Imate priliku da pročitate prevod stranice http://www.howeverythingworks.org/ na srpski jezik sa odobrenjem profesora Louis Bloomfield -a, vlasnika sajta .
U prevođenju su učestvovali: Aleksandar Nastić, Aleksandra Todorić, Dragan Đorđević, Đina Radovanović, Đorđe Janjić, Marko Nikolovski, Milica Brnjoš, Miloš Milošević, Slaviša Perišić, Snežana Čalić i Ema Hadžić.
U prevođenju su učestvovali: Aleksandar Nastić, Aleksandra Todorić, Dragan Đorđević, Đina Radovanović, Đorđe Janjić, Marko Nikolovski, Milica Brnjoš, Miloš Milošević, Slaviša Perišić, Snežana Čalić i Ema Hadžić.
1544.Ako se nešto spušta nizbrdo ili se kreće brzinom stalne jačine, da li je zbir sila koje deluju na njega jednak nuli? – NP
To je sasvim tačno! Slobodan spust i nulta vrednost rezultante sila idu jedno uz drugo: kada je telu zbir sila koje na njega deluju jednak nuli, ono ne ubrzava i zato kažemo da se spušta slobodno.To telo se kreće po inerciji, što podrazumeva da se kreće u konstantnom ritmu niz pravolinijsku stazu. Ako miruje, ono ostaje u tom položaju.
Da bismo razjasnili termin „zbir sila”, moramo primetiti da kada na telo deluju nekoliko sila, ono ne ubrzava zahvaljujući bilo kojoj od njih pojedinačno. Umesto toga, ono ubrzava kao rezultat svih sila koje na njega deluju, zbira sila. Zapamtite da svaku silu odlikuje njen smer (sila je vektorska veličina), tako da kada ih sabirate morate dobro obratiti pažnju na njihove smerove. Odgovarajuća sila koju razmatramo u drugom Njutnovom zakonu je zapravo zbir sila koje deluju na telo. Ako znate zbir sila koje deluju na telo (rezultantu) i masu tela, možete lako odrediti ubrzanje tela. I, ako je zbir sila jednak nuli, onda telo uopšte ne ubrzava već kažemo da se slobodno spušta.
1543.Da li bismo trebali mikrotalasnu da odlažemo sa normalnim đubretom, da li postoje i koje su posledice na okruženje tom prilikom, s obzirom na činjenicu da bi tako magnetron i ostali delovi završili u zemljištu? – DNR
Shvatam da ćemo jednog dana zemljišta prekrivena otpadom pretvoriti u nalazišta skupih elemenata kao što su bakar i zlato. To naravno podrazumeva preživljavanje globalnog zagrevanja. U međuvremenu ćemo jednostavno nastaviti da izbacujemo stvari.
Uprkos zastrašujućem imenu „mikrotalasno zračenje”, mikrotalasna pećnica je u osnovi samo još jedna elektronska naprava u domaćinstvu. Ona je veoma bliska televizoru sa katodnom cevi. Ako nemate problema sa odlaganjem ovih CRT (Cathode Ray Tube) televizora i kompjuterskih monitora na zemljišni otpad, onda bi i izbacivanje mikrotalasne na isto mesto za vas trebalo da bude normalna stvar. Čak i kada je mikrotalasna uključena, sve što ima unutra je njena mikrotalasna radijacija i to jednostavno nije tako značajna stvar. Od trenutka kada je isključite ona čak više nema ni te mikrotalasne zrake u sebi. Ostaju samo izbušeni, nepokretni elektronski delovi koji će stajati na otpadu generacijama, rđajući i raspadajući se kao svaka druga napuštena elektronska naprava. Ja bih je radije poslao u centar za recikliranje kako bi se ponovo iskoristili svi skupoceni delovi, ali imajući u vidu da će se i sa otpada kad-tad iskoristiti, pomenuto odlaganje i nije tako loše. S obzirom na to da su toksične hemikalije ono što nas brine najviše, što se tiče zemljišnih otpada, mikrotalasne pećnice su verovatno bezazlene. One ne sadrže radioaktivne delove, iako visoko-naponski kondenzator može imati ulja u sebi, ulja više nisu polihlorovani bifenili koji su bili česti nekoliko decenija unazad. Čak i kada to ulje procuri u okolinu, to će verovatno biti u neznatnim količinama.
Eto vam sada, mikrotalasne peći idu u svoj grob ništa glasnije ili opasnije od bilo kog starog televizora, kompjutera ili mobilnog telefona.
Zapravo, mogao bih da počnem da nazivam mobilne telefone „mikrotalasnim telefonima” jer je to upravo ono što oni jesu. Oni komuniciraju baznom stanicom putem mikrotalasnog zračenja. Imajući u vidu broj korisnika mobilnih telefona koji slušalice drže u ušima skoro čitavog dana, zabrinutost bi trebalo da bude preusmerena sa mikrotalasnih peći na mikrotalasne telefone. Pomislite na to kada vaše šestogodišnje dete bude pričalo sat vremena sa svojim najboljim drugom preko mikrotalasnog telefona.
1542.Zašto duboki bunari sa vodom trebaju pumpu na dnu pre nego na vrhu? – LG, Vancouver
Kada pijete vodu kroz slamčicu, možete osetiti kao da vučete vodu, ali to se ne dešava. Vi zapravo uklanjate malo vazduha iznad vode u cevčici, tako da vazdušni pritisak u tom prostoru opada ispod atmosferskog. U količini vode blizu dna cevčice se tada narušava balans pritiska : uobičajenog atmosferskog pritiska ispod i pritiska sa manjom vrednošću iznad. Ovaj narušeni balans deluje slabom silom na tečnost i dovodi je guranjem u vaša usta.
To je barem lako. Ali ako uzmete dužu cevčicu, moraćete da usisavate jače. To se dešava jer voda postaje teža ukoliko je ima više u cevčici. Potrebna je veća razlika u pritisku da bi se voda potisnula na gore. Kada cevčica i voda u njoj dostignu dužinu od 12 metara, moraćete da isisate svaki delić vazduha iz cevčice jer razlika u pritisku koja treba da potisne količinu vode na ovu visinu iznosi oko jedne atmosfere. Ako je cevčica viša od 12 metara, jednostavno nemate sreće. Čak i ako uklonite sav vazduh iz cevčice, atmosferski pritisak vode ispod cevčice neće biti sposoban da pogura vodu uz cevčicu.
Da biste omogućili vodi da se penje više uz cevčicu, moraćete da instalirate pumpu na dnu. Pumpa povećava vodeni pritisak sa dna na vrednosti iznad atmosferskog, tako da postoji veća razlika u pritisku i stoga možete potisnuti vodu kroz cevčicu na veću visinu.
OK, da se vratimo na vaše pitanje: kada je bunar dublji od 12 metara, izvlačenje vode na površinu iziskuje pumpu na dnu. Ta pumpa povećava pritisak na dnu na vrednosti iznad atmosferskog i stoga gura vodu na površinu uprkos velikoj težini i visini vode u cevi. Pumpe koje deluju sa površine zemlje su praktične samo za dovođenje vode koja se nalazi na dubini od nekoliko metara. Za sve veće dubine, pumpe na dnu su mnogo bolja ideja.
1541.Moja osmogodišnja ćerka me je pitala, „ako je svetlost najbrža stvar u univerzumu, koja je druga najbrža stvar u univerzumu?” – JPW, Lancaster, PA
Pitanje vaše ćerke je veoma slatko. Sviđa mi se jer naglašava razliku između brzine svetlosti i svih ostalih brzina. Brzina svetlosti je nezamislivo posebna u našem univerzumu. Koliko god čudno zvučalo, čak i ako svetlost ne bi postojala, brzina svetlosti bi i dalje postojala i dalje bi imala istu vrednost. Brzina svetlosti je deo geometrije prostor-vreme, a i činjenica da se svetlost „kreće brzinom svetlosti” je maltene fakat koji nam daje kosmos. Gravitaciona i takozvana „jaka sila” takođe putuju istom brzinom.
OK, znači nekoliko stvari dele prvo mesto kao najbrže. Vašu ćerku zanima šta je na drugom mestu? Recimo da na drugo mesto dolazi sve ostalo. Teoretski, sa dovoljno energije možete skoro sve naterati da se kreće brzinom bliskoj brzini svetlosti. Na primer, atomske čestice (protoni i elektroni) pa čak i atomska jezgra, ubrzavaju se rutinski do brzine bliske brzini svetlosti u sofisticiranim postrojenjima širom sveta. I sam univerzum svojim prirodnim akceleratorima „šiba” i toliko ubrzava čestice, da je teško reći da li se one kreću blizu brzine svetosti ili upravo tom brzinom. Ali, ja vas uveravam da se ne kreću brzinom svetlosti, jer bilo šta što ima masu ne može se kretati tom brzinom. Samo kratkotrajne, nemasivne čestice kao što su svetlosne čestice (fotoni), gravitacione čestice (gravitoni) i čestice jake sile (gluoni) mogu se kretati brzinom svetlosti. Zapravo, kada fotoni, gravitoni ili gluoni reaguju sa materijom, ni oni se ne kreću pomenutom brzinom. To vam dođe kao „s kim si takav si” ; čim ove čestice koje nemaju masu napuste esencijalnu prazninu vakuuma i počnu da reaguju sa materijom, više se ne mogu kretati brzinom svetlosti.
Sad kada smo to utvrdili, još uvek mogu da vam ponudim najverovatnije drugo mesto na listi brzina. Preskočiću svetlost, gravitaciju i jaku silu koje putuju u razblaženoj materiji jer bi se tako moglo reći da varam – ako uzmete nešto što se prirodno kreće brzinom svetlosti, i usporite ga za mali delić njegove brzine, naravno da će biti neizbežno blizu brzini svetlosti. Na pravom drugom mestu se skoro sigurno nalaze čestice kosmičkih zraka. Ovi kosmički zraci su zapravo subatomske čestice koje se ubrzavaju do fantastičnih energija, zahvaljujući prirodnim procesima u kosmosu. Kako takvi akceleratori rade je još uvek velika nepoznanica, ali neke od čestica kosmičkih zraka koje dolaze do naše atmosfere imaju zaista zapanjujuću energiju – s vremena na vreme pojedinačna čestica kosmičkog zraka, koja je manja od atoma, poneće dovoljno energije sa sobom da pomeri male uobičajene objekte oko sebe. Čak i ako bi ponela energiju srazmernu energiji jedne muve, to bi i dalje bila neverovatna količina energije za atomski fragment. Ove čestice kosmičkih zraka se kreću toliko blizu brzine svetlosti da bi foto-finiš mogao da odredi pobednika!
1540.Posedujem veliki superprovodni komercijalni magnet i tražim visokoprofitabilan proizvod ili proizvodni proces da ga plasiram . Da li postoji nešto na šta ste naišli u svom istraživanju što bi bilo vredno proizvodnje? – PT
Uopšteno, osnovu naučnog istraživanja i tehnoloških inovacija skoro uvek čini ideja a ne oprema. Ponekad novi komad opreme stupa na scenu i donosi gomilu pozitivnih promena preko noći. Ali komercijalni superprovodni magnet nije revolucionarna pojava jer ga možete kupiti u prodavnici. Kao rezultat, sve inovacije koje su čekale na takav magnet da se pojavi su već ugledale svetlost dana i one novije inovacije trebaju nove ideje.
Doći do dobre ideje je težak posao. I kada bih imao jednu na umu, verovatno bih i sam nabavio superprovodni magnet. Iako o nauci uglavnom govore u formulama i činjenicama, ona se u mnogome svodi na razmišljanje i posmatranje, i dobre ideje su skoro uvek potrebnije nego dobra oprema. Dobre ideje ne ostaju neiskorišćene zadugo kada je komercijalna oprema sve što je potrebno da bi se ostvarile.
1539.Na kom principu rade naočare i kakva fizika koja stoji iza njih? – SDM, Missouri
Kao i kamera, vaše oko sakuplja svetlost iz okoline na koju gledate i pokušava da formira realan prikaz te scene na vašoj retini. Prednja površina oka (njegova rožnjača) i njegovo unutrašnje sočivo deluju zajedno kako bi usmerili sve zrake nekog udaljenog elementa jedno prema drugom, tako da on zauzima svoje mesto na vašoj retini. Pošto svaki elemenat scene na koju imate pogled zauzima svoje mesto na vašoj retini, vaša rožnjača i sočivo formiraju realnu sliku scene ispred vas. Ako se ta slika formira onako kako bi trebalo, videćete oštru, čistu reprodukciju objekata ispred vas. Ali ako vaše oči nisu potpuno dorasle zadatku, slika se može formirati iza ili ispred vaše retine tako da ćete videti mutnu verziju scene ispred vas.
Optički elementi vašeg oka koji su odgovorni za formaciju slike su rožnjača i sočivo. Rožnjača radi veliki deo posla sakupljanjem svetla u fokus, dok sočivo omogućava fino podešavanje koje dozvoljava da se fokus što bolje preusmeri na retinu.
Ako ste dalekovidi, dva optička elementa nisu dovoljno jaka da formiraju sliku obližnjih objekata na vašoj retini, tako da imate poteškoća prilikom čitanja. Vašem oku treba pomoć tako da ćete nositi naočare sa konvergentnim sočivom.
Ako ste kratkovidi, dva optička elementa su previše jaka i moraju biti oslabljena kako biste formirali oštre slike udaljenih objekata na vašoj retini. Zato nosite naočare sa divergentnim sočivom.
Ljudi se često iznenade kada im kažem da li su dalekovidi ili kratkovidi. Pitaju se kako ja to znam. Moj trik je jednostavan: ja gledam kroz njihove naočare na udaljene objekte. Ako se ti objekti pojave uvećani (kao pod lupom), radi se o dalekovidosti i naočare su sa sočivom u plusu. Ako su objekti smanjeni (kao kada gledate kroz špijunku), radi se o kratkovidosti i naočare imaju sočiva u minusu. Pokušajte to, videćete da je lako proceniti da li su ljudi dalekovidi ili kratkovidi jednim pogledom u njihove naočare dok ih nose.
1538.Novi automat sa bezalkoholnim pićem u obližnjoj radnji ima pedale na dodir koje puštaju sok sve dok ih pritiskate. Primetio sam da ako pritisnem pedalu nečim drugim umesto prstom (npr. cevčicom ili ključem za kola), ništa se neće desiti, bez obzira koliko jako pritisnem. Ali sa prstima, ponekad ne moram ni da napravim čvrst kontakt – samo prost dodir, i sok će poteći. U čemu je stvar? – RLB
Te pedale na dodir osećaju vaše prisustvo elektronski, ne mehanički. Da budem precizniji, naelektrisanje na pedali odbija ili privlači naelektrisanje na vašem prstu i elektronika pedale zna da li ste tu po načinu na koji naelektrisanje na pedali reaguje na naelektrisanje na prstu. Pošto vaš prst i vaše telo provode elektricitet, naelektrisanje pedale zapravo reaguje sa naelektrisanjem celog vašeg tela. U drugom slučaju, cevčica deluje kao izolator, tako da pedala interaguje samo sa naelektrisanjem na njenom vrhu, i dok vaši ključevi provode naelektrisanje, previše su mali da bi imali uticaj na pedalu kakav ima ljudsko telo.
Postoje najmanje dva načina na koje pedala i njena elektronika mogu osetiti vaše telo i njegov električni naboj. Prvi način je da elektronika primeni brzo naizmenično naelektrisavanje na pedali i da vodi računa da li naelektrisanje na pedali interaguje sa naelektrisanjem izvan pedale (npr. na vašem telu). Kada je pedala bez kontakta, njena elektronika može lako da menja smer naelektrisanja na pedali jer taj naboj ne reaguje ni sa čim. Ali kada je vaša ruka blizu pedale ili je dodiruje, elektronici je mnogo teže da menja naelektrisanju pedale. Ako dodirujete pedalu, elektronika mora da preusmeri i vaš električni naboj, tako da elektronika oseća nastup usporenosti u pedalinom odgovoru na promenu naelektrisanja. Čak i kada sasvim ne dodirujete pedalu, elektronika ima nekih poteškoća u preusmerenju naelektrisanja pedale. To je zato što naelektrisanje pedale čini da vaš prst i vaše telo budu električno polarizovani: naelektrisanja suprotna onima na pedali su privučena na vaš prst zbog vašeg tela, tako da vaš prst postaje suprotno naelektrisan u odnosu na pedalu. Kada elektronika tada pokuša da poništi naelektrisanje na pedali da bi promenila naelektrisanje pedale, vaš prst teži da učini to poništavanje teškim. Elektronika mora da se bori da preusmeri naelektrisanje pedale iako niste u direktnom dodiru sa njom. Znači, vaš prst ometa preusmerenje naelektrisanja kad god je blizu ili dodiruje pedalu.
Drugi način na koji elektronika pedale može osetiti vaše prisustvo je da dozvoli da vaše telo deluje kao antena za elektromagnetne uticaje u okolini. Mi smo prosto „okupani” električnim i magnetnim poljima svih vrsta i kao rezultat toga naelektrisanja našeg tela su u neprestanom kretanju. Verovatno ste primetili da dodirivanje izvesnih ulaznih žica stereo uređaja proizvodi mnogo buke u zvučnicima; to je delom rezultat elektromagnetnih smetnji u našoj okolini koje se manifestuju zbog pokretnih naelektrisanja u našem telu. Mala pedala na automatu za sokove i sama prikuplja malo ove elektromangetne „buke”. Kada priđete pedali ili je dodirnete, vi dramatično uvećavate količinu elektromagnetne smetnje unutar pedale. Elektronika pedale lako detektuje tu novu smetnju.
Ukratko, pedale aparata za sokove zaista detektuju velike objekte koji provode elektricitet. Njihova sposobnost da osete vaš prst pre samog dodira je bitna jer one moraju funkcionisati i kada ljudi nose rukavice. Prvi put sam se susreo sa senzorima na elektronski dodir u liftovima kada sam bio dete i voleo sam da eksperimentišem sa njima. Osvetlili bi se kada bi detektovali nešto . Pokušavali bismo da ih aktiviramo laktovima, nosevima i ostalim nepogodnim predmetima. Oni su kao takvi bili prilično dobri ali ih je moderna elektronika učinila još boljim. Po istom principu funkcionišu i senzori za svetlost i ostale potrebe.
1537.Zašto se opran veš brže suši na otvorenom nego u zatvorenoj sobi? - A, Aizawl, India
Ono što me uzbuđuje kod vašeg pitanja je činjenica da smo to svi zapazili ali niko nas nije učio zašto se to dešava. Dozvolite mi da preformulišem pitanje: znamo da se odeća suši brže ako otvorimo prozor, ali kako odeća zna kada je prozor otvoren? Ko joj govori?
Objašnjenje je ujedno prosto i zanimljivo: količina molekula vode koji napuštaju odeću ne zavisi od toga da li je prozor otvoren ili zatvoren, ali količina molekula vode koji se vraćaju na odeću svakako zavisi. Količina onih koji se vraćaju najviše zavisi od količine vodene pare u vazduhu i može varirati od nule (nema vraćanja molekula pare) do vrlo brzog vraćanja kada je vazduh neprijatno vlažan. Količina vode u vazduhu zavisi od njegove relativne vlažnosti, a ako je njegova vrednost 100%, molekuli vodene pare sleću na površinu istom brzinom kojom molekuli vode napuštaju vodu u tečnom stanju. Kada izložite čašu vode vazduhu čija je relativna vlažnost 100%, čaša neće ni izgubiti ni dobiti molekule vode jer je količina onih molekula koji napuste čašu i onih koji u nju slete jednaka. Sa vrednostima ispod 100%, čaša će se postepeno isprazniti zbog prelaska molekula u gasno stanje zato što će napuštanje nadjačati vraćanje. Iznad 100% relativne vlažnosti, čaša će se prepuniti zbog kondenzacije jer će vraćanje nadjačati napuštanje.
Ista priča važi i za mokru odeću. Što je veća vlažnost vazduha, voda teže isprava sa odeće. Vraćanje molekula vode je previše često u vlažnom vazduhu. Na relativnoj vlažnosti od 100% odeća se neće uopšte osušiti, a na vrednostima iznad 100% odeća će postati mokrija vremenom.
To je sasvim tačno! Slobodan spust i nulta vrednost rezultante sila idu jedno uz drugo: kada je telu zbir sila koje na njega deluju jednak nuli, ono ne ubrzava i zato kažemo da se spušta slobodno.To telo se kreće po inerciji, što podrazumeva da se kreće u konstantnom ritmu niz pravolinijsku stazu. Ako miruje, ono ostaje u tom položaju.
Da bismo razjasnili termin „zbir sila”, moramo primetiti da kada na telo deluju nekoliko sila, ono ne ubrzava zahvaljujući bilo kojoj od njih pojedinačno. Umesto toga, ono ubrzava kao rezultat svih sila koje na njega deluju, zbira sila. Zapamtite da svaku silu odlikuje njen smer (sila je vektorska veličina), tako da kada ih sabirate morate dobro obratiti pažnju na njihove smerove. Odgovarajuća sila koju razmatramo u drugom Njutnovom zakonu je zapravo zbir sila koje deluju na telo. Ako znate zbir sila koje deluju na telo (rezultantu) i masu tela, možete lako odrediti ubrzanje tela. I, ako je zbir sila jednak nuli, onda telo uopšte ne ubrzava već kažemo da se slobodno spušta.
1543.Da li bismo trebali mikrotalasnu da odlažemo sa normalnim đubretom, da li postoje i koje su posledice na okruženje tom prilikom, s obzirom na činjenicu da bi tako magnetron i ostali delovi završili u zemljištu? – DNR
Shvatam da ćemo jednog dana zemljišta prekrivena otpadom pretvoriti u nalazišta skupih elemenata kao što su bakar i zlato. To naravno podrazumeva preživljavanje globalnog zagrevanja. U međuvremenu ćemo jednostavno nastaviti da izbacujemo stvari.
Uprkos zastrašujućem imenu „mikrotalasno zračenje”, mikrotalasna pećnica je u osnovi samo još jedna elektronska naprava u domaćinstvu. Ona je veoma bliska televizoru sa katodnom cevi. Ako nemate problema sa odlaganjem ovih CRT (Cathode Ray Tube) televizora i kompjuterskih monitora na zemljišni otpad, onda bi i izbacivanje mikrotalasne na isto mesto za vas trebalo da bude normalna stvar. Čak i kada je mikrotalasna uključena, sve što ima unutra je njena mikrotalasna radijacija i to jednostavno nije tako značajna stvar. Od trenutka kada je isključite ona čak više nema ni te mikrotalasne zrake u sebi. Ostaju samo izbušeni, nepokretni elektronski delovi koji će stajati na otpadu generacijama, rđajući i raspadajući se kao svaka druga napuštena elektronska naprava. Ja bih je radije poslao u centar za recikliranje kako bi se ponovo iskoristili svi skupoceni delovi, ali imajući u vidu da će se i sa otpada kad-tad iskoristiti, pomenuto odlaganje i nije tako loše. S obzirom na to da su toksične hemikalije ono što nas brine najviše, što se tiče zemljišnih otpada, mikrotalasne pećnice su verovatno bezazlene. One ne sadrže radioaktivne delove, iako visoko-naponski kondenzator može imati ulja u sebi, ulja više nisu polihlorovani bifenili koji su bili česti nekoliko decenija unazad. Čak i kada to ulje procuri u okolinu, to će verovatno biti u neznatnim količinama.
Eto vam sada, mikrotalasne peći idu u svoj grob ništa glasnije ili opasnije od bilo kog starog televizora, kompjutera ili mobilnog telefona.
Zapravo, mogao bih da počnem da nazivam mobilne telefone „mikrotalasnim telefonima” jer je to upravo ono što oni jesu. Oni komuniciraju baznom stanicom putem mikrotalasnog zračenja. Imajući u vidu broj korisnika mobilnih telefona koji slušalice drže u ušima skoro čitavog dana, zabrinutost bi trebalo da bude preusmerena sa mikrotalasnih peći na mikrotalasne telefone. Pomislite na to kada vaše šestogodišnje dete bude pričalo sat vremena sa svojim najboljim drugom preko mikrotalasnog telefona.
1542.Zašto duboki bunari sa vodom trebaju pumpu na dnu pre nego na vrhu? – LG, Vancouver
Kada pijete vodu kroz slamčicu, možete osetiti kao da vučete vodu, ali to se ne dešava. Vi zapravo uklanjate malo vazduha iznad vode u cevčici, tako da vazdušni pritisak u tom prostoru opada ispod atmosferskog. U količini vode blizu dna cevčice se tada narušava balans pritiska : uobičajenog atmosferskog pritiska ispod i pritiska sa manjom vrednošću iznad. Ovaj narušeni balans deluje slabom silom na tečnost i dovodi je guranjem u vaša usta.
To je barem lako. Ali ako uzmete dužu cevčicu, moraćete da usisavate jače. To se dešava jer voda postaje teža ukoliko je ima više u cevčici. Potrebna je veća razlika u pritisku da bi se voda potisnula na gore. Kada cevčica i voda u njoj dostignu dužinu od 12 metara, moraćete da isisate svaki delić vazduha iz cevčice jer razlika u pritisku koja treba da potisne količinu vode na ovu visinu iznosi oko jedne atmosfere. Ako je cevčica viša od 12 metara, jednostavno nemate sreće. Čak i ako uklonite sav vazduh iz cevčice, atmosferski pritisak vode ispod cevčice neće biti sposoban da pogura vodu uz cevčicu.
Da biste omogućili vodi da se penje više uz cevčicu, moraćete da instalirate pumpu na dnu. Pumpa povećava vodeni pritisak sa dna na vrednosti iznad atmosferskog, tako da postoji veća razlika u pritisku i stoga možete potisnuti vodu kroz cevčicu na veću visinu.
OK, da se vratimo na vaše pitanje: kada je bunar dublji od 12 metara, izvlačenje vode na površinu iziskuje pumpu na dnu. Ta pumpa povećava pritisak na dnu na vrednosti iznad atmosferskog i stoga gura vodu na površinu uprkos velikoj težini i visini vode u cevi. Pumpe koje deluju sa površine zemlje su praktične samo za dovođenje vode koja se nalazi na dubini od nekoliko metara. Za sve veće dubine, pumpe na dnu su mnogo bolja ideja.
1541.Moja osmogodišnja ćerka me je pitala, „ako je svetlost najbrža stvar u univerzumu, koja je druga najbrža stvar u univerzumu?” – JPW, Lancaster, PA
Pitanje vaše ćerke je veoma slatko. Sviđa mi se jer naglašava razliku između brzine svetlosti i svih ostalih brzina. Brzina svetlosti je nezamislivo posebna u našem univerzumu. Koliko god čudno zvučalo, čak i ako svetlost ne bi postojala, brzina svetlosti bi i dalje postojala i dalje bi imala istu vrednost. Brzina svetlosti je deo geometrije prostor-vreme, a i činjenica da se svetlost „kreće brzinom svetlosti” je maltene fakat koji nam daje kosmos. Gravitaciona i takozvana „jaka sila” takođe putuju istom brzinom.
OK, znači nekoliko stvari dele prvo mesto kao najbrže. Vašu ćerku zanima šta je na drugom mestu? Recimo da na drugo mesto dolazi sve ostalo. Teoretski, sa dovoljno energije možete skoro sve naterati da se kreće brzinom bliskoj brzini svetlosti. Na primer, atomske čestice (protoni i elektroni) pa čak i atomska jezgra, ubrzavaju se rutinski do brzine bliske brzini svetlosti u sofisticiranim postrojenjima širom sveta. I sam univerzum svojim prirodnim akceleratorima „šiba” i toliko ubrzava čestice, da je teško reći da li se one kreću blizu brzine svetosti ili upravo tom brzinom. Ali, ja vas uveravam da se ne kreću brzinom svetlosti, jer bilo šta što ima masu ne može se kretati tom brzinom. Samo kratkotrajne, nemasivne čestice kao što su svetlosne čestice (fotoni), gravitacione čestice (gravitoni) i čestice jake sile (gluoni) mogu se kretati brzinom svetlosti. Zapravo, kada fotoni, gravitoni ili gluoni reaguju sa materijom, ni oni se ne kreću pomenutom brzinom. To vam dođe kao „s kim si takav si” ; čim ove čestice koje nemaju masu napuste esencijalnu prazninu vakuuma i počnu da reaguju sa materijom, više se ne mogu kretati brzinom svetlosti.
Sad kada smo to utvrdili, još uvek mogu da vam ponudim najverovatnije drugo mesto na listi brzina. Preskočiću svetlost, gravitaciju i jaku silu koje putuju u razblaženoj materiji jer bi se tako moglo reći da varam – ako uzmete nešto što se prirodno kreće brzinom svetlosti, i usporite ga za mali delić njegove brzine, naravno da će biti neizbežno blizu brzini svetlosti. Na pravom drugom mestu se skoro sigurno nalaze čestice kosmičkih zraka. Ovi kosmički zraci su zapravo subatomske čestice koje se ubrzavaju do fantastičnih energija, zahvaljujući prirodnim procesima u kosmosu. Kako takvi akceleratori rade je još uvek velika nepoznanica, ali neke od čestica kosmičkih zraka koje dolaze do naše atmosfere imaju zaista zapanjujuću energiju – s vremena na vreme pojedinačna čestica kosmičkog zraka, koja je manja od atoma, poneće dovoljno energije sa sobom da pomeri male uobičajene objekte oko sebe. Čak i ako bi ponela energiju srazmernu energiji jedne muve, to bi i dalje bila neverovatna količina energije za atomski fragment. Ove čestice kosmičkih zraka se kreću toliko blizu brzine svetlosti da bi foto-finiš mogao da odredi pobednika!
1540.Posedujem veliki superprovodni komercijalni magnet i tražim visokoprofitabilan proizvod ili proizvodni proces da ga plasiram . Da li postoji nešto na šta ste naišli u svom istraživanju što bi bilo vredno proizvodnje? – PT
Uopšteno, osnovu naučnog istraživanja i tehnoloških inovacija skoro uvek čini ideja a ne oprema. Ponekad novi komad opreme stupa na scenu i donosi gomilu pozitivnih promena preko noći. Ali komercijalni superprovodni magnet nije revolucionarna pojava jer ga možete kupiti u prodavnici. Kao rezultat, sve inovacije koje su čekale na takav magnet da se pojavi su već ugledale svetlost dana i one novije inovacije trebaju nove ideje.
Doći do dobre ideje je težak posao. I kada bih imao jednu na umu, verovatno bih i sam nabavio superprovodni magnet. Iako o nauci uglavnom govore u formulama i činjenicama, ona se u mnogome svodi na razmišljanje i posmatranje, i dobre ideje su skoro uvek potrebnije nego dobra oprema. Dobre ideje ne ostaju neiskorišćene zadugo kada je komercijalna oprema sve što je potrebno da bi se ostvarile.
1539.Na kom principu rade naočare i kakva fizika koja stoji iza njih? – SDM, Missouri
Kao i kamera, vaše oko sakuplja svetlost iz okoline na koju gledate i pokušava da formira realan prikaz te scene na vašoj retini. Prednja površina oka (njegova rožnjača) i njegovo unutrašnje sočivo deluju zajedno kako bi usmerili sve zrake nekog udaljenog elementa jedno prema drugom, tako da on zauzima svoje mesto na vašoj retini. Pošto svaki elemenat scene na koju imate pogled zauzima svoje mesto na vašoj retini, vaša rožnjača i sočivo formiraju realnu sliku scene ispred vas. Ako se ta slika formira onako kako bi trebalo, videćete oštru, čistu reprodukciju objekata ispred vas. Ali ako vaše oči nisu potpuno dorasle zadatku, slika se može formirati iza ili ispred vaše retine tako da ćete videti mutnu verziju scene ispred vas.
Optički elementi vašeg oka koji su odgovorni za formaciju slike su rožnjača i sočivo. Rožnjača radi veliki deo posla sakupljanjem svetla u fokus, dok sočivo omogućava fino podešavanje koje dozvoljava da se fokus što bolje preusmeri na retinu.
Ako ste dalekovidi, dva optička elementa nisu dovoljno jaka da formiraju sliku obližnjih objekata na vašoj retini, tako da imate poteškoća prilikom čitanja. Vašem oku treba pomoć tako da ćete nositi naočare sa konvergentnim sočivom.
Ako ste kratkovidi, dva optička elementa su previše jaka i moraju biti oslabljena kako biste formirali oštre slike udaljenih objekata na vašoj retini. Zato nosite naočare sa divergentnim sočivom.
Ljudi se često iznenade kada im kažem da li su dalekovidi ili kratkovidi. Pitaju se kako ja to znam. Moj trik je jednostavan: ja gledam kroz njihove naočare na udaljene objekte. Ako se ti objekti pojave uvećani (kao pod lupom), radi se o dalekovidosti i naočare su sa sočivom u plusu. Ako su objekti smanjeni (kao kada gledate kroz špijunku), radi se o kratkovidosti i naočare imaju sočiva u minusu. Pokušajte to, videćete da je lako proceniti da li su ljudi dalekovidi ili kratkovidi jednim pogledom u njihove naočare dok ih nose.
1538.Novi automat sa bezalkoholnim pićem u obližnjoj radnji ima pedale na dodir koje puštaju sok sve dok ih pritiskate. Primetio sam da ako pritisnem pedalu nečim drugim umesto prstom (npr. cevčicom ili ključem za kola), ništa se neće desiti, bez obzira koliko jako pritisnem. Ali sa prstima, ponekad ne moram ni da napravim čvrst kontakt – samo prost dodir, i sok će poteći. U čemu je stvar? – RLB
Te pedale na dodir osećaju vaše prisustvo elektronski, ne mehanički. Da budem precizniji, naelektrisanje na pedali odbija ili privlači naelektrisanje na vašem prstu i elektronika pedale zna da li ste tu po načinu na koji naelektrisanje na pedali reaguje na naelektrisanje na prstu. Pošto vaš prst i vaše telo provode elektricitet, naelektrisanje pedale zapravo reaguje sa naelektrisanjem celog vašeg tela. U drugom slučaju, cevčica deluje kao izolator, tako da pedala interaguje samo sa naelektrisanjem na njenom vrhu, i dok vaši ključevi provode naelektrisanje, previše su mali da bi imali uticaj na pedalu kakav ima ljudsko telo.
Postoje najmanje dva načina na koje pedala i njena elektronika mogu osetiti vaše telo i njegov električni naboj. Prvi način je da elektronika primeni brzo naizmenično naelektrisavanje na pedali i da vodi računa da li naelektrisanje na pedali interaguje sa naelektrisanjem izvan pedale (npr. na vašem telu). Kada je pedala bez kontakta, njena elektronika može lako da menja smer naelektrisanja na pedali jer taj naboj ne reaguje ni sa čim. Ali kada je vaša ruka blizu pedale ili je dodiruje, elektronici je mnogo teže da menja naelektrisanju pedale. Ako dodirujete pedalu, elektronika mora da preusmeri i vaš električni naboj, tako da elektronika oseća nastup usporenosti u pedalinom odgovoru na promenu naelektrisanja. Čak i kada sasvim ne dodirujete pedalu, elektronika ima nekih poteškoća u preusmerenju naelektrisanja pedale. To je zato što naelektrisanje pedale čini da vaš prst i vaše telo budu električno polarizovani: naelektrisanja suprotna onima na pedali su privučena na vaš prst zbog vašeg tela, tako da vaš prst postaje suprotno naelektrisan u odnosu na pedalu. Kada elektronika tada pokuša da poništi naelektrisanje na pedali da bi promenila naelektrisanje pedale, vaš prst teži da učini to poništavanje teškim. Elektronika mora da se bori da preusmeri naelektrisanje pedale iako niste u direktnom dodiru sa njom. Znači, vaš prst ometa preusmerenje naelektrisanja kad god je blizu ili dodiruje pedalu.
Drugi način na koji elektronika pedale može osetiti vaše prisustvo je da dozvoli da vaše telo deluje kao antena za elektromagnetne uticaje u okolini. Mi smo prosto „okupani” električnim i magnetnim poljima svih vrsta i kao rezultat toga naelektrisanja našeg tela su u neprestanom kretanju. Verovatno ste primetili da dodirivanje izvesnih ulaznih žica stereo uređaja proizvodi mnogo buke u zvučnicima; to je delom rezultat elektromagnetnih smetnji u našoj okolini koje se manifestuju zbog pokretnih naelektrisanja u našem telu. Mala pedala na automatu za sokove i sama prikuplja malo ove elektromangetne „buke”. Kada priđete pedali ili je dodirnete, vi dramatično uvećavate količinu elektromagnetne smetnje unutar pedale. Elektronika pedale lako detektuje tu novu smetnju.
Ukratko, pedale aparata za sokove zaista detektuju velike objekte koji provode elektricitet. Njihova sposobnost da osete vaš prst pre samog dodira je bitna jer one moraju funkcionisati i kada ljudi nose rukavice. Prvi put sam se susreo sa senzorima na elektronski dodir u liftovima kada sam bio dete i voleo sam da eksperimentišem sa njima. Osvetlili bi se kada bi detektovali nešto . Pokušavali bismo da ih aktiviramo laktovima, nosevima i ostalim nepogodnim predmetima. Oni su kao takvi bili prilično dobri ali ih je moderna elektronika učinila još boljim. Po istom principu funkcionišu i senzori za svetlost i ostale potrebe.
1537.Zašto se opran veš brže suši na otvorenom nego u zatvorenoj sobi? - A, Aizawl, India
Ono što me uzbuđuje kod vašeg pitanja je činjenica da smo to svi zapazili ali niko nas nije učio zašto se to dešava. Dozvolite mi da preformulišem pitanje: znamo da se odeća suši brže ako otvorimo prozor, ali kako odeća zna kada je prozor otvoren? Ko joj govori?
Objašnjenje je ujedno prosto i zanimljivo: količina molekula vode koji napuštaju odeću ne zavisi od toga da li je prozor otvoren ili zatvoren, ali količina molekula vode koji se vraćaju na odeću svakako zavisi. Količina onih koji se vraćaju najviše zavisi od količine vodene pare u vazduhu i može varirati od nule (nema vraćanja molekula pare) do vrlo brzog vraćanja kada je vazduh neprijatno vlažan. Količina vode u vazduhu zavisi od njegove relativne vlažnosti, a ako je njegova vrednost 100%, molekuli vodene pare sleću na površinu istom brzinom kojom molekuli vode napuštaju vodu u tečnom stanju. Kada izložite čašu vode vazduhu čija je relativna vlažnost 100%, čaša neće ni izgubiti ni dobiti molekule vode jer je količina onih molekula koji napuste čašu i onih koji u nju slete jednaka. Sa vrednostima ispod 100%, čaša će se postepeno isprazniti zbog prelaska molekula u gasno stanje zato što će napuštanje nadjačati vraćanje. Iznad 100% relativne vlažnosti, čaša će se prepuniti zbog kondenzacije jer će vraćanje nadjačati napuštanje.
Ista priča važi i za mokru odeću. Što je veća vlažnost vazduha, voda teže isprava sa odeće. Vraćanje molekula vode je previše često u vlažnom vazduhu. Na relativnoj vlažnosti od 100% odeća se neće uopšte osušiti, a na vrednostima iznad 100% odeća će postati mokrija vremenom.
1536.Zašto para toliko olakšava peglanje pamučnih pantalona? – AB, Virginia
Voda praktično omekšava pamuk. Omekšivač je hemikalija koja se rastvara u plastičnoj masi i omogućava proklizavanje molekula tako da se oni lakše kreću jedan preko drugog. Pamuk je skoro čista celuloza, polimer koji se sastoji od molekula šećera koji su povezani u dugačke lance. Pošto se šećer lako rastvara u vodi, voda se lako rastvara u celulozi. Iako celuloza pregori pre nego što se otopi, može biti omekšana vrelinom i vodom. Kada peglate pamučne pantalone, para se rastvara u molekule celuloze i dozvoljava platnu da se savršeno izravna.
1535.Moj kolega, koji je inteligentni inženjer elektronike kaže da je neuzemljena mikrotalasna opasna zbog mikrotalasa koji mogu pobeći kroz rupe na vratima. Osim za strujnu opasnost, nisam se složio jer mislim da se tu sama veličina rupa suprotstavlja talasnoj dužini mikrotalasa. Da li manjak uzemljenja može omogućiti nekim mikrotalasima da pobegnu kroz rupe na vratima mikrotalasne? – LG, Maine
Vi ste u pravu. Curenje mikrotalasa nema veze sa tim da li je mikrotalasna peć uzemljena ili ne. Zapravo, cela ideja uzemljenja nečega na tako visokim frekvencijama je skoro beznačajna. Pošto električna dejstva ne mogu putovati brže od brzine svetlosti, i brzina svetlosti putuje samo 12,4cm tokom jednog ciklusa mikrotalasa pećnice, pećnica ne može razlikovati da li je uzemljena pri mikrotalasnim frekvencijama; njen strujni kabl je previše dugačak tako da nema vremena za naelektrisanje da pređe put tog kabla tokom ciklusa rada mikrotalasne.
Kada uzemljujete uređaj, vi zapravo omogućavate električnom naboju da se izjednači između zemlje i uređaja. Zemlja je približno neutralna, tako da uzemljeni uređaj ne može da zadrži velike količine pozitivnog ili negativnog naelektrisanja. Ovo je dobra bezbednosna mera jer vas tako ne može udariti šok kada dodirnete uređaj, čak ni ako jedna od njegovih žica izleti i dodirne kutiju uređaja. Svako naelektrisanje koje izvučene žice pokušaju da prenesu na spoljni deo uređaja brzo će proteći u zemlju zbog ravnoteže između uređaja i zemlje.
Ali naelektrisanje ne može pobeći iz uređaja kroz žice za uzemljenje tek tako. Svetlosti treba oko 1 nanosekunde da pređe jednu stopu, a elektricitetu treba malo duže od toga. Da bi naelektrisanje iz uređaja prešlo u zemlju, može proći 50 nanosekundi ili više. To nije problem za uobičajenu distribuciju struje, tako da je uzemljenje generalno sjajna ideja. Svakom ciklusu od 60 Hz u Americi treba 18 milisekundi da se završi, tako da uređaj i zemlja imaju sasvim dovoljno vremena da se izjednače po naboju. Ali ciklusu mikrotalasa treba manje od 0,4 nanosekunde da se završi tako da nema dovoljno vremena za izjednačenje naboja između zemlje i uređaja. Na mikrotalasnim frekvencijama, električna struja koja se kreće dugačkom žicom ima oblik talasa, što znači da u nekom trenutku vremena, žica ima odlike pozitivnog i negativnog naelektrisanja raspoređenih po pola duž talasne dužine. Prenosi mali elektromagnetni talas.
Metalni ekran na vratima mikrotalane peći mora da reflektuje mikrotalase sam od sebe. On to radi bez problema jer su rupe mnogo manje od 12,4 cm blizu kojih struja lako protiče tokom ciklusa mikrotalasa.
1534.Ptica sleće na neizolovanu strujnu žicu od 10 000 volti. Hoće li postati potpuno pržena? – RKS, Texas
Ne. Ptice to stalno rade. Ono što ih štiti je činjenica da sletanjem ne zatvaraju kolo. Dodiruju samo jednu žicu i ništa više. Iako postoji izvesno naelektrisanje na strujnoj žici i jedan njegov deo se uliva u pticu kada ona sleti na žicu, kretanje naelektrisanja je samoograničavajuće. U trenutku kada ptica sakupi dovoljno naelektrisanja u sebi da se po naponu izjednači sa strujom u žici, naelektrisanje prestaje da se utiče u nju. Iako napon strujnog provodnika raste i opada 60 puta u sekundi ( frekvencija naizmenične struje u Americi – prim. DR) (ili 50 puta u sekundi u nekim delovima sveta), ukupna pokretljivost naelektrisanja na 10 000 volti nije dovoljno velika da bi naročito namučila pticu. Na 100 000 volti ili više, pokretljivost naelektrisanja je dovoljna nelagodna da drži ptice podalje od sletanja na žice. Zbog toga ih nećete videti kako sleću na dugačke razapete strujne provodnike kakve se nalaze u selima.
Priča ne bi bila ista kada bi ptica napravila grešku spajanjem razmaka između dve žice. U tom slučaju, struja bi mogla da se kreće iz jedne žice u drugu kroz pticu i ona bi bila u ozbiljnoj opasnosti da postane kao sijalica. Veverice ponekad naprave ovaj trik kada slučajno naprave most između jednog para žica. Neki od neočekivanih strujnih plamičaka koji nastaju na mestima gde se strujni provodnici nadilaze su izazvane od strane veverica i povremenog ugljenisanja ptica kada dozvole da struja teče između strujnih provodnika.
1533.Zašto nekad doživim šok (električni – prim.DR) kada poljubim ujka Ala? – BS
Da ste obojica bili električno neutralni pre poljupca, ništa se ne bi desilo. Evidentno, jedan od vas dvojice je razvio količinu naelektrisanja koja se iznenada prenosi na drugu osobu tokom poljupca. Kretanje tog naelektrisanja je električna struja i vi doživljavate struju koje protiču kroz vaše telo kao šok.
Najverovatnije, jedan od vas dvojice je bio u kontaktu sa izolacionom površinom koja je razmenila naelektrisanje s vama. Na primer, ako ste hodali preko vunenog tepiha u cipelama sa gumenim đonom, taj tepih je mogao da prebaci neke elektrone na vas. Guma privlači elektrone jače nego vuna, tako da vaše cipele teže da ukradu malo elektrona od vune kad god imaju priliku. Ako malo hodate unaokolo ili trljate cipele o tepih, završićete sa velikom količinom ukradenih elektrona na svom telu. Zatim kada poljubite ujka Ala, oko polovine tih elektrona se iznenada šire na njega i taj strujni tok je šokirajući.
1532.Postoji video snimak koji se vrti internetom i koji navodno pokazuje „izumitelja” čija mašina sagoreva vodu. Voda biva razbijena na vodonik i kiseonik koji se onda sagoreva da bi proizveo još vode! Kapiram da bi ukupna energija koja se proizvede trebala da bude jednaka nuli jer se energija mora trošiti da razdvoji vodu na vodonik i kiseonik. Molim za vaše komentare. – ST, Arizona
Potpuno ste ispravno skapirali. Voda je sama po sebi vodonik koji je sagoreo, i energija koja je potrebna da se razdvoji voda na kiseonik i vodonik jednaka je energiji koja se oslobađa kada se vodonik posledično sagoreva nazad u početno stanje – vodu. Uzimanje i davanje energije se smenjuju. Kao u biciklizmu, da biste se spustili sa nekog uzvišenja, morate se prvo popeti na njega.
Svako ko tvrdi da može izvući korisnu energiju kroz proces koji počinje i završava se sa vodom je šaljivdžija. Ili ne proizvode bilo kakvu energiju ili energija dolazi iz nekog drugog izvora. U ovakvim vrstama prevara, obično postoji neka električna komponenta koja bi trebalo da održava manji deo čitavog aparata funkcionalnim. Ta komponenta uopšte nije beznačajna, naime ona je zadužena za funkcionisanje čitave sprave!
Vodonik u sebi sadrži neku mističnu auru, ali u kontekstu energije, on je samo još jedno gorivo. Zapravo vodonik je više kao medij za skladištenje energije nego gorivo u pravom smislu te reči. To je zato što vodonik ne nastaje prirodnim putem na zemlji i može nastati samo iskorišćavanjem drugih oblika energije. Može se zaista mnogo govoriti o ekonočnosti vodonika i ideji da će nas on spasti zavisnosti od petroleja. Nažalost, političari koji promovišu vodonik kao energetsku panaceju, niti razumeju nauku niti poštuju one koji je razumeju. Zbog pomenutog problema izjednačenja količine energije koja je potrebna da bi se voda razdvojila i one koja se oslobodi da bi se vodonik vratio u tečno stanje, vodonik nas nikada neće spasiti bez pomoći drugih elemenata.
Dok mi progresivno postajemo sve više očajni zbog manjka korisne energije, količina prevara i dezinformacija će samo rasti. Postoje samo nekoliko pravih izvora korisne energije: solarna energija (koja uključuje moć vetra, hidro izvore i biomasu), fosilna goriva (koja uključuju petrolej i ugalj) i nuklearna goriva. Vodonik nije među njima; može se proizvesti samo po cenu nekog od navedenih. Čak i etanol, koji je izvikan kao prirodna zamena za petrolej, ima svoje probleme; proizvodnja galona etanola može sama po sebi iziskivati potrošnju galona petroleja.
Tamo gde se spominje energija, pazite se prevara kao što je vaš primer, propagandnih tvrdnji, PR-ova i političara. Ako preživimo predstojeću krizu klime i energetike, to će biti zato što smo naučili da čuvamo energiju i da je dobijamo uglavnom od solarnih i eventualno nuklearnih izvora. To će takođe biti zato što smo uspeli da potisnemo političare i sebične ljude na stranu, dovoljno dugo da odradimo precizne analize i donesemo važne i ispravne odluke.
1531.Šta znači da svetlosno (sijalično – prim.DR) grlo koristi 60 vati? – B, Los Angeles
Vat je jedinica za snagu, jednaka jednom džulu u sekundi. Jedan džul je otprilike količina energije koja je potrebna da se konzerva sa sokom teška 12 unci (1 oz = 28,35 g – prim.DR) podigne na visinu od jedne stope (1 ft = 0,3048 m – prim.DR) . Sijalica od 60 vati koristi 60 džula po sekundi, tako da bi snaga koju koristi mogla da podigne kutiju sa 24 konzerve soka na visinu od 2,5 stopa svake sekunde. Visina većine stolova je oko 2,5 stopa. Sledeći put kada ostavite upaljenu sijalicu od 60 vati i izađete iz kuće, pomislite koliko biste se vi umorili da podižete jednu kutiju soka na sto svakog sekunda tokom sat ili 2 sata vremena. To je mehanički rad koji je potreban generatoru elektrane da omogući 60 vati snage koju vi protraćite. Ako vam ne treba svetlo, isključite sijalicu!
1532.Da li se svemirska prašina zadržava na spejs-šatlovima koji orbitiraju? – A, Troy, MT
Kakvo sjajno pitanje! Dopada mi se. Odgovor je ne, ali je priča iza njega velika.
Počeću od posmatranja prašine koja se sleže u mirnom vazduhu blizu zemlje. Ta prašina ima težinu zahvaljujući gravitaciji, tako da teži da padne. Svaka čestica bi pala kao kamen, međutim toliko je lagana da doživljava veliki otpor vazduha. Umesto da padne, ona se spušta neverovatno malom brzinom, najverovatnije jedan milimetar u sekundi. Na kraju sleće na bilo koju podlogu, tako, recimo, pod sobe postepeno sakuplja prašinu. Ali, prašina se takođe sakuplja na vertikalnim zidovima pa čak i na plafonima. Tu prašinu ne drži njena težina nego elektrostatičke ili hemijske sile. Kada odete na napušteni tavan, većina prašine je na podu, ali takođe je ima malo i na plafonu i na zidovima.
OK, sada da se prebacimo na spejs-šatlove. Šatl orbitira oko zemlje, što znači da iako ima težinu da pada slobodno, nikad zapravo ne dodiruje Zemlju zato što se kreće iznad nje velikom brzinom. Bez gravitacije, njegova inercija bi ga odnela horizontalno u svemir, duž prave linije. Gravitacija, međutim, savija tu pravu liniju u eliptičnu putanju koja se proteže oko Zemlje kao orbita.
Za sada nije bilo pravih iznenađenja: prašina blizu tla sleće u mirnom vazduhu na zemlju, a spejs-šatl orbituje oko Zemlje. Iznenađenje je da čestice svemirske prašine takođe orbituju oko Zemlje! Šatl orbituje oko Zemlje iznad atmosfere tako da tamo praktično i nema vazduha. Bez vazduha da proizvede vazdušni otpor, čestice prašine takođe padaju slobodno. One sa malom tangencijalnom brzinom prosto padnu u atmosferu i izgube se. Ali mnoge čestice prašine imaju izuzetno velike tangencijalne brzine i orbituju oko zemlje kao mali spejs-šatlovi ili sateliti.
U oba slučaja, ove čestice putuju brzinama (u vektorskom smislu) koje se umnogome razlikuju od brzina i smerova spejs-šatla. Relativna brzina između čestice prašine i spejs šatla može dostići 10 000 milja na čas (1 milja je 1609,3 m – prim.DR) . Kada tako brza svemirska čestica prašine udari u spejs-šatl, ona na njega ne sleće. Umesto toga ona burno reaguje sa površinom šatla pri tako jakom sudaru. Ovi sudari mogu prilično oštetiti ili ogrebati površinu šatla tako da su njemu potrebne česte spoljašnje prepravke ili zamene oštećenih prozora ili senzora. Astronauti za vreme „šetnji” u Svemiru takođe osećaju ovakve sudare sa svemirskom prašinom i oslanjaju se na svoja odela koja bi trebalo da podnesu svaki udar.
Bez bilo kakvog vazduha da uspori relativnu brzinu ili ublaži udare, retko se dešava da bilo kakva čestica sleti na površinu šatla. U svakom slučaju, gravitacija neće držati česticu prašine mirnu na površini šatla zato što i šatl i čestica padaju slobodno i gravitacija ih ne pritiska jedno uz drugo. Ali, elektrostatička i hemijska privlačenja mogu nekad održati koje zrno prašine na površini šatla. Tako da šatl veovatno zadržava neku malu količinu svemirske prašine na sebi tokom putovanja.
1529.Zašto Scantron-type testovi (u pitanju su testovi tipa tačan ili pogrešan odgovor koje proverava mašina – prim.DR) prepoznaju olovke tipa #2 (tip obične grafitne olovke – prim.DR) ? Da li mogu to uraditi i za druge tipove olovaka? – MW, Motgomery, AL
Potreba za tipom olovaka #2 je uglavnom istorijska. Moderni scantron sistemi koji koriste svu sofistikaciju senzora za sliku i kompjutersku analizu istih, mogu da prepoznaju oznake napravljene od različitih materijala i mogu ih čak razvrstavati po debljini. Ako izaberu da ignorišu oznake napravljene materijalima drugačijim od olovke, to je zato što žele da budu sigurni da prepoznaju samo one oznake koje je napravio korisnik (npr. onaj koji je pisao). U osnovi, ovi sistemi mogu videti sve detalje koje vi možete videti i proceniti markacije skoro kao što bi to uradio čovek.
Prvi scantron sistemi naravno nisu bili ovako sposobni. Čitali su oznake napravljene olovkom tako što su isijavali svetlost na papir i dalje u ”Lucite light guides” koje su prenosile emitovanu svetlost u foto-tube. Kad god bi nešto blokiralo svetlost, scantron sistem bi snimio znak. Oznake su stoga morale biti ispisane u tamnoj boji. Grafitna olovaka je ostavljala trag koji se najbolje raspoznavao na vidljivom svetlosnom spektru. Molekuli grafita su sitne ploče ugljenika koje međusobno provode elektricitet. Kada pišete po papiru olovkom, vi zapravo odvijate ove sitne provodne ploče na papir i on razvija tamni sjaj. Ovo se dešava iz razloga što provodni grafit reflektuje neke od svetlosnih talasa sa svoje površine i ima crnu boju jer apsorbuje sve svetlosne talase koji padaju na njega.
Gusti sloj grafita na papiru nije svetlucavo crn samo reflektovanoj svetlosti, takođe je neprovidan i za upijenu svetlost. To je jednostavno nešto što je trebalo starim scantrons uređajima. Plavo mastilo ne upija plavu svetlost (to je razlog zašto se pojavljuje u plavoj boji), tako da stari scantrons uređaji nisu mogli da osete prisustvo znakova napravljenih plavim mastilom. Čak ni znaci napisani crnim mastilom nisu uvek bili neprozirni da bi scantron mogao sigurno da tvrdi da nije „video”znak.
Nasuprot tome, moderni scantron sistemi koristili su reflektovanu svetlost da „vide” znak, promenu koja omogućava scantron-ovim poljima (kvadrat na papiru – prim. DR) da budu dvostruke. Oni generalno prepoznaju znake napravljene crnim mastilom ili mastilom crnog tonera iz štampača i kopir-mašina. Preštampao sam jednom prilikom scantron polja pomoću laserskog štampača i ispalo je savršeno. Ali moderni scantron sistemi ignorišu oznake napravljene u boji samog scantrona da ne bi pomešali praznine u poljima sa oznakama korisnika. Na primer, plavo scantron polje označeno plavom bojom verovatno neće biti dobro prepoznata pomoću scantron sistema.
Što se tiče prepoznavanja olovaka tipa #2, to je više mehaničko pitanje. Tragovi čvršćih olovaka generalno proizvode previše providne znakove osim ako ne pritisnete jače tokom pisanja. Pošto je ranijim scantron mašinama bila bitna neprozirnost, one su propuštale znakove napisane olovkama #3 i #4. I mekše olovke mogu da se razmažu lako. Scantron polja popunjena olovkom tipa #1 tokom toplog, vlažnog dana, biće prekrivene uverljivim ali lažnim škrabotinama koje scantroni prepoznaju kao prave znakove.
Moderne scantron mašine mogu lako raspoznati diskutabilne oznake načinjene tipovima olovaka #3 i #4 i mogu čak prepoznati pravi znak napisan olovkom tipa #1 koji je zamrljan ili čak i nepotpuno obrisan znak. Mogu čak detektovati i crno mastilo, i kada je to potrebno, plavo mastilo. Tako da su došli dani kada više ne moramo brinuti koju ćemo olovku koristiti.
Jedna poslednja beleška: dugo sam sumnjao da su prvi sistemi skeniranja bili pre električni nego optički, ali nisam mogao da nađem pravu osobu koja bi mi to razjasnila. Na moje iznenađenje, Martin Braun me je obavestio da postoje sistemi skeniranja koji su identifikovali trag olovke zahvaljujući praćenju traga električne provodnosti. Električni „tragači” na svakom kraju označivog područja pravili su kontakt sa tim područjem i mogli su da detektuju olovku zahvaljujući njenoj sposobnosti da provodi električnu struju. Da bi se obezbedila potpuna provodnost, ove forme su morale biti popunjene specijalnim olovkama koje su ostavljale tragove visoke provodnosti. Gospodin Braun ima takvu IBM Electrographic olovku u svojoj kolekciji. Ova tehnologija se razvila 30-ih godina prošlog veka, a korišćena je i 60-ih godina istog veka.
1528.Ako kuća izgubi deo svoje struje tokom nestanka struje i svetla ne sijaju svojom punom snagom, hoće li motor u frižideru pregoreti? Hoće li to oštetiti i druge uređaje (TV, video rekorder, stereo uređaj itd.)? Da li bi glavni prekidač trebalo isključiti? – J, Ohio
Nestanci struje mogu biti različiti, jedan od njih podrazumeva nezanemarljivo smanjenje voltaže koja se dovodi vašoj kući. Najuočljivija posledica ovakvog nestanka struje je smanjenje jačine svetla koje dolaze od sijalica, i zato se ova pojava zove ”brownout” (prim.prev.= nestanak struje se kolokvijalno naziva blackout, međutim pošto se u ovom tekstu radi o nepotpunom nestanku struje, kada samo slabi jačina struje, taj nestanak je navodno neka blaža varijanta blackout-a, pa je Ameri zovu brownout). Vlakno sijalice je slab provodnik elektriciteta, tako da održavanje stalnog protoka naelektrisanja kroz njega zahteva silu u jednom smeru. Tu silu omogućuje naponska razlika između dve žice: one koja dovodi naelektrisanje vlaknu i one koja ga vraća iz vlakna. Kako napon u domaćinstvu opada, tako opada i sila na svakom naelektrisanju vlakna. Struja koji prolazi kroz vlakno opada i vlakno prima manju električnu snagu. Ono tada svetli znatno slabije.
Po cenu toga da vam kažem mnogo više nego što želite da znate, ukazaću na to da se vlakno ponaša shodno Omovom zakonu: struja koji putuje kroz njega je proporcionalan potencijalnoj razlici između njegova dva kraja. Što je veća ta razlika, veće su sile i više struje protiče. Ovo omsko ponašanje dozvoljava kućnim sijalicama da prežive pad voltaže netaknute. One se međutim ne ponašaju tako dobro u povećanju napona, jer moraju da prenesu previše struje i prime toliko snage da se pregreju i prsnu. Skokovi napona, ne padovi, su ono što uništava sijalice.
Ostale naprave koje ste spomenuli nisu omske naprave i struje koje putuju kroz njih nisu jednostavno proporcionalni voltaži koja je na raspolaganju vašoj kući. Motori su posebno zanimljiv slučaj: prosečna struja koju motor dobija povezana je na komplikovan način sa brzinom i lakoćom obrtanja motora. Motor koji se obrće malim brzinama dobija malo prosečne struje i prima malo električne snage. Ali motor koji se zapanjujuće brzo okreće, zato što je opterećen ili zato što ne može da postigne dovoljnu električnu snagu da savlada efekte startovanja, dobiće veliki deo prosečne struje. Preforsirani ili nestartovani motor mogu se jako zagrejati jer se njihove žice neefikasno ponašaju sa velikom količinom prosečne struje, i mogu izgoreti. Iako nikad nisam čuo da motor frižidera može pregoreti tokom brownout-a, ne bi me iznenadilo. Čisto sumnjam da su svi motori u kućnim uređajima zaštićeni termalnim senzorima koji ih isključuju privremeno kad god se pregreju.
Moderne elektronske naprave su takođe jako interesantne iz naponskog aspekta. Elektronske naprave rade na posebnim unutrašnjim razlikama voltaža, od kojih su svi DC – rade na jednosmernu struju. Vaš dom je opremljen sa AC – naizmeničnom strujom. Strujni adapteri koji prenose električnu snagu iz kućne AC struje do DC strujnog kola su evoluirali tokom godina. Tokom brownout-a, stariji tipovi strujnih adaptera jednostavno dostavljaju manje napona elektronskim napravama, koje se čudno ponašaju na nekoliko načina, koji su uglavnom benigni. Jednostavno želite da ih isključite jer ne rade kako treba. To je kao da su im se istrošile baterije.
Ali većina modernih i sofisticiranih adaptera su skoro nesvesni voltaže koja je na raspolaganju. Mnogi od njih tolerišu brownout bez problema i omogućiće da elektronika radi kako treba. Strujne jedinice za laptopove su diskutabilne: mogu da podnesu čitav opseg ulaznih AC napona jer daju svoje izlazne DC napone koristeći prekidačka strujna kola koji zamenjuju ulaznu voltažu.
Ukratko, motori u vašoj kući neće voleti brownout, ali su verovatno zaštićeni od potencijalnog problema pregrevanja. Elektronske naprave će se ponašati čudno ali bezazleno ili će preživeti brownout bez ikakvih posledica. S vremena na vreme, nešto će krenuti naopako tokom brownout-a. Ali ja mislim da se većina oštećenja dešava zbog povratka u normalno stanje nakon brownout-a. Napon odskače divljački u sekundi, dok se struja vraća, i ove fluktuacije mogu biti vrlo štetne po neke uređaje. Poželjno je isključiti vredniju elektroniku dok se brownout odvija jer ne znate šta se može dogoditi kad se stvari vrate u normalu.
1527.Moj muž je stavio veliku metalnu činiju u našu novu mikrotalasnu pećnicu i napravio malu rupu na metalnom ekranu pećnice dok je pokušavao da zatvori vrata. On nije zabrinut, ali mikrotalasna je namontirana iznad peći u visini lica, što mene prilično zabrinjava. Možemo li da je koristimo? – E, Ontario, Canada
Ta rupa na vratima pećnice predstavlja tri moguća problema: curenje mikrotalasa, evanescentne talase i varničenje. Sve dok je rupa mala, manja od centimetra u prečniku, ne bi trebalo da propušta mnogo mikrotalasnog curenja. Mikrotalasi u pećnici imaju talasnu dužinu od 12,4 centimetra, i neće proći kroz površine sa rupama mnogo manjim od te talasne dužine. Na 30 cm od vaše pećnice, verovatno neće biti značajnijeg curenja mikrotalasa, ali je najbolji način da budete sigurni u to, da proverite pomoću merača mikrotalasnog curenja.
Problem sa evanescentnim talasima je više verovatan. Kada se bilo koji elektromagnetni talas odbije od provodljive površine sa malim rupama, pojavljuje se takozvano produženje evanescentnih talasa do male udaljenosti izvan svake rupe. To mozemo shvatiti kao pokušaj talasa da utvrdi da li moze da prođe kroz otvor. Čak i kada talas otkrije da je rupa suviše mala da bi prošao (mnogo manja od njegove talasne dužine), on i dalje emituje elektromagnetno zračenje u oblast neposredno iza rupe. Produženje ovih talasa povećava se sa povećanjem rupe. Ekran mikrotalasne pećnice sadrži veoma male rupe i nalazi se u unutrašnjosti staklenog prozora. Evanescentni talasi koji dolaze do tih rupa nestaju toliko brzo da slobodno možete da prislonite ruku na vrata, a da pritom vašu kožu značajnije ne izložite mikrotalasnom zračenju. Ali kada ste jednom napravili veću rupu na vratima, evanescentni talasi mogu da se produže dalje kroz ekran, a možda i izvan staklenog prozora. Ako prislonite ruku na prozor tačno ispred pukotine dok je mikrotalasna uključena, možete opeći ruku.
Konačno, postoji problem sa varničenjem. Da bi odbio mikrotalase, provodni ekran mora da provodi električnu struju. Električna polja mikrotalasa guraju elektrone napred-nazad u provodnom ekranu i upravo ta pokretna naelektrisanja (odnosno električna struja) reflektuju mikrotalase nazad u odaju za hranu. Te električne struje u ekranu su stvarne i pukotina neće imati pozitivan uticaj na njih. Pukotina je slaba tačka u provodnoj površini kroz koju struje teku. Loši električni provodnici mogu da se zagreju kao vlakno sijalice kada provode električnu struju. Štaviše, naelektrisanja koja bi trebalo da teku kroz oštećeni deo mogu da se akumuliraju na oštrim ivicama i da „skaču” kroz vazduh u vidu varnice. Ako se dogodi bilo koji od ova dva procesa, može doći do prženja ekrana i prozora, što bi stvorilo dodatne probleme.
Možda imate sreću: curenje može biti jednako nuli, evanescentni talasi mogu ostati duboko unutar prozora bez mogućnosti da nanesu povredu, a pukotina se ne mora zagrevati i varničiti. Ali, rizik pri korišćenju ovako oštećene mikrotalasne pećnice nije zanemarljiv. Pošto je to namontirana jedinica, predložio bih vam zamenu ekrana ili vrata (pod pretpostavkom da je takva zamena moguća).
1526.Vaš odgovor na pitanje 1393 je dobar za hipotetički slučaj kruženja Zemlje oko Meseca, ali ne vidim kako to funkcioniše za pravi slučaj gde Mesec kruži oko Zemlje. Koji je pravi razlog plime? – DM
Ništa nije hipotetičko u vezi sa kruženjem Zemlje oko Meseca; to je stvarno koliko i kruženje Meseca oko Zemlje. Zemlja i Mesec su jednostavno dve ogromne lopte u inače praznom prostoru i, iako je masa jedne 81 put veća od mase druge, obe su u pokretu. Preciznije, one su na orbiti oko njihovog zajedničkog centra mase – efektivne lokacije sistema Zemlja-Mesec.
S obzirom da je Zemlja mnogo masivnija od Meseca, njihov zajednički centar mase je 81 put bliži centru Zemlje nego centru Meseca. Zapravo, on se nalazi u Zemlji, ali ne tačno u centru. Kao rezultat toga, orbitalno kretanje Zemlje poprima promenljiv oblik umesto očekivanog kružnog oblika. Bez obzira na to, Zemlja orbitira.
Nadam se da sada shvatate da nema razloga da Zemlja bude nepokretna u prostoru dok Mesec orbitira oko nje. Pogrešno shvatanje da Mesec orbitira oko nepokretne Zemlje je odličan primer „faktoidne nauke” koja u našem društvu često prolazi kao prava nauka.
Zbog toga što razmišljanje i razumevanje uključuju naporan rad, ljudima je lakše kada su mišljenje i razumevanje „očišćeni” od naučnih stavki i kada su pretvoreni u fraze koje su lake za pamćenje. Ove fraze se lako predaju i lako testiraju, ali one uglavnom predstavljaju bespotrebnu „hranu” za mozak. Dobar predavač, kao i dobar naučnik, motivisaće vas da preispitate te činjenice dok ne spoznate nauku koja stoji iza njih, kao i to da li su oni istiniti ili ne.
Kada su moja deca bila mlada, često sam posećivao njihove škole da bih pomagao u predavanju nauke. U trećem razredu, prema nastavnom programu, zadatak je bio da razne stvari razvrstaju u grupu rastvora ili smeša. Ja sam im, naravno, pokazao veliki broj stvari koje nisu ni smeše ni rastvori. Bili su oduševljeni. Nauka je zanimljivija od grupe fraza od 15 sekundi.
1525.Da li je tačno da što je veće sočivo na kameri, to više svetlosti prolazi kroz njega pa su samim tim i fotografije i snimci boljeg kvaliteta? Moj profesor filma kaže da, iako je ta ideja logički ispravna, on ne zna da li je i tačna. Vaša predavanja kažu da je odgovor potvrdan, ali moj profesor i dalje ne veruje. Zanima nas izvor vaših informacija u vezi sa tim problemom. - PJ
Pretpostaviću da pod „većim sočivom” mislite na ono sa većim prečnikom koje zbog toga prikuplja svu svetlost koja prolazi kroz oblast veće površine. Iako sočiva sa većim prečnikom mogu da projektuju jasniju sliku na senzor (uređaj koji pretvara vizuelnu informaciju u električni signal) ili na film nego sočiva sa manjim prečnikom, to nije sve. Pravljenje bolje fotografije ili snimka obuhvata više od jasnoće.
Sočiva se često razvrstavaju po svojim f /# -brojevima (moguća je i oznaka N - prim.DR), gde f /# -broj predstavlja odnos efektivne žižne daljine i efektivnog prečnika sočiva. Žižna daljina je rastojanje između sočiva i stvarne slike udaljenog predmeta koju on formira. Na primer, ako određeno konvergentno sočivo projektuje sliku Meseca na parče hartije postavljeno na udaljenosti 200 milimetara (200mm) od sočiva, tada to sočivo ima žižnu daljinu od 200mm. A ako je poluprečnik sočiva 50mm, ono ima f /# -broj 4 jer 200mm podeljeno sa 50mm daje 4.
Samo uz pomoć geometrijskih argumenata, lako je dokazati da sočiva sa jednakim f /# -brojevima projektuju slike iste jasnoće na senzore i da, što je manji f /# -broj , to je slika jasnija. Bilo da je sočivo širokougaono ili telefotografsko, ako ima f /# -broj 4, tada njegova efektivna žižna daljina iznosi 4 dužine prečnika sočiva. S obzirom na to da telefotografska sočiva imaju velike žižne daljine, potrebno je da budu većeg prečnika kako bi postigli male vrednosti f /# -brojevima.
Treba primetiti da sam sve vreme govorio o „efektivnom prečniku” i „efektivnoj žižnoj daljini” kada sam definisao f /# -broj . To sam radio iz razloga što su unutrašnjosti mnogih modernih sočiva izuzetno komplikovane, pa zbog toga jednostavnim deljenjem prečnika daljinom između sočiva i senzora nećemo dobiti pravi f /# -broj. Mnoga od ovih sočiva imaju sposobnosti zumiranja koje im omogućuju da menjaju svoje žižne daljine u velikom opsegu i ovakva sočiva često odbacuju svetlost da bi poboljšala kvalitet slike i da bi se izbegle dramatične promene u jasnoći slike pri zumiranju.
Verovatno ćete se zapitati zašto bi sočiva uopšte odbacivala svetlost. Postoje bar dva razloga za to. Prvo, tu je pitanje kvaliteta slike. Što je manji f /# -broj sočiva, toliko preciznija mora biti njegova optika da bi se formirao jasan prikaz, odnosno slika. Sočiva sa malim f /# -brojem spajaju svetlosne zrake iz velikog opsega uglova i svi ti zraci bivaju perfektno raspoređeni na senzor, što je veoma bitno. Pravljenje sočiva sa f /# -brojevima manjim od 2 je izazov a pravljenje sočiva sa f /# - -brojevima manjim od 1,2 je izuzetno teško. Postoje specijalna sočiva sa f /# -brojem manjim od 1, ali ja nikada nisam video sočivo kamere sa f /# -brojem manjim od 1,2.
Drugo, tu je pitanje dubine fokusa. Što je manji f /# -broj , manja je i dubina fokusa. Ovo je opet geometrijsko pitanje: sočivo sa malim f /# -brojem spaja zrake iz velikog opsega uglova i ti zraci se susreću samo u jednom trenutku pre nego što se ponovo razdvoje. Pošto predmeti na različitim udaljenostima od sočiva formiraju likove (slike) na različitim udaljenostima iza sočiva, nemoguće je „uhvatiti” oštre slike oba premeta istovremeno na istom senzoru. Sa sočivom sa velikim f /# -brojem ovo nije problem zato što su svetlosni zraci nekog predmeta veoma blizu jedni drugima, čak i kada se lik predmeta formira pre ili posle senzora.Ali, kod sočiva sa malim f /# -brojem , svetlosni zraci određenog predmeta spajaju se samo na jednoj određenoj udaljenosti od sočiva. Ako se senzor ne nalazi na toj udaljenosti, lik predmeta će biti zamućen. Ako sočivo sa zumom ne bi uspevalo da održi svoj f /# -broj relativno konstantnim prilikom zumiranja od telefotografskog do širokog ugla, njegov f /# -broj bi se smanjio tokom tog zumiranja i njegova dubina fokusa bi se smanjila. Da bi se izbegla ta pojava, sočivo odbacuje svetlost.
Da sumiramo, sočiva sa većim prečnikom uglavnom su bolja za izradu fotografskih i video zapisa, ali to podrazumeva da su ona vrhunskog kvaliteta i da mogu da smanje svoj efektivni prečnik, što im omogućava da po potrebi oponašaju kvalitetna sočiva sa manjim prečnikom. Ali ovakve promenljive karakteristike uvek ostavljaju neki trag na kvalitet fotografije, jedino najbolja sočiva su dorasla svom zadatku. Sočiva sa zumom ne mogu biti toliko dobra kao sočiva sa fiksiranim žižnim daljinama, kao što ni sočiva sa velikim prečnikom koja oponašaju sočiva sa malim prečnikom odbacujući svetlost ne mogu biti jednako dobra kao prava sočiva sa malim prečnikom.
A što se mojih izvora tiče, jedna od najboljih osobina fizike jeste ta da nam izvori nisu uvek neophodni. Mnogi od ovih optičkih problema o kojima sam ovde pisao povezani su sa običnom geometrijskom optikom, predmetom koji je deo osnovnog programa jednog fizičara koji se specijalizovao u optici (a to sam ja). Međutim, informacije o ovome možete pronaći u bilo kojoj knjizi u vezi sa geometrijskom optikom.
Voda praktično omekšava pamuk. Omekšivač je hemikalija koja se rastvara u plastičnoj masi i omogućava proklizavanje molekula tako da se oni lakše kreću jedan preko drugog. Pamuk je skoro čista celuloza, polimer koji se sastoji od molekula šećera koji su povezani u dugačke lance. Pošto se šećer lako rastvara u vodi, voda se lako rastvara u celulozi. Iako celuloza pregori pre nego što se otopi, može biti omekšana vrelinom i vodom. Kada peglate pamučne pantalone, para se rastvara u molekule celuloze i dozvoljava platnu da se savršeno izravna.
1535.Moj kolega, koji je inteligentni inženjer elektronike kaže da je neuzemljena mikrotalasna opasna zbog mikrotalasa koji mogu pobeći kroz rupe na vratima. Osim za strujnu opasnost, nisam se složio jer mislim da se tu sama veličina rupa suprotstavlja talasnoj dužini mikrotalasa. Da li manjak uzemljenja može omogućiti nekim mikrotalasima da pobegnu kroz rupe na vratima mikrotalasne? – LG, Maine
Vi ste u pravu. Curenje mikrotalasa nema veze sa tim da li je mikrotalasna peć uzemljena ili ne. Zapravo, cela ideja uzemljenja nečega na tako visokim frekvencijama je skoro beznačajna. Pošto električna dejstva ne mogu putovati brže od brzine svetlosti, i brzina svetlosti putuje samo 12,4cm tokom jednog ciklusa mikrotalasa pećnice, pećnica ne može razlikovati da li je uzemljena pri mikrotalasnim frekvencijama; njen strujni kabl je previše dugačak tako da nema vremena za naelektrisanje da pređe put tog kabla tokom ciklusa rada mikrotalasne.
Kada uzemljujete uređaj, vi zapravo omogućavate električnom naboju da se izjednači između zemlje i uređaja. Zemlja je približno neutralna, tako da uzemljeni uređaj ne može da zadrži velike količine pozitivnog ili negativnog naelektrisanja. Ovo je dobra bezbednosna mera jer vas tako ne može udariti šok kada dodirnete uređaj, čak ni ako jedna od njegovih žica izleti i dodirne kutiju uređaja. Svako naelektrisanje koje izvučene žice pokušaju da prenesu na spoljni deo uređaja brzo će proteći u zemlju zbog ravnoteže između uređaja i zemlje.
Ali naelektrisanje ne može pobeći iz uređaja kroz žice za uzemljenje tek tako. Svetlosti treba oko 1 nanosekunde da pređe jednu stopu, a elektricitetu treba malo duže od toga. Da bi naelektrisanje iz uređaja prešlo u zemlju, može proći 50 nanosekundi ili više. To nije problem za uobičajenu distribuciju struje, tako da je uzemljenje generalno sjajna ideja. Svakom ciklusu od 60 Hz u Americi treba 18 milisekundi da se završi, tako da uređaj i zemlja imaju sasvim dovoljno vremena da se izjednače po naboju. Ali ciklusu mikrotalasa treba manje od 0,4 nanosekunde da se završi tako da nema dovoljno vremena za izjednačenje naboja između zemlje i uređaja. Na mikrotalasnim frekvencijama, električna struja koja se kreće dugačkom žicom ima oblik talasa, što znači da u nekom trenutku vremena, žica ima odlike pozitivnog i negativnog naelektrisanja raspoređenih po pola duž talasne dužine. Prenosi mali elektromagnetni talas.
Metalni ekran na vratima mikrotalane peći mora da reflektuje mikrotalase sam od sebe. On to radi bez problema jer su rupe mnogo manje od 12,4 cm blizu kojih struja lako protiče tokom ciklusa mikrotalasa.
1534.Ptica sleće na neizolovanu strujnu žicu od 10 000 volti. Hoće li postati potpuno pržena? – RKS, Texas
Ne. Ptice to stalno rade. Ono što ih štiti je činjenica da sletanjem ne zatvaraju kolo. Dodiruju samo jednu žicu i ništa više. Iako postoji izvesno naelektrisanje na strujnoj žici i jedan njegov deo se uliva u pticu kada ona sleti na žicu, kretanje naelektrisanja je samoograničavajuće. U trenutku kada ptica sakupi dovoljno naelektrisanja u sebi da se po naponu izjednači sa strujom u žici, naelektrisanje prestaje da se utiče u nju. Iako napon strujnog provodnika raste i opada 60 puta u sekundi ( frekvencija naizmenične struje u Americi – prim. DR) (ili 50 puta u sekundi u nekim delovima sveta), ukupna pokretljivost naelektrisanja na 10 000 volti nije dovoljno velika da bi naročito namučila pticu. Na 100 000 volti ili više, pokretljivost naelektrisanja je dovoljna nelagodna da drži ptice podalje od sletanja na žice. Zbog toga ih nećete videti kako sleću na dugačke razapete strujne provodnike kakve se nalaze u selima.
Priča ne bi bila ista kada bi ptica napravila grešku spajanjem razmaka između dve žice. U tom slučaju, struja bi mogla da se kreće iz jedne žice u drugu kroz pticu i ona bi bila u ozbiljnoj opasnosti da postane kao sijalica. Veverice ponekad naprave ovaj trik kada slučajno naprave most između jednog para žica. Neki od neočekivanih strujnih plamičaka koji nastaju na mestima gde se strujni provodnici nadilaze su izazvane od strane veverica i povremenog ugljenisanja ptica kada dozvole da struja teče između strujnih provodnika.
1533.Zašto nekad doživim šok (električni – prim.DR) kada poljubim ujka Ala? – BS
Da ste obojica bili električno neutralni pre poljupca, ništa se ne bi desilo. Evidentno, jedan od vas dvojice je razvio količinu naelektrisanja koja se iznenada prenosi na drugu osobu tokom poljupca. Kretanje tog naelektrisanja je električna struja i vi doživljavate struju koje protiču kroz vaše telo kao šok.
Najverovatnije, jedan od vas dvojice je bio u kontaktu sa izolacionom površinom koja je razmenila naelektrisanje s vama. Na primer, ako ste hodali preko vunenog tepiha u cipelama sa gumenim đonom, taj tepih je mogao da prebaci neke elektrone na vas. Guma privlači elektrone jače nego vuna, tako da vaše cipele teže da ukradu malo elektrona od vune kad god imaju priliku. Ako malo hodate unaokolo ili trljate cipele o tepih, završićete sa velikom količinom ukradenih elektrona na svom telu. Zatim kada poljubite ujka Ala, oko polovine tih elektrona se iznenada šire na njega i taj strujni tok je šokirajući.
1532.Postoji video snimak koji se vrti internetom i koji navodno pokazuje „izumitelja” čija mašina sagoreva vodu. Voda biva razbijena na vodonik i kiseonik koji se onda sagoreva da bi proizveo još vode! Kapiram da bi ukupna energija koja se proizvede trebala da bude jednaka nuli jer se energija mora trošiti da razdvoji vodu na vodonik i kiseonik. Molim za vaše komentare. – ST, Arizona
Potpuno ste ispravno skapirali. Voda je sama po sebi vodonik koji je sagoreo, i energija koja je potrebna da se razdvoji voda na kiseonik i vodonik jednaka je energiji koja se oslobađa kada se vodonik posledično sagoreva nazad u početno stanje – vodu. Uzimanje i davanje energije se smenjuju. Kao u biciklizmu, da biste se spustili sa nekog uzvišenja, morate se prvo popeti na njega.
Svako ko tvrdi da može izvući korisnu energiju kroz proces koji počinje i završava se sa vodom je šaljivdžija. Ili ne proizvode bilo kakvu energiju ili energija dolazi iz nekog drugog izvora. U ovakvim vrstama prevara, obično postoji neka električna komponenta koja bi trebalo da održava manji deo čitavog aparata funkcionalnim. Ta komponenta uopšte nije beznačajna, naime ona je zadužena za funkcionisanje čitave sprave!
Vodonik u sebi sadrži neku mističnu auru, ali u kontekstu energije, on je samo još jedno gorivo. Zapravo vodonik je više kao medij za skladištenje energije nego gorivo u pravom smislu te reči. To je zato što vodonik ne nastaje prirodnim putem na zemlji i može nastati samo iskorišćavanjem drugih oblika energije. Može se zaista mnogo govoriti o ekonočnosti vodonika i ideji da će nas on spasti zavisnosti od petroleja. Nažalost, političari koji promovišu vodonik kao energetsku panaceju, niti razumeju nauku niti poštuju one koji je razumeju. Zbog pomenutog problema izjednačenja količine energije koja je potrebna da bi se voda razdvojila i one koja se oslobodi da bi se vodonik vratio u tečno stanje, vodonik nas nikada neće spasiti bez pomoći drugih elemenata.
Dok mi progresivno postajemo sve više očajni zbog manjka korisne energije, količina prevara i dezinformacija će samo rasti. Postoje samo nekoliko pravih izvora korisne energije: solarna energija (koja uključuje moć vetra, hidro izvore i biomasu), fosilna goriva (koja uključuju petrolej i ugalj) i nuklearna goriva. Vodonik nije među njima; može se proizvesti samo po cenu nekog od navedenih. Čak i etanol, koji je izvikan kao prirodna zamena za petrolej, ima svoje probleme; proizvodnja galona etanola može sama po sebi iziskivati potrošnju galona petroleja.
Tamo gde se spominje energija, pazite se prevara kao što je vaš primer, propagandnih tvrdnji, PR-ova i političara. Ako preživimo predstojeću krizu klime i energetike, to će biti zato što smo naučili da čuvamo energiju i da je dobijamo uglavnom od solarnih i eventualno nuklearnih izvora. To će takođe biti zato što smo uspeli da potisnemo političare i sebične ljude na stranu, dovoljno dugo da odradimo precizne analize i donesemo važne i ispravne odluke.
1531.Šta znači da svetlosno (sijalično – prim.DR) grlo koristi 60 vati? – B, Los Angeles
Vat je jedinica za snagu, jednaka jednom džulu u sekundi. Jedan džul je otprilike količina energije koja je potrebna da se konzerva sa sokom teška 12 unci (1 oz = 28,35 g – prim.DR) podigne na visinu od jedne stope (1 ft = 0,3048 m – prim.DR) . Sijalica od 60 vati koristi 60 džula po sekundi, tako da bi snaga koju koristi mogla da podigne kutiju sa 24 konzerve soka na visinu od 2,5 stopa svake sekunde. Visina većine stolova je oko 2,5 stopa. Sledeći put kada ostavite upaljenu sijalicu od 60 vati i izađete iz kuće, pomislite koliko biste se vi umorili da podižete jednu kutiju soka na sto svakog sekunda tokom sat ili 2 sata vremena. To je mehanički rad koji je potreban generatoru elektrane da omogući 60 vati snage koju vi protraćite. Ako vam ne treba svetlo, isključite sijalicu!
1532.Da li se svemirska prašina zadržava na spejs-šatlovima koji orbitiraju? – A, Troy, MT
Kakvo sjajno pitanje! Dopada mi se. Odgovor je ne, ali je priča iza njega velika.
Počeću od posmatranja prašine koja se sleže u mirnom vazduhu blizu zemlje. Ta prašina ima težinu zahvaljujući gravitaciji, tako da teži da padne. Svaka čestica bi pala kao kamen, međutim toliko je lagana da doživljava veliki otpor vazduha. Umesto da padne, ona se spušta neverovatno malom brzinom, najverovatnije jedan milimetar u sekundi. Na kraju sleće na bilo koju podlogu, tako, recimo, pod sobe postepeno sakuplja prašinu. Ali, prašina se takođe sakuplja na vertikalnim zidovima pa čak i na plafonima. Tu prašinu ne drži njena težina nego elektrostatičke ili hemijske sile. Kada odete na napušteni tavan, većina prašine je na podu, ali takođe je ima malo i na plafonu i na zidovima.
OK, sada da se prebacimo na spejs-šatlove. Šatl orbitira oko zemlje, što znači da iako ima težinu da pada slobodno, nikad zapravo ne dodiruje Zemlju zato što se kreće iznad nje velikom brzinom. Bez gravitacije, njegova inercija bi ga odnela horizontalno u svemir, duž prave linije. Gravitacija, međutim, savija tu pravu liniju u eliptičnu putanju koja se proteže oko Zemlje kao orbita.
Za sada nije bilo pravih iznenađenja: prašina blizu tla sleće u mirnom vazduhu na zemlju, a spejs-šatl orbituje oko Zemlje. Iznenađenje je da čestice svemirske prašine takođe orbituju oko Zemlje! Šatl orbituje oko Zemlje iznad atmosfere tako da tamo praktično i nema vazduha. Bez vazduha da proizvede vazdušni otpor, čestice prašine takođe padaju slobodno. One sa malom tangencijalnom brzinom prosto padnu u atmosferu i izgube se. Ali mnoge čestice prašine imaju izuzetno velike tangencijalne brzine i orbituju oko zemlje kao mali spejs-šatlovi ili sateliti.
U oba slučaja, ove čestice putuju brzinama (u vektorskom smislu) koje se umnogome razlikuju od brzina i smerova spejs-šatla. Relativna brzina između čestice prašine i spejs šatla može dostići 10 000 milja na čas (1 milja je 1609,3 m – prim.DR) . Kada tako brza svemirska čestica prašine udari u spejs-šatl, ona na njega ne sleće. Umesto toga ona burno reaguje sa površinom šatla pri tako jakom sudaru. Ovi sudari mogu prilično oštetiti ili ogrebati površinu šatla tako da su njemu potrebne česte spoljašnje prepravke ili zamene oštećenih prozora ili senzora. Astronauti za vreme „šetnji” u Svemiru takođe osećaju ovakve sudare sa svemirskom prašinom i oslanjaju se na svoja odela koja bi trebalo da podnesu svaki udar.
Bez bilo kakvog vazduha da uspori relativnu brzinu ili ublaži udare, retko se dešava da bilo kakva čestica sleti na površinu šatla. U svakom slučaju, gravitacija neće držati česticu prašine mirnu na površini šatla zato što i šatl i čestica padaju slobodno i gravitacija ih ne pritiska jedno uz drugo. Ali, elektrostatička i hemijska privlačenja mogu nekad održati koje zrno prašine na površini šatla. Tako da šatl veovatno zadržava neku malu količinu svemirske prašine na sebi tokom putovanja.
1529.Zašto Scantron-type testovi (u pitanju su testovi tipa tačan ili pogrešan odgovor koje proverava mašina – prim.DR) prepoznaju olovke tipa #2 (tip obične grafitne olovke – prim.DR) ? Da li mogu to uraditi i za druge tipove olovaka? – MW, Motgomery, AL
Potreba za tipom olovaka #2 je uglavnom istorijska. Moderni scantron sistemi koji koriste svu sofistikaciju senzora za sliku i kompjutersku analizu istih, mogu da prepoznaju oznake napravljene od različitih materijala i mogu ih čak razvrstavati po debljini. Ako izaberu da ignorišu oznake napravljene materijalima drugačijim od olovke, to je zato što žele da budu sigurni da prepoznaju samo one oznake koje je napravio korisnik (npr. onaj koji je pisao). U osnovi, ovi sistemi mogu videti sve detalje koje vi možete videti i proceniti markacije skoro kao što bi to uradio čovek.
Prvi scantron sistemi naravno nisu bili ovako sposobni. Čitali su oznake napravljene olovkom tako što su isijavali svetlost na papir i dalje u ”Lucite light guides” koje su prenosile emitovanu svetlost u foto-tube. Kad god bi nešto blokiralo svetlost, scantron sistem bi snimio znak. Oznake su stoga morale biti ispisane u tamnoj boji. Grafitna olovaka je ostavljala trag koji se najbolje raspoznavao na vidljivom svetlosnom spektru. Molekuli grafita su sitne ploče ugljenika koje međusobno provode elektricitet. Kada pišete po papiru olovkom, vi zapravo odvijate ove sitne provodne ploče na papir i on razvija tamni sjaj. Ovo se dešava iz razloga što provodni grafit reflektuje neke od svetlosnih talasa sa svoje površine i ima crnu boju jer apsorbuje sve svetlosne talase koji padaju na njega.
Gusti sloj grafita na papiru nije svetlucavo crn samo reflektovanoj svetlosti, takođe je neprovidan i za upijenu svetlost. To je jednostavno nešto što je trebalo starim scantrons uređajima. Plavo mastilo ne upija plavu svetlost (to je razlog zašto se pojavljuje u plavoj boji), tako da stari scantrons uređaji nisu mogli da osete prisustvo znakova napravljenih plavim mastilom. Čak ni znaci napisani crnim mastilom nisu uvek bili neprozirni da bi scantron mogao sigurno da tvrdi da nije „video”znak.
Nasuprot tome, moderni scantron sistemi koristili su reflektovanu svetlost da „vide” znak, promenu koja omogućava scantron-ovim poljima (kvadrat na papiru – prim. DR) da budu dvostruke. Oni generalno prepoznaju znake napravljene crnim mastilom ili mastilom crnog tonera iz štampača i kopir-mašina. Preštampao sam jednom prilikom scantron polja pomoću laserskog štampača i ispalo je savršeno. Ali moderni scantron sistemi ignorišu oznake napravljene u boji samog scantrona da ne bi pomešali praznine u poljima sa oznakama korisnika. Na primer, plavo scantron polje označeno plavom bojom verovatno neće biti dobro prepoznata pomoću scantron sistema.
Što se tiče prepoznavanja olovaka tipa #2, to je više mehaničko pitanje. Tragovi čvršćih olovaka generalno proizvode previše providne znakove osim ako ne pritisnete jače tokom pisanja. Pošto je ranijim scantron mašinama bila bitna neprozirnost, one su propuštale znakove napisane olovkama #3 i #4. I mekše olovke mogu da se razmažu lako. Scantron polja popunjena olovkom tipa #1 tokom toplog, vlažnog dana, biće prekrivene uverljivim ali lažnim škrabotinama koje scantroni prepoznaju kao prave znakove.
Moderne scantron mašine mogu lako raspoznati diskutabilne oznake načinjene tipovima olovaka #3 i #4 i mogu čak prepoznati pravi znak napisan olovkom tipa #1 koji je zamrljan ili čak i nepotpuno obrisan znak. Mogu čak detektovati i crno mastilo, i kada je to potrebno, plavo mastilo. Tako da su došli dani kada više ne moramo brinuti koju ćemo olovku koristiti.
Jedna poslednja beleška: dugo sam sumnjao da su prvi sistemi skeniranja bili pre električni nego optički, ali nisam mogao da nađem pravu osobu koja bi mi to razjasnila. Na moje iznenađenje, Martin Braun me je obavestio da postoje sistemi skeniranja koji su identifikovali trag olovke zahvaljujući praćenju traga električne provodnosti. Električni „tragači” na svakom kraju označivog područja pravili su kontakt sa tim područjem i mogli su da detektuju olovku zahvaljujući njenoj sposobnosti da provodi električnu struju. Da bi se obezbedila potpuna provodnost, ove forme su morale biti popunjene specijalnim olovkama koje su ostavljale tragove visoke provodnosti. Gospodin Braun ima takvu IBM Electrographic olovku u svojoj kolekciji. Ova tehnologija se razvila 30-ih godina prošlog veka, a korišćena je i 60-ih godina istog veka.
1528.Ako kuća izgubi deo svoje struje tokom nestanka struje i svetla ne sijaju svojom punom snagom, hoće li motor u frižideru pregoreti? Hoće li to oštetiti i druge uređaje (TV, video rekorder, stereo uređaj itd.)? Da li bi glavni prekidač trebalo isključiti? – J, Ohio
Nestanci struje mogu biti različiti, jedan od njih podrazumeva nezanemarljivo smanjenje voltaže koja se dovodi vašoj kući. Najuočljivija posledica ovakvog nestanka struje je smanjenje jačine svetla koje dolaze od sijalica, i zato se ova pojava zove ”brownout” (prim.prev.= nestanak struje se kolokvijalno naziva blackout, međutim pošto se u ovom tekstu radi o nepotpunom nestanku struje, kada samo slabi jačina struje, taj nestanak je navodno neka blaža varijanta blackout-a, pa je Ameri zovu brownout). Vlakno sijalice je slab provodnik elektriciteta, tako da održavanje stalnog protoka naelektrisanja kroz njega zahteva silu u jednom smeru. Tu silu omogućuje naponska razlika između dve žice: one koja dovodi naelektrisanje vlaknu i one koja ga vraća iz vlakna. Kako napon u domaćinstvu opada, tako opada i sila na svakom naelektrisanju vlakna. Struja koji prolazi kroz vlakno opada i vlakno prima manju električnu snagu. Ono tada svetli znatno slabije.
Po cenu toga da vam kažem mnogo više nego što želite da znate, ukazaću na to da se vlakno ponaša shodno Omovom zakonu: struja koji putuje kroz njega je proporcionalan potencijalnoj razlici između njegova dva kraja. Što je veća ta razlika, veće su sile i više struje protiče. Ovo omsko ponašanje dozvoljava kućnim sijalicama da prežive pad voltaže netaknute. One se međutim ne ponašaju tako dobro u povećanju napona, jer moraju da prenesu previše struje i prime toliko snage da se pregreju i prsnu. Skokovi napona, ne padovi, su ono što uništava sijalice.
Ostale naprave koje ste spomenuli nisu omske naprave i struje koje putuju kroz njih nisu jednostavno proporcionalni voltaži koja je na raspolaganju vašoj kući. Motori su posebno zanimljiv slučaj: prosečna struja koju motor dobija povezana je na komplikovan način sa brzinom i lakoćom obrtanja motora. Motor koji se obrće malim brzinama dobija malo prosečne struje i prima malo električne snage. Ali motor koji se zapanjujuće brzo okreće, zato što je opterećen ili zato što ne može da postigne dovoljnu električnu snagu da savlada efekte startovanja, dobiće veliki deo prosečne struje. Preforsirani ili nestartovani motor mogu se jako zagrejati jer se njihove žice neefikasno ponašaju sa velikom količinom prosečne struje, i mogu izgoreti. Iako nikad nisam čuo da motor frižidera može pregoreti tokom brownout-a, ne bi me iznenadilo. Čisto sumnjam da su svi motori u kućnim uređajima zaštićeni termalnim senzorima koji ih isključuju privremeno kad god se pregreju.
Moderne elektronske naprave su takođe jako interesantne iz naponskog aspekta. Elektronske naprave rade na posebnim unutrašnjim razlikama voltaža, od kojih su svi DC – rade na jednosmernu struju. Vaš dom je opremljen sa AC – naizmeničnom strujom. Strujni adapteri koji prenose električnu snagu iz kućne AC struje do DC strujnog kola su evoluirali tokom godina. Tokom brownout-a, stariji tipovi strujnih adaptera jednostavno dostavljaju manje napona elektronskim napravama, koje se čudno ponašaju na nekoliko načina, koji su uglavnom benigni. Jednostavno želite da ih isključite jer ne rade kako treba. To je kao da su im se istrošile baterije.
Ali većina modernih i sofisticiranih adaptera su skoro nesvesni voltaže koja je na raspolaganju. Mnogi od njih tolerišu brownout bez problema i omogućiće da elektronika radi kako treba. Strujne jedinice za laptopove su diskutabilne: mogu da podnesu čitav opseg ulaznih AC napona jer daju svoje izlazne DC napone koristeći prekidačka strujna kola koji zamenjuju ulaznu voltažu.
Ukratko, motori u vašoj kući neće voleti brownout, ali su verovatno zaštićeni od potencijalnog problema pregrevanja. Elektronske naprave će se ponašati čudno ali bezazleno ili će preživeti brownout bez ikakvih posledica. S vremena na vreme, nešto će krenuti naopako tokom brownout-a. Ali ja mislim da se većina oštećenja dešava zbog povratka u normalno stanje nakon brownout-a. Napon odskače divljački u sekundi, dok se struja vraća, i ove fluktuacije mogu biti vrlo štetne po neke uređaje. Poželjno je isključiti vredniju elektroniku dok se brownout odvija jer ne znate šta se može dogoditi kad se stvari vrate u normalu.
1527.Moj muž je stavio veliku metalnu činiju u našu novu mikrotalasnu pećnicu i napravio malu rupu na metalnom ekranu pećnice dok je pokušavao da zatvori vrata. On nije zabrinut, ali mikrotalasna je namontirana iznad peći u visini lica, što mene prilično zabrinjava. Možemo li da je koristimo? – E, Ontario, Canada
Ta rupa na vratima pećnice predstavlja tri moguća problema: curenje mikrotalasa, evanescentne talase i varničenje. Sve dok je rupa mala, manja od centimetra u prečniku, ne bi trebalo da propušta mnogo mikrotalasnog curenja. Mikrotalasi u pećnici imaju talasnu dužinu od 12,4 centimetra, i neće proći kroz površine sa rupama mnogo manjim od te talasne dužine. Na 30 cm od vaše pećnice, verovatno neće biti značajnijeg curenja mikrotalasa, ali je najbolji način da budete sigurni u to, da proverite pomoću merača mikrotalasnog curenja.
Problem sa evanescentnim talasima je više verovatan. Kada se bilo koji elektromagnetni talas odbije od provodljive površine sa malim rupama, pojavljuje se takozvano produženje evanescentnih talasa do male udaljenosti izvan svake rupe. To mozemo shvatiti kao pokušaj talasa da utvrdi da li moze da prođe kroz otvor. Čak i kada talas otkrije da je rupa suviše mala da bi prošao (mnogo manja od njegove talasne dužine), on i dalje emituje elektromagnetno zračenje u oblast neposredno iza rupe. Produženje ovih talasa povećava se sa povećanjem rupe. Ekran mikrotalasne pećnice sadrži veoma male rupe i nalazi se u unutrašnjosti staklenog prozora. Evanescentni talasi koji dolaze do tih rupa nestaju toliko brzo da slobodno možete da prislonite ruku na vrata, a da pritom vašu kožu značajnije ne izložite mikrotalasnom zračenju. Ali kada ste jednom napravili veću rupu na vratima, evanescentni talasi mogu da se produže dalje kroz ekran, a možda i izvan staklenog prozora. Ako prislonite ruku na prozor tačno ispred pukotine dok je mikrotalasna uključena, možete opeći ruku.
Konačno, postoji problem sa varničenjem. Da bi odbio mikrotalase, provodni ekran mora da provodi električnu struju. Električna polja mikrotalasa guraju elektrone napred-nazad u provodnom ekranu i upravo ta pokretna naelektrisanja (odnosno električna struja) reflektuju mikrotalase nazad u odaju za hranu. Te električne struje u ekranu su stvarne i pukotina neće imati pozitivan uticaj na njih. Pukotina je slaba tačka u provodnoj površini kroz koju struje teku. Loši električni provodnici mogu da se zagreju kao vlakno sijalice kada provode električnu struju. Štaviše, naelektrisanja koja bi trebalo da teku kroz oštećeni deo mogu da se akumuliraju na oštrim ivicama i da „skaču” kroz vazduh u vidu varnice. Ako se dogodi bilo koji od ova dva procesa, može doći do prženja ekrana i prozora, što bi stvorilo dodatne probleme.
Možda imate sreću: curenje može biti jednako nuli, evanescentni talasi mogu ostati duboko unutar prozora bez mogućnosti da nanesu povredu, a pukotina se ne mora zagrevati i varničiti. Ali, rizik pri korišćenju ovako oštećene mikrotalasne pećnice nije zanemarljiv. Pošto je to namontirana jedinica, predložio bih vam zamenu ekrana ili vrata (pod pretpostavkom da je takva zamena moguća).
1526.Vaš odgovor na pitanje 1393 je dobar za hipotetički slučaj kruženja Zemlje oko Meseca, ali ne vidim kako to funkcioniše za pravi slučaj gde Mesec kruži oko Zemlje. Koji je pravi razlog plime? – DM
Ništa nije hipotetičko u vezi sa kruženjem Zemlje oko Meseca; to je stvarno koliko i kruženje Meseca oko Zemlje. Zemlja i Mesec su jednostavno dve ogromne lopte u inače praznom prostoru i, iako je masa jedne 81 put veća od mase druge, obe su u pokretu. Preciznije, one su na orbiti oko njihovog zajedničkog centra mase – efektivne lokacije sistema Zemlja-Mesec.
S obzirom da je Zemlja mnogo masivnija od Meseca, njihov zajednički centar mase je 81 put bliži centru Zemlje nego centru Meseca. Zapravo, on se nalazi u Zemlji, ali ne tačno u centru. Kao rezultat toga, orbitalno kretanje Zemlje poprima promenljiv oblik umesto očekivanog kružnog oblika. Bez obzira na to, Zemlja orbitira.
Nadam se da sada shvatate da nema razloga da Zemlja bude nepokretna u prostoru dok Mesec orbitira oko nje. Pogrešno shvatanje da Mesec orbitira oko nepokretne Zemlje je odličan primer „faktoidne nauke” koja u našem društvu često prolazi kao prava nauka.
Zbog toga što razmišljanje i razumevanje uključuju naporan rad, ljudima je lakše kada su mišljenje i razumevanje „očišćeni” od naučnih stavki i kada su pretvoreni u fraze koje su lake za pamćenje. Ove fraze se lako predaju i lako testiraju, ali one uglavnom predstavljaju bespotrebnu „hranu” za mozak. Dobar predavač, kao i dobar naučnik, motivisaće vas da preispitate te činjenice dok ne spoznate nauku koja stoji iza njih, kao i to da li su oni istiniti ili ne.
Kada su moja deca bila mlada, često sam posećivao njihove škole da bih pomagao u predavanju nauke. U trećem razredu, prema nastavnom programu, zadatak je bio da razne stvari razvrstaju u grupu rastvora ili smeša. Ja sam im, naravno, pokazao veliki broj stvari koje nisu ni smeše ni rastvori. Bili su oduševljeni. Nauka je zanimljivija od grupe fraza od 15 sekundi.
1525.Da li je tačno da što je veće sočivo na kameri, to više svetlosti prolazi kroz njega pa su samim tim i fotografije i snimci boljeg kvaliteta? Moj profesor filma kaže da, iako je ta ideja logički ispravna, on ne zna da li je i tačna. Vaša predavanja kažu da je odgovor potvrdan, ali moj profesor i dalje ne veruje. Zanima nas izvor vaših informacija u vezi sa tim problemom. - PJ
Pretpostaviću da pod „većim sočivom” mislite na ono sa većim prečnikom koje zbog toga prikuplja svu svetlost koja prolazi kroz oblast veće površine. Iako sočiva sa većim prečnikom mogu da projektuju jasniju sliku na senzor (uređaj koji pretvara vizuelnu informaciju u električni signal) ili na film nego sočiva sa manjim prečnikom, to nije sve. Pravljenje bolje fotografije ili snimka obuhvata više od jasnoće.
Sočiva se često razvrstavaju po svojim f /# -brojevima (moguća je i oznaka N - prim.DR), gde f /# -broj predstavlja odnos efektivne žižne daljine i efektivnog prečnika sočiva. Žižna daljina je rastojanje između sočiva i stvarne slike udaljenog predmeta koju on formira. Na primer, ako određeno konvergentno sočivo projektuje sliku Meseca na parče hartije postavljeno na udaljenosti 200 milimetara (200mm) od sočiva, tada to sočivo ima žižnu daljinu od 200mm. A ako je poluprečnik sočiva 50mm, ono ima f /# -broj 4 jer 200mm podeljeno sa 50mm daje 4.
Samo uz pomoć geometrijskih argumenata, lako je dokazati da sočiva sa jednakim f /# -brojevima projektuju slike iste jasnoće na senzore i da, što je manji f /# -broj , to je slika jasnija. Bilo da je sočivo širokougaono ili telefotografsko, ako ima f /# -broj 4, tada njegova efektivna žižna daljina iznosi 4 dužine prečnika sočiva. S obzirom na to da telefotografska sočiva imaju velike žižne daljine, potrebno je da budu većeg prečnika kako bi postigli male vrednosti f /# -brojevima.
Treba primetiti da sam sve vreme govorio o „efektivnom prečniku” i „efektivnoj žižnoj daljini” kada sam definisao f /# -broj . To sam radio iz razloga što su unutrašnjosti mnogih modernih sočiva izuzetno komplikovane, pa zbog toga jednostavnim deljenjem prečnika daljinom između sočiva i senzora nećemo dobiti pravi f /# -broj. Mnoga od ovih sočiva imaju sposobnosti zumiranja koje im omogućuju da menjaju svoje žižne daljine u velikom opsegu i ovakva sočiva često odbacuju svetlost da bi poboljšala kvalitet slike i da bi se izbegle dramatične promene u jasnoći slike pri zumiranju.
Verovatno ćete se zapitati zašto bi sočiva uopšte odbacivala svetlost. Postoje bar dva razloga za to. Prvo, tu je pitanje kvaliteta slike. Što je manji f /# -broj sočiva, toliko preciznija mora biti njegova optika da bi se formirao jasan prikaz, odnosno slika. Sočiva sa malim f /# -brojem spajaju svetlosne zrake iz velikog opsega uglova i svi ti zraci bivaju perfektno raspoređeni na senzor, što je veoma bitno. Pravljenje sočiva sa f /# -brojevima manjim od 2 je izazov a pravljenje sočiva sa f /# - -brojevima manjim od 1,2 je izuzetno teško. Postoje specijalna sočiva sa f /# -brojem manjim od 1, ali ja nikada nisam video sočivo kamere sa f /# -brojem manjim od 1,2.
Drugo, tu je pitanje dubine fokusa. Što je manji f /# -broj , manja je i dubina fokusa. Ovo je opet geometrijsko pitanje: sočivo sa malim f /# -brojem spaja zrake iz velikog opsega uglova i ti zraci se susreću samo u jednom trenutku pre nego što se ponovo razdvoje. Pošto predmeti na različitim udaljenostima od sočiva formiraju likove (slike) na različitim udaljenostima iza sočiva, nemoguće je „uhvatiti” oštre slike oba premeta istovremeno na istom senzoru. Sa sočivom sa velikim f /# -brojem ovo nije problem zato što su svetlosni zraci nekog predmeta veoma blizu jedni drugima, čak i kada se lik predmeta formira pre ili posle senzora.Ali, kod sočiva sa malim f /# -brojem , svetlosni zraci određenog predmeta spajaju se samo na jednoj određenoj udaljenosti od sočiva. Ako se senzor ne nalazi na toj udaljenosti, lik predmeta će biti zamućen. Ako sočivo sa zumom ne bi uspevalo da održi svoj f /# -broj relativno konstantnim prilikom zumiranja od telefotografskog do širokog ugla, njegov f /# -broj bi se smanjio tokom tog zumiranja i njegova dubina fokusa bi se smanjila. Da bi se izbegla ta pojava, sočivo odbacuje svetlost.
Da sumiramo, sočiva sa većim prečnikom uglavnom su bolja za izradu fotografskih i video zapisa, ali to podrazumeva da su ona vrhunskog kvaliteta i da mogu da smanje svoj efektivni prečnik, što im omogućava da po potrebi oponašaju kvalitetna sočiva sa manjim prečnikom. Ali ovakve promenljive karakteristike uvek ostavljaju neki trag na kvalitet fotografije, jedino najbolja sočiva su dorasla svom zadatku. Sočiva sa zumom ne mogu biti toliko dobra kao sočiva sa fiksiranim žižnim daljinama, kao što ni sočiva sa velikim prečnikom koja oponašaju sočiva sa malim prečnikom odbacujući svetlost ne mogu biti jednako dobra kao prava sočiva sa malim prečnikom.
A što se mojih izvora tiče, jedna od najboljih osobina fizike jeste ta da nam izvori nisu uvek neophodni. Mnogi od ovih optičkih problema o kojima sam ovde pisao povezani su sa običnom geometrijskom optikom, predmetom koji je deo osnovnog programa jednog fizičara koji se specijalizovao u optici (a to sam ja). Međutim, informacije o ovome možete pronaći u bilo kojoj knjizi u vezi sa geometrijskom optikom.
1554.Leteli smo prošle nedelje iz Sietla na Havaje. Zbog snega i leda na pisti, mnogi avioni nisu mogli da polete. Pri povratku sa Havaja, u avionu, na TV ekranu je bila istaknuta putanja kojom se krećemo, a takođe su bili prikazani visina, brzina aviona i spoljna temperatura. Zapazio/la sam da je na visini 36 000 stopa (oko 11 000 m-prim.DR) temperatura iznosila -600 F (oko -510 C-prim.DR). Pa, onda sam se zapitao/la...ako avioni ne mogu da polete bez sistema za odleđivanje na 320 F (00 C-prim.DR), kako onda mogu da lete čak i na nižim temperaturama?-VN,Anacortes, Washington
Problem za avione nije temperatura već vlažnost vazduha. Kada vazduh dostigne relativnu vlažnost od 100 %, vlaga počinje da se kondenzuje na objektima poput avionskih krila. Vlaga takođe može da se kondenzuje u kišu, susnežicu ili sneg i onda da padne na ta krila.
Ukoliko je temperatura prezasićene vlage 320F ili manja, avioni spremni za poletanje mogu da akumuliraju teške naslage leda. Kada se vodena para na krilima kondenzuje u led, takav proces kondenzacije naziva se depozicija i poznat je kao mraz (inje). Depozicija je relativno spor proces tako da se veliki broj poteškoća za avione pojavljuju kada pada susnežica ili sneg. Uklanjanje leda onda iziskuje ili zagrevanje ili hemikalije.
Kada avioni lete na velikim visinama vazduh je pak ekstremno suv. Iako je temperatura vazduha daleko ispod temperature zamrzavanja vode, koncentracija molekula vodene pare u vazduhu je blizu nule i relativna vlažnost je mnogo manja od 100 %. To znači da će kristalići leda u suvom vazduhu ispariti. Tehnički, ovakvo „isparavanje” leda direktno u vodenu paru naziva se sublimacija. Setite se zamrznute hrane koja je postala promrzla u vašem frižideru (van friza i na suvom vazduhu), ili snega koji je nerazumljivo iščezao sa zemlje tokom suvog vremena iako temperatura nije prelazila iznad tačke smrzavanja. Oba slučaja predstavljaju sublimaciju - kada molekuli napuštaju led da bi postali para u vazduhu.
1553.Čitao/la sam preporuke za “Smart” naočare ili kontaktna sočiva koja pružaju mogućnost da vidite više od vidljivog dela elektromagnetnog spektra. Pitam se, imate li za nas građane bilo kakve informacije o ovome -GJ, Wells, Nevada
Pošto su naše oči osetljive jedino na elektromagnetno zračenje iz vidljivog domena, bilo kakav “smart” optički sistem morao bi da bilo šta što detektuje prikaže kao svetlost. To znači da bi takva stvar morala da pomeri bilo kakvu frekvenciju/talasnu dužinu zračenja, koje je nevidljivo, u vidljivo zračenje ili da prikaže sliku tog nevidljivog zračenje kao veštačku kolor reprodukciju onome ko to gleda. Razmotrimo obe ovakve mogućnosti.
Prvi pristup, pomeranje frekvencija/talasnih dužina, je ozbiljna poteškoća. Postoje tehnike u optici za međusobno dodavanje ili izdvajanje optičkih talasa, i na taj način pomeranje njihovih frekvencija/talasnih dužina, ali te tehnike najbolje rade kod talasa velikog intenziteta, dostupnih iz lasera. Na primer, zelena svetlost stvorena nekim laserskim pokazivačem u stvari je nastalo kao nevidljivo infracrveno zračenje i frekvencija mu je udvostručena preko nelinearnog optičkog procesa u određenom kristalu. Intenzitet i monohromatičnost originalnog infracrvenog laserskog snopa čini ovakav proces udvostručavanja relativno efikasnim. Pokušaj udvostručavanja infracrvenog zračenja koje spontano dolazi od objekata kojima ste okruženi bilo bi izuzetno neefikasno. Uopšteno, pokušaj pomeranja frekvencija/talasnih dužina različitih elektromagnetnih talasa iz vašeg okruženja, na taj način da ih možete videti, je prilično neverovatan.
Drugi pristup, vizuelni prikaz nevidljivog dela elektromagnetnog spektra i zatim veštačka kolor reprodukcija za posmatrača, je relativno jednostavan. Ako je moguće slikom prikazati zračenje i detektovati ga, onda je moguća pomenuta reprodukcija. Govorim o aparatu koji snima i detektuje nevidljivo elektromagnetno zračenje i računaru koji daje veštački reprodukovanu sliku na ekranu. Prikaz i detekcija ultraljubičastog i rentgenskog zračenja je sasvim moguće, mada svojstva materijala ponekad čine slike razmazanim. Prikaz i detekcija infracrvenog zračenja je lako za neke delove infracrvenog spektra, ali detekcija postaje problematična za duge talase, kada detektori zahtevaju hlađenje do ekstremno niskih temperatura. Takođe je rezolucija loša.
Postoje kamere za snimanje ultraljubičastih, rentgenskih i infracrvenih zraka i postoji mogućnost da ih kupite. Po pravilu su skupe i glomazne. Postoje izuzeci kao što su kamere za blisku infracrvenu oblast (kratke talasne dužine-prim.DR) - čipovi od silicijuma koji su osetljivi na ovakve talasne dužine kao i obični filteri za digitalne kamere. Drugim rečima, kamera može da vidi infracrveno zračenje, za razliku od naših očiju, i zato bi nas predstavila slikom koja ne izgleda uobičajeno.
Sve u svemu, postoje načini za prikaz velikog dela spektra koji nije vidljiv, ali načiniti ih toliko malim da ih nosite poput naočara...to je izazov. Možda je moguće napraviti naočare koje detektuju i prikazuju infracrveno ili ultraljubičasto zračenje da vas prikažu na minijaturnom kolor monitoru. Takve naočari možda već postoje premda bi bile veoma skupe, dok njihovo pravljenje da budu male poput kontaktnih sočiva...to je verovatno izvan mogućnosti, u najmanju ruku u doglednoj budućnosti.
1552.U bure sa vinom smo raspršili azot da bi neutralisali višak kiseonika i ugljen-dioksida. Raspršivač je ubacivao azot u obliku veoma malih mehurića, protokom 20 l/min. Zbog čega je to postiglo cilj?-JT,Australia
Tokom pravljenja vina, količina rastvorenog ugljen-dioksida (i možda kiseonika) može lako da nadmaši ravnotežnu koncentraciju. To znači da će tečnost sadržati više rastvorenog gasa nego što bi da je tokom dužeg vremena bila na vazduha, zbog čega bi došla u stanje ravnotežne koncentracije gasa. Prisustvo veoma rastvorenog gasa ipak ne znači da će gas brzo nestati. Na primer, kada otvorite bocu gaziranog napitka, ugljen-dioksid više nije u ravnoteži. Premda je gas bio u ravnoteži na visokom pritisku, unutar zatvorene boce, kada se boca otvori gas trenutno postaje van ravnoteže i gustina gasovitog ugljen-dioksida odjednom opada. Pored toga, mogu da proteknu dani da bi višak ugljen-dioksida napustio bocu. Verovatno ste primetili da su potrebni sati ili dani da bi se boca gaziranog napitka „ispeglala”.
Jedan deo tumačenja zbog čega je rastvorenim gasovima potrebno toliko vremena da izađu iz rastvora je da oni mogu napustiti tečnost jedino preko njene otvorene površine. Na otvorenoj boci to može biti svega nekoliko kvadratnih centimetara. Rastvoreni gas mora pronaći put ka površini i da se oslobodi tečnosti. To je spor proces. Ista stvar se dešava u vašem vinu: rastvoreni gasovi, ugljen-dioksid i kiseonik, moraju pronaći put do površine bureta i zatim da se oslobode da bi prešli u gasovitu oblast na vrhu bureta - još jedan spor proces. Da bi ubrzali izlazak rastvorenih gasova potrebno je uvećati otvorenu površinu tečnosti ubacivanjem mehurića inertnog gasa u tečnost. Inertni gas je bilo koji gas koji se ne rastvara u značajnoj meri i zbog toga ne utiče na tečnost. Azot je odličan za vino jer hemijski ne interaguje sa njim. Dok puštate mehuriće azota da se penju ka površini vina, vi obezbeđujete slobodnu površinu unutar tečnosti i omogućavate ugljen-dioksidu i kiseoniku da se oslobode tečnosti i uđu u ove mehuriće.
Granična sferna površina između mehurića gasa i okolne tečnosti je aktivna oblast, molekuli gasa se kreću između mehurića gasa i tečnosti, u oba smera. Pošto je ugljen-dioksid prisutan u većoj koncentraciji u tečnosti, statistički je za njega verovatnije da napusti tečnost i uđe u mehurić gasa nego obratno. Potrebno je malo energije da se ovakvi molekuli ugljen-dioksida oslobode tečnosti i ovakva potreba za energijom utiče na ravnotežu između rastvorenog ugljen-dioksida i gasovitog ugljen-dioksida. Što je teže molekulima ugljen-dioksida da steknu potrebnu energiju da napuste tečnost to je veća ravnotežna koncentracija rastvorenog ugljen-dioksida, saturaciona koncentracija. Ali vaše vino je u stanju supersaturacije, sadrži veću koncentraciju molekula ugljen-dioksida u rastvoru u odnosu na ravnotežnu, tako da se molekuli više kreću iz tečnosti u gas nego obratno.
Kada je nivo supersaturacije visok (višak koncentracije gasa), prelazak molekula ugljen-dioksida iz tečnosti u mehuriće gasa može biti dovoljno brz da veličina mehurića značajno poraste dok se kreću kroz vino. Možete uočiti ovakav tip rapidnog rasta mehurića unutar čaše sa svežom gaziranom mineralnom vodom, pivom ili šampanjcem. U pivu, šampanjcu ili vašem vinu, kakobilo, tečna površina mehurića sadrži različite prirodne hemikalije koje su izmenile opne mehurića i proizvele njihov rast. Sićušni mehurići dobrog šampanjca su odraz ovakvog dejstva.
Još jedna mogućnost da se načini višak spoljašnje površine u vinu i da se rastvorenim gasovima u stanju supersaturacije dozvoli se oslobode je da se vino meša toliko jako da se stvori veliko udubljenje. Iako će ovaj pristup stvoriti veliku spoljašnju površinu, verovatno neće biti dobar za vino. Dodavanje mehurića u vino je mnogo elegantnije.
Pravi odabir gasa zavisi samo od toga koliko dugo će biti hemijski inertan u vinu. Argon ili helijum bili bi potpuno efikasni, ali su suviše skupi (tačnije, helijum). Temperatura gasa nije previše značajna, ali temperatura vina jeste. Što je vino hladnije, veća koncentracija rastvorenog ugljen-dioksida i kiseonika će biti u stanju ravnoteže tako da ćete ukloniti više ovih gasova ukoliko ubacujete mehuriće u relativno toplo vino.
1551.Odmah nakon što sam uklonila šolju kafe koju sam grejala 1 minut u mikrotalasnoj, primetila sam malog mrava kako unutra trčkara, očigledno nepovređen. Radoznala, pustila sam ga još minut, i kad sam otvorila vrata, on je još trčkarao. Kako to da je mrav ostao nepovređen nakon 2 minuta u mikrotalasnoj? - KMB
Najverovatnije je da mrav nikad nije ni napuštao dno ili zidove mikrotalasne pećnice, gde je bio blizu tim metalnim površinama. Šest strana rerne u mikrotalasnoj napravljene su od metala (ili obojenih metala) zato što metal reflektuje mikrotalase i primorava ih da se odbijaju unutar komore.
Metali su dobri provodnici naelektrisanja i efektno poništavaju bilo koje električno polje koje je paralelno sa njihovom površinom. Mikrotalasi se reflektuju o metalne zidove jer ti zidovi primoravaju električna polja mikrotalasa koja su paralelna njihovoj površini da se ponište iz razloga što se reflektovani talas i upadni talas poništavaju. Zbog tog poništavanja, na provodnim površinama intenzitet talasa je nula ili vrlo blizu nuli.
Mrav je preživeo jer je ostao u malenoj oblasti talasne dužine mikrotalasa (oko 12,4cm) na metalnoj površini gde je intenzitet mikrotalasa skoro nula. Da se mrav usudio da pređe na vašu šolju, upao bi u velike probleme. Jednom izložen punom intenzitetu mikrotalasa, ne bi dobro prošao.
1550.Moja žena svakog dana pravi našoj kćerki palačinke sa borovnicama. U poslednje vreme je 2 puta primetila, i skrenula mi pažnju na zanimljiv događaj u mikrotalasnoj. Zaleđene borovnice koje je stavila u mikrotalasnu da se odmrznu, prouzrokovale su pucketanje i pojavio se mali plamen usred borovnica. Plamen se sam gasi. Nema vidljivih oštećenja na borovnicama ili činiji gde su bile. - HA, New Jersey
Mislim da ste ponovo otkrili jedan eksperiment u kojem se iseče zrno grožđa skoro na pola, dve polovine se otvore kao knjiga i polože ravno na tanjir. U mikrotalasnoj, tanak spoj između tih polovina se ugljeniše i to stvara plamen. U osnovi, komadi voća ili bobica se ponašaju kao antene za mikrotalase koje provode električnu struju kroz uske spojeve između delova. Bobice nisu baš neki provodnici, ali nisu ni pravi izolatori. Ti spojevi se pregreju (kao preopterećena zategnuta žica) i zapale se. Ti plamenovi potiču od zapaljenih spojeva.
Ako pustite plamen da i dalje gori, verovatno će se pojaviti plazma loptice (puno zabave, ali ne baš tako dobro za rernu... može se oprljiti njena gornja površina jer se te plazma loptice podižu i kotrljaju na tavanici rerne). Svejedno, mogli biste pronaći ugljenisane deliće kad biste pogledali dovoljno izbliza, ali nisu ništa više nego kao malo prepečen tost.
1549.Moj dečko i ja se prepiremo da li da stezanjem flaše isteramo vazduh iz dvolitarske boce Koka Kole nakon njenog otvaranja. On misli da bi to održalo Koka Kolu gaziranu duže nego inače, ali ja se ne slažem. Ko je u pravu? - TN, Ft. Collins, CO
Ovo je zapravo vrlo komplikovano pitanje. Nakon što otvorite gazirano piće, CO2 rastvoren u njemu nije više ujednačen sa gasom iznad pića. Kada zatvorite bocu, CO2 će postepeno pobeći iz tečnosti dok ne formira gusti gas tako da se njegovi molekuli vrate u tečno stanje onoliko često koliko prelaze u gasovito. Drugim rečima, ravnoteža između rastvorenog i gasovitog CO2 mora biti ponovo uspostavljena.
„Isterivanjem” količine gasa iznad Koka Kole, tvoj dečko smanjuje broj CO2 koji moraju ući u gasno stanje da bi održali ravnotežu (ekvilibrijum). ALI, kada gusti gas počne da se razvija u stegnutoj boci, visoki pritisak tog gasa će naduvati bocu do njene originalne veličine. Ovime će potencijalne prednosti isterivanja gasa biti izgubljene.
Kako biste uspeli da zadržite što veću količinu CO2 molekula u tekućini, morate se pobrinuti da izduvana flaša ostane u takvom obliku. To je teško uraditi. Verovatno bi vam bilo bolje da pažljivo prespete piće u manju flašu u koju će jedva stati sva tečnost. Manja boca se neće širiti dok se gusti gas CO2 formira iznad tečnosti i gazirano piće će povratiti svoju ravnotežu (ekvilibrijum) bez velikog gubitka rastvorenih molekula CO2.
1548.Zašto vam se, prilikom putovanja mlaznim avionom, čini da su objekti na zemlji ukočeni ili se kreću polako? - K, India
Kada gledate nešto što se kreće, ono što stvarno primećujete je promena ugla pod kojim ga vidite. Obližnji objekti ne moraju da se kreću naročito brzo da bi vas naterali da okrenete glavu naglo i konstatujete njihovu veliku brzinu. Međutim ako se ti isti objekti kreću istom brzinom ali prema vama ili od vas, njihovo kretanje vam izgleda znatno sporije jer je uglovna promena mnogo manja.
Kada posmatrate udaljene predmete kako se kreću, ne postoji brza promena uglova pa njihovo kretanje definišete kao relativno sporo. Uzmite Mesec za primer: kreće se hiljadama kilometara na čas ali vi uopšte ne primećujete promenu u njegovom kretanju. Razlog tome su promene u uglovima koje su za vas potpuno neprimetne zbog udaljenosti planete. I konačno, kada gledate dole iz aviona koji visoko leti, udaljeno zemljište menja uglove sporo pa vam se čini da se objekti na njemu ne kreću uopšte ili kreću jako sporo.
1547.Ako treba da zagrejem kolač sa čokoladnim prelivom i kolač sa prelivom bele boje, da li bi se prvi brže zagrejao zbog prenosa zračenja kao posledice njegove tamnije boje - B
U principu, čokoladni kolač bi se zagrejao brže zračenjem u toploj sredini i ohladio brže zbog emitovanja zračenja u hladnoj sredini. Crni objekti su bolji i u apsorbovanju toplotnog zračenja i u emitovanju toplotnog zračenja, tako da bi čokoladni kolač upio više toplote u vreloj sredini i odao više toplote u hladnoj sredini.
U praksi, međutim, većina radijacije koja se javlja prilikom pripremanja ovih kolača i njihovog hlađenja na kuhinjskom stolu je u infracrvenoj oblasti spektra i teško je reći koju boju kolači poseduju u njoj. Verovatno je ta boja u oba slučaja tamnija, kada se prikažu u infracrvenoj svetlosti. U osnovi, čak i stvari koje se vašim očima čine belim su često sive ili crne u infracrvenoj oblasti spektra. Prema tome, ja verujem da oba kolača apsorbuju većinu termalne radijacije dok se peku i emituju termalnu radijaciju efikasno dok se hlade na stolu.
1546.Kako svetlost može da „putuje” kroz vakuum ako u njemu ne postoje „čestice” na koje svetlost može da „prenese” svoje naelektrisanje? - DC
Svetlost uopšte nema naelektrisanje. Sastoji se samo iz električnog i magnetnog polja, koja beskrajno stvaraju jedno drugo dok protutnjavaju kroz prazan prostor brzinom svetlosti.
Činjenica da svetlost putuje kroz vakuum i ne iziskuje bilo kakvu supstancijalnu sredinu za svoj prenos bila je uznemiravajuća za prve fizičare koji su detaljno ispitivali ovu pojavu. Očekivali su da će naći nešto poput fluidnog etra, supstancu koja bi bila prenosnik elektromagnetnih talasa. Umesto toga ustanovili su da svetlosni talasi zaista putuju kroz prazan prostor. Jedna stvar je vodila ka drugoj, i uskoro je Ajnštajn izneo tvrdnju da je brzina svetlosti sasvim posebna pojava i da su prostor i vreme međusobno povezani preko brzine svetlosti.
1545.Za moj industrijski, dizajnerski projekat, treba da redizajniram mikrotalasnu peć i dodam neke nove funkcije. Da li je moguće uz pomoć mikrotalasa meriti neke vrednosti hrane kao što su kalorije, šećer, so, vitamini i masti? Kako da postignem saopštavanje tih vrednosti na LCD ekranu tako da ih korisnik može videti? Mogu li te vrednosti biti prebačene na računar putem Bluetooth tehnologije? - IB
Ono što želite da uradite je mnogo teže nego što možete da zamislite. Određivanje hemijskog sastava hrane je samo po sebi teško, čak i uz laboratorijsku opremu i mogućnost da raščlanite hranu na delove da biste je ispitali. Ideja detaljnog analiziranja lonca prostim usmeravanjem zraka na njega je stvar naučne fantastike. Pomisite koliko bi bilo lakše obezbeđenju aerodroma kada bi mogli usmeravanjem mikrotalasa hemijski da analiziraju sve što uđe na ulazna vrata.
Sad kad sam to rekao, dozvolite mi da napravim dva komentara. Kao prvo, vaše pitanje nas brzo postavlja pred problem kompjuterske obrade, jer je hemijska analiza trivijalna u odnosu na kompjutersku prezentaciju rezultata. Fizička i kompjuterska nauka su dva potpuno različita polja i ne može se sve u domenu nauke svesti na softverski paket. Hemija i fizika nisu iščezle pojavom kompjutera, i nikad neće postojati softverski dodatak koji će vašu mikrotalasnu unaprediti u laboratoriju za nutricionističku analizu. Kao društvo, otišli smo predaleko u zameni naučnog obrazovanja tehnološkim obrazovanjem, naročito u slučaju kompjuterskog softvera.
Kao drugo, pošto posredna hemijska analiza nije laka, ona ipak može biti izvedena u nekim slučajevima, pametnom upotrebom fizike i hemije. Jedan od mojih prijatelja, ovde u Virdžiniji, razvio je instrument koji proučava infracrvenu svetlost emitovanu od strane vazduha i na taj način određuje da li vazduh sadrži neke od opasnih toksina ili gasova, i to za samo par sekundi. Relativna providnost vazduha čini analizu lakšom od analize sastava neprovidnog lonca, ali čak i ako uspete da vidite kroz nešto, to ne znači da ćete znati i šta sadrži. Instrument mog prijatelja obavlja fenomenalan posao obeležavanja gasa i njegovih apsorpcionih mogućnosti, i identifikovanja zagađenja.
Dodatna beleška: Čitalac me je obavestio da sada postoje mikrotalasne pećnice koje čitaju bar - kodove i na osnovu njih podešavaju nivo zagrevanja za određenu hranu. Skala u bazi pećnice može da odredi težinu hrane kao pomoćno svojstvo da bi se hrana bolje skuvala. Još jedan čitalac mi je predočio da bi mikrotalasna mogla da meri apsorpcionu moć hrane i težinu kako bi sama odredila vreme i jačinu kuvanja. To jeste dobra mogućnost, ali pećnice koje registruju temperaturu hrane i vlažnost unutar pećnice mogu postići isti rezultat samoisključivanjem u datom trenutku.
1568.Od čega se sastoji radio talas? Da li je to neki gas?Hteo/la bih da znam kakav je to materijal koji prenosi podatke?- S, India
Za razliku od zvučnih ili morskih talasa, radio talase ne prenosi materijalna sredina. Radio talasi su vrsta elektromagnetnih talasa i sastoje se jedino od električnog i magnetnog polja. S obzirom na to da ne zahtevaju nikakvu posebnu sredinu, mogu se kretati i kroz prazan prostor. Uostalom, to je razlog zašto vidimo zvezde.
Ideja o talasu koji samostalno putuje kroz prostor bila je prilično čudna naučnicima krajem XIX veka. Oni su bili navikli na ideju da su talasi poremećaji u opipljivom materijalu ili „prenosniku”: oscilacije u gustini vazduha, talasi na površini vode, vibracije zategnute žice. Nakon što su shvatili da su svetlost i radio talasi elektromagnetne prirode, počeli su da ispituju prenosnike koji bi odgovarali ovim talasima. Očekivali su da će naći „etar” , ali nisu. U stvari, nepostojanje „etra” dovelo je do Ajnštajnove specijalne teorije relativnosti.
Struktura radio talasa, ili bilo kog drugog elektromagnetnog talasa, prilično je jednostavna. Sastoji se iz promenljivog električnog i promenljivog magnetnog polja. Električno polje je struktura koja utiče na naelektrisanje; deluje na njega i ubrzava ga. Slično tome, magnetno polje utiče na magnetni pol. Zapanjujuće, promenljivo električno polje proizvodi magnetno i obrnuto. Ta međusobna uslovljenost omogućava električnom polju talasa da proizvodi svoje magnetno polje i obrnuto. Ona se međusobno stvaraju bezbroj puta. Iako je potrebno naelektrisanje ili magnetni pol da bi se emitovao ili primio radio talas, on savršeno može da putuje milijardama svetlosnih godina, a da ne uključuje ni naelektrisanje, ni magnetni pol. Samostalno putuje kroz prostor.
1567.Naša mikrotalasna je stara samo 2 godine. Nedavno smo primetili da, dok je koristimo i u isto vreme je uključen radio u kuhinji, radio ima puno smetnji. Da li je ovo znak da nešto ne valja? Osim što ometa radio, rerna izgleda da radi dobro. - RN, Bloomington, Illinois
Frekvencija mikrotalasa je više od 20 puta veća od one koju normalni radio prima i zbog toga bih se začudio da je tako nešto remetilo njegov rad. To što ste opisali ne zvuči kao da je uzrokovano mikrotalasima, već da je u pitanju električni problem u visokonaponskom strujnom napajanju.
Starija rerna bi koristila jak transformator, kondenzator i diode da pretvori naizmeničnu struju za domaćinstva u visokonaponsku jednosmernu za magnetron. Ali pošto je vaša rerna skoro napravljena, verovatno koristi prekidačko napajanje (SMPS) za tako veliki napon. Taj vid napajanja ima sofisticirani prekidački sistem koji vrši transformaciju naizmenične u visokonaponsku jednosmernu struju. Novi način je jeftiniji i lakši, tako da dobija primat. Međutim, sve ovo ne znači da je i pouzdaniji.
Mislim da je problem u nekoj komponenti u rerni. Ako postoji prekid u kontaktu ili duž provodnika dolazi do varnica u nekom delu ili u celoj jedinici, dolaziće do nasumičnih fluktuacija struje u rerni i to će proizvoditi radio talase. Varničava žica ili ugljenisano parče u žici pokretaće i zaustavljati protok struje na mahove i to može lako prouzrokovati smetnje (interferenciju) na srednjim frekvencijama (AM) radio talasa.
Obični AM radio je prilično osetljiv na smetnje oko 1MHz, a varničave pojave pokušavaju da proizvedu takve radio talase. Auto sa lošim sistemom za paljenje smeše, kosilica za travu, pa i munja, svi oni savršeno interferuju sa AM talasima. Predpostavljam da u vašoj mikrotalasnoj postoji sličan problem. Sumnjam da rerna predstavlja neki rizik, ali bi svakako trebalo pozvati majstora da je pogleda. Ne bi trebalo da postoje bilo kakve varnice unutar nje.
1566.Hteo bih da nateram prijatelje da poveruju da moj mobilni telefon može da pravi kokice. Ovo je moj plan: uzeću magnetron iz mikrotalasne i montirati ga ispod stola. Onda ću staviti zrnevlje kukuruza na sto, tačno iznad magnetrona. Na kraju, staviću mobilni blizu kokica i usmeriti ga na njih. Onda ću krišom uključiti magnetron dok ne napravim nekoliko kokica. Da li će ovo uspeti i da li je bezbedno? - MS, Charlottesville, Virginia
Verovatno neće uspeti i definitivno nije sigurno. Umesto da prevarite prijatelje, rizikujete da ih spržite. Evo zašto mislim da je najbolje da ostavite svoj plan samo kao ideju.
YouTube snimci koji to prikazuju su u potpunosti bili lažni; nijedna kokica nije nastala dok je kamera bila uključena. Da bi izgledalo kao da je mobilni napravio te kokice, snimatelji su ubacili već spremljene kokice u kadar i onda koristeći fotošop obrisali preostalo zrnevlje. Kada gledate snimak, izgleda kao da od zrnevlja nastaju kokice, ali zapravo to zrnevlje je uklonjeno i dodate su već gotove kokice.
Razlog zbog kojeg su morali da koriste ovaj trik je prilično jasan: da bi kokice nastale uz pomoć mikrotalasa, oni moraju biti ekstremno jaki. Svako zrno sadrži malu količinu vode i ona se zagreva kada se zrno izloži delovanju mikrotalasa. Ako ti talasi nisu dovoljno jaki, toplota koju skladište u vodi u zrnu izaći će u ostali deo zrna i zatim u okolinu, toliko brzo da ta voda neće uspeti da se pregreje i pređe u paru.
Čak i kad stavite zrnevlje u zatvorenu mikrotalasnu, potrebno je par minuta da se u njima skupi dovoljno toplote da bi nastale kokice. U takvoj mikrotalasnoj rerni, mikrotalasi haotično odskaču unutar metalne komore i njihov intenzitet se drastično povećava. To je kao kad se uperi laserski snop u sobi okruženih sa ogledalima sa svih strana - svetlosna energija u toj sobi će se povećavati sve dok ne postane izuzetno svetlo u njoj. U zatvorenoj komori rerne, energija mikrotalasa se takođe povećava dok intenzitet talasa ne postane dovoljno jak da napravi kokicu. Koliko jak? Pa, obična mikrotalasna proizvodi 700 W mikrotalasne snage. S obzirom na to da je rerna skoro prazna kad se prave kokice, komora akumulira otprilike 50 000 W energije koja kruži.
Iako se ta snaga raširi unutar rerne, mikrotalasi su i dalje jaki - hiljade vata po kvadratnom inču. Poređenja radi, mobilni telefon prenosi najviše 2 W i ta snaga se raspoređuje na najmanje 5 kvadratnih inča, tako da je intenzitet manji od 1 W po kvadratnom inču.
Kada sam video te snimke leta 2008, shvatio sam da nije bilo šanse da je mobilni napravio kokice. To se sigurno ne bi dešavalo dok zvone, jer tada prvenstveno primaju mikrotalase, već kada ih odašilju. Kada pričate telefonom, vaš mobilni proizvodi mikrotalase. Sve je to očigledno bila samo zabava i igra.
I šta je sa vašom razmontiranom mikrotalasnom? Pošto nema nikakve metalne kutije da uhvati mikrotalase i akumulira energiju, oni imaju samo jednu šansu da naprave kokice. Mikrotalasi će izaći iz magnetronovog talasovoda pri velikom intenzitetu, ali će se brzo raspršiti jer nema ničeg što bi ih navodilo. Verovatno biste mogli da napravite kokice na otvoru magnetrona, ali ne i par inča dalje. Ukoliko ne koristite optiku mikrotalasa za njihovo fokusiranje, oni će se isuviše raširiti dok prođu kroz sto i stignu do zrnevlja, tako da se kokice verovatno neće ni napraviti.
Da je ovo kraj priče, najgore što bi se moglo desiti vašem eksperimentu je da kokice ni ne nastanu. Ali ovde postoji jedan rizik. Emitovanje oko 700 W mikrotalasa u sobu baš i nije bezbedno. To je slično užarenom uglju koji emituje 700 W infracrvene svetlosti, samo što se ništa ne bi videlo golim okom, a i ova „svetlost” je koherentna (poput laserske) pa je značajno sklona fokusiranju. Ne biste poželeli da imate neku metalnu strukturu u sobi ili čak u zidovima sobe koja fokusira mikrotalase na vas. Apsorbovali biste ih mnogo bolje nego zrnevlje i pre bi od vas nastale kokice, nego li od njih. U stvari, vaše oči su posebno osetljive na toplotu mikrotalasa i možda ne biste ni primetili štetu pre nego što bude kasno. Bez instrumenata kojima biste registrovali mikrotalasni opseg u sobi kada je magnetron uključen, ne bih voleo da budem u toj sobi.
1565.Zašto niska temperatura utiče na odskok košarkaške lopte? Da li će se ovakva lopta zamrznuti ako je stavimo u zamrzivač?-SS, Lebanon, Tennessee
Odskok košarkaške lopte zavisi od sabijenog vazduha. Kada lopta udari o pod, vazduh u njoj se sabije i akumilira energiju tog pritiska. Ponovni odskok lopte je uslovljen akumuliranom energijom vazduha koja se vraća u svoje prethodno stanje. S druge strane, omotač lopte uopšte nije tako sposoban za odskok i shodno tome ne poseduje mogućnost dobrog zadržavanja energije. Da bi mogla da dobro odskoči, košarkaška lopta mora da zadrži sposobnost zadržavanja vazduha tokom odskoka, za razliku od omotača. Zbog ovoga je potrebno imati pumpu za vazduh tako da je lopta ispravno napunjena. .
Kada ohladite loptu, takođe smanjujete vazdušni pritisak. Ovo se dešava stoga što molekuli vazduha poseduju nižu toplotnu energiju pri nižoj temperaturi, a ona je odgovorna za pritisak vazduha. Košarkaška lopta koja je napumpana na odgovarajući pritisak pri višoj temperaturi postaje na nižoj temperaturi slabije napumpana. Istovremeno, što je temperatura niža, omotač lopte postaje manje elastičan i grublji. Na ovaj način lopta postaje slabije napumpana i ima grublji, neelastičan omotač.
Ako ohladite loptu na dovoljno nisku temperaturu, njen omotač će se smrznuti i postati lomljiv. Temperaturna vrednost hlađenja zavisi od vrste materijala upotrebljenog za izradu lopte. Nikada nisam video da se košarkaška lopta rasprsne na podu košarkaškog terena, čak ni pri veoma niskim temperaturnim vrednostima, pa stoga sumnjam da se lopta može zamrznuti u zamrzivaču. Ali sam zato siguran da bi potapanje u tečni azot pri temperaturi od —395 0F obavilo posao. Za potrebe nastave često zamrzavam gumene loptice u tečnom azotu i zatim ih lomim o pod.
1564.Ja sam muzičar koji želi da bolje shvati stojeće talase. Pročitao sam mnogo definicija tako da mi je jasno šta predstavljaju ovakvi talasi, ali mi predstavlja poteškoću vizuelizacija ovakvih talasa. Ono što me zbunjuje je koncepcija da žica može da osciluje u isti mah na više frekvencija tj. da može da osciluje istovremeno sa više stojećih talasa. Kako to da žica može da se istovremeno savija na više različitih načina? Hvala !!-K, Mountain View, California
Da bih vam pomogao da dobijete predstavu kako žica može da istovremeno osciluje na nekoliko frekvencija, napisao sam program u flešu koji prikazuje izgled vibrirajuće žice (prim.DR: animaciju možete videti na http://www.howeverythingworks.org/page1.php?QNum=1564). Ovaj program vam omogućava podešavanje osam parametara: amplitude četiri najjednostavnija tona oscilovanja žice kao i faze tih tonova. Program počinje osnovnom, najjednostavnijom oscilacijom žice (prvim ili osnovnim harmonikom-prim.DR) koja je laka za vizualizaciju. Zatim možete da podesite drugu, treću i četvrtu harmonijsku oscilaciju na bilo kakvu širinu. Ono što ćete zapaziti je činjenica da žica koja osciluje istovremeno sa nekoliko frekvencija, poseduje složen oblik ali ne izgleda nepoznato. Radi se o mešavini stojećih talasa koji su prisutni u različitim iznosima. Kao rezultat ovoga, pojavljuje se interesantan valovit oblik koji se može videti na konopcu za preskakanje ili konopcu za sušenje oprane odeće.
Ako pažljivo pogledate žicu dok osciluje sa više frekvencija, zapazićete da poseduje istovremeno samo jedan oblik. To je ipak samo pomeranje u mestu. Međutim, delovi ovog oblika pojavljuju se u različitim iznosima tokom vremena i ovi delovi su različiti harmonici koji se kreću celom dužinom na njima svojstven način, sa sopstvenim frekvencijama.
1563.Nedavno sam čuo za eksperiment 2002. godine na Harvardu, tokom koga je zaustavljena svetlost. Da li se to zaista dogodilo? Ako je brzina svetlosti stalna (c), kako je onda zaustavljena?-CR, Dallas, Texas
Brzina svetlosti u vakuumu, označena slovom c, stvarno je u suštini konstanta i predstavlja jednu od najznačajnijih konstanti. Čak da i svetlost ne postoji, brzina svetlosti u vakuumu bi postojala. Ona predstavlja ključnu komponentu odnosa između prostora i vremena poznatog pod nazivom specijalna relativnost.
Ali, dok brzina svetlosti predstavlja konstantu u vakuumu, brzina svetlosti u materiji ne predstavlja konstantu. Svetlost predstavlja elektromagnetni talas i sastoji se od električnih i magnetnih polja. Električna polja deluju na naelektrisanja i materiju koja sadrži naelektrisanja pa svetlost i materija interaguju. Ova interakcija obično usporava svetlost; svetlost trpi usporavanje u procesu pobude naelektrisanja. U vazduhu ovakav proces usporavanja je veoma mali, manji od jednog hiljaditog dela. U staklu, plastici ili vodi, svetlost trpi usporavanje od 30 % do 40 %. U dijamantu je interakcija dovoljno snažna da uspori svetlost 60 %. U silicijumskim solarnim ćelijama svetlost je usporena 70% itd.
Da bi se svetlost stvarno usporila, mora se izabrati posebna frekvencija svetlosti i omogućiti interakciju materijala koji je u rezonanciji sa tom frekvencijom. Pošto materijal u rezonanciji daje veoma snažan odgovor električnom polju svetlosti, u ogromnoj meri se pojavljuje kašnjenje svetlosti. Izbor tačno određene talasne dužine svetlosti koja odgovara atomima sa kojima stupa u rezonanciju, omogućio je da Lene Hau i njene kolege u suštini zaustave svetlost. Svetlost se zadržava skoro beskonačno dugo atomima u njihovim aparatima i pokazuje zanemarljivo kretanje. .
1562.Da li bi bilo moguće odrediti konsolidaciju čestica kao npr. u slučaju praha polimera, upotrebom spektra boja? Na koji način?-M, United Kingdom
Da, možete u potpunosti odrediti konsolidaciju čestica praha u meri u kojoj se rasejava svetlost. Što su čestice praha pravilnije „upakovane”, tim će on biti prozračniji. Radi se o homogenosti: što je pravilnije „pakovanje”, materijal je homogeniji i svetlost lakše putuje pravo kroz njega.
Da bi se shvatilo zašto rasejanje svetlosi zavisi od homogenizacije, uzmite u obzir šta se dešava prilikom prolaska svetlosti kroz prozračne sredine. Iako su one prozračne, svetlost ipak interaguje sa njima, što se može videti kod duge, oblaka i čak u slučaju nebeskog plavetnila. Ovo svedoči o postojanju interakcije koja zavisi od veličine čestica. Ako su čestice velike, npr. kao glatke perle načinjene od stakla ili plastike, tada one pokazuju uobičajeno prelamanje i odbijanje kao kod prozorskih stakala i sočiva. Ako su čestice male npr.kao molekuli vazduha ili male kapi vode, tada se one u interakciji sa svetlošću ponašaju poput antena. U suštini, ove sićušne čestice apsorbuju i reemituju svetlosne talase naročito na kratkim talasnim dužinama (t.j. plava boja), na kraju spektra svetlosti.
Oba načina interakcije su nam već veoma poznata. Velike čestice rasejavaju svetlost okolo bez uticaja na boje spektra i svetlost je bela. Ukoliko površina sadrži veći broj čestica, to se svetlost više rasejava. Na primer, veliki ledeni kristal je prozračan ali razlomljeni led ili sneg su bele boje. Slično ovome, činija sa vodom je prozračna ali je zato izmaglica vodenih kapi bela. Na kraju, posuda sa vazduhom je prozračna, ali je zato pena vazdušnih mehura u vodi bela. Kao što vidite, čestice prozračnih materijala ne moraju neophodno biti sačinjene od čvrstog materijala ili tečnosti da bi rasejavale svetlost, mogu da budu i gasovi.
S druge strane, veoma male čestice rasejavaju svetlost shodno talasnoj dužini i boji. U većini slučajeva, svetlost koja ima kraću talasnu dužinu (plava komponenta) rasejava više svetlosti od one sa većom talasnom dužinom (crvena komponenta). Ova pojava, poznata kao Rejlijevo rasejanje, odgovorna je za pojavu plavog neba i crvenih zalazaka Sunca.
Ukratko, velike čestice čine da prozračne sredine izgledaju bele, a male da izgledaju obojene (tipično plavičaste). Što je veći broj čestica prisutan, veće je rasejanje svetlosti.
Da se vratim na vaše pitanje. Rastresit prah prozračnih čestica rasipa svetlost u velikoj meri i ima beo ili obojen izgled, zavisno od veličine čestica. Ako se prah „pakuje” tako da je sve gušći, njegove površine se spajaju, prah gubi mogućnost rasejanja svetlosti i površina praha postaje sve manje bela dobijajući na prozračnosti. Kad je konsolidacija skoro završena, materijal poprima maglovit izgled, u izvesnoj meri zbog rasejanja na izvesnim prazninama koje su zaostale u inače prozračnom materijalu. Konačno, kad je materijal u potpunosti konsolidovan, postaje homogen i prozračan. Kada se svetlosti uputi kroz „upakovan” prozračan prah, merenje količine i boje rasejane svetlosti pokazaće vam koliko je prah u suštini konsolidovan.
1561.Da li će se temperatura gasa u sudu koji je izolovan vakuumom povećati ako se sud mućka?-TJC, California
Da, temperatura gasa će se povećati ako ga protresete. Ova pojava je jedva primetna, pa je izolacija suda stavljanjem u vakuum dobra ideja. Dok mućkate sud, njegovi zidovi u pokretu će udarati sićušne molekule gasa, ponekad im dodajući a ponekad oduzimajući energiju. U proseku će ipak dodati energiju molekulima gasa i na taj način povisiti temperaturu gasa.
Jednostavan način da se predstavi zašto se to dešava je da zamislimo gas kao skup malih loptica koje poskakuju unutar suda. Ove loptice su savršeno elastične i zato odskaču od nepokretnog zida bez izmene intenziteta brzine. Ali zidovi suda nisu nepokretni, kreću se napred-nazad dok mućkate posudu. Zbog kretanja zidova suda, lopticama se menja intenzitet brzine dok se sudaraju sa zidovima. Loptica koja se odbija od zida koji se kreće ka njoj dobija na brzini. S druge strane, loptica koja se odbija od zida koji se kreće od nje gubi brzinu tokom kontakta. Ako su oba odskoka jednaka u pogledu ostalih uslova, tada će u proseku loptice (ili molekuli gasa ) zadržati nepromenjenu brzinu kao rezultat odskoka od zidova, tako da će temperatura gasa ostati nepromenjena.
Ali odskakanje u oba slučaja nije jednako. Postoji veća verovatnoća da će lopta u pokretu udariti o zid koji se kreće prema njoj nego da će se to desiti ako se zid kreće u suprotnom smeru. To je stvar geometrije: više ćete se pokvasiti kad trčite prema prskalici nego kada bežite od nje. U proseku, loptice (molekuli gasa) dobijaju na brzini kao rezultat odskoka od zidova što uzrokuje povišenje temperature gasa.
Jačina ovog dejstva zavisi od relativne brzine molekula gasa i zidova. Ono će postati ogromno kad se zidovi kreću istom ili većom brzinom od molekula gasa, ali je skoro neprimetno kad se molekuli gasa kreću brže od zidova. Pošto se molekuli vazduha prosečno kreću brzinom 500 m/s (1800 km/h) na sobnoj temperaturi, morali biste žestoko da tresete posudu da bi postigli nekakvo značajnije zagrevanje gasa.
1560.U odgovoru na pitanje 891, pisali ste o prednostima prenosa naizmenične struje. Zar nedavno nije bila diskusija o prelasku na prenos putem jednosmerne struje? Čini mi se da takav način poseduje bolje mogućnosti prenosa na daljinu. Pokušao sam da pronađem izvore informacija i pronašao sam komentare o ovome u časopisima New Scientist ili Scientific American-JM, United Kingdom
U pravu ste da prenos jednosmerne struje ima nekoliko značajnih prednosti u odnosu na naizmeničnu struju i njen prenos. U slučaju prenosa naizmenične struje, struja menja smer više puta u sekundi, a tokom svake promene smera veoma malo snage se prenosi. Uz naizmenično povećanje i smanjivanje napona, naš sistem prenosa naizmenične struje gubi oko polovine svog kapaciteta prenosa. Samo tokom pola sekunde postiže se pun kapacitet prenosa u sistemu. Sistem za prenos jednosmerne struje, nasuprot ovome, nije naizmeničan i može sve vreme da koristi pun kapacitet prenosa.
Sistem prenosa jednosmerne struje ne poseduje faze koje čine prenosni sistem naizmenične struje tako komplikovanim i osetljivim. Nije dovoljno samo osigurati da svi generatori naizmenične struje proizvode odgovarajuću količinu električne struje - takvi generatori moraju da budu sinhronizovani na odgovarajući način inače će struja proticati između generatora umesto prema potrošačima. Održavanje mreže naizmenične struje predstavlja težak zadatak a u cilju da sve teče nesmetano, što iziskuje danonoćni napor velikog broja ljudi. Kod sistema za prenos jednosmerne struje nema problema u vezi sa sinhronizacijom i za svaku centralu je jedino bitno stvaranje odgovarajuće jačine struje pri odgovarajućem naponu .
Velika prednost sistema za prenos naizmenične struje je uvek bila upotreba transformatora za prenos struje između različitih potrošača. Transformatori mogu lako da obezbede prenos struje od generatora koji poseduje srednji napon do prenosne mreže veoma visokog napona, a zatim do gradske mreže srednjeg napona i dalje prema vašoj niskonaponskoj mreži. Sistem za prenos jednosmerne struje ne može da direktno koristi transformatore pošto je njima potrebna naizmenična struja za transformaciju jačine struje iz kola u kolo. Međutim, savremena elektronika omogućava pretvaranje električne struje iz jednosmernog u naizmenični režim i obrnuto, lako i efikasno. To znači da je sada moguće prebacivanje jednosmerne struje između električnih kola - pretvarajući je privremeno u naizmeničnu struju, usmeravanjem kroz transformator i ponovo pretvaranjem u jednosmernu. Mogu se čak upotrebiti visokofrekventne naizmenične struje i odgovarajući manji transformatori za prenos struje između električnih kola. U svakom slučaju, dobitak je veliki. Iako nisam pratio razvoj na ovom polju, ne bi me iznenadilo da sistem prenos jednosmerne struje počne sa primenom u SAD prilikom prelaska sa elektrana koje koriste fosilna goriva na obnovljive izvore energije. Upotrebom ovakvih izvora energije na delotvoran način, primoraće nas da obezbedomo prenose na velike razdaljine, na efikasniji način od dosadašnjeg kao i razvoj mnogo novih infrastruktura prenosa. Najverovatnije će se raditi na sistemu prenosa jednosmerne struje.
1559.Da li prigušnica fluorescentne sijalice tokom paljenja može stvoriti visokonaponski električni luk koji bi jonizovao gas? Ukoliko je to tačno, kolika je vrednost napona?-SC, Australia
Standardnim fluorescentnim sijalicama je potrebna prigušnica (balast) da bi se ograničila jačina struje pražnjenja. To je zato što gas tokom pražnjenja poseduje neobična električna svojstva, a najpoznatije je stanje „negativnog” električnog otpora: napon se tokom pražnjena smanjuje dok se jačina struje povećava. Ako uključite takvu sijalicu na izvor napona bez bilo čega što bi ograničilo jačinu struje i ako biste proizveli pražnjenje, jačina struje kroz takvu sijalicu bi u suštini porasla bezgranično i ona bi uništila sebe. Kao dete sam spalio nekoliko malih neonskih sijalica, direktno ih povezujući na izvor struje, bez bilo kakvog uređaja koji bi ograničio jačinu struje. To nije bilo ni pametno ni bezbedno, pa ne pokušavajte tako nešto!
Standardni limiter u slučaju fluorescentnih sijalica i svih ostalih lampi sa gasnim pražnjenjem koje koriste naizmeničnu struju frekvencije 60 Hz (ili 50 Hz) je nekada bio elektromagnetni kalem poznat kao prigušnica. Samoindukcija kalema je ograničavala priraštaj struje kroz gas i, posledično, koliku snagu sijalica može da „povuče” pre nego što struja promeni smer. Sijalica se palila i gasila sa svakom promenom smera struje i nikada nije propuštala više struje nego što bi mogla da „izdrži”. Nažalost, neki ljudi su mogli da vide ovakvo treperenje, posebno su to zapažali svojim perifernim vidom.
Zapravo prigušnica u standardnim fluorescentnim sijalicama ima još jednu funkciju - ponaša se kao transformator koji zagreva nit elektrode na krajevima sijalice. Zagrevanjem ovih elektroda, elektroni napuštaju metalne elektrode i prolaze kroz gas čineći da gas postane električno provodljiv. Sve u svemu, prigušnica uzima snagu iz mreže naizmenične struje, njome zagreva niti elektroda za odgovarajući iznos i ograničava jačinu struje koja protiče između elektroda.
Ipak, u savremenim fluorescentnim sijalicama u kojima je prisutno zagrevanje elektroda, ulogu prigušnice je preuzeo mnogo sofisticiraniji uređaj za napajanje. Ovakav uređaj pretvara snagu naizmenične struje od 60 Hz u niz električnih impulsa (uobičajeno oko 40 000 impulsa u sekundi) i usmerava ih ka sijalici. Treptaji sijalice se usled brzog smenjivanja gotovo uopšte ne mogu opaziti i ograničen iznos energije svakog impulsa sprečava da se tokom pražnjenja „povuče” previše snage iz mreže. Ovo je mnogo bolje rešenje. Kompaktne fluorescentne sijalice (reč je o tipu fluorescentnih sijalica-prim. DR) koriste ovo rešenje.
Pa, koja je uloga visokog napona u ovoj priči? Postoje neke fluorescentne sijalice kod kojih se ne zagrevaju elektrode. One se oslanjaju na samostalno pražnjenje koje primorava elektrone da se odvoje od elektroda i pređu u gas da bi omogućili pražnjenje. Ali, ovde se pojavljuje pitanje: Na koji način u ovakvoj sijalici započinje pražnjenje? Sijalica upotrebljava visok napon. Usled postojanja kosmičkog zračenja i prirodne radioaktivnosti, gasovi uvek sadrže izvestan broj naelektrisanih čestica - jona i elektrona. Kada razlika u potencijalima između dva kraja sijalice postane veoma velika, električno polje primorava ove na prirodan način svorene elektrone i jone da se sudaraju sa gasnom smešom, dovoljno snažno da se u sijalici pojavi pražnjenje. Potreban napon da se započne pražnjenje lampe sa „hladnom katodom” je uglavnom nekoliko hiljada volti. Na primer, ovakve sijalice koje koriste ekrani prenosivih računara započinju rad na oko 2000 V i zatim obavljaju funkciju na mnogo nižem naponu.
1558.Ako drva za potpalu odnesemo na vrh brda i tamo ih spalimo, da li će gravitaciona (potencijalna-prim.DR) energija drva nestati?-V
Kada odnesete drva za potpalu na vrh brda, prenosite energiju na njih i povećavate njihovu gravitacionu potencijalnu energiju. Kada spalite to drvo, čini vam se da ta energija nestaje. Ipak, nema razlike između spaljivanja drva u dolini ili na brdu. U oba slučaja drvo više ne postoji.
Ali pojave su često varljive. Pošto za energiju važi zakon održanja, energija koju uložite u drva za potpalu ne može da nestane. Prosto rečeno, teško ju je pronaći pošto je raspoređena u sagorelim gasovima koji su nekad predstavljali drvo.
Da bi saznali gde se nalazi ova energija, zamislite da ste sabili ove sagorele gasove u mali sudu da bi bili teži i da bi umanjili silu potiska koja zavisi od atmosfere. Pretpostavimo da postoji mogućnost da ponesete takve sagorele gasove, što uključuje sve atome drva za potpalu, ponovo niz brdo. Kako silazite, sud sa sagorelim gasovima će preneti gravitacionu potencijalnu energiju na vas.
Izostavio sam mnogo detalja, kao na primer činjenicu da je mnogo atoma kiseonika iz vašeg suda prvobitno bio deo atmosfere a ne cepanice. Ali i pored svega, odgovor ostaje isti: gravitaciona energija drva za potpalu ne nestaje, samo se teže pronalazi.
1557.Da li magnetron (deo mikrotalasne rerne koji emituje elektromagnetno zračenje-prim.DR) može da bude podešen za zagrevanje vazduha, kiseonika ili azota? Da li se radi o posebnoj frekvenciji ili rasponu frekvencija? Koliko iznosi takva frekvencija?-VM, Martinsville, Indiana
Ne, bez obzira na frekvenciju takvi gasovi ne apsorbuju mikrotalase u značajnijoj meri. Dvoatomski molekuli su skoro u potpunosti neosetljivi na duge elektromagnetne talase. U suštini, to je razlog što oni ne doprinose „efektu staklene bašte”. Kiseonik poseduje naročito izraženu moć apsorpcije u oblasti bliskoj infracrvenoj, ali to je sve.
1556.Moja mikrotalasna rerna zagreva bolje ivicu tanjira dok je deo oko centra značajno hladniji. Da li je u pitanju kvar i da li treba da zamenim neki deo?-MD
Veoma je moguće da su delovi rerne na nekim mestima jače izloženi mikrotalasima od ostalih - baš zbog toga mikrotalasne rerne imaju ugrađene rotacione platforme koje okreću hranu. Ne smatram da se ovo sigurno dešava zbog starosti aparata, ali postoji mogućnost da vaša rerna ne proizvodi toliku količinu mikrotalasa kao u početku, što vi sada primećujete. To u suštini nije kvar već smetnja. Ako vam ta pojava dosadi, kupite novu rernu. Rotacione platforme za mikrotalasne rerne su prodavane posebno, ali ih ne viđam u prodaji već duže vremena.
1555.Da li je moguće da vidljivi laserski zrak, iz bezbednosnih razloga, izgubi jačinu posle dve stope (60 cm) ili tri stope (91 cm)?-RB, Arvada, Colorado
Pošto svetlost prenosi energiju, laserski zrak ne može da jednostavno nestane posle nekoliko stopa - trebalo bi da nešto apsorbuje njega i njegovu energiju. Budući da je atmosfera izuzetno prozračna za vidljivu svetlost, to se neće desiti.
Zato što mere bezbednosti oka zahtevaju ograničenje snage lasera koja može da uđe u oko neke osobe, možete učiniti laser bezbednijim za oko tako što ćete proširiti njegov snop. Čak i veoma jak laser može se načiniti bezbednim za oči u slučaju da samo mali deo svetlosti lasera uđe u dužicu i fokusira se na mrežnjaču.
Iako je normalno imati predstavu o laserskom zraku kao tankom zraku svetlosti širine olovke, koji zauvek zadrzava taj oblik, to ipak nije tačno. Prečnik laserskog zraka se menja sa rastojanjem od izvora. Zrak tipičnih lasera, uključujući laserske pokazivače, započinju prostiranje kao relativno uski i postepeno se šire, u skladu sa fizičkim zakonima prostiranja svetla. Ali uz pomoć sočiva se širenje snopa može drastično promeniti. Na primer, ako uputite tipičan laserski zrak kroz sabirno sočivo koje ima žižnu daljinu od jedne stope, laserski zrak će se skupiti u veoma uzak snop, jednu stopu nakon sočiva, a zatim će se relativno brzo širiti sa razdaljinom. Povratiće svoj početni prečnik jednu stopu nakon tačke gde je došlo do preseka i imaće 10 puta veći prečnik u odnosu na početni na rastojanju od 10 stopa iza tačke preseka. Sa 10 puta raširenim snopom po horizontali i po vertikali, posedovaće 1/100 svog početnog intenziteta. Usled raširenosti će samo delić svetlosti proći kroz posmatračevu dužicu i pasti na retinu.
Koristeći ovakav način možete načiniti veoma jak snop tokom prve dve stope. Ali na većem rastojanju snop se brzo širi i postaje bezopasan za oko.
Za razliku od zvučnih ili morskih talasa, radio talase ne prenosi materijalna sredina. Radio talasi su vrsta elektromagnetnih talasa i sastoje se jedino od električnog i magnetnog polja. S obzirom na to da ne zahtevaju nikakvu posebnu sredinu, mogu se kretati i kroz prazan prostor. Uostalom, to je razlog zašto vidimo zvezde.
Ideja o talasu koji samostalno putuje kroz prostor bila je prilično čudna naučnicima krajem XIX veka. Oni su bili navikli na ideju da su talasi poremećaji u opipljivom materijalu ili „prenosniku”: oscilacije u gustini vazduha, talasi na površini vode, vibracije zategnute žice. Nakon što su shvatili da su svetlost i radio talasi elektromagnetne prirode, počeli su da ispituju prenosnike koji bi odgovarali ovim talasima. Očekivali su da će naći „etar” , ali nisu. U stvari, nepostojanje „etra” dovelo je do Ajnštajnove specijalne teorije relativnosti.
Struktura radio talasa, ili bilo kog drugog elektromagnetnog talasa, prilično je jednostavna. Sastoji se iz promenljivog električnog i promenljivog magnetnog polja. Električno polje je struktura koja utiče na naelektrisanje; deluje na njega i ubrzava ga. Slično tome, magnetno polje utiče na magnetni pol. Zapanjujuće, promenljivo električno polje proizvodi magnetno i obrnuto. Ta međusobna uslovljenost omogućava električnom polju talasa da proizvodi svoje magnetno polje i obrnuto. Ona se međusobno stvaraju bezbroj puta. Iako je potrebno naelektrisanje ili magnetni pol da bi se emitovao ili primio radio talas, on savršeno može da putuje milijardama svetlosnih godina, a da ne uključuje ni naelektrisanje, ni magnetni pol. Samostalno putuje kroz prostor.
1567.Naša mikrotalasna je stara samo 2 godine. Nedavno smo primetili da, dok je koristimo i u isto vreme je uključen radio u kuhinji, radio ima puno smetnji. Da li je ovo znak da nešto ne valja? Osim što ometa radio, rerna izgleda da radi dobro. - RN, Bloomington, Illinois
Frekvencija mikrotalasa je više od 20 puta veća od one koju normalni radio prima i zbog toga bih se začudio da je tako nešto remetilo njegov rad. To što ste opisali ne zvuči kao da je uzrokovano mikrotalasima, već da je u pitanju električni problem u visokonaponskom strujnom napajanju.
Starija rerna bi koristila jak transformator, kondenzator i diode da pretvori naizmeničnu struju za domaćinstva u visokonaponsku jednosmernu za magnetron. Ali pošto je vaša rerna skoro napravljena, verovatno koristi prekidačko napajanje (SMPS) za tako veliki napon. Taj vid napajanja ima sofisticirani prekidački sistem koji vrši transformaciju naizmenične u visokonaponsku jednosmernu struju. Novi način je jeftiniji i lakši, tako da dobija primat. Međutim, sve ovo ne znači da je i pouzdaniji.
Mislim da je problem u nekoj komponenti u rerni. Ako postoji prekid u kontaktu ili duž provodnika dolazi do varnica u nekom delu ili u celoj jedinici, dolaziće do nasumičnih fluktuacija struje u rerni i to će proizvoditi radio talase. Varničava žica ili ugljenisano parče u žici pokretaće i zaustavljati protok struje na mahove i to može lako prouzrokovati smetnje (interferenciju) na srednjim frekvencijama (AM) radio talasa.
Obični AM radio je prilično osetljiv na smetnje oko 1MHz, a varničave pojave pokušavaju da proizvedu takve radio talase. Auto sa lošim sistemom za paljenje smeše, kosilica za travu, pa i munja, svi oni savršeno interferuju sa AM talasima. Predpostavljam da u vašoj mikrotalasnoj postoji sličan problem. Sumnjam da rerna predstavlja neki rizik, ali bi svakako trebalo pozvati majstora da je pogleda. Ne bi trebalo da postoje bilo kakve varnice unutar nje.
1566.Hteo bih da nateram prijatelje da poveruju da moj mobilni telefon može da pravi kokice. Ovo je moj plan: uzeću magnetron iz mikrotalasne i montirati ga ispod stola. Onda ću staviti zrnevlje kukuruza na sto, tačno iznad magnetrona. Na kraju, staviću mobilni blizu kokica i usmeriti ga na njih. Onda ću krišom uključiti magnetron dok ne napravim nekoliko kokica. Da li će ovo uspeti i da li je bezbedno? - MS, Charlottesville, Virginia
Verovatno neće uspeti i definitivno nije sigurno. Umesto da prevarite prijatelje, rizikujete da ih spržite. Evo zašto mislim da je najbolje da ostavite svoj plan samo kao ideju.
YouTube snimci koji to prikazuju su u potpunosti bili lažni; nijedna kokica nije nastala dok je kamera bila uključena. Da bi izgledalo kao da je mobilni napravio te kokice, snimatelji su ubacili već spremljene kokice u kadar i onda koristeći fotošop obrisali preostalo zrnevlje. Kada gledate snimak, izgleda kao da od zrnevlja nastaju kokice, ali zapravo to zrnevlje je uklonjeno i dodate su već gotove kokice.
Razlog zbog kojeg su morali da koriste ovaj trik je prilično jasan: da bi kokice nastale uz pomoć mikrotalasa, oni moraju biti ekstremno jaki. Svako zrno sadrži malu količinu vode i ona se zagreva kada se zrno izloži delovanju mikrotalasa. Ako ti talasi nisu dovoljno jaki, toplota koju skladište u vodi u zrnu izaći će u ostali deo zrna i zatim u okolinu, toliko brzo da ta voda neće uspeti da se pregreje i pređe u paru.
Čak i kad stavite zrnevlje u zatvorenu mikrotalasnu, potrebno je par minuta da se u njima skupi dovoljno toplote da bi nastale kokice. U takvoj mikrotalasnoj rerni, mikrotalasi haotično odskaču unutar metalne komore i njihov intenzitet se drastično povećava. To je kao kad se uperi laserski snop u sobi okruženih sa ogledalima sa svih strana - svetlosna energija u toj sobi će se povećavati sve dok ne postane izuzetno svetlo u njoj. U zatvorenoj komori rerne, energija mikrotalasa se takođe povećava dok intenzitet talasa ne postane dovoljno jak da napravi kokicu. Koliko jak? Pa, obična mikrotalasna proizvodi 700 W mikrotalasne snage. S obzirom na to da je rerna skoro prazna kad se prave kokice, komora akumulira otprilike 50 000 W energije koja kruži.
Iako se ta snaga raširi unutar rerne, mikrotalasi su i dalje jaki - hiljade vata po kvadratnom inču. Poređenja radi, mobilni telefon prenosi najviše 2 W i ta snaga se raspoređuje na najmanje 5 kvadratnih inča, tako da je intenzitet manji od 1 W po kvadratnom inču.
Kada sam video te snimke leta 2008, shvatio sam da nije bilo šanse da je mobilni napravio kokice. To se sigurno ne bi dešavalo dok zvone, jer tada prvenstveno primaju mikrotalase, već kada ih odašilju. Kada pričate telefonom, vaš mobilni proizvodi mikrotalase. Sve je to očigledno bila samo zabava i igra.
I šta je sa vašom razmontiranom mikrotalasnom? Pošto nema nikakve metalne kutije da uhvati mikrotalase i akumulira energiju, oni imaju samo jednu šansu da naprave kokice. Mikrotalasi će izaći iz magnetronovog talasovoda pri velikom intenzitetu, ali će se brzo raspršiti jer nema ničeg što bi ih navodilo. Verovatno biste mogli da napravite kokice na otvoru magnetrona, ali ne i par inča dalje. Ukoliko ne koristite optiku mikrotalasa za njihovo fokusiranje, oni će se isuviše raširiti dok prođu kroz sto i stignu do zrnevlja, tako da se kokice verovatno neće ni napraviti.
Da je ovo kraj priče, najgore što bi se moglo desiti vašem eksperimentu je da kokice ni ne nastanu. Ali ovde postoji jedan rizik. Emitovanje oko 700 W mikrotalasa u sobu baš i nije bezbedno. To je slično užarenom uglju koji emituje 700 W infracrvene svetlosti, samo što se ništa ne bi videlo golim okom, a i ova „svetlost” je koherentna (poput laserske) pa je značajno sklona fokusiranju. Ne biste poželeli da imate neku metalnu strukturu u sobi ili čak u zidovima sobe koja fokusira mikrotalase na vas. Apsorbovali biste ih mnogo bolje nego zrnevlje i pre bi od vas nastale kokice, nego li od njih. U stvari, vaše oči su posebno osetljive na toplotu mikrotalasa i možda ne biste ni primetili štetu pre nego što bude kasno. Bez instrumenata kojima biste registrovali mikrotalasni opseg u sobi kada je magnetron uključen, ne bih voleo da budem u toj sobi.
1565.Zašto niska temperatura utiče na odskok košarkaške lopte? Da li će se ovakva lopta zamrznuti ako je stavimo u zamrzivač?-SS, Lebanon, Tennessee
Odskok košarkaške lopte zavisi od sabijenog vazduha. Kada lopta udari o pod, vazduh u njoj se sabije i akumilira energiju tog pritiska. Ponovni odskok lopte je uslovljen akumuliranom energijom vazduha koja se vraća u svoje prethodno stanje. S druge strane, omotač lopte uopšte nije tako sposoban za odskok i shodno tome ne poseduje mogućnost dobrog zadržavanja energije. Da bi mogla da dobro odskoči, košarkaška lopta mora da zadrži sposobnost zadržavanja vazduha tokom odskoka, za razliku od omotača. Zbog ovoga je potrebno imati pumpu za vazduh tako da je lopta ispravno napunjena. .
Kada ohladite loptu, takođe smanjujete vazdušni pritisak. Ovo se dešava stoga što molekuli vazduha poseduju nižu toplotnu energiju pri nižoj temperaturi, a ona je odgovorna za pritisak vazduha. Košarkaška lopta koja je napumpana na odgovarajući pritisak pri višoj temperaturi postaje na nižoj temperaturi slabije napumpana. Istovremeno, što je temperatura niža, omotač lopte postaje manje elastičan i grublji. Na ovaj način lopta postaje slabije napumpana i ima grublji, neelastičan omotač.
Ako ohladite loptu na dovoljno nisku temperaturu, njen omotač će se smrznuti i postati lomljiv. Temperaturna vrednost hlađenja zavisi od vrste materijala upotrebljenog za izradu lopte. Nikada nisam video da se košarkaška lopta rasprsne na podu košarkaškog terena, čak ni pri veoma niskim temperaturnim vrednostima, pa stoga sumnjam da se lopta može zamrznuti u zamrzivaču. Ali sam zato siguran da bi potapanje u tečni azot pri temperaturi od —395 0F obavilo posao. Za potrebe nastave često zamrzavam gumene loptice u tečnom azotu i zatim ih lomim o pod.
1564.Ja sam muzičar koji želi da bolje shvati stojeće talase. Pročitao sam mnogo definicija tako da mi je jasno šta predstavljaju ovakvi talasi, ali mi predstavlja poteškoću vizuelizacija ovakvih talasa. Ono što me zbunjuje je koncepcija da žica može da osciluje u isti mah na više frekvencija tj. da može da osciluje istovremeno sa više stojećih talasa. Kako to da žica može da se istovremeno savija na više različitih načina? Hvala !!-K, Mountain View, California
Da bih vam pomogao da dobijete predstavu kako žica može da istovremeno osciluje na nekoliko frekvencija, napisao sam program u flešu koji prikazuje izgled vibrirajuće žice (prim.DR: animaciju možete videti na http://www.howeverythingworks.org/page1.php?QNum=1564). Ovaj program vam omogućava podešavanje osam parametara: amplitude četiri najjednostavnija tona oscilovanja žice kao i faze tih tonova. Program počinje osnovnom, najjednostavnijom oscilacijom žice (prvim ili osnovnim harmonikom-prim.DR) koja je laka za vizualizaciju. Zatim možete da podesite drugu, treću i četvrtu harmonijsku oscilaciju na bilo kakvu širinu. Ono što ćete zapaziti je činjenica da žica koja osciluje istovremeno sa nekoliko frekvencija, poseduje složen oblik ali ne izgleda nepoznato. Radi se o mešavini stojećih talasa koji su prisutni u različitim iznosima. Kao rezultat ovoga, pojavljuje se interesantan valovit oblik koji se može videti na konopcu za preskakanje ili konopcu za sušenje oprane odeće.
Ako pažljivo pogledate žicu dok osciluje sa više frekvencija, zapazićete da poseduje istovremeno samo jedan oblik. To je ipak samo pomeranje u mestu. Međutim, delovi ovog oblika pojavljuju se u različitim iznosima tokom vremena i ovi delovi su različiti harmonici koji se kreću celom dužinom na njima svojstven način, sa sopstvenim frekvencijama.
1563.Nedavno sam čuo za eksperiment 2002. godine na Harvardu, tokom koga je zaustavljena svetlost. Da li se to zaista dogodilo? Ako je brzina svetlosti stalna (c), kako je onda zaustavljena?-CR, Dallas, Texas
Brzina svetlosti u vakuumu, označena slovom c, stvarno je u suštini konstanta i predstavlja jednu od najznačajnijih konstanti. Čak da i svetlost ne postoji, brzina svetlosti u vakuumu bi postojala. Ona predstavlja ključnu komponentu odnosa između prostora i vremena poznatog pod nazivom specijalna relativnost.
Ali, dok brzina svetlosti predstavlja konstantu u vakuumu, brzina svetlosti u materiji ne predstavlja konstantu. Svetlost predstavlja elektromagnetni talas i sastoji se od električnih i magnetnih polja. Električna polja deluju na naelektrisanja i materiju koja sadrži naelektrisanja pa svetlost i materija interaguju. Ova interakcija obično usporava svetlost; svetlost trpi usporavanje u procesu pobude naelektrisanja. U vazduhu ovakav proces usporavanja je veoma mali, manji od jednog hiljaditog dela. U staklu, plastici ili vodi, svetlost trpi usporavanje od 30 % do 40 %. U dijamantu je interakcija dovoljno snažna da uspori svetlost 60 %. U silicijumskim solarnim ćelijama svetlost je usporena 70% itd.
Da bi se svetlost stvarno usporila, mora se izabrati posebna frekvencija svetlosti i omogućiti interakciju materijala koji je u rezonanciji sa tom frekvencijom. Pošto materijal u rezonanciji daje veoma snažan odgovor električnom polju svetlosti, u ogromnoj meri se pojavljuje kašnjenje svetlosti. Izbor tačno određene talasne dužine svetlosti koja odgovara atomima sa kojima stupa u rezonanciju, omogućio je da Lene Hau i njene kolege u suštini zaustave svetlost. Svetlost se zadržava skoro beskonačno dugo atomima u njihovim aparatima i pokazuje zanemarljivo kretanje. .
1562.Da li bi bilo moguće odrediti konsolidaciju čestica kao npr. u slučaju praha polimera, upotrebom spektra boja? Na koji način?-M, United Kingdom
Da, možete u potpunosti odrediti konsolidaciju čestica praha u meri u kojoj se rasejava svetlost. Što su čestice praha pravilnije „upakovane”, tim će on biti prozračniji. Radi se o homogenosti: što je pravilnije „pakovanje”, materijal je homogeniji i svetlost lakše putuje pravo kroz njega.
Da bi se shvatilo zašto rasejanje svetlosi zavisi od homogenizacije, uzmite u obzir šta se dešava prilikom prolaska svetlosti kroz prozračne sredine. Iako su one prozračne, svetlost ipak interaguje sa njima, što se može videti kod duge, oblaka i čak u slučaju nebeskog plavetnila. Ovo svedoči o postojanju interakcije koja zavisi od veličine čestica. Ako su čestice velike, npr. kao glatke perle načinjene od stakla ili plastike, tada one pokazuju uobičajeno prelamanje i odbijanje kao kod prozorskih stakala i sočiva. Ako su čestice male npr.kao molekuli vazduha ili male kapi vode, tada se one u interakciji sa svetlošću ponašaju poput antena. U suštini, ove sićušne čestice apsorbuju i reemituju svetlosne talase naročito na kratkim talasnim dužinama (t.j. plava boja), na kraju spektra svetlosti.
Oba načina interakcije su nam već veoma poznata. Velike čestice rasejavaju svetlost okolo bez uticaja na boje spektra i svetlost je bela. Ukoliko površina sadrži veći broj čestica, to se svetlost više rasejava. Na primer, veliki ledeni kristal je prozračan ali razlomljeni led ili sneg su bele boje. Slično ovome, činija sa vodom je prozračna ali je zato izmaglica vodenih kapi bela. Na kraju, posuda sa vazduhom je prozračna, ali je zato pena vazdušnih mehura u vodi bela. Kao što vidite, čestice prozračnih materijala ne moraju neophodno biti sačinjene od čvrstog materijala ili tečnosti da bi rasejavale svetlost, mogu da budu i gasovi.
S druge strane, veoma male čestice rasejavaju svetlost shodno talasnoj dužini i boji. U većini slučajeva, svetlost koja ima kraću talasnu dužinu (plava komponenta) rasejava više svetlosti od one sa većom talasnom dužinom (crvena komponenta). Ova pojava, poznata kao Rejlijevo rasejanje, odgovorna je za pojavu plavog neba i crvenih zalazaka Sunca.
Ukratko, velike čestice čine da prozračne sredine izgledaju bele, a male da izgledaju obojene (tipično plavičaste). Što je veći broj čestica prisutan, veće je rasejanje svetlosti.
Da se vratim na vaše pitanje. Rastresit prah prozračnih čestica rasipa svetlost u velikoj meri i ima beo ili obojen izgled, zavisno od veličine čestica. Ako se prah „pakuje” tako da je sve gušći, njegove površine se spajaju, prah gubi mogućnost rasejanja svetlosti i površina praha postaje sve manje bela dobijajući na prozračnosti. Kad je konsolidacija skoro završena, materijal poprima maglovit izgled, u izvesnoj meri zbog rasejanja na izvesnim prazninama koje su zaostale u inače prozračnom materijalu. Konačno, kad je materijal u potpunosti konsolidovan, postaje homogen i prozračan. Kada se svetlosti uputi kroz „upakovan” prozračan prah, merenje količine i boje rasejane svetlosti pokazaće vam koliko je prah u suštini konsolidovan.
1561.Da li će se temperatura gasa u sudu koji je izolovan vakuumom povećati ako se sud mućka?-TJC, California
Da, temperatura gasa će se povećati ako ga protresete. Ova pojava je jedva primetna, pa je izolacija suda stavljanjem u vakuum dobra ideja. Dok mućkate sud, njegovi zidovi u pokretu će udarati sićušne molekule gasa, ponekad im dodajući a ponekad oduzimajući energiju. U proseku će ipak dodati energiju molekulima gasa i na taj način povisiti temperaturu gasa.
Jednostavan način da se predstavi zašto se to dešava je da zamislimo gas kao skup malih loptica koje poskakuju unutar suda. Ove loptice su savršeno elastične i zato odskaču od nepokretnog zida bez izmene intenziteta brzine. Ali zidovi suda nisu nepokretni, kreću se napred-nazad dok mućkate posudu. Zbog kretanja zidova suda, lopticama se menja intenzitet brzine dok se sudaraju sa zidovima. Loptica koja se odbija od zida koji se kreće ka njoj dobija na brzini. S druge strane, loptica koja se odbija od zida koji se kreće od nje gubi brzinu tokom kontakta. Ako su oba odskoka jednaka u pogledu ostalih uslova, tada će u proseku loptice (ili molekuli gasa ) zadržati nepromenjenu brzinu kao rezultat odskoka od zidova, tako da će temperatura gasa ostati nepromenjena.
Ali odskakanje u oba slučaja nije jednako. Postoji veća verovatnoća da će lopta u pokretu udariti o zid koji se kreće prema njoj nego da će se to desiti ako se zid kreće u suprotnom smeru. To je stvar geometrije: više ćete se pokvasiti kad trčite prema prskalici nego kada bežite od nje. U proseku, loptice (molekuli gasa) dobijaju na brzini kao rezultat odskoka od zidova što uzrokuje povišenje temperature gasa.
Jačina ovog dejstva zavisi od relativne brzine molekula gasa i zidova. Ono će postati ogromno kad se zidovi kreću istom ili većom brzinom od molekula gasa, ali je skoro neprimetno kad se molekuli gasa kreću brže od zidova. Pošto se molekuli vazduha prosečno kreću brzinom 500 m/s (1800 km/h) na sobnoj temperaturi, morali biste žestoko da tresete posudu da bi postigli nekakvo značajnije zagrevanje gasa.
1560.U odgovoru na pitanje 891, pisali ste o prednostima prenosa naizmenične struje. Zar nedavno nije bila diskusija o prelasku na prenos putem jednosmerne struje? Čini mi se da takav način poseduje bolje mogućnosti prenosa na daljinu. Pokušao sam da pronađem izvore informacija i pronašao sam komentare o ovome u časopisima New Scientist ili Scientific American-JM, United Kingdom
U pravu ste da prenos jednosmerne struje ima nekoliko značajnih prednosti u odnosu na naizmeničnu struju i njen prenos. U slučaju prenosa naizmenične struje, struja menja smer više puta u sekundi, a tokom svake promene smera veoma malo snage se prenosi. Uz naizmenično povećanje i smanjivanje napona, naš sistem prenosa naizmenične struje gubi oko polovine svog kapaciteta prenosa. Samo tokom pola sekunde postiže se pun kapacitet prenosa u sistemu. Sistem za prenos jednosmerne struje, nasuprot ovome, nije naizmeničan i može sve vreme da koristi pun kapacitet prenosa.
Sistem prenosa jednosmerne struje ne poseduje faze koje čine prenosni sistem naizmenične struje tako komplikovanim i osetljivim. Nije dovoljno samo osigurati da svi generatori naizmenične struje proizvode odgovarajuću količinu električne struje - takvi generatori moraju da budu sinhronizovani na odgovarajući način inače će struja proticati između generatora umesto prema potrošačima. Održavanje mreže naizmenične struje predstavlja težak zadatak a u cilju da sve teče nesmetano, što iziskuje danonoćni napor velikog broja ljudi. Kod sistema za prenos jednosmerne struje nema problema u vezi sa sinhronizacijom i za svaku centralu je jedino bitno stvaranje odgovarajuće jačine struje pri odgovarajućem naponu .
Velika prednost sistema za prenos naizmenične struje je uvek bila upotreba transformatora za prenos struje između različitih potrošača. Transformatori mogu lako da obezbede prenos struje od generatora koji poseduje srednji napon do prenosne mreže veoma visokog napona, a zatim do gradske mreže srednjeg napona i dalje prema vašoj niskonaponskoj mreži. Sistem za prenos jednosmerne struje ne može da direktno koristi transformatore pošto je njima potrebna naizmenična struja za transformaciju jačine struje iz kola u kolo. Međutim, savremena elektronika omogućava pretvaranje električne struje iz jednosmernog u naizmenični režim i obrnuto, lako i efikasno. To znači da je sada moguće prebacivanje jednosmerne struje između električnih kola - pretvarajući je privremeno u naizmeničnu struju, usmeravanjem kroz transformator i ponovo pretvaranjem u jednosmernu. Mogu se čak upotrebiti visokofrekventne naizmenične struje i odgovarajući manji transformatori za prenos struje između električnih kola. U svakom slučaju, dobitak je veliki. Iako nisam pratio razvoj na ovom polju, ne bi me iznenadilo da sistem prenos jednosmerne struje počne sa primenom u SAD prilikom prelaska sa elektrana koje koriste fosilna goriva na obnovljive izvore energije. Upotrebom ovakvih izvora energije na delotvoran način, primoraće nas da obezbedomo prenose na velike razdaljine, na efikasniji način od dosadašnjeg kao i razvoj mnogo novih infrastruktura prenosa. Najverovatnije će se raditi na sistemu prenosa jednosmerne struje.
1559.Da li prigušnica fluorescentne sijalice tokom paljenja može stvoriti visokonaponski električni luk koji bi jonizovao gas? Ukoliko je to tačno, kolika je vrednost napona?-SC, Australia
Standardnim fluorescentnim sijalicama je potrebna prigušnica (balast) da bi se ograničila jačina struje pražnjenja. To je zato što gas tokom pražnjenja poseduje neobična električna svojstva, a najpoznatije je stanje „negativnog” električnog otpora: napon se tokom pražnjena smanjuje dok se jačina struje povećava. Ako uključite takvu sijalicu na izvor napona bez bilo čega što bi ograničilo jačinu struje i ako biste proizveli pražnjenje, jačina struje kroz takvu sijalicu bi u suštini porasla bezgranično i ona bi uništila sebe. Kao dete sam spalio nekoliko malih neonskih sijalica, direktno ih povezujući na izvor struje, bez bilo kakvog uređaja koji bi ograničio jačinu struje. To nije bilo ni pametno ni bezbedno, pa ne pokušavajte tako nešto!
Standardni limiter u slučaju fluorescentnih sijalica i svih ostalih lampi sa gasnim pražnjenjem koje koriste naizmeničnu struju frekvencije 60 Hz (ili 50 Hz) je nekada bio elektromagnetni kalem poznat kao prigušnica. Samoindukcija kalema je ograničavala priraštaj struje kroz gas i, posledično, koliku snagu sijalica može da „povuče” pre nego što struja promeni smer. Sijalica se palila i gasila sa svakom promenom smera struje i nikada nije propuštala više struje nego što bi mogla da „izdrži”. Nažalost, neki ljudi su mogli da vide ovakvo treperenje, posebno su to zapažali svojim perifernim vidom.
Zapravo prigušnica u standardnim fluorescentnim sijalicama ima još jednu funkciju - ponaša se kao transformator koji zagreva nit elektrode na krajevima sijalice. Zagrevanjem ovih elektroda, elektroni napuštaju metalne elektrode i prolaze kroz gas čineći da gas postane električno provodljiv. Sve u svemu, prigušnica uzima snagu iz mreže naizmenične struje, njome zagreva niti elektroda za odgovarajući iznos i ograničava jačinu struje koja protiče između elektroda.
Ipak, u savremenim fluorescentnim sijalicama u kojima je prisutno zagrevanje elektroda, ulogu prigušnice je preuzeo mnogo sofisticiraniji uređaj za napajanje. Ovakav uređaj pretvara snagu naizmenične struje od 60 Hz u niz električnih impulsa (uobičajeno oko 40 000 impulsa u sekundi) i usmerava ih ka sijalici. Treptaji sijalice se usled brzog smenjivanja gotovo uopšte ne mogu opaziti i ograničen iznos energije svakog impulsa sprečava da se tokom pražnjenja „povuče” previše snage iz mreže. Ovo je mnogo bolje rešenje. Kompaktne fluorescentne sijalice (reč je o tipu fluorescentnih sijalica-prim. DR) koriste ovo rešenje.
Pa, koja je uloga visokog napona u ovoj priči? Postoje neke fluorescentne sijalice kod kojih se ne zagrevaju elektrode. One se oslanjaju na samostalno pražnjenje koje primorava elektrone da se odvoje od elektroda i pređu u gas da bi omogućili pražnjenje. Ali, ovde se pojavljuje pitanje: Na koji način u ovakvoj sijalici započinje pražnjenje? Sijalica upotrebljava visok napon. Usled postojanja kosmičkog zračenja i prirodne radioaktivnosti, gasovi uvek sadrže izvestan broj naelektrisanih čestica - jona i elektrona. Kada razlika u potencijalima između dva kraja sijalice postane veoma velika, električno polje primorava ove na prirodan način svorene elektrone i jone da se sudaraju sa gasnom smešom, dovoljno snažno da se u sijalici pojavi pražnjenje. Potreban napon da se započne pražnjenje lampe sa „hladnom katodom” je uglavnom nekoliko hiljada volti. Na primer, ovakve sijalice koje koriste ekrani prenosivih računara započinju rad na oko 2000 V i zatim obavljaju funkciju na mnogo nižem naponu.
1558.Ako drva za potpalu odnesemo na vrh brda i tamo ih spalimo, da li će gravitaciona (potencijalna-prim.DR) energija drva nestati?-V
Kada odnesete drva za potpalu na vrh brda, prenosite energiju na njih i povećavate njihovu gravitacionu potencijalnu energiju. Kada spalite to drvo, čini vam se da ta energija nestaje. Ipak, nema razlike između spaljivanja drva u dolini ili na brdu. U oba slučaja drvo više ne postoji.
Ali pojave su često varljive. Pošto za energiju važi zakon održanja, energija koju uložite u drva za potpalu ne može da nestane. Prosto rečeno, teško ju je pronaći pošto je raspoređena u sagorelim gasovima koji su nekad predstavljali drvo.
Da bi saznali gde se nalazi ova energija, zamislite da ste sabili ove sagorele gasove u mali sudu da bi bili teži i da bi umanjili silu potiska koja zavisi od atmosfere. Pretpostavimo da postoji mogućnost da ponesete takve sagorele gasove, što uključuje sve atome drva za potpalu, ponovo niz brdo. Kako silazite, sud sa sagorelim gasovima će preneti gravitacionu potencijalnu energiju na vas.
Izostavio sam mnogo detalja, kao na primer činjenicu da je mnogo atoma kiseonika iz vašeg suda prvobitno bio deo atmosfere a ne cepanice. Ali i pored svega, odgovor ostaje isti: gravitaciona energija drva za potpalu ne nestaje, samo se teže pronalazi.
1557.Da li magnetron (deo mikrotalasne rerne koji emituje elektromagnetno zračenje-prim.DR) može da bude podešen za zagrevanje vazduha, kiseonika ili azota? Da li se radi o posebnoj frekvenciji ili rasponu frekvencija? Koliko iznosi takva frekvencija?-VM, Martinsville, Indiana
Ne, bez obzira na frekvenciju takvi gasovi ne apsorbuju mikrotalase u značajnijoj meri. Dvoatomski molekuli su skoro u potpunosti neosetljivi na duge elektromagnetne talase. U suštini, to je razlog što oni ne doprinose „efektu staklene bašte”. Kiseonik poseduje naročito izraženu moć apsorpcije u oblasti bliskoj infracrvenoj, ali to je sve.
1556.Moja mikrotalasna rerna zagreva bolje ivicu tanjira dok je deo oko centra značajno hladniji. Da li je u pitanju kvar i da li treba da zamenim neki deo?-MD
Veoma je moguće da su delovi rerne na nekim mestima jače izloženi mikrotalasima od ostalih - baš zbog toga mikrotalasne rerne imaju ugrađene rotacione platforme koje okreću hranu. Ne smatram da se ovo sigurno dešava zbog starosti aparata, ali postoji mogućnost da vaša rerna ne proizvodi toliku količinu mikrotalasa kao u početku, što vi sada primećujete. To u suštini nije kvar već smetnja. Ako vam ta pojava dosadi, kupite novu rernu. Rotacione platforme za mikrotalasne rerne su prodavane posebno, ali ih ne viđam u prodaji već duže vremena.
1555.Da li je moguće da vidljivi laserski zrak, iz bezbednosnih razloga, izgubi jačinu posle dve stope (60 cm) ili tri stope (91 cm)?-RB, Arvada, Colorado
Pošto svetlost prenosi energiju, laserski zrak ne može da jednostavno nestane posle nekoliko stopa - trebalo bi da nešto apsorbuje njega i njegovu energiju. Budući da je atmosfera izuzetno prozračna za vidljivu svetlost, to se neće desiti.
Zato što mere bezbednosti oka zahtevaju ograničenje snage lasera koja može da uđe u oko neke osobe, možete učiniti laser bezbednijim za oko tako što ćete proširiti njegov snop. Čak i veoma jak laser može se načiniti bezbednim za oči u slučaju da samo mali deo svetlosti lasera uđe u dužicu i fokusira se na mrežnjaču.
Iako je normalno imati predstavu o laserskom zraku kao tankom zraku svetlosti širine olovke, koji zauvek zadrzava taj oblik, to ipak nije tačno. Prečnik laserskog zraka se menja sa rastojanjem od izvora. Zrak tipičnih lasera, uključujući laserske pokazivače, započinju prostiranje kao relativno uski i postepeno se šire, u skladu sa fizičkim zakonima prostiranja svetla. Ali uz pomoć sočiva se širenje snopa može drastično promeniti. Na primer, ako uputite tipičan laserski zrak kroz sabirno sočivo koje ima žižnu daljinu od jedne stope, laserski zrak će se skupiti u veoma uzak snop, jednu stopu nakon sočiva, a zatim će se relativno brzo širiti sa razdaljinom. Povratiće svoj početni prečnik jednu stopu nakon tačke gde je došlo do preseka i imaće 10 puta veći prečnik u odnosu na početni na rastojanju od 10 stopa iza tačke preseka. Sa 10 puta raširenim snopom po horizontali i po vertikali, posedovaće 1/100 svog početnog intenziteta. Usled raširenosti će samo delić svetlosti proći kroz posmatračevu dužicu i pasti na retinu.
Koristeći ovakav način možete načiniti veoma jak snop tokom prve dve stope. Ali na većem rastojanju snop se brzo širi i postaje bezopasan za oko.