Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 1493 dotazů
724) Spektrum žárovky a LED
28. 11. 2005
Dotaz: Zabývám se vývojem zařízení pro kalibraci digitálních fotoaparátů, jehož ůkolem
je vytvořit světlo o určité intenzitě. U již existujícího zařízení je jako
světelný zdroj použita klasická 100W žárovka. Já bych ji rád nahradil výkonovou
bílou LED-diodou, ale nejsem si jist, zda složení světla z LED neobsahuje o
nějakou složku více či méně, především mi jde o poměr infra a ultrafialového
záření, které by mohlo ovlivnit CCD snímač. Předem děkuji za jakoukoliv odpověď.
S pozdravem Martin Žák (Martin Žák)
Odpověď: Pravděpodobně vás zklamu. Klasická žárovka září díky tomu, že její vlákno je rozžhaveno na velmi vysokou teplotu (až 3000°C) - vyzařuje tedy dle Planckova vyzařovacího zákona spojité spektrum s různou intenzitou jednotlivých vlnových délek. Naproti tomu LED (svítivá dioda) emituje světlo pomocí kvantových jevů na polovodičovém přechodu p-n. Lze tedy očekávat prakticky diskrétní spektrum s výraznou dominancí několika vlnových délek.
Dotaz: Potřebuji pomoct vysvětlit otázky na tema geostacionární družice: Proč nespadne?
Jaká je podmínka stability? Proč může existovat pouze nad rovníkem? (Marta)
Odpověď: Geostacionární družice je taková družice, která obíhá Zemi stejně rychle (se stejnou úhlovou rychlostí), jako se Země otáčí okolo své osy. Z pohledu pozorovatele na Zemi se tedy zdá, že družice stojí v prostoru na stále stejném místě.
Podmínka stability pro geostacionární družici aneb proč nespadne: na obíhající družici působí odstředivá síla směrem od osy otáčení a zároveň gravitační síla Země směrem do středu Země. Aby družice nespadla ani neuletěla pryč, je potřeba, aby se tyto síly navzájem vyrušily. Je tedy potřeba, aby byly stejně veliké (což pro rychlost otáčení jedna otočka za jeden den nastává přibližně ve výšce 35 800 km nad povrchem Země) a musí mít opačný směr (což nastává pouze nad rovníkem).
Dotaz: Mám kapalinu v nádobě s dvěma otvory, ve kterých jsou písty. Jedním z nich
vyvolávám v kapalině tlak. Za jakou dobu se vyvolá síla i na druhém pístu? Podle
klasické newtonovské fyziky a za použití nestlačitelné látky by to mělo být
"hned". Jak by to ale vypadalo podle teorie relativity? (Petr Urbančík)
Odpověď: V reálném světě samozřejmě nedojde ke změně tlaku uvnitř celého objemu okamžitě. Rychlost, s jako se změna tlaku šíří, odpovídá přibližně rychlosti zvuku v daném prostředí. Rychlost šíření zvuku ve vodě je přibližně 1,5·103m·s-1 - to je dost na to, abychom mohli v běžném životě změny tlaku ve vodě považovat za okamžité. Zárověň to ale není zas tak moc, takže nemusíme uvažovat relativistické efekty.
Dotaz: Ve škole jsem se nedávno dozvěděl, že když polovodiče zahříváme, tak jejich
odpor se snižuje a mě by zajímalo jestli se takto u polovodiče dala vytvořit
supravodivost (Pavel Hornak)
Odpověď: Musím vás zklamat, nedala. Když polovodiče zahříváme, dochází ke dvěma jevům. Především díky předávané tepelné energii jsou v látce generovány volné nosiče náboje (můžete si to představit třeba tak, že elektrony jsou odtrhovány od "svých" atomů a mohou se tedy volněji pohybovat - podílet se na vedení proudu). Zároveň však s rostoucí teplotou neuspořádaný tepelný pohyb částic látky čím dál více znesnadňuje vedení proudu. První efekt je u polovodičů při běžné teplotě výraznější a látka tedy se vzrůstající teplotou vede proud lépe a lépe. Kdybychom však teplotu zvyšovali stále, buď polovodič zníčíme (dojde k jeho roztavení, spálení, ...) nebo začne převládat druhý jev (a odpor začne zase vzrůstat).
Dotaz: Mohli by jste mi prosím vysvětlit, co je to doplerův jev? (Milda)
Odpověď: Dopplerovým jevem nazýváme skutečnost, že frekvence vlnění zjištěná pozorovatelem je jiná, než frekvence vlnění zdroje, jestliže se pozorovatel a zdroj vůči sobě pohybují. Stejný efekt také nastává, když se od pohybujícího předmětu nějaké vlnění pouze odráží.
Dopplerův jev se běžně využívá v technických aplikacích, známe-li totiž frekvenci zdroje, můžeme podle rozdílu od naměřené frekvene snadno spočítat, jak rychle se vůči nám tento zdroj pohybuje. Tímto způsobem například může policejní radar měřit rychlost projíždějících vozidel. Pomocí změny frekvence optických vln (změna barvy světla; takzvaný "červený posuv") zase dokážeme měřit rychlost vzájemného vzdalování se hvězd a tedy i rychlost rozpínání vesmíru.
O Dopplerově jevu se můžete také přesvědčit doslova na vlastní uši: postavte se k nějaké dálnici a poslouchejte zvuk projíždějících aut. Dokud se auta k vám budou přibližovat, uslyšíte zvuk vyšší, než když se od vás (poté, co vás minou) budou vzdalovat. Obzvláště patrné je to v případě sanitky či hasičského auta se zapnutou houkačkou.
Představu o podstatě Dopplerova jevu lze také získat z níže uvedeného obrázku. Pozorovatel vpravo (zdroj by se pohyboval k němu) by slyšel vyšší zvuk, než pozorovatel vlevo (od nějž by se zdroj vzdaloval).
