Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 1493 dotazů
335) Spektrum deuteria
28. 06. 2007
Dotaz: Dobrý den, chtěl bych se zeptat, jestli je spektrum deuteria shodné se spektrem
vodíku, konkrétně by mě zajímala Balmerova série vodíku. Děkuji (Michal Kamas)
Odpověď: Předpokládám, že vodíkem myslíte tzv. lehký vodík 1H
(nejběžnější v přírodě) a chcete srovnávat jeho spektrum s deuteriem
neboli tzv. těžkým vodíkem 2H. Každá čára ve spektru atomu
(libovolného) odpovídá přechodu elektronu z jednoho povoleného stavu do
jiného, který má menší energii. Energie (a tedy i frekvence) vyzářeného
fotonu odpovídá rozdílu energií obou hladin.
Při kvantově-mechanickém výpočtu povolených stavů a jejich energií pro
elektron, který se nachází v elektrickém poli bodového náboje (jádra) lze
předpokládat, že jádro má nekonečnou hmotnost (hmotnost protonu je asi
2000-krát větší než hmotnost elektronu, stejný poměr jako ping-pongovým
míčkem a středně velkým melounem). Při tomto zanedbání se výpočet
energetických hladin pro vodík a deuterium neliší a i spektra by byla
přesně stejná.
Pokud chceme provést výpočet přesněji - tj. nebudeme předpokládat
nekonečně těžké (což je ekvivalentní „nehybnému“) jádro,
řešíme problém dvou těles, který se jednoduše dá převést na předchozí
případ (tj. případ elektronu v poli nekonečně těžkého jádra) a jediná
změna nastane v tom, že nebudeme počítat s hmotností elektronu, ale s tzv.
redukovanou hmotností, která se spočítá ze vzorce
μ = memj / (me + mj).
Dosazením za hmotnost elektronu a příslušného jádra zjistíte, že se
redukované hmotnosti pro lehký vodík a deuterium se liší asi o čtvrtinu
promile. Protože energie povoleného stavu je úměrná hmotnosti, budou se
povolené energetické hladiny a tedy i čáry ve spektru lehkého vodíku a
deuteria lišit také o zlomky promile.
Dotaz: Není mi zcela jasný princip teplotní závislosti odporu kovů. V literatuře se
obvykle uvádí, že teplotně závislým parametrem u kovů je relaxační čas. Je možné
nějak jednoduše vysvětlit princip toho, co tento parametr představuje? (Zuzka)
Odpověď: Relaxační čas se skutečně používá k charakterizování rozptylu elektronů na
překážkách při jeho cestě kovovým krystalem pod vlivem působícího
elektrického pole. Při vyšších teplotách je hlavním mechanismem rozptylu
elektronů interakce s kmity atomů v mřížkových polohách. Tyto kmity mohou
být popsány pomocí kvazičástic fononů. S klesající teplotou se snižují jak
amplitudy tak frekvence kmitů mřížky a elektrony se snadněji pohybují
mřížkou, tedy roste příslušná relaxační doba a vzrůstá elektrická
vodivost.
V nízkých teplotách se uplatní další mechanismus rozptylu elektronů a tím
je rozptyl na nečistotách. Těmi jsou cizí atomy, nepravidelnosti mřížky,
hranice zrn, bodové a čárové poruchy. Tento typ rozptylu nezávisí na
teplotě.
Je zřejmé, že odstranit tyto poruchy v úplnosti nelze, proto při klesající
teplotě odpor posléze přestane klesat a stane se na teplotě nezávislým.
Tento fakt popisuje tzv. Matthiesenovo pravidlo, které říká, že odpor
(např. měrný) je součet odporu působeného fonony a odporu působeného
nečistotami. U velmi čisté platiny dojde k převládajícímu rozptylu na
nečistotách při 13 K, u ostatních kovů při vyšších teplotách. Slitiny mají
odpor velmi málo závislý na teplotě. Výjimku z tohoto pravidla představuje
přechod do supravodivého stavu, kdy kov, slitina, nebo i sloučenina pod
kritickou teplotou zcela ztrácí elektrický odpor.
Poučení lze nalézt v knize: Ch. Kittel: Úvod do fyziky pevných látek.
Dotaz: Mám výkonný spotřebič s velkým trafem, který někdy při zapnutí vyrazí 25A
jistič. Jak zpomalit proudový náraz při sycení trafa? Jedná se o jednofázové
zařízení. (Jan Havelka)
Odpověď: Tento problém jsme řešili (a úspěšně vyřešili) v našem fyzikálním
praktiku v případě "velkého" jednofázového i trojfázového transformátoru
2500VA. Týká se to například i školních autotransformátorů. Spotřebič je
připojován k síti přes rezistor(y) v sérii (cca 10 ohm / 20 Watt), který
je po době asi jedné sekundy (stačí i kratší) přemostěn kontakty
stykače. Sepnutí stykače po jedné sekundě zajišťuje standardní komerční
časové relátko vzhledem a velikostí podobné běžnému jističi.
Tepelná setrvačnost (tepelná kapacita) uvedených rezistorů je
dostatečná, aby se po tu dobu 1s co nimi teče proud (při napětí sítě
230V je to prinicipiálně nejvýše cca 23A (špička) tepelně nezničily.
Lze použít i tzv. kompenzační stykače, které mají příslušné rezistory a
kontakty už rovnou vestavěny (osobně nevyzkoušeno).
V případě zájmu o profesionální řešení (včetně příslušných prohlášení o
shodě... např do školy) dodám spojení na odbornou firmu.
Dotaz: Dobrý den, používám na motocyklu tzv. tankvak, což je brašna přichycena k nádrží pomocí permanentních magnetů a mám triviální problém: potřebují občas převážet notebook či jiné magnetický citlivé věci a nevím, jakým způsobem je izolovat od působení poměrně silného magnetického pole. Je to vůbec v běžné praxi možné? Díky a přejí příjemný den. Ocvirk (Tomas Ocvirk)
Odpověď: Tomuto tématu jsme se již věnovali v těchto odpovědích:
Prakticky by stínění pro daný případ mohlo vypadat jako mistička z měkké oceli, ve které spočívá permanentní magnet tak, že okraj mističky a jeden pól magnetu jsou v rovině, která přilehne na nádrž. Právě teď jsem si to vyzkoušel s mrňavým neodymovým magnetem (placička s průměrem 10 mm a tloušťkou 2 mm) vloženým do ocelové podložky
a překrytým dvoukorunou. Na plechu to drží skvěle a magnetické pole velku
je docela slabounké...
Dotaz: V akej hmlovine, suhvezdi a galaxie sa nachadza Zem?
Ich nazvy, dakujem (Jan)
Odpověď: Země se nenachází v žádné mlhovině a ani v žádném souhvězdí (souhvězdí jsou definována jako oblasti na nebeské sféře, přičemž Země je ve středu této sféry, nemůže se tedy nalézat v žádném souhvězdí). Země společně se Slencem je součástí galaxie, kterou nazýváme "Galaxie" (s velkým počátečním G), nekdy též "soustava Mléčné dráhy" či ne úplně správně "Mléčná dráha". Jde o celkem běžnou nadprůměrně velkou spirální galaxii s příčkou.
