Duben, drabble psát budem. Téma fyzikální není nenormální, nejvýše nezvyklé. A tak čtěme o fyzice, jak je u mě obvyklé. 🙂
Letošní duben byl mírně řečeno nanicovatý. Katty už psát nezvládala a my tři, Tora, Regi a já, jsme zvažovaly, jestli se do drabblení vůbec pustíme. Nakonec se přece jen dubnové psaní prosadilo, a tady je několik fyzikálních kousků. Vyšlo to na dva výběry, zbytek měsíce jsem fušovala do řemesla spřátelenému oboru. 🙂
Tak to rozpalme rovnou:
Nejen na Zemi si můžeme zasvítit
(psáno na téma Dál, než jsme chtěli)
Letíme ze Slunce a vybíráme si planetu. Merkur? Magnetické pole má, ale atmosféra je dávno pryč. Venuše také ne – atmosféra hustá jako polévka, ale magnetické pole snad nikdy neměla.
Země? Ano, Země! Spousta plynného vodíku, kyslíku a vodní páry, tam si zařádíme! Jen je potřeba se správně trefit. Spadnout do polární kapsy – v ní se přiblížíme k povrchu přesně tak vysoko, že spolu s atomy kyslíku vytvoříme zelenou či červenou zářící stěnu. Polární záři.
Jenže v cestě do atmosféry brání magnetická bariéra. Často nás donutí obletět Zemi obloukem a pokračovat dál do vesmíru. Ale nevadí. Na Jupiteru taky můžeme zazářit.
Závěrečná poznámka:
Vznik polární záře je velmi zajímavý děj. Částice slunečního větru (vodíková jádra, elektrony a jádra helia) mohou v zemské atmosféře narazit do atomů kyslíku, vodíku či dusíku a dodat jim energii, která je pak vyzářena v podobě zeleného, červeného a občas i fialového záření. Toto se však neděje ve všech místech zemské atmosféry – jen tam, kde jsou částice slunečního větru vedeny siločárami zemského magnetického pole do takových vrstev atmosféry, kde je vhodná hustota uvedených plynů. Proto je polární záře viditelná především kolem sedmdesátého stupně severní šířky (a obdobně na jižní polokouli). Protože se ale magnetické pole kolem Země časem mění, není zcela vyloučeno vidět polární záři i jižněji – rekord byl rok 1909, kdy byla až v Singapuru.
Země není jediná planeta Sluneční soustavy, kde lze pozorovat polární záři – daleko výraznější je tento jev na Jupiteru.
Text o polární záři je zde https://astropis.cz/archive/1093.download a tady se můžete podívat, kam za polární září: https://www.swpc.noaa.gov/products/aurora-30-minute-forecast
Další téma bylo přímo pro fyzika – Bublina:
Neobyčejné bubliny
Bublina je velmi zajímavý objekt. Trocha vzduchu obtažená mýdlovou blánou v sobě skrývá neuvěřitelný fyzikální potenciál.
Bubliny jsou kulaté. Má to dobrý důvod – minimální energii – povrch koule je totiž nejmenší možný pro daný objem vzduchu.
Bubliny jsou tenoulinké, srovnatelně s vlnovou délkou světla, proto mají krásné a jasné barvy. Pro porovnání – list papíru je tlustý jako dvě stě žlutých bublin.
Ale přesto jsou extrémně pevné, můžete na ně položit třeba žiletku nebo starý desetník.
A mají zajímavé matematické chování – mýdlová blána spojí všechny hrany, které může obalit, těmi nejmenšími možnými plochami. Tímto způsobem bylo projektováno zastřešení olympijského stadionu v Mnichově.
Závěrečná poznámka:
Odkaz na video s trochou fyziky o bublinách: https://www.youtube.com/watch?v=6-Ub_r_GFZY a pohled na střechu mnichovského olympijského stadionu https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/e9/2014_Olympiastadion_Munich.jpg/1920px-2014_Olympiastadion_Munich.jpg
Pro bubliny nastala příznivá konstelace ještě jednou, v tématu Na hranici!
Bublina – vetřelec z mikrosvěta
Svět, ve kterém žijeme, se nazývá makrosvět a je ohraničen dvěma mezemi – jeho objekty se pohybují mnohem pomaleji, než je rychlost světla ve vakuu, a jsou dostatečně velké – řekněme, že je lze vidět světelným mikroskopem. V této oblasti funguje dobře naše fyzikální intuice, získaná každodenní zkušeností, za jejími hranicemi se už musíme obrátit k teorii relativity a kvantové mechanice.
Teorie relativity popisuje děje, při nichž se rychlost pohybu objektů blíží rychlosti světla, kvantová mechanika ty děje, kterých se účastní tak malé objekty, že je pro ně Planckova konstanta významnou veličinou. Že jsou hranice světů fyziky nepřekročitelné? Nejsou. Zvládne je překročit každý, kdo umí smíchat vodu a saponát.
Drabble:
Začněme myšlenkovým pokusem. List papíru má tloušťku desetinu milimetru. Překrojíme-li ho dvěstěkrát, každý plátek má tloušťku pět set nanometrů. Takto maličká je vlnová délka světla.
Existuje vůbec takto tenký objekt?
Ano – je to mýdlová blána.
Namočíme-li rámeček do bublifuku a podržíme ho, uvidíme na něm proužky. Mýdlová blána stéká, a tam, kde je první zelený proužek, má právě tloušťku pět set nanometrů. A v místě nad ním, kde je blána černá, je dokonce tak tenoulinká, že i vlnová délka světla je pro ni příliš velká.
Až si budete hrát s bublifukem, vzpomeňte si, že konáte exkurzi za hranice našeho světa.
Závěrečná poznámka:
Úžasná fotodokumentace k tomuto pokusu je na stránkách Zajímavé fyziky: https://zajfyz.physics.muni.cz/index.php?web=barvy
Letos nějak byla nouze o velmi kreativní témata. Ale nejméně dvě by se přece jen našla: první z nich je Mravenčí práce.
Síla je ukryta v hlavě
Jsem mravenec výzkumník, druhu Formica exsectoides, nyní na studijním pobytu u leteckých konstruktérů. Taky se divíte? Jsou to chytří hoši. Vědí, že příroda vyvíjí odolná řešení, která si nenechala patentovat, a tak je lze obšlehnout. V případě nás mravenců jde o velmi pevný krk. Proto mě pozvali.
Moc se mi tu ale nelíbí. Zchladili mě, přilepili na destičku a roztočili v centrifuze. Jsem drsoň. Tři sta gé a hlavu mám pořád na ramenou. Tři tisíce. Trochu to táhne za krk. Prý se mi podívají na spoj mezi hlavou a tělem. Elektronová mikroskopie a magnetická rezonance? Prima, tam jsem ještě nebyl!
Závěrečná poznámka:
Zní to jako úlet, roztáčet mravence v odstředivce, ale konstruktéři věděli, co dělají. Zjistili, že tajemství toho, že mravenec unese až tři sta násobek jeho váhy je ukryto v jeho krku. Hlavu udrží až do zatížení pětitisícinásobku její hmotnosti. Dobrou vychytávkou je zvláštní tvar úchytu pro svalová vlákna, a také to, že tato vlákna přecházejí plynule z měkké tkáně v pevnou, takže nehrozí něco jako přetržení šlachy, jak se stává u vyšších živočichů. Výzkumníci doufají, že by tuto konstrukci mohli napodobit při výrobě robotů o velikosti srovnatelné s mravenci. Zdroj (Varování: obsahuje fotku bezhlavého výzkumníka): https://plus.rozhlas.cz/tajemstvi-mravenciho-krku-6607346
Na Faoba je spolehnutí – kdo jiný by zaslal téma Čtyři strofy katastrofy? Takže, milá Dede, i na verše nakonec dojde. 🙂 Jestli na sebe chcete nechat působit verše, přeskočte závěrečnou pozvánku.
Ultrafialová katastrofa a její tři příbuzné
V té klasické fyzice
byly snadné rovnice.
Pak však řada problémů
nastoupila na scénu:
Jakým vztahem popsati,
když chce teplo zdrhati
z uzavřené dutiny?
Jméno UV katastrofa
přiřkly tomu dějiny.
Když na sodík posvítíš,
proud vodičem zachytíš.
Správné ale vysvětlení
k dispozici zatím není.
Jádro atomové není pudinkové!
Je to těžké zrníčko,
zabírá jen maličko
z rozměru atomu.
Ještě tohle k tomu!
V atomovém obalu
energií elektronů
povoleno pomálu.
Co ostatní zakazuje?
Žádný důvod pro to není.
To je tedy nadělení!
Jak to napravit?
Novou teorii
třeba připravit.
Vznikl přístup kvantový.
Svět už nebyl jako předtím,
svět už nebyl takový.
Závěrečná poznámka:
Vybrala jsem čtyři pokusy, které byly ve své době ve sporu s tehdejšími fyzikálními poznatky. Tomu prvnímu se dokonce začalo říkat ultrafialová katastrofa.
Více o jednotlivých pokusech:
Záření (absolutně) černého tělesa: Typická ukázka, jak je těžké experimentální data propojit s teorií. Rayleigh a Jeans zkusili aplikovat zákony klasické fyziky a výsledek odpovídal ve viditelné a infračervené oblasti, ale ne v ultrafialové. Vysvětlení přišlo v témže roce 1900 – teorie Maxe Plancka, otce kvantové fyziky.
Fotoelektrický jev: Do rýmu se mi sice víc hodil sodík, který používal při svých pokusech Millikan, ale první pozoroval tento jev Hertz při detekci elektromagnetických vln. Píše se rok 1887, vysvětlení fotoefektu vytvoří v roce 1905 Albert Einstein.
Jak vlastně vypadá jádro atomu? Původní Thomsonova představa (1904), že v hutné kladné hmotě jsou rozmístěny drobné elektrony, vzala za své po Rutherfordově vysvětlení výsledku odstřelování zlaté fólie alfa částicemi (1909, 1911). Většinu atomu tvoří prázdnota – malé hmotné jádro a velký prostor pro elektronový obal.
A ten obal se řídí určitými pravidly – Bohr je vyslovil jako postuláty (1913), aby teorie nebyla v rozporu s pozorovaným čarovým spektrem zářících plynů. Teoretické vysvětlení dala až Schroedingerova rovnice (1925) – základní kámen kvantové fyziky.
Jak to koncem devatenáctého století vypadalo, že ve fyzice už skoro není co objevovat, tyto události tento názor rozmetaly jako domeček z karet.
Tím končí první výběr. Přeji všem krásný den.
Ač jsem četl již na Sosácích, rád jsem si to přečetl znovu.
Díky, to tě ctí.
Jů, můj obor, hned dvakrát! Vlastně třikrát!
A bude hůř, bude pokračování! 🙂
Zeptám se jako jojo- Schroedingerova rovnice je o té kočce?
A pokud jde o bubliny, onehdy jsem na srazu veteránů pozorovala děti, jak mají bublifuky a foukají bubliny různé velikosti. Nejvíc mě fascinovaly ty velké, co z bublifuku lezl šišaté a pak se snažily srovnat do koule. Vyrazila jsem ke stánku, že chci ten bublifuk s velkýma bublinama, ale paní se omlouvala, že už nemá a nabízela jiný, co foukal moc moc malých bublin, že určitě udělá dětem radost i ten. Myslím, že odpověď „to není pro děti, to je pro mě a já jsem chtěla ty velký,“ jí sebrala vítr z plachet až do večera…
😀 Tohle znám, to se mi stává pravidelně. Těší mě, že jsi stejná krevní skupina. 😀 Jinak k Schroedingerovi – společné to má to, že on je autorem obojího. Kočka jako myšlenkový pokus má demonstrovat, že v kvantové mechanice existuje neurčitost – v podstatě, že dokud neprovedeš pozorování, nevíš, v jakém stavu je částice, a tím, že ho provedeš, vybereš ze všech možných stavů jen jeden. Schroedingerova rovnice je pilíř kvantové mechaniky, určuje, jaké energie může mít částice podrobená nějakým vazbám (elektron v atomu například). Snad to je trochu pochopitelné.
Šiš, JJ, napřed jsem si myslela, že drable o fyzice nedám, ale jak poutavé čtení to bylo!!! Umíš, milá Jano!
Alex, díky moc, já se tady červenám. 😀 Moc jsi mě potěšila.
Je krásné objevovat kouzlo fyziky, zvláště v Tvém podání. Díky,byl to fascinující výlet,za což jsem vděčná. Tou fyzikou pomůcek z dob Franze Josefa jsme asi prošli všichni a ani středoškoské vzdělání se moc nepochlapilo (pardon za nevyvážený termín). 🙂 Vítám a hltám doslova každou vědomost,kterou mohu strávit a strašně mne to baví!
Díky moc, Jenny. Jestli mohu prozradit, pár drabblí ještě bude.
Fyzikové, něco pro pobavení…na Idnes v komentářích ke článku o problémech se signálem ve vlacích otázka “ A funguje ta Faradayova klec i v jiných státech? “ 😀
Pláču, pláču sůl… smíchy.
a starý Faraday právě zarotoval kolem vlastní osy 😀
Ano, chudák malá. Zalezl si do klece a pláče tu sůl. 😀
😀
a teď je otázka, co udělá ta sůl s tou klecí, že ano, abychom zůstali/y ve stylu původní otázky 😀
Šiš! Jsem načisto vybuchla a ze skupenství pevného jsem musela dojít udělat skupenství kapalné! :-))
😀
JJ – ač fyzikou téměř nepolíbená (protože moje fyzikářka byla TA Bertica, která si fyzu často pletla s vařením – které taky učila a taky neuměla!), tvoje drabblátka mne k ní trošičku přibližují. Ale marný platný, nejvíc se mi líbila báseň, i když nevím, jestli bych při jejím rozboru (velmi oblíbená činnost v hodinách českého jazyka) dokázala přesně vyjádřit, co jí chtěl básník říct 😉 . A to jsem zvládla i hrdobce!!
Ygo, víš co je švanda? Nevím, jak se Bertica projevovala, ale kdyby byla co k čemu, mohla využít vaření ve fyzice a fyziku ve vaření, zkrátka obojí propojit. Vždyť vaření je aplikace fyziky a chemie v běžném životě.
Možná to byla původní idea, jenže Berta… ta nebyla co k čemu, ale co k ničemu!
Tak tohle moje milá podepisuji! Leckdy vytvoří jedna i dosud nevídané divy. 🙂
Máš MaRi pravdu, naprosto. Znáte tohle? https://www.grada.cz/chemie-na-taliri-12108/ Jak jsem si říkala, že už knížky kupovat nebudu, neodolala jsem. Je báječná pro fyzika, chemika i biologa a ještě se místy i zasmějete.
Lituji, že nás kdysi neučila JJ. To bych určitě neměla vůči fyzice odpor a hlavně ty šílené mezery.
Alex, děkuji. S mezerami se dá leccos udělat, když zmizí ten odpor. Znechutit předmět někdy považuji za větší hřích než všechno nenaučit. 🙁
No tak nějak. Navíc mám matný pocit, že by jednotlivé části fyziky spolu měly asi souviset a já tam ty souvislosti nevidím ani trošku.
Tak ony souvisejí, ale někdy to není tak úplně vidět, leckdy ani po celoživotním studiu fyziky ne. 😀
Díky, Ygo, toho si vážím. A jestli máš na hrdobce, tak smekám. 😀
Mám fyziku ráda a v tomhle podání bych to tehdá dotáhla až na MATFYZ
V rozhodování dospívajícím zvítězily kytičky, zvířátka a nakonec žáčci.
Už se těším na další počtení a nejen v dubnu.
Děkuji
Mamut, teď jsi mě ale moc potěšila, že máš ráda fyziku, to se často nevidí. 😀
No teda, i když se tě snažím na DMD sledovat, tohle mi nějak unikalo. Bubliny jsou fascinující, doslova. A v poezii mě nejvíc dostala sloka s UV katastrofou, snad že je taková úderná 🙂
Díky moc, kytko. Já zase moc ráda čtu tvoje seriály a doufám, že aspoň některý bude jednou k přečtení vydaný, třeba jako pomůcka k výuce dějepisu.
Milá JJ, zase jsem si užila, i když ty vesmírné záležitosti si musím číst pomalu a nahlas:)) Když na to přijde, dám přednost mikrosvětu, přijde mi pochopitelnější. 🙂
Jinak stejně jako Regi mě mrzí, že jsem neměla podobné učitele na fyziku, jako jsi ty – mohla mě opravdu bavit!
No a drablíky… asi nejvíc se mi líbily oboje bubliny a smekám před tou básní! Za tím lehkým tónem je těžký náklad znalostí:))
Já, Dede, především děkuji za možnost zde publikovat.
S mikrosvětem mě příjemně překvapuješ. 😀
No, báseň – obsah drabblíku byl jasný skoro hned po přečtení tématu (vliv našeho skvělého přednášejícího z výšky), ale ta forma, když jsem to začala vysvětlovat, byla strašně těžkopádná. Takže jsem se zamyslela a v hlavě mi naskočil ten poslední verš. A pak už stačilo jen napsat báseň a přehodit původní text do závěrečné poznámky. 😀
Většinu jsem četla a teď jsem si je ráda zopakovala.
Díky moc, Aries. Bude letoš Evžen, myslím na Dedeníku? Drabblový seriál byl prima, ráda bych si ho zopakovala.
Neříkej to Aries, ale první liščí drama bude zítra 😛
Nic jsem neviděla 😉
JJ, Evžen bude, ale ne letošní seriál, něco jiného
Jupí, ale stejně se těším, i když nic nevím. 😀
Stejně jako Regi bych byla chtěla JJ za učitelku fyziky. K fyzice jsem měla dvojí vztah: něco jsem chápala bleskově a něco velmi velmi obtížně.
A navíc: autorčiny texty se dobře čtou. Mám je moc ráda.
Díky moc, MaRi, dělám, co můžu. Snažím se učit, jak jen to jde a – co je možná horší než učit – naznačit našim studujícím učitelství nějaké cesty, jak to zkusit jinak, než jak byli doteď zvyklí.
A děkuji za pochvalu ohledně čtivosti, ta mě moc potěšila.
Otázka: když jsme u těch bublin, někdy kladu našim studentům otázku: jaká je nejtenčí věc na světě, kterou znáte? Co byste odpověděli vy?
Vlákno pavučiny. Bublina by mě určitě nenapadla.
Pavučina je dobrá odpověď. Ta vlákna, která nejsou nosná, mají desítky mikrometrů, čili tisíciny tloušťky listu papíru. Myslím, že je to ta druhá nejtenčí věc.
Milá JJ, jako skřivan jsem intelektuálně nejsvěžejší ráno. Proto musím tvé drabblíky číst hned u ranní kávy, abych si je užila a aspoň trošku jim rozuměla. I když ty první tři bych klidně mohla číst i večer, tak srozumitelně jsi fyzikální záležitosti vysvětlila i nám, naprostým laikům, na kterých středoškolská fyzika zanechala minimální následky. Jsem ale přesvědčena, že kdyby naše profesorka byla jako ty, fyziku bych si určitě zamilovala,
Díky, Regi, za největší poklonu, jakou může učitel dostat. Čím déle učím, tím více vidím, že zanechat pozitivní stopu je nesmírně těžké. Ale zatím to nevzdávám.
A tebe bych za žákyni chtěla, protože když je dobrá vůle přijímat nové poznatky, je to to nejlepší, co může vyučujícího potkat.
S dobrým vyučujícím leze do hlavy i obtížná látka líp. Špatný učitel je problém a špatný učitel v důležitých předmětech je průšvih, na který žáci doplatí a neznalosti jim pak ztěžují i další léta studia.
Učíš-li tak, jako píšeš, bylo by mi potěšením sedět v lavici.
Máš naprosto pravdu, Petro, měly jsme o tom řadu diskuzí, poslední s Regi, a shodly jsme se na tom samém. Díky za poklonu, dělám, co můžu, a snažím se nevyhořet, už to přece jen dělám dlouho. 🙂
Sem se lípnu. Jsem na tom stejně. Díky skvělé učitelce dějepisu (viz bájný řemdih) mě baví historie. Díky výborné učitelce češtiny jsem nikdy neměla problém s gramatikou (až na čárky, tam jsem asi chyběla či co) :D, dobrou učitelku matematiky jsem měla na základce, čímž mé vědomosti matematiky končí kdesi u trojčlenky a procent. A teď opačný konec spektra – fyzika a chemie – bída a utrpení. Učitelé bez zájmu o žáky, odučili danou látku a víc nezájem. Proto jsem taky ve fyzice a chemii naprosto tupá a JJ je pro mě zjevení z hvězd, které i mně dokáže fyziku podat tak, že tomu rozumím (chvilku, než to zapomenu, samosebou). Díky, JJ.
My měli na gymplu čtyři různé učitele fyziky různé „kvality“. Ale nejvíc mi utkvěla kantorka, která bez ohledu na osnovy pojala hodiny jako demonstraci různých pomůcek ze školní sbírky. Vysvětlováním se nezabývala (nebo si ho nepamatuji :-)), ale živě si vybavuji barevné výboje v trubicích s různými plyny, Faradayovu klec nebo baňku s vakuem, ve které se točila „sama od sebe“ vrtulka. A hlavně půvabné obrázky – nejspíš ještě z dob mocnářství- které se musely prohlížet v různých zakřivených zrcadlech, aby bylo vůbec poznat, co na nich je. Kabinet byl evidentně bohatě vybavený, ale ona byla jediná, která nám ty pomůcky ukázala.
Kytko, ona je fyzika bez pokusu jako topinka bez česneku – konzumovat se to dá, ale nemá to šmrnc. A museli jste mít prima vybavený kabinet a nadšenou učitelku. Je dobře, že zůstaly aspoň nějaké dobré vzpomínky na předmět. 🙂 P.S.: Ty obrázky do válcového zrcadla bych chtěla mít ve škole, to tedy závidím.
Ona ta moje alma mater byla původně CaK reálka, tam asi na fyziku hodně dbali. Obrázky do válcového nebo i kuželového zrcadla k vytištění jsem kdysi viděla na netu, to by se snad dalo najít. I když ty historické měly zvláštní půvab.
Tak tyhle věci si nějak neumím ani představit. U nás se na fyzice moc jakýmkoliv pokusům nedalo – to i biologie byla lepší!
To je obrázek zdeformovaný tak, že není poznat, co na něm je, objeví se v plné kráse, až když na správné místo položíš kouzelné zrcadlo a podíváš se do něj. https://www.demilked.com/anamorphosis-anamorphic-cylinder-art/
Víš, Toro, já bych zase ráda chodila k tobě na dějepis, tak vyhlížím tvá historická drabblata.