FyzWeb  odpovědna

Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!


nalezeno 1494 dotazů

688) Barevná citlivost oka27.01.2006

Dotaz: Kterou barvu nejlépe vidíme? (Lukáš)

Odpověď: Na tuto otázku lze odpovědět více způsoby. Oko je nejcitlivější na světlo o vlnové délce okolo 550 nm, což odpovídá zelené barvě. Pokud se ale na něco budeme dívat například v mlze, nejsnáze uvidíme červené a oranžové předměty, neboť světlo těchto barev se v mlze nejméně rozptyluje (vzpomeňte na barvu všelijakých odrazek např. na byciklu).

(Jakub Jermář)   >>>  

689) Magnetické indukční čáry a siločáry27.01.2006

Dotaz: Dost dlouho mne trápí tento problém: nechápu, proč jsou v učebnicích pro ZŠ kolem trvalého magnetu znázorňovány indukční čáry magnetického pole, když toto pole evidentně není indukované. Není lepší je nazývat magnetické siločáry? Podobně jako máme elektrické siločáry? Děkuji (Svatava Odložilíková)

Odpověď: Pojmenování různých fyzikálních veličin, modelů a teorií je do značné míry ovlivněno historií a tradicí, proto ne vždy je zcela intuitivní. Magnetické indukční čáry získaly své označení podle veličiny zvané magnetická indukce (obvykle se značí B). Zaměňovat magnetické indukční čáry a magnetické siločáry není možné, je mezi nimi (pro laika na první pohled ne zcela patrný) rozdíl:

Magnetické siločáry (též čáry pole vektoru megnetické intenzity; field lines of H) jsou orientované křivky mající ve všech bodech (kde H≠0) tečnu ve směru vektoru H. Odpovídá-li hustota siločar v každém bodě velikosti vektoru H, jsou magnetické siločáry modelem magnetického pole.

Magnetické indukční čáry (též čáry pole vektoru megnetické indukce; field lines of B) jsou orientované křivky mající ve všech bodech (kde B≠0) tečnu ve směru vektoru B. Odpovídá-li hustota indukčních čar v každém bodě velikosti vektoru B, jsou magnetické indukční čáry modelem silových účinků magnetického pole.

(Jakub Jermář)   >>>  

690) Perpetuum mobile27.01.2006

Dotaz: Jak je definováno perpetum mobile? (Milan)

Odpověď: Perpetuum mobile prvního druhu (perpetual motion machine of the first kind) je definováno jako zařízení, které by trvale či periodicky konalo práci bez toho, že by mu byla dodávána tomu odpovídající energie zvenčí - představte si tedy třeba automobil, který by jezdil, aniž by spotřebovával polivo. Šlo by zjevně o porušení zákona zachování energie (nebo též první věty termodynamické) a proto nás nepřekvapí, že takové zařízení nemůže existovat.

Perpetuum mobile druhého druhu (perpetual motion machine of the second kind) je zařízení, které bezestráty (bez potřeby dodávat energii zvenčí) přeměňuje tepelnou energii na energii jiného druhu, případně na práci - to si můžeme představit jako ledničku, která elektřinu vůbec nespotřebovává, ale zmrazováním potravin (na teplotu nižší než okolí) ji vyrábí. Ani takovéto zařízení nemůže existovat, porušuje totiž fyzikální zákon zvaný druhá věta termodynamická.

Obvykle se za perpetuum mobile považuje i stroj, který sice nekoná žádnou práci, setrvává však stále v pohybu. Takové zařízení by dle fyzikálních zákonů mohlo fungovat, pokud by neexistovalo žádné tření (resp. disipace).

Lingvistická poznámka: správný tvar je PERPETUUM MOBILE, tedy se 2 písmenky "u" ve slově perpetuum.

(Jakub Jermář)   >>>  

691) Elektron25.01.2006

Dotaz: Dobrý den, jaká je hmotnost elektronu, jeho rozměry (řádově) a kolik energie je potřeba k jeho vytvoření? Jde ta energie potřebná pro jeho vytvoření vypočítat ze vzorce E=m*c2 (to c je na druhou, ale to by vám asi došlo...) nebo mám úplně mylné představy? Děkuji. (J.Beneš)

Odpověď: Hmotnost elektronu je me=9,11·10-31kg (bavíme se o tzv. klidové hmotnosti, rychle se pohybující elektrony mohou mít hmotnost v souladu s teorií relativity vyšší). Energii potřebnou k vytvoření elektronu pak lze skutečně spočítat dle vzorce E=me·c2 a vyjde nám přibližně 8,1·10-14J. Fyzici zabývající se jadernou a částicovou fyzikou dokonce vyjadřují hmotnosti částic právě prostřednictvím energií, které jsou potřeba pro jejich vytvoření. Z praktických důvodů pak ale nepoužívají jako jednotku J (Joule; je totiž neprakticky velká) ale eV (elektronvolt), běžně tedy řeknou, že hmotnost elektronu je 511 keV (511 kiloelektronvoltů).

S rozměry elektronu je to zapeklitější, neznáme je totiž přesně. Z experimentů ale vyplývá, že rozměry elektronu jsou určitě menší než 10-19m.

(Jakub Jermář)   >>>  

692) Virtuální částice kvantové fluktuace vakua23.01.2006

Dotaz: Zajímalo by mne, zda mají virtuální částice kvantové fluktuace vakua nulovou gravitační a setrvačnou hmotnost. pokud ano - jak se procentuelně projevuje na celkové hmotnosti vesmíru pokud ne, co tlačí Casimirovy desky k sobě? (Pavel Ouběch)

Odpověď: Velmi obecně pro setrvačné a gravitační účinky je podstatná relativistická hmotnost částice, tj. v podstatě energie. Tedy například foton, který má sice nulovou klidovou hmotnost, ale nenulovou energii a tedy relativistickou hmotnost "padá" v gravitačním poli. Pokud takový foton vytvoří virtuální elektron-pozitronový pár, pak díky zachování energie gravitační efekty působící na pár budou stejné, jako na původní (a posléze pokračující) foton. Gravitační účinky na jednotlivé členy páru nelze jednoduše předpovědět, neboť přes vnitřní rozdělení energie (a hybnosti) virtuálních částic se integruje, tj. berou se v úvahu všechny možné realizovatelné situace, navíc s tím, že pro virtuální částice nemusí být splněna relace E2+p2=m02. V silném poli může docházet k zajímavým jevům, např. k produkci reálných částic (jak v elektromagnetickém poli, tak pravděpodobně v gravitačním - tzv. Hawkingovo záření z černých děr. Tyto jevy ale je třeba seriózně počítat v rámci kvantové teorie pole.

Kvantové efekty zpestřující život každé částice však přispívají k její hmotě - k té, kterou měříme v experimentech. Tj. příspěvek virtuálních částic už je započten ve hmotě částic. S Casimirovým efektem tohle ale vůbec nesouvisí: Casimirův efekt je způsoben tím, že
  • kvantované pole ve vakuu má svou strukturu, není prostě nula
  • vakuová konfigurace elektromagnetického pole mezi dvěma vodivými deskami je jiná, než prostě vakuum od nevidím do nevidím. Tento rozdíl vede k přitažlivé síle, aniž by bylo možné jednoduše odhadnout i třeba jen to, zda je přitažlivá nebo odpudivá.
Jasné vysvětlení Casimirova efektu je v mnohých článcích na webu, stačí do hledače napsat "Casimir effect". Za tento efekt neodpovídá hmotnost virtuálních části mezi deskami ...

Obecná poznámka k tématu: Prakticky jedinou smysluplnou cestou k pochopení efektu kvantové teorie pole je seriózní studium kvantové teorie pole.

(Jiří Dolejší)   >>>