Pokud si chcete zřídit uživatelský účet, napište nám prosím na sos.hp.ff (zavináč) gmail.com. V mailu prosím uveďte zejména to, pod jakou přezdívkou u nás chcete vystupovat!
Možná se při čtení zarazíte, proč se v textu občas objevuje xxx. Je to samozřejmě šifra - na těchto místech se skrývá text přísloví. Celé se objeví až v závěrečné poznámce.
Občas něxxx zatouží stát se učitelem fyziky. To se nemůže věnovat xxx povolání? Asi ne. A tak se učí spočítat energie pro nekonečně hlubokou potenciálovou xxx, zjistit, že elektrický proud opravdu xxx, a vůbec si často nabít ústa naprosto xxx.
A pak se postaví před studenty! Připadá si jako doxxx neboli blboun nejapný. Jenže když o fyzice celý život sxxx, tak to přece nevzdá! Takže píše přípravy, promýšlí písemky a chystá pokusy, až z toho na ústa xxx. A proč? Líčí vějičky na další fyzikální dušičky.
A místo toho se propadá on sám hlouběji a hlouběji do své oblíbené vědy.
Kdo jinému jámu kopá, sám do ní padá. Přísloví pro nadšené pedagogy jako stvořené.
Děkuji Toře za inspiraci - drabble je na její objednávku, tak si ho užijte.
Četli jste úžasnou knížku George Gamowa (a později i Russela Stannarda) Pan Tompkins (stále) v říši divů? Popisuje mnoho zajímavých situací na základě neustále stejného úvodního schématu: hlavní hrdina usne na fyzikální přednášce a propadne se přímo do tématu, které je na ní probíráno. Je to dost velká drzost, ale zkusme jeden příběh přidat.
Takže přednášející mluví, drásá na tabuli vzorce, a panu Tompkinsovi už padá hlava...
Otevřel oči. Než se stačil rozkoukat, cosi do něj vrazilo, až se roztočil. A po chvíli znova a znova.
"Nechte mě!" zakřičel. Nenechali. Kam až dohlédl, točily se miliardy spolutrpitelů a z dálky zaznívala podivná píseň:
"Stojatá vlna - ouha,
je dvanáct centimetrů dlouhá,
molekuly vody rotují,
potraviny oteplují.
Magnetron silným je zdrojem
s proměnným magnetickým polem
o frekvenci gigahertzové..."
"Myslím, že máslo se už rozpustilo!" řekl povědomý hlas. "Mikrovlnka je skvělý vynález."
Maud?
No to je tedy dílo! Jeden si zajde na přednášku z elektrotechniky, objedná si sen o vysokofrekvenčních oscilátorech, a místo toho pomáhá v kuchyni své vlastní manželce!
Princip mikrovlnné trouby spočívá v roztočení molekul vody, obsažené v potravinách - v másle jí je skoro dvacet procent - vlivem vnějšího elektromagnetického pole. Zdrojem tohoto záření je magnetron, který budí vysokofrekvenční oscilace na frekvenci 2,45 gigahertzu, čemuž odpovídá vlnová délka dvanáct centimetrů. Magnetrony jsou však součástí nejen mikrovlnek, ale i radarů a naprašovaček, které vytvářejí kovové povlaky na řezné nástroje či pokovují vzorky pro elektronové mikroskopy. Takže skončit v mikrovlnce je ze všech možných aplikací to nejnudnější. :D
Další střípek z vědeckého nebe a pokračování periodické tabulky.
Dole na zemi se připravují Flerov (1967, Sovětský svaz) a Ghiorso (1970, Spojené státy) bombardovat těžká jádra lehčími, aby vytvořili nový prvek.
A nahoře ve vědeckém nebi jsou připraveni jejich fanoušci, kteří ani po smrti neztratili zájem o nejnovější objevy z oblasti radioaktivity. A jsou velmi natěšení - ve vzduchu totiž visí šance vstoupit do učebnic ještě jednou, nejen kvůli svým zásluhám zaživa. Totiž - po některých z nich už nějaký prvek pojmenovali, a po jiných ještě ne...
"Flerove, k palbě připravit!" zavelel Niels Bohr. "Neonem do americia - tři, dva, jedna... pal! Je tam! A bude můj!"
"Těžko, kolego!" zahlodal červík závisti v Ottovi Hahnovi. "Ghiorso, dusíkem do kalifornia! Je tam! A bude můj!"
"Nechápu je," zvedla oči Lisa Meitnerová. "Stejně ten prvek vydrží nejvýš třicet dva hodin."
"Pořád víc, než ten váš," rýpla si Marie Curie.
"Bledá závist, madam. Jméno Joliotium se neujalo! Vaše rodinka ostrouhala."
"Transfermium," pronesl Fermi, "ten název by mu mohlo zůstat."
"Dal bych přednost neutrálnímu označení," pronesl Rutherford. "Co prostě stopětka - unilpentium?"
"Tak prý Dubnium!" zahlásil Seaborg. "Na počest všech vašich dubových palic!"
Prvek dubnium má zajímavou historii. Byl připraven na dvou pracovištích v množství několika atomů - a ta čárka v hmotnostním spektrometru způsobila téměř dvacetiletý spor o prvenství. Nakonec se mezinárodní názvoslovná komise rozhodla přiznat prvenství ruským vědcům a pojmenovat prvek dubnium - ne podle tvrdých palic, ale podle Dubna, kde byl poprvé připraven.
To je tedy téma - závěrečná poznámka bude mít opět hody. :D
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.
Pro kontrolora - 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.
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.
Jak jsem se dívala, za našich mladých let byl žhavá novinka laser - ale nebudu raději specifikovat, jaký - podle toho se dá dohledat, kolikrát jsme už s úspěchem slavily třicetiny. :)
"Před lety, to jsme měli pohodlíčko," zívl atom neonu. "Výtah až na metastabilní hladinu."
"Jak nás zvedaly atomy helia?" zamumlal z polospánku druhý neon. "To moc pohodlné nebylo, vždycky do nás vrazily."
"Ale laserovali jsme! Nevzpomínáš na to, jak krásně červeně jsme zářili? Inženýr Petrů býval tak nadšený!"
"Ten tu taky dlouho nebyl. A vůbec, kde je helium?"
"Zdrhlo. Propasírovalo se přes sklo."
"Takže šestsettřicedvojku bez něj nedáme. A hrát si na výbojku se mi nechce. Pojď zase spát."
"Dobrou."
"První helium neonový laser, z roku 1963," uvedl exkurzi fyzik. "To už je let. Ale pamatuji časy, kdy ještě laseroval."
Tento laser byl helium neonový, to znamená, že jeho základem byla vyčerpaná skleněná trubice, naplněná heliem a neonem v poměru přibližně 10:1. Totiž, aby z laseru vyšlo laserové záření, musí se atomy neonu dostat na metastabilní hladinu, což není vůbec jednoduché.
Ale když něco nejde přímo, jde to oklikou - atomům helia se dodá pomocí elektrického pole energie, kterou předají při srážce atomu neonu. Protože atomy neonu si tuto energii nechtějí nechat, vyzáří ji ve dvou kouscích - a jeden z nich odpovídá právě energii, jaké má červené světlo laseru - té odpovídá vlnová délka 632,8 nanometrů.
Pokud máme v trubici jen čistý neon, na této vlnové délce nezáří a svítí na jiných vlnových délkách, ty ale nemají vlastnosti laserového paprsku. (Každý už je viděl, neonem se plní světýlka na vypínačích. )
Atomy helia se časem dokáží prodifundovat přes sklo, a tak laser, který před šedesáti lety krásně fungoval, už dnes slouží jen jako muzejní exponát.
Jestli téma dá, napíšeme si o tomto laseru více - třeba o tom, že každý laser má rezonátor, a jak takový rezonátor funguje.
Tak dneska je to hádanka... kdo uhodne, má... dobrý pocit. :)
Jak se jmenuješ?
...
Ne, "dé tři" je přezdívka. Nejsi sodík, jak jsi zkusil namluvit Jansenovi! D3 čára tě identifikuje, je tvůj otisk prstu! I Rutherford a Royds tě podle ní rozpoznali, když ses tvářil jako kladně nabitá částice.
...
Podle svědectví Lockeyra se vyskytuješ ve fotosféře. Kde jinde tě ještě najdeme?
V mořské vodě? V uranitu? V zemním plynu?
...
Co ještě umíš, kromě žlutého svícení?
Jsi supratekutý? Ano, Kapica je ti svědkem, dobrá.
...
Jsi lehounký? Tak budeš nadnášet vzducholodě!
...
Zvuk je v tobě extrémně rychlý? Nadechnu se tě a budu mluvit jako kačer Donald!
...
Končíme. Teď už zná tvé jméno každý.
Myslím, že podle poslední nápovědy už prvek poznali všichni. Rychlost šíření zvuku v heliu je skoro třikrát vyšší než ve vzduchu, proto je zvuk, který vydávají hlasivky v heliové atmosféře, také třikrát vyšší.
...
Helium je druhý nejlehčí prvek, a na rozdíl od vodíku není hořlavý, proto vzducholodě.
...
Supratekutost helia je kapitola sama pro sebe. Kapalné helium má velmi malou viskozitu, tedy by se o něm dalo uvažovat jako o ideálním mazivu pro různá ložiska, kdyby ovšem jeho teplota nebyla pouhé čtyři kelviny. Na druhou stranu, s jeho pomocí lze zchladit řadu látek, které při této teplotě vykazují supravodivost. Takže studium helia v kapalném skupenství je velmi zajímavé - viz Pjotr Leonidovič Kapica a jeho kniha Vzpomínky na kapalné helium.
...
Výskyt helia na zemi není tak častý jako ve vesmíru, kde tvoří jádra řady hvězd. Tam také bylo objeveno Lockeyrem, který správně poznal, že je to nový prvek. Charakteristická pro něj byla čára D3 s vlnovou délkou 587,5618 nanometrů.
...
Tuto čáru naměřili i Rutherford s Roydsem, když se snažili zjistit, co jsou zač alfa částice. Správně, kladně ionizované atomy helia.
...
Jansen jako první pozoroval D3 čáru ve fotosféře Slunce při jeho zatmění. Vcelku logicky předpokládal, že když se nachází blízko čar sodíku D1 (589,592 nm) a D2 (588,995) - sodíkový dublet - že bude také patřit k sodíku, proto označení D3.
Uznávám, dneska to byla rychlá inspirace z Wikipedie, ale jestli téma dá, napíšu o heliové hledačce a jejím čichacím módu. Anebo o helium neonovém laseru.
Zase jedno drabble z elektronové mikroskopie. Mikroskopička si přinesla tentokrát biologický vzorek. A protože tušila, že to nebude jednoduchá práce, pozvala si jako konzultanta staršího kolegu.
"Stejně je zajímavé," protáhl se mikroskopik, "jak se historie opakuje. Vlastně neopakuje, stoupá po spirálách. Když si v roce 1947 nechal profesor Herčík přivézt elektronový mikroskop, jako první snímkoval bakterii Escherichia coli. Aby se podíval, jestli na ní neuvidí stopy působení bakteriofágů. Ti byli pro tehdejší transmisní mikroskopy příliš drobní. Dneska jsou v nich vidět v pohodě."
"Historie se opakuje," zavrčela mikroskopička, "bakterie je přes celý monitor a bakteriofágy na ní nevidím. Asi, že jsou pro skenovací mikroskop příliš drobní?"
"Špatně hledáš," oponoval kolega. "Jsou tady. Vidíš ten malinkatý kamínek? Tak to je hlavička. Tohle hledáš. Prostě koukej po hlavičkách."
Bakteriofágové jsou zajímaví tvorové. Napadají a ničí bakterie, což může být prospěšné - používají se jako alternativa antibiotik. V skenovacím elektronovém mikroskopu se hledají právě podle hlaviček, které mají charakteristický mnohostěnný tvar. A jen ti nejlepší mikroskopici dokáží zobrazit i krčky a bičíky.
A pak vznikají takováto úžasná videa: https://www.youtube.com/watch?v=V73nEGXUeBY.
Po návratu ze Salcburku vybalil Cimrman zakoupené suvenýry a jal se ověřovat jejich sférickou symetrii. Poté, co od geometrické teorie přešel ke gastronomické praxi, si zděšeně uvědomil, že jeho soukromou rezervu, chovný pár šlechtěných australských červotočů, dva roky nikdo nenakrmil. S bušícím srdcem uchopil židli, v níž ukryl brouky před zraky policejních nohsledů, a strnul. Pár, původně krmený ostěním univerzitní knihovny pro zvýšení inteligence a kognitivních schopností, nyní nedal zahynouti sobě ani budoucím. Navýšili i svou žravost, což prokázali po rozpadu křesla, kdy atakovali zbytek místnosti.
Cimrmanova ztráta nábytku obohatila naši mateřštinu o nový výraz. Zvolal totiž zděšeně: CIMR FREI!
Když jsem si procházela fandom Věda ve sto slovech, zjistila jsem, že do něj letos přispělo právě deset autorů. Kdo je tedy ta desítka statečných, kteří se rozhodli popularizovat svůj oblíbený vědecký obor?
Nesmírně zajímavé bylo povídání Esti Very o možnostech experimentování s radiací na živých organizmech bez živých organizmů, které pochází Z deníčku zmatené stážistky.
Velice si vážím každého drabblete od HCHO, která nás poučuje o možnostech moderní medicíny. Vybírám povídání o tom, jak přelepit to zatracené Úřední razítko a zachránit tak lidský život.
Mám velkou slabost pro nelétavého štramáka zvaného netopýr budečský rozšiřujícího nám nahluchlým obzory o životě létavých savců. Opravdu myslíte, že oni si někdy užívají Tichý večer?
I drsný fyzik Dr. Dark Current letos nemohl chybět a přispíval hojně a o tématech zajímavých. A jak vlastně jeho kariéra v oboru začala? Přečtěte si drabble Rozhodující elektrický šok.
Díky jednomu zadání nás mohl přijít navštívit i host neobvyklý, spisovatel Karel Čapek. Doufám, že by se moc nezlobil za zadání, které dostal: napsat fejeton na téma Kdybych byl vědcem.
A nakonec ještě jednou Esti Vera. Hned na nulté téma napsala drabble s označením Sedmé kotě. Je součástí letošní padesátkové povídky Kočka v krabici. Budí ve mně naději, že fandom díky ní nebude pospávat až zase do dubna, ale ještě se nějaké zajímavosti letos dočkáme.
Děkuji všem autorům, všem čtenářům a komentujícím a přeji především zdraví a hodně inspirace a nápadů. Na shledanou při komentování, ale hlavně - zase v dubnu!
Věnováno mým milým betám, především Toře, která vymyslela konkretizaci zadání:
Napiš o tom, koho poprvé napadlo matlat ebonitovou tyč liščím ocasem!
Copak liščí ocas, ten existoval od třetihor, ale ebonit! A kdo je dal poprvé dohromady? Musíme se ponořit hluboko do historie.
První, kdo objevil elektrostatické účinky tření, prý byl Thales z Miléta.
Jenže - ten měl k dispozici jen jantar.
Posuňme se k Benjaminu Franklinovi, otci triboelektrické řady. Klatě! Vytvořil ji sto let před vynálezem ebonitu.
Charles Goodyear vůbec neplánoval ebonit na takové pitomosti. Chtěl náhražku ebenového dřeva. To, že získal vynikající elektrický izolant, se zjistilo až později.
Ještě v učebnici z počátku dvacátého století se doporučuje na pokusy pečetní vosk.
Takže kdo to tenkrát poprvé zkusil?
Nevím.
Neznámý Učitel Fyziky.
Vezměme to tedy po řadě.
U Tháleta není jisté, co přesně s jantarem prováděl. Obvykle se cituje jen věta „Aristotelés a Hippiás praví, že přiřkl i neživým věcem účastenství na duši, a usuzuje tak podle magnetovce a jantaru.“ z díla Diogenes Laertius, Životy, názory a výroky proslulých filosofů. Dá se soudit, že Thales pozoroval přitahování drobných předmětů - odlomků slámek, pazdeří, peříček ke třenému jantarovému šperku.
Triboelektrická řada, jejíž jedna verze vznikla kolem roku 1749 v dílně Benjamina Franklina, obsahuje jen ty materiály, které on mohl znát. Schválně, zamyslete se nad tímto seznamem, v čem se od Franklinova liší.
Vraťme se ještě k zadání otázky, k té učebnici
a skončeme trochu veseleji: odkazem na místo, kde daný dotaz zodpověděli daleko fundovaněji..
Přeji všem krásné finální drabblení a v komentářích a výběrech na shledanou!
Začínající student se přichází seznámit s prostory, kde bude řešit svou bakalářskou práci. Provádí ho profesorova pravá ruka, mladý doktorand.
"Vítej v zkušebně pevnosti. Máme tu zařízení pro zkoušky tahové, tlakové, střihové a tady jsou vzorky."
"Kosti? Jak to můžeš vzít do ruky! Ony jsou..."
"... z jatek, prasečí a neočištěné. Řešíme přece vliv namáhání na odolnost spojení medicínského implantátu a dlouhé kosti! Zahákni ji, teda zacvakni do držáku!"
"Fůůůjjj!!!"
"Fajnovko. Dobře, rozdělíme si to. Budeš měřit náhradní materiály."
"Jaké?"
"Podle studií lze vnější vrstvu kosti simulovat jasanovým dřevem, houbovitý vnitřek balsou. Nebo polyuretanovou pěnou. Ale nejprve musíme prokázat vhodnost náhrady, čili naměřit její tahové parametry a porovnat je s parametry dlouhých kostí, které ti naměřím já. Jinak profesor přetrhne nás."
Medicínské implantáty jsou téma úžasně široké. Podává si tu ruku biologie a fyzika pevných látek. Biologie řeší především biokompatibilitu - zda tělo přijme implantát za svůj, fyzika mechanické vlastnosti - pružnost, pevnost, odolnost proti otěru. Většinou bývá implantát ocelový, pokrytý vrstvami, které tělo přijímá za své. Zkouškám na živých organizmech předcházejí mechanické zkoušky s náhradními materiály, s mrtvou kostí, a pak teprve je implantát vložen do živého těla - vepř je člověku geneticky nejpodobnější, tak to tedy bývá miniprase. Následují klinické zkoušky, řada ověřování, a pak schvalovací řízení. Běh na dlouhou trať, ale výsledek stojí za to.
Jen na ukázku: bakalářská práce fyzika diplomová práce fyzika habilitační práce stomatologa.
osmnácté století, Paříž, Vídeň, Petrohrad a nejspíš i jinde
Hlediště je přeplněné, davy rozechvělých diváků se zajíkají očekáváním. Nesmíme je zklamat.
Zatemňujeme dlouze a okázale. Jakmile utichne šum, objeví se první světelný obraz. Kostlivec, promítnutý na stěnu. Ženy vyjeknou. A vyjeknutí se změní v jekot, když kostra roste. Zahalí ji oblaka kouře a ona se v nich zhmotní a rozletí se proti prvním řadám. Teď už ječí i muži.
Jen jediný si ještě zachoval rozum. "Neblázněte! Je to laterna magika! Jen iluze! Má tu promítačku!"
Běhá po místnosti, hledá lampu, která vysílá obrazy. Nenajde. Je ukryta za zrcadlem. Zpanikaří i on.
Dav útočí na dveře. Nejvyšší čas strhnout závěsy.
V osmnáctém století již byla Laterna Magica, kouzelná lucerna čili pramáti projektorů, známá věc. Tento vynález Christiana Huygense sloužil původně k bohulibým účelům, jako byla výuka zeměpisu či přírodních věd. Ovšem našla se skupina rebelů, kteří objížděli diváky s představeními plnými fantasmagorie. K jejich cti budiž řečeno, že používali nejmodernější technické fígle - pojezd magiky umožnil zvětšování a zmenšování obrazů, promítání na kouř umocňovalo dojem reálnosti. A vlastní lucerna byla pro větší zmatení často ukryta za polopropustnou skleněnou deskou.
Iluze kostlivce je na této rytině, více o fantasmagorických představeních se dočtete zde a zde.
A ještě něco pro radost. Když jsem probírala archívy desek do laterny magiky, narazila jsem na tohle roztomilé zvířátko (škoda, že nezíve :D). Kdopak ví, co to je?
Jednou za dva tři roky se objeví na vědeckém pracovišti milá návštěva. Servisní technik.
Servis v laboratoři u zařízení, které funguje a je ho potřeba podrobit jen kontrolní prohlídce, je čistá radost. Přímo čistá - jako před každou návštěvou vygruntujete, napečete, zkontrolujete zásoby čaje a kávy (Pije černou nebo s mlékem? Tři roky tu nebyl, hurá!) a pak se těšíte.
"Zdravím po letech!" ozve se ode dveří. "Ono to naše dítko nezlobí?"
"Kdepak, na mikroskop je spoleh. Jen katodu vyměníte a zase půjdete."
"To znám. A při té příležitosti se mám podívat na..."
"...vývěvu. Má divný zvuk, cvrliká."
"Cvrliká kanár, vývěva má příst."
Smějeme se oba.
Servisní technik vybaluje nářadí a dává se do práce.
Tak tady je to jako s rybou a hostem - pokud je u vás servis pořád a zařízení nefunguje, je to k vzteku. Pokud přijede jednou za čas víceméně na pravidelnou zdravotní prohlídku přístroje (k ní patří u mikroskopu i výměna katody, ani žárovka přece nevydrží věčně, je to spotřební materiál), je to pro obě strany svátek. A ujištění, že mohou být na svou práci hrdí - jak výrobci mikroskopu, tak ti, kteří se o něj starají v laboratoři průběžně.
A víte, čím jsem si udělala radost? Napsala jsem to z voleje. Bez přípravy, bez shánění podkladů. Za dvacet minut i s betací - díky, milé bety! :D. Joj, kdyby to tak šlo častěji!
Věnováno HCHO jakožto danajský dar, protože mě povzbuzovala, že nevadí, když píší o věcech, kterým nerozumím. :D
Nejmenované místo, čas a prostor, protože některé věci jsou pořád a pořád stejné.
Posluchárna anatomického ústavu praskala ve švech. Budoucí hygienici, optometři, učitelé. Profesor vzdychl. Hlavně je nevyděsit. Především musí vynechat latinu.
"Střední ucho: na bubínek navazuje kladívko, kovadlinka a třmínek připojený k oválnému okénku. Jsou zde dva svaly, musculus tensor tympanii a musculus stapedius..."
Sakra! Latinské zaklínadlo uvedlo publikum do polospánku.
Pozvolna začal zesilovat: "Jmenované kůstky tvoří Jednu VELkou PÁKU!!!"
Posluchačstvo zvedlo hlavy. Polohlasem dodal: "A stah těch svalů vás chrání před ohluchnutím! Jen nereagují okamžitě..."
Udeřil do stolu.
"Nezívejte tam vzadu! Anebo: zívejte! Tympanický reflex se zapíná i při zívnutí. Poslouchejte mě pozorně: Když zíváte, neslyšíte, co říkám."
Třída konečně ožila.
Ucho je fascinující orgán. Dokáže analyzovat výšku tónu (o tom někdy jindy) a vnímat širokou škálu zvuků od těch nejslabších po ty nejsilnější (rozsah 0-120 decibelů nepůsobí tak monumentálně jako rozsah 10^{-12} až jeden watt na metr čtvereční). Mechanizmy zesílení zvuku ve středním uchu jsou právě kladívko, kovadlinka a třmínek, které tvoří páku, zesilující amplitudu kmitů bubínku až 17x. Protože čeho je moc, toho je příliš, dokáží svaly upnuté na tyto kůstky při příliš velké intenzitě zvuku mnohem více než při normálních intenzitách zvuku ztuhnout a zabránit tak mechanickému poškození bubínku a okénka. Tento tympanický reflex má ale relativně pomalý nástup - stovky milisekund, takže ochrání před zvukem hřmění (připravuje se slabounce někde v dáli, než dorazí v plné síle), ale neochrání před prudkou ranou, např. před zvukem výstřelu. Při zívání se zapíná spíše tak nějak jako bonus - chce-li se vám spát, můžete usnout, i kdyby hrom bil. :D
DVD, čti Dost Velká Drzost. Těm, kteří mluví jazykem matematiky a s Maxwellovými rovnicemi elektrodynamiky pracují, případně znají správné a přesné znění oněch rovnic, se omlouvám.
"Vyložím studentům Maxwellovy rovnice. Bez použití matematiky."
"Cože???"
"Připravil jsem čtyři pokusy."
Pustil proud do drátu a magnetka se pohnula.
"Magnetické pole vzniká kolem vodičů s proudem. Anebo tam, kde se mění pole elektrické."
Zasunul magnet do cívky.
"Elektrické napětí vzniká tam, kde se mění magnetické pole."
Otřel ebonitovou tyč liščím ocasem a přejel s ní přes držák chocholu. Chochol se naježil.
"Siločáry elektrického pole vycházejí z náboje. Kladný a záporný náboj mohou existovat samostatně."
"Co čtvrtá rovnice? Tu jde demonstrovat?"
Zlomil magnet, kousky oddálil a posypal pilinami.
"Magnetické pole má vždy severní a jižní pól. Magnetické monopóly neexistují. Doufejme."
Maxwellovy rovnice jsou čtyři pilíře, na kterých lze stavět celou elektrodynamiku, a co víc, i vlnovou optiku. Každou lze interpretovat jako konkrétní fyzikální zákon a jako takovou demonstrovat experimentem.
Rovnice jsou po dvou párové - první vysvětluje, jak změna elektrického pole generuje pole magnetické, druhá, jak změna magnetického pole generuje pole elektrické.
Třetí a čtvrtá se týkají statiky - třetí elektrostatiky, čtvrtá magnetostatiky - čili popisují, jak souvisí elektrická (magnetická) indukce s tím, že je v prostoru elektrický (magnetický) náboj.
Zatímco v elektrostatice je normální, že kladný a záporný náboj jde oddělit (třeme-li ebonitovou tyč liščím ocasem...), severní a jižní pól od sebe neodtrhneme (zlomíme-li magnet, udělá se na jednom konci lomu pól severní a na druhém jižní). Je to zvláštní, ale experimenty až doteď potvrzovaly, že severní pól nemůže existovat bez jižního a naopak. Ovšem teď to vypadá na průlom, který by mohl se čtvrtou rovnicí otřást. Tedy v extrémních podmínkách ve vzácných případech, ale přece jenom by to snad a možná šlo. Popravdě - teoretici zajásají, protože budou blíže Teorii všeho, která sjednotí celou širou fyziku v jeden celek. Pro nás ostatní ale zůstane spíše ta zkušenost, že na zlomeném magnetu se zase udělají póly. :D
Věnováno KattyV a Toře, protože si přály drabble o kočičích očích.
Uvažujeme-li o zvířeti, které dobře vidí i ve tmě, napadne nás jako první kočka. Podívejme se na vychytávky, které u nich příroda aplikovala pro zvýšení citlivosti při nočním vidění.
První zlepšovák je extrémně roztažitelná zornice. Člověk zvětšením jejího průměru ze dvou na osm milimetrů zvětší citlivost na osvětlení šestnáctkrát. Kočka začíná ještě z užší škvírky.
Další trik je přítomnost tapetum lucidum - odrazné vrstvy mezi sítnicí a cévnatkou. Detekujete ji snadno - posvítíte-li do oka člověku, uvidíte červenou skvrnu - světlo projde skrz tyčinky a odrazí se od cév naplněných krví. Posvítíte-li do oka kočce, světlo projde skrz tyčinky a narazí na dvacet vrstev cihliček z riboflavinu a zinku, které ho odrazí zpět do tyčinek k opakovanému zpracování.
Tak ovšem vzniknou dva mírně posunuté obrazy. Nic není zadarmo, ani schopnost vidět potmě.
Do drabble se vše nevešlo, tak ještě poznámku.
Tapetum mají či nemají různí živočichové - pokud ho nemají, pak při posvícení do oka nastává efekt červených očí, pokud mají, při posvícení vidíte barvu tapeta - nejčastěji žlutou, zelenou, někdy i oranžovou. Co živočich, to originální řešení - tapetum má různé tvary a chemické složení. Předpokládá se, že konkrétní provedení závisí především na jídelníčku jedince - jiné tapetum mají koně, jiné psi, ryby, netopýři...
U koček (Felis catus) pokrývá tapetum lucidum téměř padesát procent sítnice a má přibližně tvar zaobleného rovnostranného trojúhelníku s vrcholem nahoru a jeho
základna prochází vodorovně těsně pod optickým diskem (žlutou skvrnou). Tapetální vývoj zpočátku vytváří u koťat nezralé kočičí tapetum světle modré barvy. Převládající barva u koček dospělých se mezi jednotlivci liší od žluté po zelenou. U novorozenců je téměř nezjistitelné, vývoj na dospělecké se ukončuje u tří až čtyřtýdenních koťat. Pak ovšem oko povyroste a tapetum se roztáhne. Tím se může jeho funkce poněkud zhoršit - i stárnutí napomáhá ke ztrátě počtu vrstev.
Histologicky se kočičí tapetum skládá z 15–20 vrstev buněk v jeho středu, postupně se ztenčuje a nakonec zmizí směrem k periferii. Jde o strukturu jakoby postavenou z cihel, je vyplněna především reflexní látkou riboflavinem, uspořádanou do tyčinek.
Tyčinky jsou 4–6 mikrometrů na délku a 0,1–0,12 mikrometrů v průměru a jsou přesně uspořádány v šestiúhelníkovém mřížkovém vzoru, alespoň ve středu tapeta.
Dodejme, že kočka kvůli své orientaci na noční život vnímá užší barevné spektrum, a také to, že kočičí čočka dokáže zaostřit pouze do vzdálenosti šesti metrů a blíže. Což ale není žádná tragédie, protože zvíře se orientuje na lovu nejprve sluchem a čichem.
Příroda prostě pracuje přesně na míru.
Žilo bylo, vlastně žije a je, v Brně jedno gymnázium a v něm kroužek elektronové mikroskopie.
"Studenti, máme spoustu práce. Zvířecí srst musíme očistit, přilepit a pozlatit."
***
"Pane profesore! To je medvěd zelený?"
"Ne, lední."
"Jaktože má tedy zelenou srst?"
"Pod mikroskopem se dozvíme víc."
***
"Jsou to řasy. Ledním medvědům chovaným v zajetí se prý stává, že na nich rostou. Ale co ta díra?"
"Medvědí srst prý je dutá kvůli tepelné izolaci."
"Vzduchová dutina by nekončila na povrchu. Musíme udělat žiletkou podélný řez."
***
"Divné. Jako by ten chlup něco žralo zevnitř. Ale co?"
"Necháme si poradit."
***
Vážený pane kolego, gratulujeme k dokonalým snímkům keratinolytických hub. Považovali bychom si za čest použít je v naší připravované publikaci.
Ten příběh je odvyprávěný z rychlíku, tak ještě pár poznámek.
Že je chudák medvěd porostlý řasami, to jeho ošetřovatelé věděli, ale o těch pod nimi skrytých houbách neměli tušení. Jsou to zvláštní stvoření, tyhle houby - nepochopím, jak se mohou krmit něčím tak odolným, jako je srst. Když chlup naruší, stane se křehkým a srst se může lámat. Nicméně, když byli tihle záškodníci odhaleni, je možné proti nim začít účinně bojovat.
Vědci, to je jiná sorta - ti naopak jásají, že jsou to houby unikátní a k publikaci vhodné. No co už s nimi.
A co studenti? Ti také mají z celé věci užitek. Akce medvěd pro ně byla velkou školou trpělivosti, preparační šikovnosti a mikroskopovací obratnosti. A odměna, kromě pocitu z dobře vykonané práce? Pochvala od profesionálů za technicky dokonalé a krásně koncipované snímky. To potěší.
...až se naučili rozbíjet i atomy.
V atomické éře život bude legrace.
Kupředu se béře civilisace.
Už nebude práce třeba, atom zadělá na chleba.
Atom nám vypere prádlo a při tom vyškvaří sádlo.
Energií atomickou nahradíme práci lidskou.
Nahradí nám všechny stroje elektřinu nafty zdroje...
(Kdo uhodne autora a název písně, má bod.)
Odzvonilo vyhlašovaným regulačním stupňům - nedostatek elektřiny nastat nesmí, to by bral ledaskdo jako útok na osobní svobodu. Jak ale elektřinu vyrábět ve velkém? Voda, vítr, ..., atom.
Štěpení či syntéza.
Při jaderném štěpení se jádro uranu roztrhne na dvě menší plus neutrony udržující řetězovou reakci. Přitom se uvolní vazebná energie uranového jádra.
Syntéza čili fúze funguje opačně - deuterium a tritium spojíme v hélium. Teď trochu matematiky: štěpení - necelý megaelektronvolt na atom, syntéza - sedmnáct!
Tak proč nečerpáme energii z fúze jako Slunce? Teprve se učíme vázat řetězy, které spoutají svobodné plazma, aby sloužilo. Inerciální udržení plazmatu, stelarátor, tokamak. Jména pro energetiku budoucnosti.
Na dnešní drabble má velký vliv odpoledne vyslechnutá přednáška o Tokamaku ITER (jestli bude její záznam zveřejněn, dodám sem odkaz). Jaderná fúze je opravdu směrem, kudy by se mohla energetika budoucnosti ubírat. V textu padla tři cizí slova: stelarátor, tokamak, inerciální udržení plazmatu.
Jen stručně: tokamak je reaktor, ve kterém jsou atomy, které mají reagovat, teplem ionizovány a plazma stlačeno do tvaru prstence.
Stelarátor vytváří místo prstence poměrně složitý řetězovitý útvar.
Inerciální udržení plazmatu je nejvíce cool - malinká kulička materiálu je stlačena pomocí extrémně výkonných laserů tak, že se v ní zažehne termonukleární reakce jako v jádru hvězdy.
Více informací si můžete najít na krásně zpracovaných stránkách https://energetika.tzb-info.cz/10045-elektrina-z-fuze-ii-fyzikalni-zakl….
Za předního vědeckého úderníka
považuju Mikuláše Koperníka.
Slunce zastavil, Zem uvedl do chodu,
tak už tenkrát předělal nám přírodu!
Emil Calda
Unaveně zvedá oči k nebi. Bledý měsíc se vysmívá uznávaným pravdám - bláznivá Luna básníků pokořuje úctyhodný Ptolemaiův Almagest, vymyká se soustavě epicyklů a deferentů, ozubených kol, která pohánějí kolotání vesmíru.
Otvírá jinou knihu. Božská Vergilliova Aeneisis. Z přístavu opět plujem - i tratí se země i města. Věta o hledání pevného bodu - jak je mu blízká! Počkat! Co když tím plovoucím korábem je... Opakuje tolikrát už osvědčený postup Ptolemaiův, vyčísluje trajektorie, jen vychází z jiného středobodu. Osmdesát koleček vesmírného orloje se redukuje na polovinu. A stále jich ubývá. Kopernik setřásá Ptolemaiovy střevíce, ve kterých se učil tak dlouho chodit, z nohou.
V Koperníkově době vycházela astronomie z dokonale rozpracovaného modelu vesmíru podle Ptolemaia a jeho následovníků. Pohyb každého nebeského tělesa byl popsán pomocí nejdokonalejšího způsobu pohybu - rovnoměrného pohybu po kružnici (epicyklus) se středem v naší Zemi. Pokud tato představa neodpovídala pozorování (a to téměř nikdy), přidala se na tuto kružnici další kružnice, která se po ní odvalovala (deferent). Pokud ani toto neodpovídalo pozorování, model se patřičně upravil pomocí dalších kružnic, případně i úseček, na kterých ležely středy deferentů. Vše to perfektně popisovalo pozorování - s několik výjimkami. Jednou z nich byla trajektorie Měsíce.
Koperník udělal revoluční krok - možná že i pod vlivem výše uvedené četby postrčil Zemi do prostoru a na místo středu vesmíru dosadil Slunce. A vše začalo vycházet podstatně lépe, a hlavně: jednodušeji.
Koho tato problematika zajímá více, může trávit příjemně čas ve společnosti stránek https://www.physics.muni.cz/astrohistorie/
Tak dneska má věda hosta, spisovatele z nejoblíbenějších. Snad to není příliš velká drzost.
Tedy, řekli: napiš feuilleton o kmeni! Jářku, já na to, proč ne, ale jak začít? Kdybych byl lesníkem, chodil bych a hlídal, jestli jsou kmeny rovné jako svíce; kdybych byl básníkem, viděl bych v bělostném kmínku břízy dívčí dřík; kdybych byl vědcem, znal bych nejen kmeny, ale i podkmeny. Jenže já jsem spíš klukem, rozverným a zvědavě nenechavým, a umazal bych si o kmen pracičky, zkoušeje zaujatě a soustředěně, dokážu-li s jeho pomocí pohnout zeměkoulí. To už tak kluci a fysici dělávají, že chtějí všemu přijít na kloub, protože každý fysik je kluk, který nevyrostl. A tak to má být.
Kdybych byl doma ve svém podkroví, psal bych další feuilleton do knihy Kalendář. Váš Karel Čapek.
Další mikroskopické drabble - aneb reportáž z drsného světa použité vakuové techniky. Poněkud přetékám do poznámky, ale je to nutné.
Jsem na vrcholu. Přístroje i celého potravního řetězce. Ale vezměme to od začátku.
V mikroskopu musí být vakuum - jinak by nešlo zformovat elektronový svazek. Vysoké vakuum. Na to jedna vývěva nestačí. Dole maká scroll, čerpá od atmosférického tlaku. Na něj navazuje turbomolekulární pumpa - vyčerpá dobře komoru i tubus. Ale na nejfajnovější prácičku jsem tu já. Čerpám okolí katody, žárovky pro elektronový mikroskop. Když se žárovka přepálí, je problém, proto hlídám wolframovou katodu před útokem zlotřilých molekul kyslíku. Jsem iontová vývěva. A jak to dělám? Já celé dny prostě jen žeru.
Cpu se jak nedovřená posledními molekulami vzduchu, které zbyly v čerpaném prostoru. Tvoří mě komůrky - stěny z magnetů, na nich katoda, uprostřed anoda. Vznikají tu elektrony, narážejí do molekul plynu a ionizují je. Ion se rozletí ke katodě a zaboří se do ní jako kulka do písku, vlastně jako kyslík do titanu. Ten se rozprskne a poprašek pohřbívá pod sebou další plyny.
Pochopte, že takhle se cpát molekulami můžu jen do vyčerpání titanu. Pak je potřeba se zrekreovat. Přijde servisák, zapne vypékání. Titan se odpaří zpět na katodu, plyny odsají jiné vývěvy. V ten den nepracuji. Medituji a postím se.
Albert Einstein již roku 1905 začíná přemýšlet o obecnější teorii gravitace, než je dosud uznávaná Newtonova. Poprvé ji publikuje roku 1912 a nazývá ji obecnou teorií relativity. Základ tvoří jediná rovnice, která slibuje, že při zadání vhodných vstupních podmínek vydá řešení popisující libovolný časoprostor. Roku 1917 Einstein podrobuje tuto teorii zkoušce z nejtěžších a ona obstojí - vzniká první matematický model našeho vesmíru (kosmologický model).
O pět let později vychází Fridman (ano, nenápadný hrdina tohoto drabblete http://sosaci.net/node/45670) z Einsteinových předpokladů, ale - díky rozvolnění jednoho z parametrů výpočtu - dospívá k jinému výsledku. Einstein se s tím nedokáže smířit - publikuje dopis, ve kterém označuje Fridmanův článek za chybný (Výsledky... obsažené v této práci se mi zdají být podezřelé). Ale Fridman má oddané přátele...
Pondělí 7. května 1923, byt Pavla Sigizmundoviče Ehrenfesta
"Profesore Ehrenfeste, je tady?" hořel nedočkavostí Krutkov.
"Juriji Alexandroviči, příteli, uklidněte se. Musíte na něj pomaloučku. Víte,..."
"...vím, je to nositel Nobelovy ceny a excelentní fyzik. Ale Fridman má pravdu!"
"Ano, má. Jenže Einsteina o tom musíme přesvědčit. Každý občas trpíme představou, že máme patent na rozum. Albert je génius, ale důvěřuje své fyzikální intuici. Váš přítel, Alexandr Alexandrovič, je zase skvělý matematik, věří pravdě diferenciálních rovnic. A tentokrát má pravdu matematika."
"Ehrenfeste, Krutkove, co to chystáte?"
"Revoluci, Alberte. Přímo kosmologických rozměrů. Započítáme si trochu..."
***
"Nuže???"
Einstein vzdychl.
"Potřebuji čas... Fridmanova rovnice působí neuvěřitelně - ale je-li správná, je naprosto převratná!"
31.5. 1923:
V předchozí poznámce jsem podrobil kritice výše uvedenou práci. Ale má kritika, jak jsem se ujistil z Friedmannova dopisu doručeného mi panem Krutkovem, se zakládala na chybě ve výpočtech. Považuji Friedmannovy výsledky za správné a vrhající na problém nové světlo. Ukazuje se, že polní rovnice povolují spolu se statickými i dynamické (tj. v čase proměnné) centrálně-symetrické řešení pro strukturu prostoru.
Albert Einstein
Toto prohlášení způsobilo obrovský boom možných kosmologických modelů. Všechny mají jednu společnou vlastnost - dokážete-li do nich dosadit množství a typ hmoty ve vesmíru, předpoví vám, jak se bude vesmír vyvíjet v čase - totiž jestli skončí smrštěn zpět do svého počátku, jeho rozpínání postupně ustane anebo se bude rozpínat čím dál rychleji. Poloměr vesmíru byl totiž ten parametr, který Einstein považoval automaticky za konstantní a Fridman mu umožnil, aby se měnil v čase.
Další střípek z fyzikálního nebe
Věnováno KattyV, Regi a Toře, protože si tyto síly přály.
"Mami, proč Země obíhá kolem Slunce?"
Svatí patroni fyzikální, co říct?
"Pánové, máme práci!"
"Jen já. Planety obíhají po elipsách, v jejichž jednom ohnisku leží Slunce," zabručel spokojeně Kepler.
"Ptali se proč, pane kolego," rýpl Newton. "Nejlépe to vysvětluje můj gravitační zákon."
"Pouze popisuje. Stejně jako představa zakřiveného časoprostoru," zamyslel se Einstein. "Ale tu laikovi nevysvětlíme jednou větou."
"Zkusme gravitony," navrhl Bronstein a hbitě přirazil dveře před Dysonem a zástupci CERNu.
"Už jste je detekovali?" optal se Newton kousavě. "A vůbec, kolik je tazateli?"
"Osm."
"Sakra, kde je Komenský???"
Matka chytila syna za ruku, roztočila ho a zasmála se: "Proto!"
Jak by mělo být poznat z drabble, odpověď na tak jednoduchou otázku je nesmírně těžká a táhne se skrz celou fyziku. Od ujasnění si, že opravdu obíhá Země kolem Slunce a ne naopak (Kopernik se poněkud zlobí, že ho kolegové do diskuze nepozvali) k experimentálnímu důkazu, že tomu tak je (naštvaný Galilei vykřikuje, že fáze Venuše poprvé pozoroval on) k vysvětlení, proč tomu tak je, vedla dlouhá cesta. Newton byl považován za génia, protože dokázal gravitační silové působení popsat vzorcem. Einstein vyšel z Newtonovy gravitační teorie a rozšířil ji do podoby, kterou nazýváme obecnou teorií relativity. Zde se již nepracuje se silami, ale s představou, že časoprostor se po vložení hmoty zakřiví. Další možný přístup je tvrdit, že gravitace je realizována částicemi, které se nazývají gravitony - jejich existenci předpověděl Bronstein. Jenže dosud je nikdo nedetekoval, i když se o to snažila a snaží řada teoretiků (Dyson a plejáda dalších) i experimentátorů (celý CERN, LIGO a další). Takže proč pro potřeby výkladu osmiletým dětem nevytvořit představu, že Slunce si Zemi přidržuje za ručičku?
My, rozsivky, jsme na Zemi dlouho, už od druhohor. V jednoduchosti je krása a náš život je jednoduchý. Filtrujeme mořskou vodu, bereme si z ní oxid křemičitý, abychom našim tělům zajistili pevné kostry. Dokud žijeme, jsme obecně prospěšní jako producenti kyslíku, a i když umřeme, sloužíme dále.
To, co zbyde z našich těl, se stane jemným sedimentem - křemelinou. Je plná drobounkých otvorů, které už zaživa byly v našich schránkách, proto ji lidé využívají k filtrování. Dobrá, čistí přes nás pivo a víno, ale proč nás i pojídají? Skončit na konci trávícího traktu si po všech zásluhách o blaho planety nezasloužíme!
Tentokrát se do sta slov vešlo jen zlomek informací. Křemelina se například používala i k výrobě dynamitu a dodnes má užití ve stavebnictví. Krom toho je možné ji zakoupit i jako potravní doplněk - primárně prý je zdroj minerálů, ale prý i čistí organismus, především střeva.
Rozsivky nejsou jen druhohorní relikt, je to hodně rozvětvený podkmen, který dodnes najdeme nejen v mořích, ale i v rybnících či ve vlhku pod kameny. Jejich schránky jsou mnohotvaré a krásné na pohled - a velmi drobounké, kolem desetiny milimetru. Ty pravé objekty pro zobrazování elektronovou mikroskopií: https://www.e-kremelina.cz/user/upload/800px-Diatoms.png
"Další výdaje?" naježil se lord Peter. "Proč, drahá? Cožpak kolem naší dcery neobletuje dost nápadníků?"
"Ano, jenže - v našem postavení musíme."
"Tak co? Šaty, boty, koně..."
"Nikoliv. Výklad Principií."
"Cože???"
"Neznat Newtonovo dílo je stejné faux paus jako míchat čaj dezertní vidličkou."
"Pembertonovo vydání jste přece v knihovně vystavila!"
"Ano, ale pro naše dítě je naprosto nestravitelné."
"K čertu! Kupte Filozofii Isaaca Newtona pro potřeby dam. Tu mi nedávno - mezi čtyřma očima - doporučil lord Henry. Jeho syn ji prý přelouskal během lovu na křepelky. On vůbec zachází lépe s puškou než s rovnicemi."
"Mladý lord Edward?... Ten je svobodný, že?"
...a hovořit o principech přírodní filozofie. :D
Hlavní postavy dialogu jsou smyšlené, ale zbytek je čistá pravda.
První vydání Principií vyšlo v roce 1687 v mizivém nákladu několika set kusů. Vědecký svět se na ně vrhnul, ale řada čtenářů byla zklamána. Sám Newton se později vyjádřil, že "záměrně svá Principia učinil málo přístupná, aby jej nemohli sužovat matematičtí nedoukové, ale aby jim přitom rozuměli lidé matematiky znalí." Jenže Newtonovi příznivci se rozhodli udělat ze svého idolu - dnešním jazykem řečeno - celebritu, a k tomu bylo potřeba dostat jeho dílo do povědomí širší veřejnosti. První takový pokus zahájil rok před Newtonovou smrtí, v roce 1728, mladý lékař Henry Pemberton - zpracoval zmíněné dílo v podobě bez vzorců, zato s výpravnými rytinami, aby "čtenáři mohli pohlížet na Newtonovy myšlenky jako na vznosné stavby a nemuseli se pouštět do nudných výpočtů, nutných k jejich zbudování." Také letos zde již zmíněná matematička Émilie du Chatelet přispěla k popularizaci Principií, když je přeložila do francouzštiny a opatřila vlastními poznámkami. Záměr Newtonových popularizátorů se zdařil - hovory o gravitaci a optice začaly plnit salóny. A co s tím ti, kteří těmto disciplínám neholdovali? Pro ně tu byla například výše zmíněná kniha Filozofie Isaaca Newtona pro potřeby dam, psaná formou dialogu mezi shovívavým vychovatelem a nedovtipnou šlechtičnou. Co se dalo dělat, tehdejší mrav si žádal alespoň nátěr fyzikálních znalostí, aby bylo o čem konverzovat. :D
Zpracováno podle knihy Patricia Fara: Newton - formování génia
"Když chlapci jarem rozcuchaní
bělásky v hrsti nosili,
běloučký pel jim zůstal v dlani.
Ubohá křídla motýlí!"
Křídla přitisknuta k sobě, nohama sotva plete, ale jde. Za sluncem. Paprsky ohřívají černou spodní stranu. Solární elektrárna jede na plný výkon - infračervené záření topí přímo, ultrafialové díky přítomnosti melaninu prohřívá hemolymfu - hmyzí krev. Konečně začíná proudit do svalů. Výkon stoupá. Ještě trochu tepla a cvak! Plochy křídel se rozevřou.
Účelnou čerň vystřídá barevná, mámivá, matoucí krása. Drobné šupiny na krátkých stopkách, zdobný pel, pro každý druh jedinečný. Poezie paprskové i vlnové optiky - odrazná zrcátka, interferenční filtry, difrakční mřížky, barevné iluze - se chvěje v lázni slunečních paprsků. Teplota lymfy stoupá.
Křídla se opřou o vzduch. Jarní motýl vzlétá vstříc nebi.
Motýlí křídla jsou neuvěřitelný orgán. Fyzika se na něm opravdu vyřádila. Lehká, ale dost velká a pevná, aby zvedla tělo do vzduchu. Pokrytá šupinami, které jsou mnohoúčelové - chrání před vlhkem, pomáhají ohřívat krev (hemolymfu, já si nezvyknu), pomáhají s aerodynamikou letu a dělají dojem - na druhé pohlaví, lidé jsou motýlům ukradení, s nimi potomstvo nezplodí. Na dělání dojmu používá příroda hodně mechanizmů, některé jsou popsány v tomto článku. https://ziva.avcr.cz/files/ziva/pdf/pribehy-z-elektronoveho-mikroskopu-…
Procházeli se parkem. Ona, zkrásněná mateřstvím, tlačila kočárek. On, nadějný zaměstnanec patentového úřadu a čerstvě dostudovaný fyzik, podmračen bůhvíjakými myšlenkami, šel vedle ní. V hlavě se mu hádal pokus, jehož výsledky byly nezpochybnitelné, s vysvětlením, které se dosud vždy osvědčilo.
Komu z nich uvěřit? Lenardův experiment jásal: změřil výstupní práci při fotoelektrickém jevu. Rezonanční teorie plakala: nepředpověděla existenci infračerveného prahu. A navíc...
"Hansi, děťátko, neplakej. Houpy, houpy... proč tak trvá, než tě ukolíbám?"
...nevysvětlila, proč fotoefekt nastává hned po osvícení kovu! Takže elektrony nepříjímají energii neustále, jako rozhoupávaný kočárek, ale po porcích!
Vysvětlení fotoefektu rezonancí skončilo právem v propadlišti dějin.
„Tradiční názor, že energie světla je rozložena spojitě..., působí při snaze o objasnění fotoelektrických jevů popsaných v Lenardově průkopnickém článku velké potíže.“ píše v roce 1905 Albert Einstein. A rovnou navrhuje, aby k vysvětlení fotoelektrického jevu byla použita teorie Planckova. Dvěma základními nedostatky, které vyřadily teorii rezonance ze hry, bylo, že a) nevysvětlovala, proč fotoefekt nastává až při osvětlení zářením vyšší energie, a že b) nevysvětlovala, proč k němu dochází hned (teoretický výpočet touto teorií dává hodnotu několik let). Více se může zájemce dočíst v https://www.physics.muni.cz/media/3236795/fotoefekt.pdf
žádám vás, i když bych žádat nemusela. Jsem paní tohoto světa - někteří to odmítáte připustit, ale říkám pravdu. Od kolébky až do hrobu musíte dodržovat moje zákony, ať se vám to líbí nebo ne. Vládnu rukou pevnou, ale spravedlivou - měřím každému stejným metrem, vážím stejnými vahami. A proto mě Váš nezájem i Vaše pohrdání zraňují. Rozpomeňte se na časy, kdy jste s čistou myslí soudili bez předsudků, a dopřejte mi sluchu.
Ucházím se o Váš zájem, o Vaše logické uvažování, o Vaši hravost a radost z poznání. Ucházím se o místo ve Vašich myslích a srdcích.
Úvodní přednáška kurzu Úvod do fyziky plazmatu, v podobě, ve které nikdy nezazněla a nezazní.
Milí studenti,
kdosi řekl, že objem je dílo boží, ale povrch dílo ďáblovo. Měl pravdu. Atomy uvnitř látky žijí ve spokojeném minimu potenciální energie, obklopeni jinými svého druhu, všechny vztahy vyřešeny, všechny vazby zavázány. Ale život na povrchu je plný rizik - je zde příliš mnoho energie, náboje, neuzavřených vazeb...
Tohle bohatství k sobě přitahuje lecjakou sebranku - to je ze slovního základu sebrat, vážení - a na povrch se nasbírá opravdu leccos. Například atomy kyslíku - lidově "ono to zrezlo". Anebo zrnka prachu, přebytečný náboj, látky snižující povrchové napětí...
Té sebranky se naštěstí dokážeme zbavit. Ohněm a mečem, jak praví klasik. Redukčním plazmatem!
To, co říká přednášející, je pravda. Plazma má schopnost snižovat povrchovou energii, a tak tyto plochy čistit (konkrétně redukční plazma "opaluje" z povrchů přichycený kyslík). A některá provedení plazmové trysky vypadají hodně dramaticky
Co je to za téma? Která věc bude zas malá? Už vím!
Věnováno Toře a KattyV, které drabble mnohokrát s gustem rozcupovaly a pomohly zase složit. Ono mu to prospělo, moc. A taky Regi, která už v tuhle nekřesťanskou hodinu spí, ale přes den peče výborný perník. ;)
Co jsem se stal plavčíkem, pořád jen meju palubu. Nepochopím, jak na ní kapitán neuklouzne, s tou protézou. Drsnej jednookej týpek. Zornička, kterou kouká do dalekohledu, jak špendlíková hlavička, přes druhý oko nosí pásku.
"Do kuchyně!"
Prima, takže brambory. Ne? Oběd do kapitánské kajuty?
***
"No konečně!... Proč hážeš jídlo na zem, suchozemská kryso?"
Lekl jsem se!!! Kapitán má obě oči! Nechápu. Jak to??? Klapku zvednutou, zle na mě ze tmy zahlíží, zornice se černají jako dvě díry do lebky. Zlatý malý oko, vrať se, špendlíková hlavičko!
Počkat, co ta noha?
"Protézu máte taky sundávací, pane?"
Sakra, myslel jsem nahlas.
"Ven!"
Jak je jasné z předchozího drabblíku, ne každý pirát s páskou přes oko byl jednooký.
Zornice mění svůj průměr od dvou do šesti milimetrů (u dětí v tomto rozmezí, u dospělých méně). Ve tmě se přizpůsobí tak, že se roztáhne, na silné osvětlení zareaguje stažením, přičemž v obou případech chvíli trvá, než se oko "rozkouká". Páska, která zakrývá na palubě jedno oko, se při vstupu do temného podpalubí odklopí, čímž získáme jedno funkční oko, které je již přizpůsobeno slabému osvětlení. Osobně to považuji za geniální řešení. :)
Savana se chvěje horkem, kolem dusá stádo zdivočelých slonů, ale vaše prsty se dotýkají země a snaží se vycítit chvění křídla včely, která sedí na květu vzdáleném desítky mil.
Úkol, který plní denně detektor LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory), je stejně těžký, ne-li obtížnější.
LIGO se snaží zachytit gravitační vlny - zdroj informací o událostech ve vesmíru, jako jsou srážky supernov či splynutí černých děr.
Je to obrovský Michelsonův interferometr - rozdělení a zpětné složení signálu dokáže zviditelnit i ty nejmenší změny způsobené otřesy. Ramena interferometrů jsou několik kilometrů dlouhá, proto detektor zachytí změny drah o velikostech menších než je průměr atomu. Detektory na třech vzdálených místech zeměkoule zvládnou zaměřit, odkud gravitační vlny přicházejí. Týmy nejlepších teoretiků vytvářejí knihovny možných scénářů - takto se projeví splynutí galaxií a takto zborcení hvězdy do sebe.
Pak zbývá jen čekat. Na událost kosmických rozměrů, která prověří funkčnost zázraku moderní techniky.
Projekt má stoletou historii - roku 1915 publikoval Albert Einstein první předpověď existence gravitačních vln, v šedesátých letech se začalo na tomto problému pracovat experimentálně (jiná technická koncepce, Weberovy válce, která se neosvědčila), po roce 2000 byl zprovozněn detektor LIGO a krátce po dokončení jeho modernizace v roce 2015 byla zaznamenána první gravitační událost.
"Je to na nobelovku!" byla předpověď, která byla o dva roky později naplněna.
Přemýšlela jsem, co sem ještě napsat, ale nakonec jsem se rozhodla přidat odkaz na stránky projektu LIGO - je psán srozumitelnou angličtinou a doplněn řadou fotografií - a na povídání na Technetu, které je česky a dost z uvedených stránek vychází.
NESOUTĚŽNÍ - jako omluva všem, kdo občas pochybují o mém zdravém rozumu.
Varování - obsahuje sprosté slovo
Roky plynou a můj blízký bod se posouvá dále od oka. Laicky řečeno - zkracují se mi ruce. Potřebuji brýle na čtení. Anebo jiné pomůcky.
Ten nový tablet bude ideální. Přenosný, možnost zvětšit písmo, a hlavně - našeptávač, abych nemusela psát celá slova.
Povaluji se, čtu, komentuji a najednou prásk! manžel drabblista vletí do dveří: "Co to píšeš? Moč vám děkuji!"
Taktak že nedostal vynadáno. Já??? Takové blbosti nepíšu! Ale ano - na háčky už nevidím.
Zostražitěla jsem. A dobře udělala. Na poslední chvíli jsem odchytila tuhle perlu - na "Děkuji." odpovídám "Rádo se sralo."!
Kdo tomu zázraku techniky programoval slovní zásobu?
Zatracená autoerekce!
Takže pokud vám můj komentář bude připadat poněkud zmatený, nemusí to být jen z mé hlavy.
"Já tomu nerozumím," kroutila hlavou češtinářka. "Mluvila jsem se žáky o síle imaginace, o schopnosti vyjádřit se jinotajem, o zašifrovaných poselstvích. Požádala jsem je o krátké slohové cvičení na téma Jak vidím své blízké. A Honza Válek odevzdal tohle. Nepopletl si předměty? Nezadal jsi jim referát z chemie?"
Kolega jí vzal z rukou sešit a četl:
Jaká je paní učitelka?
Tvrdší než bór, vzácnější než rhenium. Hoří plamenem jako bílý fosfor. Nabíjí mě jako tantalový elektrolytický kondenzátor. Je právě to, o čem píši.
"Kdepak, holka. Přečti si to znova: Borium, RhEnium, Phospophorus, TAntalum. To je pro tebe i o tobě."
Poznámka pro kontrolora: Téma je ukryto v latinských názvech použitých prvků.
Nejhorší je ocitnout se v pákové situaci a nemít patu. Nebo snad naopak?
"Já nevím," lkal čerstvý absolvent učitelství, "co s našimi studenty. Já říkám: 'Učte se!', oni: 'Nás to nebaví!'. Přitlačím a kladou odpor. Povolím a expandují a taky houby dělají. Sakra, to je patová situace!"
"Musíš najít rovnováhu," usmála se zkušenější kolegyně. "Fyzika ať je poučná, ale zároveň i zábavná. Zkus něco praktického."
"Teď? Vždyť bereme páku!"
***
Za půl hodiny se ze školního hřiště ozýval hurónský řev: "Do toho, vy padavky! Kolik vás musí být, abyste na pákové houpačce převážili jednoho učitele, no?"
"Co se to tam děje?" vyhlédla ředitelka.
"Klid. Náš nový kolega právě nasadil na studenty ty správné páky."
V cestopisu může cestovatel popisovat nejen cizí kraje, ale i zvyklosti jejich obyvatel. A tihle jsou fakt... specifičtí.
Když jsem se rozhodl opustit svůj okraj a vstoupit do oné země, začal jsem se zájmem studovat všechny zvyklosti jejich obyvatel, abych mezi ně zapadl. Samozřejmě, nechtěl jsem, aby mi někdo říkal "vypal!" nebo dokonce "vypadni!".
Jejich uniformita mě ale děsila. Postupoval jsem stále hlouběji a pořád to bylo stejné. Jeden jako druhý, každý se chtěl družit, stisknout moje ruce a už je nepustit. Jenže oni měli každý čtyři. Já jen dvě. Jednou to musí prasknout.
Vzduch kolem se rozvibroval.
"Cizinec? Těm je vstup zakázán! Připravte zonální tavbu!"
Nechte mě! Jsem obyčejný kyslík! V křemíkovém ingotu jsem se ocitl omylem!
Křemíkový monokrystal (ingot), potřebný pro výrobu polovodičových součástek, se získává tavbou oxidu křemičitého v křemičitém kelímku. Přitom se občas uvolní atom kyslíku a putuje do monokrystalu, kde setrvává v takzvané intersticální poloze - tj., že v něm pouze je, ale není zde chemicky vázán (a málokdy z ní vypadne sám, musí se většinou odstranit drastičtěji). Křemík je čtyřvazný, kyslík dvouvazný. Koncentrace kyslíku v křemíku se zjišťuje pomocí FTIR, což je jedna z metod infračervené spektroskopie - kyslík po dopadu infračerveného záření kmitá jinak než křemík. Pro jeho odstranění z monokrystalu se používá takzvaná zonální tavba - krystal se pomalu protahuje rozpáleným prstencem, kyslík klesá ke spodnímu konci krystalu a ten se následně odřízne (je mimo jiné křehčí, při řezání by praskal). A má po putování, kyslík jeden, dost už se narajzoval, kudy neměl.
Mikroskopička je zpět, a s ní někdo v nadějeplném nanoočekávání.
Věnováno Toře za megatrpělivost s betováním.
"Dobrý den, nesu vzorky, pan profesor přijde hned. Ne, seďte, založím je sám, mám na ně být opatrný, jsou jedinečné."
***
"Zdravím, mládeži, to zíráte! Uhlíkové nanotrubky, přímo nanotrouby. Celých šest milimetrů dlouhé! Průměr třicet čtyřicet nanometrů, předpokládám. Očekávám publikaci v prestižním časopise, musíte se překonat! Ukažte, co jste vyfotila!"
"Nic, pane profesore. Nerada to říkám, ale žádné trubky tam nejsou."
"Ukažte! Kruci, hladké jako dětská prdelka! Kam jste mi zašantročili nanotrubky, vy dva? Pouhým okem bylo vidět, že tam budou! Vyndejte vzorky, podívám se... Do háje! Pane kolego, vy jste je nalepil obráceně! A vzorky i publikace jsou v... nanotroubě!"
Současné rekordy v délce nanotrubek jsou kolem několika centimetrů, ale to víte, byly časy, kdy i milimetr byl unikát...
1734, Paříž, Café Gradot, kde se scházejí matematici a vůbec elita své doby
"Milý Maupertuisi, na svou chráněnku čekáte marně. Ani Amazonka, která šermuje a jezdí na koni, obranu našeho útočiště neprorazí."
"Má plné právo zde být! Tady i v Akademii. Je jednou z žen obdařených nejen šarmem, ale i jasnozřivým myšlením a moudrostí starých učenců. Kdyby byla mužem, zářila by v čele vědeckých společností a sbírala mistrovské tituly."
"Takto je jen směšná. Když ji minulý týden odsud vyvedli, přísahala, že se vrátí. Takový nesmysl!"
"Dobrý den, pánové," pozdravil prošedivělý muž. "Dovolte mi vás pohostit u příležitosti mého proniknutí do vaší učené společnosti."
Maupertiovi zaskočilo. "Émilie? Vy taškářko! Vy jste i mistryně převleků?"
V drabbleti vystupují slavný matematik Pierre Louis Maupertuis a pozoruhodná žena, Gabrielle Émilie Le Tonnelier de Breteuil Marquise du Châtelet. Jestli přijde vhodné téma, povíme si o ní víc. V každém případě mohu už teď napsat, že byla opravdu renesanční bytost s velkým zájmem o matematiku.
Bohužel, tehdejší doba nebyla nakloněna tomu, aby se ženy společensky realizovaly jinde než ve svých salónech. Příhoda je pravdivá - na místě, kde Émilii nevpustili do kavárny jen proto, že je žena, ji o týden později obsluhovali, když se převlékla za bohatého staršího muže. Inu, šaty dělaj člověka.
P.S.: A v drabbleti nepadlo slovo stará. To se o dámě neříká, nikdy. Použijme politicky korektní "jedna z klasiků ve svém oboru".
Kamery najíždějí, světla se rozžíhají a moderátor vědecké redakce se chystá zpovídat známého odborníka.
Nebijte mě, téma si to žádalo.
"Pane profesore, prozradíte nám, kolik je druhů veverek?"
"Ve-ve-er-ky jsou velmi variabilní a stále jich přibývá. Mají typové řady..."
"To diváky nejspíš nezaujme. Povězte, jak je možno u veverek zabránit nadkritickému rozmnožení?"
"Nadkritické zmnožení? To je prosté - stačí vysunout tyče z aktivní zóny..."
"Domnívám se, že nemusíme zacházet až do takových intimních podrobností, pane profesore. Dovolte mi ještě jednu otázku - existuje opravdu i krizové řešení, jak tuto, dalo by se říci, řetězovou množivou reakci zastavit?"
"I jen se ptejte. Stačí použít kyselinu trihydrogenboritou..."
"Moment, vy nejste profesor Šaněk, známý odborník na antikoncepční metody veverek?"
"Dovolte? Jsem profesor Daněk, jaderný fyzik!"
Jak to, že jaderný fyzik s takovým nadšením vykládá o veverkách?
VVR, čti ve-ve-er-ka, je slangový název pro vodo-vodní energetický reaktor (ano, takový je v Temelíně, Dukovanech i Jaslovských Bohunicích). Mají různé typové řady, označení typových řad udává výkon, další číslo typ projektové dokumentace (Temelín má dva reaktory typu VVER 1000, čili tisíc megawattů každý - dobře, 1125 MW).
Probíhající štěpná reakce, má-li se udržet, musí být mírně nadkritická, tj. na jeden dopadající neutron musí při rozštěpení atomu uranu vzniknout více než jeden neutron, který způsobí další rozštěpení. Množení se opravdu řídí zasunutím nebo vysunutím tyčí - tyče mají spodní část naplněnou palivovými tabletami a horní moderátorem (ne, proboha, ne tím, co vedl dialog s profesorem, ale materiálem pohlcujícím neutrony). Kdyby selhaly úplně všechny mechanizmy ochrany, spadnou tyče vlivem gravitace. Tím se vysunou z palivové zóny ty aktivní části a zasunou se tam ty neutrony pohlcující, takže reakce se ztlumí až zastaví.
Poslední nouzové řešení je zalití reaktoru kyselinou trihydrogenboritou, která by měla reakci zcela zastavit.
Do balónu nastoupili dva - pilot Fedosejenko a ředitel fyzikálního institutu, ověšený přístroji - nenápadný muž s brejličkami. Alexandr Fridman.
V výšce šesti tisíc metrů praskla nádrž s kyslíkem, ze které dýchali. Fridman se rozhodl. Pilot je pro přežití potřebnější. Zadržel dech. Pomalu se sesouval na dno gondoly. On si mohl dovolit skončit v bezvědomí, na něm jejich život nezávisel. Probral se až po chvíli - když s ním Fedosejenko třásl a křičel, ať kouká dýchat.
Co ušetřil, stačilo. Vystoupali do rekordní výšky a vrátili se oba živí.
Fridman je slavný díky svým vědeckým výsledkům. Na jeho krátké hrdinství pomalu usedá prach zapomnění.
Informace o Alexandru Alexandroviči Fridmanovi najdete například ve velmi zajímavé knize Karla Pacnera Hrdinové dvacátého století.
Alexandr Fridman byl fyzik širokého rozpětí zájmů - věnoval se především obecné teorii relativity (Fridmanova rovnice), ale i dynamice proudění, stavbě složitějších atomů anebo meteorologii. Právě jako ředitel První geofyzikální observatoře se účastnil výše popsaného výškového letu, který byl dlouho rekordním výstupem v Sovětském svazu.
