Fyzikální poradna

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.

 

1

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.

8

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 %.

12

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

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

25. 01. 2018

Zářivka s pohybovým senzorem

Koupila jsem si do kuchyně malou zářivku s pohybovým senzorem.Reaguje  na pohyb ruky těsně před spínačem.Mám ji již cca 3 roky. V poslední době se mi často stává, že pohybem ruky světlo vypnu, jdu spát, ale během cca5 minut se znova rozsvítí. Přitom v tu dobu v kuchyni nikdo není , takže nemůže reagovat na pohyb. Domnívám se , že důvodem musí být nějaká závada, ale netuším jaká.Možná to souvisí s dobou, po kterou je světlo zapnuté, poněvadž se to děje pouze v noci a obráceně to nefunguje, tj. nikdy se samovolně nevypne. Zvláštní je, že se to děje nepravidelně, jen některou noc. Pak pomůže jen vytažení ze zásuvky. Můžete mi, prosím, tuto záhadu vysvětlit, přiznávám, že je to v noci poněkud strašidelné. Děkuji za odpověď. Z.Todorovová

Dobrý den,

děkuji za důvěru v mé znalosti, avšak nevím, jestli se mi podaří váš problém vyřešit. K tomu mám velmi málo informací a navíc nejsem elektrotechnik, ale přeci jen se o vysvětlení pokusím.

Asi nejdříve bych vám doporučil zjistit, kdy k tomuto chování dochází, zatím se pokusím tipnout hlavní příčinu tohoto záhadného chování.

Většina pohybových čidel obsahuje PIR senzor, který (zjednodušeně řečeno) reaguje na změny teploty. Jde o to, že každé těleso vyzařuje vlnění, jehož frekvence závisí na teplotě. Pokud bude teplota dostatečně vysoká, tak frekvence elektromagnetického vlnění bude taková, že už toto záření uvidíme (např. rozžhavená plotýnka u sporáku, oheň apod.). Naše tělo také vyzařuje toto vlnění, ale na nižších, pro nás neviditelných frekvencích.

Vlnění, vycházející z povrchu našeho těla dopadá na PIR senzor, který jej zaregistruje. Pokud dojde k výrazné změně tohoto záření (přiblížíme a oddálíme ruku), senzor sepne světlo. Problémem PIR senzorů jsou falešné detekce - např. pokud dáte senzor do průvanu, tak proudící vítr změní teplotu a PIR senzor na to zareaguje a rozsvítí. Ve všech místech, kde může dojít k náhlé změně teploty může se senzor falešně rozsvěcovat. Takže váš problém může být způsoben tím, že kolem senzoru např. po zhasnutí dochází ke změně teploty a proto se zapne. Může to být i vadou samotného světla - špatný kontakt může způsobit zahřívání světla a to pak falešné zapínání.

Může to být samozřejmě způsobeno i něčím jiným, ale mohu vás ubezpečit, že duchové za to nemohou, neboť neexistují, takže se není čeho bát.

 

 

2

Autor

Jaroslav Koreš

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

12. 01. 2018

Neutronová hvězda

Dobrý den potřebuju pomoc :( Jaké hybnosti by musela dosáhnout Země, při obíhání neutronové hvězdy o dvojnásobné hmotnosti Slunce, aby se stala umělou družicí středu Mléčné dráhy? Aleš

Ahoj Aleši,

asi tě zklamu, ale tato odpovědna není vedena s cílem řešit domácí či jiné úkoly a také není cílem počítat příklady. Mohu tě ale navést.

Pokud má těleso obíhat v gravitačním poli jiného tělesa, musí se rovnat odstředivá síla, kterou by jsme na obíhajícím tělese pociťovali stejně velká, jako síla gravitační, která těleso přitahuje k druhému tělesu.

Z této rovnosti jsi schopen vypočítat rychlost, jakou by v tvém případu musela Země obíhat kolem neutronové hvězdy.

A hybnost pak spočítáš jednoduše – součinem hmotnosti Země a její rychlosti.

Jediné co potřebuješ je zjistit potřebné hodnoty.

 

 

5

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