Zaujal vás nějaký fyzikální jev? Nevíte si rady s jeho vysvětlením? Neváhejte a napište nám svůj dotaz!
nalezeno 1493 dotazů
972) Kolik fotonů projde a kolik se odrazí?
10. 06. 2003
Dotaz: V knize Richarda Feynmana jsem se dočetl jen tak mimochodem, že se ví, kolik
fotonů pronikne při přechodu např. ze vzduchu do skla, a kolik se odrazí, ale
neví se proč. Ta knížka není nejnovější, už se to ví? A proč? (Otakar Švenda)
Odpověď: Nevím přesně, kterou větu ve které knize máte na mysli, a tak těžko
posoudím, zda jde o básnický obrat, který zdůrazňuje cosi trochu jiného.
Rozhodně nemůžete např. říci, že jistý foton projde, jiný taky, ale
ten další se odrazí. Ale to nemůžete říci hlavně proto, že kvantové
částice (mezi než foton patří) prostě nemají svou individualitu.
Příklad: Můj táta mi poukáže na mé sporožiro ze svého konta 100 Kč,
máma taky. Chci dát sestře stovku, ale ta si vymiňuje, že to musí být ta
matčina a nikoli otcova. To samozřejmě nedává smysl, stokoruna na mém
tisícikorunovém kontě je neodlišitelná od ostatních devíti stokorun, co
jsou tam spolu. Pak ovšem taky nemá smysl přemítání, když každý týden
dostávám dvě stovky a jednu dávám, zda právě příchozí stovka zůstane
nebo "projde" dál.
Dotaz: Co to je kaleidoskop a jak funguje. (Martin)
Odpověď: Milý Martine, kaleidoskop je v nejednodušším provedení trubička
z tvrdého papíru, uvnitř které jsou dvě, tři nebo více rovinných zrcátek a
několik barevných sklíček. Při otáčení kaleidoskopu se sklíčka různě
přesypávají a v zrcátkách vidíme hezké pravidelné obrazce. Jak tedy vznikají?
Pokud postavíte před dvě zrcátka, která spoju svírají úhel alfa, nějaký předmět,
uvidíte nejen předmět, ale i jeho obraz
v každém zrcátku a pak také obraz obrazu z druhého zrcadla atd. Pro lepší
pochopení si to nakreslete nebo si pohrejte se zrcátky a sledujte počty obrazů svého obličeje pro
různá vzájemná nastavení zrcátek. Jestliže velikost
úhlu alfa při vynásobení celým číslem dává 360°, potom vidíme pravidelný
obrazec, který se skládá z n dílů (n = 360°/alfa).
Dotaz: Jestliže se všechny objekty ve vesmíru od nás vzdalují (tedy do všech směrů),
pak by to znamenalo, že jsme ve středu Vesmíru? Nebo je někde "vpředu" a
"vzadu"? (Pavel Dombrovský)
Odpověď: Jsme ve středu, a to stejně jako kdokoliv jiný. Příklad: dvojrozměrní
mravenci lezou po nafukovacím míčku, který někdo nafukuje. Každý z nich
vidí, že se každý jiný od něho vzdaluje (samozřejmě měřeno po povrchu
míčku, jsou přece dvojrozměrní). Každý z nich má tedy (stejné) právo
věřit, že je to on, kdo je středem Vesmíru.
Dotaz: Dokázal již někdo přijatelně vysvětlit proč jsou některé látky průhledné a
průsvitné? Jak procházejí fotony hmotou? Nezdá se mi, že by šlo o postupné
předávání vlnění z čelní plochy skrz až na plochu výstupní. Dopadající fotony
přece nemají takovou energii, aby dokázaly rozkmitat celou tlošťku a navíc (u
látek průhledných) bez zkreslení. Jak to ty fotony dělají? (Pavel Dombrovský)
Odpověď: Vaše formulace se mi zdá být zatížena takovou "materiální"
představou fotonů jako kuliček z něčeho zformovaných - třeba střel, které
si mají prorazit cestu "nepřátelským územím". Ale tomu tak není. Realitě je
stejně blízká představa, že foton je pomluva, která se šíří mezi lidmi -
vzruší je (rozkmitá je), oni ji předají dál, a zapomenou na ni. I toto je
samozřejmě jen příměr.
Chcete-li hlubší fyzikální obraz, podle kterého by taky šlo něco
spočítat, pak nezbyde než sáhnout po nějaké učebnici fyzikální optiky.
Z hlediska kvantové teorie je to všecko jednak složitější, jednak
jednodušší. Zavádíme tzv. účinný průřez pro to, abychom jednoduše popsali
"velikost terče" při interakci (srážce); průběh srážky se počítá kvantově,
ale o tom nemá smyslu mluvil takhle "letmo". Taky foton (coby kvantovaná
elektromagnetická vlna) v látkovém prostředí je "něco jiného" než foton ve
vakuu - v látce se prostě na elektromagnetických kmitech E, B "přiživí" i
nabité částice tvořící látku (jádra, elektrony). Proto vychází ustálená
rychlost menší než c. Rozbor přechodových jevů je dosti složitý i klasicky
(viz např. Stratton: Teorie elektromagnetického pole).
Mimochodem, takové neutrino dokáže proletět Zeměkoulí s velice
vysokou pravděpodobností, že se vůbec neodchýlí.
Dotaz: Neutron se rozpadne na proton, elektron a neutrino, přestože je neutron (1x
up-kvark + 2x down-kvark i proton (2x up-kvark + 1x down-kvark) složen pouze
z kvarků. Je nějaké jednoduché vysvětlení? (Rostislav)
Odpověď: Je. Rozpady elementárních částic jsou dosti nepodobné rozpadu například
zteřelé nákupní tašky, ze které vypadávají jednotlivé věci, které tam
byly. V případě částic jde o přechod do odlišného stavu (když řeknu do
jiného stavu, tak to vyvolává jiné asociace) - ve vašem příkladu d-kvark
přejde na u-kvark (vlivem slabé interakce) se současným vysláním elektronu
a neutrína. d-kvark tam pak UŽ není, u-kvark tam před rozpadem nebyl,
elektron a neutrino taky ne.
