Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 1493 dotazů
1455) Energetické ztráty částic
06. 03. 2002
Dotaz: V "Atomy, jádra, částice" je pro energetické ztráty těžkých nabitých částic
při průchodu hmotou uvedena Bethe-Blochova formule, platící pro oblast energií
(1MeV, 105 MeV). Jaké jsou energetické ztráty v oblasti keVů? (Vlasta)
Odpověď: Se snižující se energií částice energetické ztráty (tj.
-dE/dx) nejprve vzrůstají (podle Bethe-Blochovy formule),
ale v oblasti řádově keV dosahují maxima a při dalším
snižování energie částice rychle klesají k nule. Teoreticky
popis brždění částice v této oblasti je velmi obtížný
(rozhodně se nedá použít Bethe-Blochova formule), protože
do hry vstupují komplikované korelace s vnitřním pohybem
elektronů v atomech atd. S maximem energetických ztrát
při malých energiích souvisí pozorované ostře maximum
ionizace na konci dráhy částice, kterého se využívá např.
v moderních metodách nádorové terapie pomoci svazku
urychlených částic (vhodnou volbou energie lze maximální
účinky svazku částic "zaostřit" do oblasti nádorů, čímž
se minimalizuje poškození okolní zdravé tkáně).
Dotaz: Koule o stejném průměru 1 m, budou puštěny ze stejné výšky, 1.koule má
hmotnost 100 kg a 2.koule má hmotnost 10 kg,která dopadne na zem dříve?
Neuvažujeme-li homogenní prostředí. (Pavel Dvořák)
Odpověď: Pokud nebudeme uvažovat odpor vzduchu, pak obě koule dopadnou na zem
současně. Doba letu při volném pádu nezávisí na hmotnosti tělesa, které
padá.
Když ale vezmeme v úvahu odpor prostředí (vzduchu), pak jako první
dopadne na zem těžší koule, protože na ni působí větší výsledná síla,
která ji urychluje. Pro pohyb koule můžeme napsat pohybovou rovnici
mg - F = ma => g - F/m = a , kde ale F závisí na rychlosti, takže
pro spočtení doby pádu je třeba integrovat tuto rovnici.
I bez integrace je ale jasné, že těžší koulí odpor "méně vadí" a dopadne
dříve. Vyzkoušejte si to.
Komentář k dotazu (21.10.2003): V dotazu na dobu volného pádu dvou stejných těles různých hmotností
uvádíte, že na těleso působí síla způsobená odporem vzduchu. Můžete mi
poradit, jaký je vzorec pro tuto sílu nebo kde jej mohu najít? Děkuji. (Jiří Vašica)
Odpověď:
Ve středoškolských učebnicích najdete Newtonův vzorec pro velikost
odporové síly ve tvaru F = 1/2.C.ρ.S.v 2.
C je zde tzv. součinitel odporu, který závisí na tvaru tělesa a jeho
hodnota byla změřena experimentálně pro jednotlivé tvary téles (hodnota
se pohybuje v rozmezí 0,03 - 1,33, pro kouli je jeho velikost rovna
číslu 0,48), ρ je hustota prostředí, které těleso obklopuje,
S obsah průřezu tělesa kolmého na směr pohybu a v rychlost relativní
rychlosti (je tedy jedno, zda se pohybuje těleso nebo kolem něj proudí
tekutina).
Tento vzorec platí pro běžné rychlosti, kterými se tělesa v tekutinách
pohybují nebo kterými tekutiny kolem těles proudí. Pokud by relativní
rychlost tělesa vůči tekutině vzrostla nad rychlost zvuku v daném
prostředí, bude odporová síla úměrná ne druhé, ale třetí mocnině
rychlosti. Naopak při velmi malých rychlostech bude síla úměrná pouze
první mocnině rychlosti.
Dotaz: Chtěla bych Vás požádat o nějaké informace oblízkém bodu oka. Pokud by bylo možno poskytnout nějaké informace o tom, co je to, jak na tento bod působí stáří apod. (Lucie Slancová)
