Černá díra
Pokud raketa překročí „únikovou rychlost“ 11 kilometů za vteřinu, vymaní se ze zemské gravitace a odletí do volného vesmíru. Úniková rychlost závisí na gravitační hmotonosti. K úniku ze Slunce je třeba rychlosti 620 km/s, neutronová hvězda by vyžadovala 200 000 km/s. V roce 1783 si anglický astronom John Michell uvědomil že pokud by hvězda byla dostatečně těžká, byla by odpovídající úniková rychlost vyžší než 300 000 km/s, tedy než rychlost světla. Světlo by nemohlo uniknout a hvězda by tudíž byla neviditelná. John Michell považoval světlo podle Newtonovy teorie za proud částic a představoval si, že gravitace bude stahovat světlo hvězdy spátky. Npsal o tom že: „všechno světlo vyzářené takovým tělesem přinutí jeho vlastní gravitační síla k návratu“. Michellovy představy však nebyly v pořádku protože rychlost světla se vlivem gravitace nemění, ale jeho základní závěr byl správný. V Einšteinově obecné teorii relativity světlo věrně sleduje zakřivení prostoru v okolí hmotných těles. Kolabující hvězda s hmotností několikrát vyšší než hmotnost Slunce vytvoří tzv. „studnu“, z níž se světlu stále hůře uniká. Nakonec se světlo ocitne zcela v pasti a hvězda se stává „černou dírou“. Na možnost takového gravitačního kolapsu poukázal jako první v roce 1939 Robert Oppenheimer. Domníval se však, že je to jen kuriozita v řešení relativistických rovnic a nemá žádný vstah k realitě. Opustil tuto problematiku a nadále pracoval jako jeden z vedoucích projektu vývoje americké atomové bomby. S výjimkou malé hrstky nadšenců fyzikové na černé díry téměř zapoměli až do počátku 60. let, kdy nová pozorování odhalila daleko ve vesmíru mohutné gravitační zdroje, pro které se těžko hledalo vysvětlení. S pojmem „černá díra“ přišel v roce 1969 americký teoretický fyzik John Wheeler. Wheeler se jednou vyjádřil že „černá díra nemá vlasy“, tedy že z černé díry nemůže za žádných okolností nic vylétnout. V téže době dokázali Roger Penrose a Stephen Hawking z univerzity v Oxfordu, že černá díra obsahuje relativistickou singularitu, „bod nula“, kde vznikají nekonečné hustoty. Černá díra není vydět. Skrývá se uvnitř tzv. „horizontu událostí“, sféry, která ji obklopuje a kde je prostor tak zakřiven, že ani světlo nemůže uniknout. Všechno co do sebe černá díra vtáhla, zůstává pohřbeno uvnitř. Horizont také brání vnějšímu pohledu na fyzikální singularitu, ketou má díra ve svém středu. Hodiny, které by padaly do černé díry, by pro vnějšího pozorovatele šli stále pomaleji, postupně by byly stále červenější a hůř viditelné, až by zcela zmizely. Protáhlé objekty by gravitační síly v blízkosti černé díry roztrhaly na kusy, protože síla na straně bližší k díře by byla mnohonásobně větší než síla na straně vzdálenější. Hvězdy větší než desetinásobek hmotnosti Slunce čeká osud černé díry. Samotná černá díra je syce neviditelná, ale může nastat případ kdy se ocitne v blízkosti jiné hvězdy a rotuje s ní v tzv. „spirále smrti“. Bylo pozorováno několik kandidátů na černou díru, jedním z nejvážnějších je Cygnus X-1, vzdálená 6 500 světelných let. Astrofyzikové si představují že vysává hmotu z hvězdy s níž tvoří dvojhvězdu, a tím vytváří mohutný zdroj rentgenového záření. Černé díry jsou možná i v centru většiny galaxií a vytvářejí společný hrob pro mnoho hvězd starších generací.
Černá díra…
Čočkové Dalekohledy
Jednoduchý čočkový dalekohled, zvaný také refraktor obsahuje dvě čočky. Velkou spojnou čočku s větší ohniskovou vzdáleností tvořící objektiv na konci dalekohledu a menší okulárovou spojnou čočku s malou ohniskovou vzdáleností. Do ní se dívá pozorovatel. Objektiv shromažďuje světelné paprsky vzdálených předmětů a láme je tak, že vytváří “skutečný” obraz obrácený vzhůru nohama. Světelné paprsky tohoto obrazu procházejí okulárem, lámou se a vystupují z něho rovnoběžně. Jelikož oko nepozná, že se světlo lámalo, jeví se mu vzdálené předměty jako zvětšené.
Čočkové dalekohledy…
Dobývání vesmíru
Vesmír je doposud neprozkoumané území, které se skládá z milionů hvězd, planet a možná i galaxií. Až v tomto století se stala věda natolik vyspělou, že ho lidé začali studovat i zblízka. Na Zemi je spousta radarů a hvězdáren, kterými se vesmír zkoumá. Jsou v Africe, jako například La Palma a Sutherland. V Americe jsou Lick, Las Campanas, La Silla, Cerro Tololo a další na celé zemi. Prostředek pro dopravu do vesmíru jsou rakety a odpalovací rampy. Kosmický věk začal 3. 10. 1957, kdy Sovětský Svaz vypustil první umělou družici Sputnik 1. Po roce 1957 družice nesoucí vědecké přístroje nebo kamery přistály nebo letěly kolem každé planety sluneční soustavy kromě Pluta. Tyto sondy neměly posádku. Další měla na palubě psa a před téměř čtyřiceti lety do ní nasedl člověk. Byl to Jurij Alexejevič Gagarin. Na lodi Vostok uskutečnil 12. 4. 1961 let do vesmíru trvající 108 minut. Roku 1968 začal americký program Apollo na prozkoumání Měsíce. 21. 7. 1969 přistala vesmírná loď Apollo 11 se dvoučlennou posádkou na Měsíci. První člověk, který vstoupil na povrch Měsíce byl Neil Alden Armstrong. V roce 1977 Voyager 1 a Voyager 2 vypuštěny na vůbec nejdelší kosmickou cestu. Většina kosmických sond má sluneční panely. Ale Voyagery letěly příliš daleko od Slunce, takže byli napájeny malými jadernými generátory. Byly nejrychlejšími tělesy, které vyrobil člověk. Vesmírem letěly rychlostí 52 000 Km/h. Měsíce dosáhly za necelých deset hodin. Lodi Apollo trval let 3 dny. Voyager 1 doletěl k Saturnu roku 1980. Voyager 2 doletěl roku 1989 k Neptunu. Oba potom opustily naši sluneční soustavu. Roku 1986 Byla vypuštěna sovětská stanice Mir. Má 6 spojovacích částí a připojením dalších modulů je možné vystavět neomezeně velký komplex. Nyní létají do vesmíru raketoplány. Jsou to kosmické pilotované lodi, které startují vertikálně jako raketa, ale přistávají horizontálně jako letadla. Hlavní výhodou raketoplánu je jeho opakované využití.
Dobývání vesmíru…
Alternativní zdroje elektrické energie
Ze zdrojů, využívajících k výrobě elektřiny obnovitelné zdroje energie mají kromě vodních elektráren největší význam a perspektivu solární (sluneční) a větrné elektrárny. V našich podmínkách se solární a větrná energie podílí na dodávkách elektrické energie jen minimálně. Kromě technických problémů a vysokých pořizovacích nákladů je problém také v tom, že solární a větrná energie mají v porovnání s ostatními zdroji velmi malou výkonovou hustotu (jednotka kWh/m2). Jde o to, že na výrobu určitého množství energie musí mít technické zařízení určité rozměry. Následující tabulka ukazuje, že z tohoto hlediska (a tím i z hlediska ekonomického) jsou na tom obnovitelné zdroje velmi špatně:
• větrná elektrárna – 0,13 kWh/m2
• solární elektrárna – 0,25 kWh/m2
• vodní elektrárna – 108 kWh/m2
• uhelná elektrárna – 500 kWh/m2
• jaderná elektrárna – 650 kWh/m2
Elektrárny…
Zadání příkladů na fyziku
2.23 Plavec plave v řece vzhledem k vodě stálou rychlostí 1,5 m * s-1. Rychlost proudu v řece je 3,5 m/s. Jak velkou rychlostí se plavec pohybuje vzhledem ke břehům řeky, jestliže plave a) po proudu, b) proti proudu řeky?
Fyzika příklady – rychlost, zrychlení…
částice
a) látkové částice – fyzikální objekty malých rozměrů (molekuly, ionty, atomy, atomová jádra, elementární částice). Jsou charakterizovány například hmotností, elektrickým nábojem, rozměrem, tvarem, složením, vzájemným působením, při kvantovém popisu též kvantovými čísly;
b) polní částice – elementární částice přiřazené v kvantové teorii polím (kvanta těchto polí); například foton pro elektromagnetické pole, graviton pro gravitační pole.
Fyzikální pojmy…
Hmotnost
1kg = 1000g
1dkg = 10g (1dkg =0,01kg)
1mg = 0,001 g
kg – kilogram, g – gram, dkg – dekagram, mg – miligram
1 libra = 0,45359 kg (1 libra = 453,592 g)
Hmotnost-převody jednotek…
Hustota látek
Hustota ρ látky je definovaná jako poměr její hmotnosti M a objemu V, který látka zaujímá.
M
Ρ = —-
V
Takto jednoduše můžeme definovat hustotu homogenních (stejnorodých) látek. Těžko lze
definovat hustotu porézních látek, jakými jsou např. keramické látky a pěněné polymerní látky.
Hustota vyjadřuje množství látky (pevné látky, kapaliny i plynu) v jednotkovém objemu (1 m3).
Různé látky mají obecně různou hustotu.
Hustota látek…
téma:Měření smykového tření
dokument MS word
stahuj zde:http://data2.edisk.cz/stahni/88545/laborky2.doc_119.5kB.html
Magnetorezistor je rezistor, jehož odpor je závislý na magnetické indukci. Na obrázku níže je ukázána principiální stavba takové součástky. Nejčastěji obsahuje antimonid india s jehličkami antimonidu niklu, které se dostanou do látky při výrobě speciálním teplotním programem tuhnutí. Jehličky mají tloušťku ? 1 µm, délku do 50 µm a jejich vzdálenost je 1 až 100 µm. Při přiložení elektrického napětí se nosiče náboje pohybují přímočaře tělískem, pokud nepůsobí magnetické pole. Existuje-li kolmo k elektrickému poli magnetické pole, budou podle Halla nosiče náboje, jak je ukázáno na druhém obrázku, v polovodičovém materiálu silně vychylovány.
Obrázek
Při vstupu do jehliček NiSb se budou vracet zpět; budou se tedy pohybovat příčně k elektrickému poli, protože částice NiSb jsou elektricky silně vodivé, tj. intenzita elektrického pole je v příčném směru nulová a rozdělení nosičů náboje bude rovnoměrné. Tím budou v závislosti na magnetické indukci prodlouženy proudové dráhy, což v souladu se vztahem R ~ l (délka vodiče) odpovídá zvětšení odporu. Polarita magnetického pole přitom nehraje žádnou roli. Magnetorezistor se často používá jako snímač u počítacích zařízení (čítačů).
Magnetorezistor…