::: Iwiedza ::: Fizyka nie dla pesymistów - Encyklopedia Ciekawych :::

:: A : B : C : D : E : F : G : H : I : J : K : W ::

Encyklopedia ciekawych

HASŁA

Gdy źródło fali świetlnej czy dźwiękowej porusza się względem obserwatora, może on usłyszeć lub zobaczyć, że zmienia się jej częstotliwość czy też długość. Tę pozorną zmianę nazywa się efektem Dopplera. Gdy źródło zbliża się do odbiorcy, częstotliwość wydaje się zwiększać, a długość fali - zmniejszać. Gdy źródło dźwięku lub światła oddala się, zachodzi zjawisko odwrotne. Najłatwiej można zaobserwować efekt Dopplera w przypadku fali dźwiękowej. Gdy mija Cię samochód, odgłos jego silnika staje się nagle niższy. Dzieje się tak, ponieważ zbliżając się do Ciebie pojazd dogania jakby wysyłaną przez siebie falę dźwiękową. Pozornie skraca się więc jej długość, rośnie częstotliwości i dźwięk wydaje się wyższy. W chwili, gdy samochód Cię minął, długość dobiegającej do Twoich uszu fali dźwiękowej zaczyna powiększać się wraz z oddalaniem jej źródła. Częstotliwość spada i silnik zdaje się wydawać niższe tony. Nie uda Ci się natomiast zauważyć żadnej zmiany w kolorze samochodu, ponieważ fala świetlna rozchodzi się z o wiele większą prędkością od dźwiękowej. Przy prędkości światła prędkość najszybciej poruszającego się samochodu staje się nieistotna, a efekt Dopplera niezauważalny. W przypadku światła ma on jednak duże znaczenie w astronomii, zaobserwowano bowiem zmianę długości fali świetlnej odległych od nas galaktyk. Jest to tzw. przesunięcie ku czerwieni, które zdaniem badaczy Wszechświata świadczy o ucieczce galaktyk.


Dźwięk wydawany przez motocykl wydaje się coraz wyższy wraz z przybliżaniem się pojazdu do obserwatora i coraz niższy wraz z oddalaniem. Wiąże się to z ruchem źródła dźwięku względem obserwatora, co powoduje pozorną zmianę częstotliwości fal. Zjawisko to nosi nazwę efektu Dopplera.

wstecz

Droga Mleczna

W naszym sąsiedztwie w Kosmosie znajduje się około 100 miliardów gwiazd oraz rozległe chmury gazów i pyłów, zwane mgławicami. To nasza Galaktyka - Droga Mleczna. Promień światła przebiega Galaktykę z jednego końca do drugiego wciągu prawie 100000 lat. Słońce znajduje się około 30000 lat świetlnych od jądra Galaktyki, które otaczają tzw. ramiona spiralne, złożone z milionów gwiazd. To właśnie ich największe zagęszczenie w płaszczyźnie równikowej Galaktyki daje na nocnym niebie rozgwieżdżony pas, nazwany Drogą Mleczną.

Droga Mleczna w liczbach:
Średnica 100000 lat świetlnych
Grubość w jądrze 15000 lat świetlnych
Prędkość rotacji jeden obrót na 225 milionów lat
Prędkość w przestrzeni kosmicznej 2,2 miliona kilometrów na godzinę
Wiek 15 miliardów lat
Przybliżona masa równowartość masy ponad 100 miliardów Słońc.

	1. Układ Słoneczny 2. Mgławica planetarna M57 3. Mgławica Oriona 4. Mgławica Laguna 5. Mgławica Trójlistna 6. Mgławica Krab 7. Mgławica Orzeł 8. Mgławica Eta Carinac A. ramię Centaura B. ramię Strzelca C. ramię Oriona D. ramię Perseusza

Nasza Galaktyka powstała prawdopodobnie wkrótce po narodzinach wszechświata, około 15 miliardów lat temu. Początek dała jej zapewne wielka chmura wodoru. W środku chmury, gdzie gaz był najgęstszy, zaczęły powstawać z niego gwiazdy tzw. pierwszej populacji, które już dawno umarły. Część z nich wybuchła w postaci supernowych, wyrzucając w przestrzeń nowe, cięższe pierwiastki, takie jak węgiel czy żelazo.
Nowo powstałe gwiazdy i mgławice materii międzygwiazdowej tworzą obecnie spiralne ramiona Galaktyki. W jednym z nich powstało Słońce i nasz układ słoneczny. Słońce wraz z innymi gwiazdami bierze udział w ruchu rotacyjnym Galaktyki, wykonując pełny obrót w ciągu ponad 200 milionów lat. W ramionach znajduje się wiele materii, z której mogą powstać kolejne populacje gwiazd. .

wstecz

Dwójkowy system

W systemie dwójkowym liczb stosuje się tylko dwie cyfry: O i 1. W systemie tym cyfra po prawej ma wartość jeden, następna jest dwa razy większa i następna znów dwa razy większa.

Tak więc, idąc od prawej do lewej, pierwszy rząd ma wartość 1, drugi 2, trzeci 4, czwarty 8, piąty 16 itd. Zgodnie z tym systemem, 101 to w systemie dziesiętnym 5, ponieważ pierwsza 1 oznacza jedną 4, zero żadnych dwójek, a ostatnia 1 jedną 1, co razem daje 5.

wstecz

Dyfrakcja

Dyfrakcja, inaczej ugięcie fali, polega na odchyleniu się biegu fali - może być świetlna, dźwiękowa, wodna itd. - zachodzące na krawędziach wąskich szczelin lub otworów znajdujących się na drodze fali. Jeśli otwór jest znacznie większy od DŁUGOŚCI FALI, płynie ona dalej prosto bez żadnych zaburzeń. Gdy długość fali jest natomiast zbliżona do rozmiarów otworu, zachodzi silne ugięcie, czyli dyfrakcja i fale zaczynają rozchodzić się we wszystkich kierunkach. Mogą wtedy powstawać obszary, na których nie ma żadnych fal. Związane jest to ze zjawiskiem interferencji, czyli nakładania się fal. W obszarach, gdzie spotyka się grzbiet fali z jednego źródła z doliną fali z drugiego, fale się wygaszają. Natomiast tam gdzie spotkają się dwa grzbiety, fala staje się jeszcze większa. Zjawisko dyfrakcji oznacza np., że przedmioty mniejsze od długości fali świetlnej mogą być niewidoczne. Dyfrakcja ogranicza również możliwości optyczne takich urządzeń, jak TELESKOP czy MIKROSKOP, ponieważ światło uległo ugięciu, gdy przechodzi przez SOCZEWKI.
	Obraz dyfrakcyjny powstaje wtedy, gdy fale przejdą przez barierę z wąskimi otworami.

wstecz

Dzień

Długość dnia zmienia się w ciągu roku. Nie dotyczy to tylko obszarów w pobliżu równika. Najdłuższy dzień mamy, gdy zaczyna się lato - tzw. przesilenie letnie, a najkrótszy gdy zaczyna się zima - przesilenie zimowe. Dzieje się tak, ponieważ oś ziemi jest nachylona. Na półkuli pochylonej w danej porze roku w kierunku słońca wydaje się ono przesuwać wyżej w swym pozornym ruchu po niebie od wschodu do zachodu. Dzień jest więc dłuższy. Długość dnia ma znaczny wpływ na zachowanie sięzwierząt i roślin: ptaki składają jaja wiosną, kiedy dzień się wydłuża, a różne kwiaty kwitną we właściwych sobie porach roku. Różnice w długości dnia zależą również od szerokości geograficznej, tzw. białe noce, czyli dzień polarny, występuje latem na szerokościach większych niż 67° na północy lub na południu. Spróbuj obserwować zmieniającą się wysokość Słońca na niebie w ciągu roku. Jedną z metod jest mierzenie długości cienia, jaki w południe rzuca wbity w ziemię patyk, słup albo inny upatrzony przedmiot.

wstecz

Dźwięk

Dźwięk to zjawisko słuchowe wywołane ruchem falowym. Dźwięk powstaje w wyniku drgań ciał w ośrodku, takim jak powietrze czy woda. Kiedy np. uderzamy pałeczką w skórę bębna, wywołujemy jej ruch w górę i w dół. Drgania te wprawiają z kolei w podobny ruch cząsteczki powietrza. Drgania cząsteczek powietrza przenoszone są w postaci fali dźwiękowej (fali ciśnieniowej). Najczęściej mamy do czynienia z falami dźwiękowymi rozchodzącymi się w powietrzu. Dźwięk może jednak rozchodzić się w innych ośrodkach, takich jak woda czy metal. Nie rozchodzi się natomiast w próżni, w odróżnieniu od światła i innych rodzajów fal elektromagnetycznych. Różne fale dźwiękowe mają różną częstotliwość, a więc i różną długość fali. Od tych wielkości zależy wysokość dźwięku. Dwie fale mogą się również różnić pod względem wielkości zaburzeń w ośrodku, jakie wywołują drgania. Mówimy wtedy, że mają różną amplitudę. Im amplituda fali dźwiękowej większa, tym głośniejszy jest dźwięk. Dotąd nie zostało wyjaśnione do końca, w jaki sposób nasze uszy odbierają dźwięki. Prawdopodobnie każdy z maleńkich włosków w uchu wewnętrznym rezonuje ze ściśle określoną częstotliwością i tylko dźwięki o takiej częstotliwości potrafi odbierać. Młodzi ludzie słyszą dźwięki o częstotliwościach od 20 herców (drgań na sekundę) do 20 000 Hz (20kHz). Z wiekiem pogarsza się wrażliwość narządu słuchu i maleje zakres odbieranych przez człowieka częstotliwości. Dźwięk rozchodzi się z różną prędkością w różnych ośrodkach. Im gęstszy ośrodek, tym fala dźwiękowa biegnie szybciej. Liczba Macha wyraża stosunek prędkości ciała w ośrodku do prędkości rozchodzenia się dźwięku w tym ośrodku.
		Wysokość dźwięku zależy do jego częstotliwości związanej z kolei bezpośrednio z długością fali. Długie fale mają niską częstotliwość i dają niski dźwięk, fale krótkie - na odwrót..
	Kiedy widełki kamertonu drgając rozchylają się, naciskają na cząsteczki powietrza powodując powstanie wysokiego ciśnienia. Kiedy w wyniku drgań przechylają się w drugą stronę, powietrze rozszerza się tworząc pas niskiego ciśnienia. Tak powstaje fala dźwiękowa.
Prędkość dźwięku Dźwięk rozchodzi się szybciej w ośrodkach gęstych niż rozpędzonych: - prędkość w powietrzu (na poziomie morza) - 340 m/s - prędkość w powietrzu (na wysokości 10 km) - 300 m/s - prędkość w wodzie - 1500 m/s - prędkość w szkle - 5000 m/s		Natężenie (głośność) dźwięku zależy od wielkość drgań, które decydują o wysokości fal. Wysokość tal nazywana jest amplitudą. Ciche dźwięki wywoływane są przez drgania o malej amplitudzie, głośne - o dużej.