Léto skončilo n 1-cedule [USEMAP] Fyzika pro studující zdravotnického oboru a lékaře ÚVOD LBeneš Jiří [USEMAP] Fyzikální rozměry a jednotky II ØSI – Système International d’Unités. ØSoustava je založená na 7 základních a 22 odvozených jednotkách a jejich desetinném dělení a násobení. ØNemetrické: USA, Libérie, Barma. Ale paradoxně imperiální míry jsou od roku 1893 definovány pomocí metrického systému! Ø 1” (palec) = 2.54 cm (přesně) [USEMAP] Základní jednotky SI Ømetr m – délka Økilogram kg – hmotnost Øsekunda s – čas Øampér A – elektrický proud Økelvin K – teplota Ømol mol – látkové množství Økandela cd – svítivost [USEMAP] Základní jednotky - metr ØPůvodně 10-7 kvadrantu Země. Kvůli nepraktičnosti byl vytvořen etalon – mezinárodní metr. Na rozdíl od “loktů” je ale definován na základě reprodukovatelné hodnoty. ØNyní definován pomocí rychlosti světla ve vakuu: c = 299 792 458 ± 1 ms-1 Základní jednotky - kilogram ØPůvodně hmotnost 1 l vody za určitých podmínek. ØNyní etalon – mezinárodní kilogram. To je trochu paradox s tím, “že vážení je nejpřesnější měření”. [USEMAP] Základní jednotky - sekunda ØPůvodně 1/86400 solárního dne 1. 1. 1900. ØNyní pomocí kmitočtu spektrální čáry Ø 133Cs: 9 192 631 770 Hz Základní jednotky - ampér ØPomocí silových účinků dvou rovnoběžných (nekonečně dlouhých) vodičů protékaných proudem. ØJsou-li vzdáleny 1 m od sebe a protéká-li jimi (souhlasně) proud 1 A, přitahují se silou 0,2 mN na 1 m délky. 331px-Paskal_2013_resize [USEMAP] Základní jednotky - kelvin ØStupeň stejně velký jako stupeň Celsiův, tedy interval tuhnutí a varu vody za normálních podmínek se dělí na 100 stupňů. Ø T[K] = 273. 15 + T[°C] ØK definici stačí jediný bod, používá se trojný bod vody 273.16 K [USEMAP] Základní jednotky - mol ØPočet atomů v 0.012 kg uhlíku 12C. ØPočet rovný NA = 6.02214199 1023 částic. Ø (Amedeo Avogadro 1776 - 1856) ØDohodnuté číslo, které umožňuje převod z jednotek mikrosvěta do jednotek makrosvěta, pro nás běžných. 1525 [USEMAP] Předpony násobných jednotek I –kilo 103 k –mega 106 M –giga 109 G –tera 1012 T –peta 1015 P –exa 1018 E [USEMAP] Předpony násobných jednotek II –mili 10-3 m –mikro 10-6 m –nano 10-9 n –piko 10-12 p –femto 10-15 f –atto 10-18 a [USEMAP] Odvozené jednotky Název veličiny Rozměr jednotky Název j. Značka j. rovinný úhel 1 radián rad prostorový úhel 1 steradián sr kmitočet s-1 hertz Hz síla m.kg.s-2 newton N tlak, mechanické napětí m-1.kg.s-2 pascal Pa energie, práce, teplo m2.kg.s-2 joule J výkon m2.kg.s-3 watt W elektrický náboj s.A coulomb C elektrické napětí, el. potenciál, elektromotorické napětí m2.kg.s-3.A-1 volt V elektrická kapacita m-2kg-1.s4.A2 farad F elektrický odpor m2.kg.s-3.A-2 ohm Ω elektrická vodivost m-2.kg-1.s3.A2 siemens S magnetický indukční tok m2.kg.s-2.A-1 weber Wb magnetická indukce kg.s-2.A-1 tesla T [USEMAP] Příklad I – délka –poloměr neutronu 10–15 m –poloměr atomu 10–10 m –délka viru 10–7 m –tloušťka papíru 10–4 m –prst 10–2 m –fotbalové hřistě 102 m –výška Mt. Everestu 104 m –poloměr Země 107 m –vzdálenost Země-Slunce 1011 m –vzdálenost Země-a Centauri 1016 m –nejbližší galaxie 1022 m –nejvzdálenější viditelná galaxie 1026 m [USEMAP] Příklad II – čas –doba života některých částic 10–23 s –poločas rozpadu 10–22 – 1028 s –průlet světla atomem 10–19 s –průlet světla papírem 10–13 s –tlukot srdce 1 s –den 104 s –rok 107 s –lidský život 109 s –známé dějiny lidstva 1012 s –život na Zemi 1016 s –stáří vesmíru 1022 s [USEMAP] Příklad III – hmotnost –elektron 10-30 kg –proton, neutron 10-27 kg –molekula DNA 10–17 kg –bakterie 10–15 kg –komár 10-5 kg –člověk 102 kg –loď 108 kg –Země 6 1024 kg –Slunce 3 1030 kg –galaxie 1041 kg – [USEMAP] Základní jednotky - mol ØPočet atomů v 0.012 kg uhlíku 12C. ØPočet rovný NA = 6.02214199 1023 částic. Ø (Amedeo Avogadro 1776 - 1856) ØDohodnuté číslo, které umožňuje převod z jednotek mikrosvěta do jednotek makrosvěta, pro nás běžných. [USEMAP] ENERGIE Energie souvisí s pohybem a s možností pohybu, je to tedy nějaká míra množství pohybu. FORMY ENERGIE * Mechanická (kinetická, potenciální) * Vnitřní (tepelná, jaderná, potenciální) * Elektromagnetická * Chemická * Bioenergie [USEMAP] [USEMAP] Pojem uvedené mechanické energie je úzce spjat také s pojmem práce. Práce je mechanická veličina, kterou definujeme jako dráhový účinek síly. Působí-li na těleso stálá síla F podél dráhy s, je práce A rovna součinu síly a dráhy: Budeme-li chtít zvednout těleso, musíme konat práci. Lze využít síly našich svalů nebo síly různých strojů. V každém případě se různé formy energie nakonec změní v energii mechanickou, a ta může být změřena podle vykonané práce. V tomto smyslu se někdy definuje energie jako schopnost konat práci. PRÁCE [USEMAP] ZÁKON ZACHOVÁNÍ ENERGIE ØPodle zákona zachování platí, že kinetická energie je rovna původní potenciální energii ve výšce h, z níž těleso začalo padat, a že součet kinetické a potenciální energie je konstantní. ØZákon zachování energie samozřejmě platí i pro jinou energii než mechanickou. ØObecně: energie nemůže vznikat ani zanikat, může se pouze přeměňovat v jiné formy. [USEMAP] Energie mechanická nNejjednodušší podoba energie, s níž se setkáváme, ať už v podobě potenciální nebo kinetické. nPotenciální energie je dána vztahem: n n nTato energie není určena jednoznačně nKinetická energie je dána vztahem: n [USEMAP] Energie mechanická n n ω Energie cívky – L indučnost cívky Energie kondenzátoru – C kapacita Energie setrvačníku [USEMAP] nKaždé těleso sestává z molekul (atomů, iontů), které jsou v neustálém chaotickém tepelném pohybu poměrně velkými rychlostmi nTakový chaotický pohyb molekul nese určitou kinetickou energii, kterou nazýváme tepelná energie. Čím rychleji se molekuly pohybují, tím je tepelná energie tělesa větší a projevuje se vzrůstem teploty. nTato energie tedy souvisí s vnitřní strukturou tělesa. n ENERGIE TEPELNÁ vnitřní energie [USEMAP] ENERGIE JADERNÁ vnitřní energie nAtom je tvořen malým jádrem, které je obklopeno oblakem elektronů. Jádro je složeno z protonů a neutronů, které jsou v jádře vázány jadernými silami nTyto síly představují tzv. vazebnou energii, což je energie, která by se uvolnila při hypotetickém vzniku jádra z volných nukleonů. [USEMAP] jaderná fúze JADERNÁ ENERGIE JADERNÉ PALIVO Jaderné štěpení Hlavním jaderným palivem je uran, který se po vytěžení upraví přidáním uranových atomů zvláštního druhu. Z obohaceného uranu s vyrábějí tablety. Dvě tablety stačí k výrobě elektřiny, kterou spotřebuje jedna osoba ve Velké Británii za celý rok. [USEMAP] Elektromagnetická vlna Image376 Elektromagnetické spektrum Fotony – elektromagnetické vlny [USEMAP] Wienův posunovací zákon S rostoucí teplotou zářiče se posouvá maximální hodnota spektrální hustoty zářivého toku ke kratším vlnovým délkám. b =2,9.10-3m.K Wienuv posunovací zákon E λ 1 2 [mm] [USEMAP] Albert Einstein Soubor:Albert Einstein 1947a.jpg Narození 14. března 1879 Ulm, Württemberg, Německo Úmrtí 18. dubna 1955 Princeton, New Jersey, USA nKonec světa bude, až přestanou lidé zpívat. nJen dvě věci jsou nekonečné - vesmír a lidská hloupost. Tím prvním si ovšem nejsem tak jist. nVečírek, na němž jsou všichni zajedno, je ztracený večer. nNikdy nemyslím na budoucnost. Přijde i tak dost brzy. nDřív rozbiješ atom, než pomluvu. nStát je tu pro lidi, a ne lidi pro stát. [USEMAP] Teorie relativity v praxi například vady zrcadel Vadne_zrcadlo nFantazie je důležitější než vědění. nŽádné množství pokusů nikdy nemůže dokázat, že jsem měl pravdu. Jediný pokus však kdykoliv může dokázat, že jsem se mýlil. nJe otázka, co je pro vědce významnější, zda znalost faktů či fantazie. nKdybych měl k dispozici hodinu na zvládnutí problému, na kterém by závisel můj život, strávil bych 40 minut jeho studiem, 15 minut jeho analýzou a 5 minut jeho řešením. [USEMAP] Známá rovnice E=mc² nTato rovnice se slovně zapíše Energie = hmotnost · (rychlost světla)² nPodle této Einstainovi rovnice se říká, že by stačilo 10 metrů krychlových vody přeměněné podle této rovnice a energie z této vody by mohlo zásobovat celou zeměkouli na 1 rok energií. [USEMAP] n