Fyzikální poradna

10. 08. 2018

Působení elektromagnetického záření

Dobrý den, prosím o radu ohledně působení elektromagnetického záření. Zajímá mě v jakém tvaru vlny postupují, jestli přímými čárami, nebo kruhovými - v praxi: kupujeme dům, přes jehož pozemek vede vysoké napětí (100m od domu) a zjišťujeme jak nejúčinněji se bránit před negativními vlivy elektromagnetického záření, jestli je účinnější zabezpečit střechu, nebo zdi (omítky k tomu určené).  A ještě dotaz zda hliník elektromagnetické záření odráží, nebo pohlcuje?

Dobrý den,

elektromagnetické vlny se šíří prostorem po tzv. vlnoplochách. Ty jsou kruhové, ve vetší vzdálenosti je můžeme považovat za rovinné, ve vašem případě budou mít tvar soustředných kružnic (podobné, jako když hodíte kámen do vody, kde středem bude vodič vysokého napětí).

Osobně bych se neobával, že vodiče budou nějakým způsobem působit na živý organismus a to hned z několika důvodů:

Za prvé: cílem energetiků je převádět elektřinu s co nejmenšími ztrátami (proto se právě využívá vysoké napětí). Ztráty způsobené vyzařováním jsou mnohem menší, než klasické tepelné ztráty. I když nejsem odborník na přenosovou soustavu, z dostupných zdrojů odhaduji (a přeháním) ztráty na 1 metr vedení na max. 1 W. Výkon mobilního telefonu při vysílání je také 1 W a máte jej u hlavy, ne několik metrů nad ní. Zmíněný 1 W je navíc celková ztráta, v níž bude vyzařování maximálně desetina. Takže v tomto přehnaném případě lze tvrdit, že výkon a tím pádem energie z vodičů VN dosahuje opravdu minimálních hodnot. Porovnejme tato čísla ještě s klasickými vysílači - výkon vysílače mobilních sítí je v desítkách wattů, výkon vysílače na Kleti (na který mám výhled, proto jej zmiňuji) je 100 kW!

Druhým důvodem je to, že energie záření (zjednodušeně jeho vliv na živý organismus) záleží přímo úměrně na frekvenci. Frekvence sítě je 50 Hz, frekvence např. UV záření je řádově 10^16 (1 a 16 nul za ní) vyšší. Proto je pro nás také UV záření mnohem nebezpečnější.

A nakonec existují normy i pro energii elektromagnetického záření a provozovatel sítě je musí dodržovat. Normy jsou obecně hluboko pod nebezpečnou hodnotou.

Proto bych se neobával toho, že by vedení VN mělo negativní vliv na živé organizmy.

Pokud by jste se před elektromagnetickým zářením chtěli chránit i tak, nejvhodnější je tzv. Faradayova klec, neboli uzavřít (vodivě) celý dům - např. natažením pletiva po celém povrchu domu. Musíte však počítat se zhoršením příjmu mobilního, telefonního či WiFi signálu.

Hliník elektromagnetické záření o dané frekvenci odráží (obecně tato vlastnost závisí na frekvenci vlnění, které na daný materiál dopadá).

Mgr. Jaroslav Koreš, Ph.D., Střední průmyslová škola strojní a elektrotechnická  Dukelská 13, České Budějovice

6

Autor

Jaroslav Koreš

Mgr. Jaroslav Koreš, Ph.D., Gymnázium Jana Valeriána Jirsíka České Budějovice

14. 05. 2018

Dá se zápach změřit? ?

Dobrý den, na tento dotaz mě přivedli moji noví myší spolubydlící. Tak trochu teď experimentuji s různými druhy podestýlky a snažím se najít nějakou, která co nejlépe absorbuje pachy. Oni ti myší kluci totiž dovedou páchnout neskutečně. A tak mě napadlo: Jak se vlastně měří intenzita smradu? Dá se vůbec zápach změřit? Čekala bych to třeba vzhledem k nějakému komfortu obyvatel, stejně jako měření hluku. Existuje na to přístroj, nebo bych třeba musela vzít respondenty? A je-li přístroj, zaznamenává přímo "puch", nebo spíš částice látky, o které víme, že ho způsobuje? Děkuji za odpověď, Tereza Majerová

Ahoj Terezo,

Děkujeme za další otázku a já se pokusím dokázat, že nejsou žádná témata, která mi nevoní ;)

Po pravdě nejsem na měření smradu odborník, ale pokusil jsem se zjistit co nejvíc, protože i mě tato otázka začala zajímat. Určitě je možné určit obsah částic v látce (jakéhokoliv skupenství) pomocí spektroskopie. V tomto případě využíváme toho, že každá látka vyzařuje jiné barevné spektrum. Pokud tedy budeme snímat záření, které vydává dané těleso a „rozřežeme“ si jej na malé vlnové délky, zjistíme, jaká konkrétní vlnová délka v celkovém spektru chybí. To nám říká, že foton o právě této vlnové délce byl látkou pohlcen. Pokud budeme mít databázi spekter všech látek, tak můžeme snadno porovnat náš spektrogram s databází a zjistíme, jaké konkrétní materiály látka obsahuje. Výhodou tohoto postupu je to, že odhalíme i velmi malé množství různých materiálů.

Tento postup se však standardně nepoužívá. Podle mého je to tím, že bychom takto museli nejdříve zanalyzovat všechny pachy a vytvořit zmiňovanou databázi.

Dnes se obvykle využívá oflaktometrie - což zní dost vědecky, ale reálně jde o to, že se do pytle nabere vzduch, který má být otestován a ten se dá pokusným osobám k očichání. Každá osoba pak uvede, zda dané množství plynu páchne nebo ne. Po pravdě jsem v dnešní době čekal něco sofistikovanějšího ;) Ale to je příležitost pro naše čtenáře - přijít na lepší a přesnější způsob určování zápachu.

 

33

Autor

Jaroslav Koreš

Mgr. Jaroslav Koreš, Ph.D., Gymnázium Jana Valeriána Jirsíka České Budějovice

27. 03. 2018

Jak vznikají čárová spektra a jaké je jejich využití?

Potřebovala bych pomoc,dostali jsme domácí úkol a s touto otázkou si nevím rady. Jak vznikají čárová spektra a jaké je jejich využití? Předem děkuji za odpověď. Tereza


Ahoj Terezo,

smyslem této poradny je pomoci čtenářům s pochopením fyzikálních jevů kolem sebe a ne pomáhat řešit domácí úkoly, proto tě svou odpovědí spíše nasměruji.

Možná jsi někdy viděla snímky člověka (ale třeba i domu) v termokameře. Ta funguje tak, že zachytí infračervené záření, které my očima neregistrujeme. Stejně tak určitě víš, že plamen září, stejně tak i Slunce. To vyzařuje také záření, ale už takové, které očima vidíme. To, jaké záření očima zaregistrujeme závisí na frekvenci tohoto záření. A frekvence záření závisí na teplotě tělesa – naše tělo je mnohem chladnější, než např. plamen či Slunce, proto žádné záření, vycházející z člověka, očima nepozorujeme. Takže když budeš zahřívat např. železo, bude nejdřív tmavé, ale pak začne být červené, oranžové, žluté… podle své teploty.

Každý materiál bude vyzařovat při stejné teplotě jinak – s jinou frekvencí. Proto jsme schopni díky tomu, jak materiál vyzařuje odhalit jeho složení.

Žádný materiál nevyzařuje pouze jedinou frekvenci (barvu), ale celý rozsah frekvencí (neboli spektrum). Toto spektrum však není spojité, tedy zaplněné všemi frekvencemi, ale obsahuje jen určité frekvence. Pokud bychom tedy pozorovali, jak vyzařuje prvek pro různé frekvence, viděli bychom místa, kde vyzařuje (čáry) a místa, kde nevyzařuje (nic).

Využití spekter jsem již výše nastínil, jen tak mimochodem díky pozorování slunečního spektra bylo objeveno hélium.

Doufám, že ti tato odpověď pomohla.

 

3

Autor

Jaroslav Koreš

Mgr. Jaroslav Koreš, Ph.D., Gymnázium Jana Valeriána Jirsíka České Budějovice

22. 03. 2018

Na jakém principu funguje tzv. "Holho" ?

Dobrý den, měl bych dotaz na jakém principu funguje tzv. "Holho" ? Jedná se o zařízení, které se jeví jak hologram, ale ve skutečnosti je to pouze optická iluze, potřeboval bych vědět jaký její princip.

Děkuji, Václav Voltr.

 

Ahoj Václave,

děkujeme za další otázku do naší odpovědny.

Nejdříve ukážeme, co to Holho je - zde je video z portálu Vím proč: https://www.vimproc.cz/?page=search&q=hologram#?page=record&id=1149

Dle mého názoru jde o promítání hned několika obrazů do jednoho místa. K trojrozměrnému vnímání potřebujeme obě oči - i když se díváme na určitý předmět, v každém oku jej zobrazíme trochu jinak, protože paprsky z předmětu urazily jinou dráhu. Tyto informace jdou do mozku a ten z dvou dvojrozměrných obrazů "domyslí" výsledný 3D obraz. Proto potřebujeme speciální brýle k vnímání 3D.

Paprsky světla z jednotlivých obrazů v tabletu dopadají na průhlednou desku. Na ní se odrážejí a lámají. Protože máme čtyři obrazy v tabletu a čtyři hrany "Holha", dostanou se do našeho oka čtyři různé "svazky" paprsků. Paprsky se musejí i několikrát odrážet a lámat, aby se dostaly do našeho oka. V něm vznikne neskutečný obraz (stejně jako u rovinného zrcadla) každé části Holha. Pokud všechny obrazy v tabletu vhodně natočíme, mozek si tyto čtyři různé svazky propojí dohromady a pro nás tak vznikne výsledný 3D obraz. Boční a hlavně zadní paprsek zprostředkuje "hloubku" vnímaného obrazu, protože paprsky musejí urazit jinou dráhu.

Doufám, že toto vysvětlení je dostačující.

11

Autor

Jaroslav Koreš

Mgr. Jaroslav Koreš, Ph.D., Gymnázium Jana Valeriána Jirsíka České Budějovice

05. 03. 2018

jak velká je stoletá voda?

Dobrý den, jak velká je stoletá voda? V médiích se o tom často mluví (i dvacetiletá, pěti setletá, tří set osmdesátiletá voda...), ale nevím, co si pod tím vlastně představit. Děkuji, Tereza Majerová

Ahoj Terezo,

Děkujeme za další dotaz, i když ne přímo fyzikální. Ale co si budeme říkat – všechno je fyzika. Pokusím se v odpovědi nějakou fyziku použít.

Termín stoletá voda je vlastně pravděpodobnostní termín – je definován zhruba takto: Stoletá voda odpovídá průtoku vody, který nastane s pravděpodobností 1 %. Není to tedy tak, že by se tento průtok opakoval po 100 letech, jak si naivně někteří lidé při pojišťování nemovitostí myslí. Hodnota průtoku stoleté vody je určena z dlouhodobého pozorování a analýzy průtoků v daném místě a pak statisticky vypočtena. Pro zajímavost uvádíme mapu, kde se můžeš na konkrétní hodnoty podívat: http://www.pvl.cz/portal/SaP

Podobné postupy využíváme i ve fyzice – i když je to exaktní věda, často se s pravděpodobností pracuje. Jako příklad můžu uvést rychlost molekul plynu – i když jsme schopni přesně vypočítat, jakou mají molekuly průměrnou rychlost (závisí jen na teplotě), pokud bychom z plynu vybírali molekuly, klidně se stane, že tuto rychlost nebude mít žádná. Navíc je možné, že vytáhneme mnohem rychlejší/pomalejší molekuly, než by byla jejich průměrná rychlost. Čím více molekul budeme mít, tím přesnější bude předpověď o průměrné rychlosti (tím spíše vytáhneme molekulu o průměrné rychlosti). Stejně jako pohyb molekul plynu je průtok vody v čase dynamický proces, ale díky dlouhodobému pozorování je možné jej pravděpodobnostně předpovědět. Ale stále budeme pouze předpovídat pravděpodobnost, se kterou dosáhne hladina vody určité výšky. Dobu, kdy k tomu dojde nejsme schopni dlouhodobě předpovědět (samozřejmě, že pokud hodně prší, bude předpovídání stoleté vody jednodušší ;) ).

A abych odpověděl na celou tvou otázku - N-letá voda je vlastně N% pravděpodobnost, že bude právě takový průtok v daném místě. Takže např 1 000ti letá voda je vlastně takový průtok vody, který nastane s pravděpodobností 0,1 %.

13

Autor

Jaroslav Koreš

Mgr. Jaroslav Koreš, Ph.D., Gymnázium Jana Valeriána Jirsíka České Budějovice

26. 01. 2018

Rázostroj

Zdravím, mohl bych se vás zeptat proč se u rázostroje odrazí vždy stejný počet kuliček jako kolik jich narazí a ne jen poslední silou odpovídající dvěma? A existuje rovnice která tento problém popisuje?  Děkuji za odpověď. Daniel Kalkus

Ahoj Dane, děkujeme za pěknou otázku, není totiž tak banální, jak se může zdát.

Po pravdě právě tuto otázku rád dávám po probrání dvou zákonů zachování - hybnosti a energie.

Jsou veličiny, jejich "množství" je v čase neměnné, jen mohou přecházet na různá tělesa či do různých forem. Jednou z nich je hybnost - tato veličina určuje pohybový stav tělesa, tedy to, jak obtížné bylo těleso rozhýbat. Závisí na hmotnosti a rychlosti. Při nárazu kuliček v rázostroji se hybnost zachovává, takže platí, že hmotnost dopadajících kuliček vynásobená jejich rychlostí (neboli jejich hybnost) je stálá. Pak je možné, aby místo dvou kuliček odletěla jen jedna dvojnásobnou rychlostí. Hybnost by zůstala stejná (2*1 je to samé jako 1*2).

Jenomže hybnost není jedinou veličinou, která se zachovává. Podobně se zachovává i energie. Ta může nabývat různých forem, nás bude v tomto případě zajímat kinetická energie. Ta popisuje, jakou práci je nutné vykonat na rozpohybování tělesa. Její hodnota závisí opět na hmotnosti a také na rychlosti, jenže rychlost je zde v druhé mocnině. A pokud mají oba dva zákony platit současně, není jiná možnost, než aby se odrazil stejný počet kuliček do stejné výšky (stejnou rychlostí). Neplatí totiž to co u hybnosti: 1*2^2 není to samé jako 1^2*2.

Znaménkem ^2 myslíme "na druhou".

Takže jednoduchá odpověď zní, že je toto chování důkazem platnosti zákonů zachování hybnosti a energie.

 

 

 

16

Autor

Jaroslav Koreš

První
1 2 3 4 5 6 7 8 9
Poslední

Zadání dotazu

Máte nějaký dotaz?

Pokud se chcete na něco zeptat, napište e-mail s předmětem "Fyzikální poradna" na emailovou adresu

poradna@svetenergie.cz
Skupina ČEZ

Kontaktní informace

Máte-li k obsahu portálu jakékoliv náměty, postřehy či připomínky – prosím kontaktujte nás. Budeme vděční i za připomínky k nekorektnímu zobrazení stránek, či případnému upozornění na chybu. Děkujeme.


email:info@svetenergie.cz

Kontaktní formulář

KONTROLNÍ KÓD

kontrolní kód Opište prosím do políčka formuláře
text z obrázku

Portál Svět energie provozuje společnost ČEZ. Vyrobil Simopt, s.r.o., Copyright © 2016, Všechna práva vyhrazena

detail