Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 1493 dotazů
1400) Funkce několika fyzikálních zařízení
13. 05. 2002
Dotaz: Velmi by mě zajímalo, jak funguje několik fyzikálních zařízení. A to: SIXIUV MINIMOMAXIMALNÍ TEPLOMĚR, SEGNEROVY JEHLÁNKY, TERMISTOR A OPTICÝ PYROMETR.
(Petr Stohwasser)
Odpověď:
1) Sixtův maximo-minimální teploměr měl
teploměrnou látku toluen a v kapiláře, zahnuté do
charakteristického S na boku, navíc samostatný rtuťový
sloupeček (toluenem tlačený). Před ním i za ním byl vždy
jeden železný jezdec. Rtuť je mohla tlačit, ale nikoli
táhnout; kolem něj prošel toluen, ale rtuť ne. První -- na
rozhraní toluenu a rtuti -- proto byl (během noci) odtlačen
na polohu odpovídající nejnižší teplotě, druhý -- na
konci rtuťového sloupečku -- naopak do polohy odpovídající
zatím nastavší nejvyšší teplotě. Zaznamenával tedy
automaticky extrémy. Železo se hodilo proto, že jednak
netvoří se rtutí amalgam (např. měď by se ve rtuti prostě
rozpustila), jednak šlo po odečtení výsledků zvnějška
magnetem přisunout jezdce zpáítky na doraz ke rtuťovému
sloupečku.
2) Segnerovy jehlánky byly jehlánky
z vhodných keramických materiálů, které se dávaly do
rozehřívané pece. Při jisté teplotě v nich docházelo ke
slinutí materiálu, takže jehlánek se začal hroutit špičkou
dolů. Když se špička prvně dotkla podložky, byla v peci
teplota daná typem jehlánku. (Teploměr je ale
přesnější...)
3) Termistor (THERmal resISTOR) je homogenní
součástka z materiálu, jehož vodivost výrazně závisí na
teplotě. Měřením odporu součástky tedy můžeme určovat
její teplotu.
4) Optickým pyrometrem se porovnával žár
pece (pozadí) s vláknem žárovky žhavené nastavitelným
proudem (aby se mohla nastavit teplota vlákna). Když vlákno na
pozadí "zmizelo", vyzařovalo zřejmě totéž co pozadí a
mělo taky stejnou teplotu. Posuvný nebo otočný rezistor,
kterým se nastavoval proud, byl cejchován přímo teplotou.
1, 2, 4 jsou spíše archaická zařízení. Hledejte je
např. v technických slovnících.
Dotaz: Moc by mě zajímalo, jak by se dala v astronomii měřit teplota vzdáleného tělesa.... (Petr Stohwasser)
Odpověď: Každé
těleso se skládá z nabitých částic (protony, elektrony,
...). Ty kolem sebe budí elektromagnetické pole. Pohybují-li
se částice, mění se jejich pole, a obecně řečeno, čím
rychleji se pohybují, tím více elmg. pole "vyrábějí"
(přesněji: tím více změn...) Tyto změny vnímáme jako
elektromagnetické vlny všech možných vlnových délek;
světlo jsou vlny s délkou mezi 0,4 až 0,7 mikrometru.
(Naopak, nacházejí-li se nabité částice tvořící látku
v elmg. poli, pohybují se a přebírají tedy od pole část
energie a zahřívají se). Rozložení vln různých vlnových
délek ve spektru (teplem) vyzařující látky je příznačné
jednak pro složení látky (tím víme, z čeho hvězdy jsou),
jednak spolu s amplitudami pro teplotu látky (tím víme, jakou
mají teplotu). "Prázdný prostor" ve Vesmíru má teplotu
cca 3 K (tedy cca --270 stupňů Celsia), fotosféra Slunce asi
6000 K, jádra hvězd pak teploty stamilionů K.
Dotaz: Je nějaký odhad počtu galaxií a celkového počtu hvězd ve vesmíru? (Stanislav Švarc)
Odpověď: Odhady jsou jednak na základě pozorovatelné části Vesmíru a
jeho struktury, dále pak doplněné teoretickými výpočty
resp. omezeními, kolik hmoty může být ve Vesmíru (např. aby
jeho časový vývoj odpovídal zhruba tomu, co můžeme
pozorováními potvrdit).Hranice pozorovatelného Vesmíru jsou
cca 1026 m; zhruba lze odhadnout, že je 1011
galaxií, v každé je zhruba 1011 hvězd. Naše
Slunce (jako typická hvězda) má hmotnost 2.1030 kg.
Dotaz: Doslechli jsme se, že jsou prý objeveny částice rychlejší, než světlo.
Můžete nám k tomu prosím zdělit bližší informace.
(Pavel Čejka, Josef Horalek)
Odpověď: To neberte vážně, to jsou takové ty polopravdy -- buď sice
pravdivé, ale vytržené z kontextu (např. o virtuálních
částicích), anebo někdo něco prostě špatně pochopil.
(Anebo taky někdo prostě lže; máme přece svobodu, ne??) Ať
je co je, žádná částice nebo signál schopný přenášet
informaci se nemůže pohybovat rychleji než světlo, jinak by
šlo vytvořit situaci, při níž by důsledek nastal dříve
než příčina. (Pokud tohle nevadí, jako při různých
modelech v rámci mikrosvěta, tak spánembohem.)
Příklad na tzv. ireálný signál (neschopný přenášet
informaci) letící rychleji než světlo (a třeba i nekonečně
rychle) si vytvoříte snadno. Jste na stavbě a shora padá
prkno, levý konec trochu níž ne pravý. Právě míjí
vodorovné prkno, na kterém vy stojíte. V jeho rovině se tedy
poprvé objeví v jednom bodě levý kraj padajícího prkna,
vzápětí je níž a onen myšlený bod -- průsečník roviny
prkna klidného a padajícího (ona je to samozřejmě vlastně
vodorovná přímka , ale o to teď nejde) se pohybuje doprava.
Padá-li prkno rychlostí V a svírá-li s vodorovným prknem
úhel fí, pak průsečník se pohybuje rychlostí V/tg fí.
Je-li fí malinké, je rychlost průsečníku obrovská. Je-li
fí=0, je rychlost nekonečná (roviny prken se "dotknou všude
najednou". Ale zkuste po tom průsečníku přenést nějakou
informaci -- když ho tvoří pokaždé jiné molekuly jak
dřeva padajícího, tak i stojícího! Podobně je tomu s klasy
kývajícími se na poli. Jsou-li "rozfázovány", běží po
poli jasná vlna. Jsou-li sfázovány, pohybují se současně
všude, a "vlna" je vlastně nekonečně rychlá. Ale
pošlete po ní nějakou zprávu.
Dotaz: Dá sa povedat že:
Intenzita je výkon, kolik energie za jednotku času vyzarime, zatimco
frekvence je typ svetla, v prípadě viditelného svetla jeho barva. V
prípadě rádiových vln je to to, co ladíte na rádiu, frekvence udává počty
kmitů za sekundu, ale nerika, jak silne kmitaji, jen jak rychle.
Fotony kmitaju predsa stale ryczhlostou svetla?
Dalo by sa to vysvetlit aj rozdielnou rychlostou kmitania. Ked si predstavite , ze svetelna vlna sa siri rovnobezne po povrchu stola z jedneho konca na druhy. A fotony v tejto vlne kmitaju nahoru a dolu, teda kolmo na povrch stola. A ked kmitaju pomalsie ako sa svetlo siri a drahu jednotlivych fotonov si zakreslite v case dostanete pomale radiove vlny. A ked kmitajú rychlejsie ako sa svetlo siri! , teda rychlejsie ako "c" ich draha bude vyzerat ako rychle vysokoenergeticke kmity gama paprskov s kratkou vlnovou dlzkou. Takze ako to je môzu kmitat fotony rychlejsie alebo pomalsie ako rychlost svetla?
(Marek K.)
Odpověď: Věta
"Fotony kmitajú predsa stále rychlosťou svetla"
nedává smysl. Fotony nejsou kuličky na gumičce, které by
kmitaly kolmo ke gumičce v klidu (a tedy kolmo ke směru
šíření), aby se dalo uvažovat o jejich rychlosti ve směru
kolmém k šíření vlny. Gumička (bez jakýchkoliv kuliček)
zobrazuje pole jako jakýsi "stav napjatosti
protostoru", který je "napjatý" (tj. je tam
nenulová intenzita E elektrického pole resp. indukce B
magnetického pole) někde a někdy víc, jinde a jindy méně, a
tyto změny se dějí úhlovou rychlostí (počet kmitů za
dobu), a nikoli posupnou rychlostí (dráha za dobu), která je
pro světlo ve vakuu vždy rovna c, tj. zhruba 300 000 000 km/s.
"Kuličky" (fotony) se tam neuplatňují jinak, než
tím, že energie gumy (pole) se mění jen v určitých
dávkách (kvantech). Fotony tedy nekmitají, ale řekněme, že
každý z nich, jak tak letí (rychlostí světla ve směru
šíření vlny), má svou barvu, která odpovídá frekvenci
kmitů. Představte si, že mají barvu, a navíc pro nás pro
teď třebas střídavě světlají a tmavnou s touto frekvencí,
tj. jeden kmit jim trvá dobu T. Pokud byste si značili jejich
na cestě (kudy letí) body, kde měly barvu nejsilnější, pak
dvě značky na cestě budou vzdáleny o délku L vlny. Ta je
rovna L = c.T, kde T je doba kmitu. Modrý foton bude mít tuto
vzdálenost zhruba poloviční oproti červenému, třebaže se
šíří ve vakuu přesně stejně rychle. Jenže ten modrý
kmitá rychleji.
