Bez přihlášení je omezený přístup

(Přihlášení)

Přihlášení je dobrovolné, nechceme od vás číslo kreditní karty. Je ale užitečné - především pro vás.

Pro náhodné návštěvníky se totiž tato stránka musí chovat velice opatrně. Základní nastavení nesmí nikoho urazit, pohoršit ani mravně zkazit. Říká se tomu dětský filtr nebo také dětská pojistka. Na této webové stránce přihlášení usnadňují COOKIE. Dnes je módou dotazovat se uživatelů, zda s nimi souhlasí. Já na ně jen upozorňuji, dají se přece ve všech prohlížečích zakázat. Kdo je má povolené, přihlašuje se jen poprvé, každé další přihlášení zajišťují COOKIE. Nadstandardní prvky této stránky jsou totiž dostupné jedině po přihlášení. Máte-li na svém počítači COOKIEs zakázané (hlouposti se meze nekladou), nebo máte pitomý "chytrý telefon", který COOKIEs neumí, můžete se nouzově připojovat ke "svému nastavení" vždy jen po dobu pobytu na této stránce pomocí jména (nicku) a hesla. Tak se můžete přihlásit i když si COOKIEs neuváženě smažete (jde to velice snadno!). Při přihlášení nickem+heslem se neuváženě smazaná COOKIE obnoví, proto si buď nick+heslo někam zapište, nebo použijte něco, co nezapomenete. Pozor - nick musí mít aspoň 2 platné znaky, heslo 4 znaky, v nicku i heslu jsou povoleny jen číslice, písmena (včetně diakritiky) a znaky  _ - . 

Pokud sem napíšete vlastní nick+heslo (aby se Vám dobře pamatovalo), získáte možnost diskutovat i nastavit si některé parametry této stránky (např. dětskou pojistku).

Přihlášení umožňuje: nastavení jmen hrdinů, volbu jiných konců románů, počítají se vám přečtené knihy, stránka vás neoslovuje neosobně "milý návštěvníku" a zobrazí se i spousta jinak skrytých položek  MENU . Po úspěšném přihlášení tento panel zmizí a máte-li povolené COOKIE, nebude vás obtěžovat (buzerovat) ani při příští návštěvě. Je mi to líto, ale tak to vyžaduje Policie České republiky.

Dříve to tato stránka dělala podle IP adresy. To je dnes ovšem zakázáno. Proč? Prý to je "osobní údaj" a jejich shromažďování je trestné. Proto jsem kontroly zrušil. Je mi líto, ale pokud tohle skutečně vyžaduje Evropská unie, od které spoustu podobných pitomostí (a mnohdy ještě větších) tak radostně přejímáme, já tomu říkám latinsky "buzerace", česky "obtěžování". Jenže Policie může udělovat pěkně mastné pokuty a vymáhat je i pomocí exekutorů, dokonce mi tím už vyhrožovala, takže mi nezbývá než ustoupit násilí.


K základnímu přihlášení slouží následující políčka: Nick: a Heslo: Můžete buď ponechat, co zde "vymyslel" automat ("Q-datumčas"), nebo si je změnit podle libosti. Pak stačí stisknout .

Podrobnější nastavení zajišťuje formulář zde.

Zpět Obsah Dále

Přitažlivé světlo

Solární plachetnice IKAROS využívá k pohybu tlak slunečního záření. (Wikipedie)

Solární plachetnice IKAROS využívá k pohybu
tlak slunečního záření. (Wikipedie)

Může světlo působit na hmotu silou? Víme, že ano. Běžně se mluví o tlaku světla formujícím prachoplynné mlhoviny, kometární ohon je slunečním zářením vytlačován směrem od Slunce, sluneční plachetnice využívají tlaku záření ke svému pohybu, na zpomalených záběrech ze zkoušek laserových zbraní vidíme úlomky letící ve směru útočného paprsku... Všechny tyto jevy mají jedno společné: světlo působí na hmotu odpudivě, jako vítr, směrem od svého zdroje. Někdy to však může být i naopak.

Nejznámější aplikací, ve které světlo působí i jinými silami, než odpudivými, je optická pinzeta. Optická pinzeta je zařízení umožňující uchopit do fokusovaného laserového paprsku mikroskopický objekt o velikosti desítek nanometrů až jednotek mikrometrů. Síly, o kterých je řeč, měříme v pN (pikonewton - biliontina newtonu; jeden newton je síla odpovídající tíze stogramového závaží).

Princip není složitý. Světlo laseru dopadající na průsvitnou mikroskopickou kuličku se v opticky hustším prostředí láme a na rozhraní ohýbá. Paprsek tak doslova obtéká objekt, díky čemuž se následně rozbíhá. Na tom není nic zarážejícího, lom i ohyb světla na hraně jsou předmětem fyziky střední školy. Na co však ve škole neupozorní, je, že odbočující paprsky unášejí do strany část své hybnosti. Bez použití těchto učených pojmů si můžeme představit, že na mikrokuličce sedí mikrotenista odpinkávající okololetící fotony na stranu. Úder do balónku není zadarmo. Podle zákona akce a reakce zapůsobí na tenistu stejnou silou opačného směru. Když takhle odpinkává jeden foton za druhým na všechny strany, dostane se zákonitě do středu paprsku. Paprsek je vlastně optická past držící objekt jako v pinzetě.

Světlo, které díky ohybu a lomu doslova obtéká průsvitnou mikrokuličku, vytváří optickou past (Aldebaran)

Světlo, které díky ohybu a lomu doslova obtéká
průsvitnou mikrokuličku, vytváří optickou past (Aldebaran)

Jedna nejasnost zůstává. Aby paprsek kolem kuličky zahnul, musí se jí nějak přidržet, něčím se na chvíli přilepit. Kdyby neměl tuto schopnost, nedokázal by směr letu změnit. Vysvětlení spočívá v tom, že světlo je elektromagnetické vlnění. Má svou elektrickou a magnetickou složku. Elektrická složka samozřejmě působí na elektricky nabité částice. Nevadí, že mikroobjekt je elektricky neutrální. Jeho neutralita je způsobena stejným počtem záporných a kladných částic, které se zorientují ve směru elektrického pole. Dochází k tzv. polarizaci, částice se přitahují hlouběji do pole. To jsou ty síly, které drží kuličku uvnitř paprsku.

Jak jsme řekli, světlo je vlnění. Elektrická složka může kmitat nahoru-dolů nebo doleva-doprava. Při vhodné kombinaci těchto kmitů se může směr kmitání neustále stáčet, vlna se šíří po jakési spirále a my mluvíme o kruhové polarizaci. Použijeme-li kruhově polarizovaný paprsek, dokážeme na dálku přenášet i moment hybnosti na nesymetrické objekty, jinými slovy můžeme částice roztáčet. Díky tření přenášejí částice svůj pohyb na okolí, což vyvolává proudění. Tohoto efektu se využívá při konstrukci světlem řízených mikropump.

V současnosti je známo a aktivně využíváno široké spektrum modifikací tohoto principu. K dispozici jsou optické natahovače využívající vstřícných laserových paprsků, optické pikotenzometry k měření nepatrných sil v řádu pikonewtonů nebo ramanovská pinzeta kombinující mikromanipulační metody se spektroskopickými technikami, díky nimž můžeme měřit vibrační spektrum chemických vazeb bez nutnosti modifikovat vzorek fluorescenčními metodami. To je výčet pouze nejvýznamnějších aplikací. Není divu, že za objev optické pinzety sdílejí Steven Chu, Claude Cohen-Tannoudji a William D. Phillips Nobelovu cenu za rok 1997.

V nedávné době proběhl pokus, který potvrdil, že na polarizovatelné mikroobjekty může působit nejen laserový paprsek, ale i širokopásmové záření absolutně černého tělesa, tedy třeba obyčejná rozpálená žárovka. Síly, které v takovém záření vznikají, působí směrem ke zdroji a mohou být dokonce silnější než gravitační síla (asi 20x) a překonají i radiační tlak. Ve výsledku se pak částice mohou pohybovat směrem ke zdroji, proti toku záření.

Manželé Ritschovi a M. Sonnleitner z Univerzity v Innsbrucku připravili následující pokus. Probíhal v evakuované nádobě s cesiovými atomy. Cesiové atomy byly pro pokus výhodné pro svůj nezájem o elektromagnetické záření. Pro záření o teplotě do 500K je cesium prakticky průhledné. Aby průběh pokusu nerušil ani tepelný šum, byly atomy vychlazeny laserem na pouhých 300nK.

Pohled do komory s cesiem. V horní části je vidět wolframový válec v roli absolutně černého tělesa.

Pohled do komory s cesiem. V horní části je vidět
wolframový válec v roli absolutně černého tělesa.

V horní části komory umístili experimentátoři absolutně černé těleso reprezentované dutým wolframovým válcem, který opakovaně zahřívali laserem na 460K a pak nechali šest hodin chladnout až na pokojovou teplotu, aby získali údaje v širokém teplotním rozsahu. Atomy cesia vynášeli vzhůru laserovými impulsy a nechali padat.

Naměřené hodnoty dobře souhlasily s teoretickou předpovědí. Tak, jako u optické pinzety vznikala optická past ohýbáním paprsků do strany, tady byly patřičné síly způsobeny blízkosti zdroje záření (při vzdálenosti zdroje 3.7mm nejdou paprsky rovnoběžně a dávají tak vzniknout mnoha mikroskopickým silám). Výsledná síla směřovala ke zdroji, klesala s třetí mocninou vzdálenosti a stoupala s rostoucí teplotou. Z výpočtů dále plyne, že při teplotě v řádu tisíců Kelvinů se síla vytrácí a později dokonce mění na odpudivou.

Naměřené hodnoty dobře souhlasí s výpočtem (červená tečkovaná čára)

Naměřené hodnoty dobře souhlasí s výpočtem
(červená tečkovaná čára)

Očekává se, že v blízké budoucnosti budeme muset přehodnotit některé modely procesů v prachoplynných mlhovinách. Ukazuje se, že nejmarkantněji se přitažlivé síly absolutně černého tělesa projevují u drobných prachových zrn a plynu. Takové síly by mohly mít zásadní význam při formování mlhovin a tvorbě planet. Zůstává otevřená otázka, jak se efekt projevuje v astrochemii. Efekt se dotkne všech metodik měření, kde se pracuje s nepatrnými silami. Typicky měření základních konstant, gravitace nebo testování teorie relativity.

Na závěr dobrá zpráva pro příznivce jachtingu na Sluncem poháněných plachetnicích. Sluneční plachetnice budou nadále urychlovány světlem pryč od Slunce. Při teplotách záření kolem 6000 C už přitažlivost mizí, nehledě na to, že ve vzdálenostech, ve kterých sluneční plachetnice mohou operovat, je již gradient záření zanedbatelný.

 


Zpět Obsah Dále

Videa nejdou vkládat do textu, jedině na konec kapitoly...

Manipulace s mikroskopickými kuličkami pomocí optické pinzety; video je v reálném času

03.03.2018 10:19