Terminál i čip na kartě v tom případě obsahují vysílač/přijímač elektromagnetických vln a komunikují spolu podobně jako když se dva kamarádi baví pomocí vysílaček. Jelikož však čip v kartě není v tomto případě připojen ke zdroji elektrické energie, obsahuje navíc karta indukční smyčku, pomocí níž získává energii z elektromagnetického vlnění vysílaného terminálem.
Pro úplnost bych měl ještě zmínit tzv. embosované (reliéfní) platební karty - jde o karty, které nejsou úplně ploché a některé informace jsou do nich vytlačeny (číslo karty, jméno majitele, ...). Obchodník tak nemusí číst magnetický pásek ani komunikovat s čipem, stačí, když si udělá otisk karty pomocí tzv. imprinteru - zařízení, kterému se lidově přezdívá "žehlička". Jde o technologicky zastaralý způsob platby, který se však stále ještě zejména v zahraničí používá.
Dotaz: Narazil jsem na tento problém. Daná kapalina stěny určité nádoby buď smáčí nebo
nesmáčí. Zajímalo by mne, zda existuje konkrétní dvojice kapalina - pevná látka,
pro kterou nastane mezní případ, tj. volná hladina bude kolmá ke stěně nádoby.
Předem děkuji za odpověď. (D.Hejda)
Odpověď: Principiálně nebrání nic tomu, aby taková dvojice existovala, úhel 90 stupňů není z tohoto hlediska nijak výjimečný. Je známo mnoho látek, které mění velikost povrchového napětí - v kuchyni používáme například saponáty snižující hodnotu povrchového napětí voda/nepolární látka (mastnota). Vhodnou koncentrací saponátu by tedy bylo teoreticky jistě možné zajistit, aby hladina vody byla ve "vhodně omaštěné" nádobě právě kolmá na stěnu.
Dotaz: Dobrý deň, doposiaµ neúspešne hµadám graf bodu varu butánu v závislosti na
teplote a tlaku. Prosím poraďte, kde by som ho mohol nájsť. Ďakujem. (Daniel Spišák)
Odpověď: Graf závislosti teploty varu butanu (n-butanu, tj. lineárního izomeru) na tlaku, resp. graf závislosti rovnovážné tenze páry butanu na teplotě, je zde:
Graf je uprostřed stránky, pozor, tlak je uveden v mm rtuťového sloupce (1mmHg
= 133,33 Pa) a osa má logaritmické měřítko, tj. červená mřížka zobrazuje jednotlivé desetiny (různě velké!) příslušného úseku vymezeného dvěma azurovými vodorovnými linkami. V tabulce nad grafem jsou uvedeny některé dvojice hodnot.
