Sbírka úloh z fyziky
pro základní a střední školy
tíhové zrychlení ... g = 10 m∙s-2
měrná tepelná kapacita vody ... c = 4 200 J/(kg∙°C)
Faradayova konstanta ... F = 9,65·104 C·mol-1
permitivita vakua ... ε0 = 8,85·10-12C2·N-1·m-2
rychlost světla ve vakuu ... c = 3·108 m·s-1
elementární elektrický náboj ... e = 1,6·10-19 C
Planckova konstanta ... 6,63·10-34 J·s
hmotnost elektronu ... me = 9,1·10-31 kg
Stefanova-Boltzmannova konstanta ... σ = 5,67 ∙ 10-8 W∙m-2∙K-4
měrná tepelná kapacita vody ... c = 4 200 J/(kg∙°C)
Faradayova konstanta ... F = 9,65·104 C·mol-1
permitivita vakua ... ε0 = 8,85·10-12C2·N-1·m-2
rychlost světla ve vakuu ... c = 3·108 m·s-1
elementární elektrický náboj ... e = 1,6·10-19 C
Planckova konstanta ... 6,63·10-34 J·s
hmotnost elektronu ... me = 9,1·10-31 kg
Stefanova-Boltzmannova konstanta ... σ = 5,67 ∙ 10-8 W∙m-2∙K-4
Optika
Optika Světlo je elektromagnetické vlnění. Rychlost světla závisí na elektrických a magnetických vlastnostech prostředí, kterým se světlo šíří. Tyto vlastnosti popisují konstanty permitivita a permeabilita. Pro rychlost světla ve vakuu platí .png){kind=small}
.
Zkuste vypočítat rychlost světla ve vzduchu a ve vodě.
Řešení:
ε0 = 8,85 ∙ 10 -12 C2N -1m -2, μ0 = 4π ∙ 10 -7 Hm -1, v1 = ? m ∙ s -1, v2 = ? m ∙ s -1
Nejdříve ověříme vztah pro vakuum
.png){kind=small}
Pro jiné prostředí by měl platit podobný vztah ve tvaru
.png){kind=small}
kde εr a μr je relativní permitivita a permeabilita prostředí. Pro vzduch platí
.png){kind=small}
což je přibližně stejná hodnota jako ve vakuu. Nyní vypočítáme rychlost ve vodě
.png){kind=small}
Pro vodu jsme nedostali odpovídající výsledek. Ze známého indexu lomu pro vodu vychází rychlost světla
.png){kind=small}
Odpověď:
Rychlost světla ve vzduchu je přibližně 3 ∙ 108 m ∙ s -1 a ve vodě 2,25 ∙ 108 m ∙ s -1.
Poznámka:
Použitý vzorec platí přibližně pouze pro plyny. Pro ostatní látky jej nelze použít. Rozdíl v rychlostech je způsoben velmi vysokou frekvencí světla. Při menších frekvencích by vzorec platil s větší přesností. Jev závislosti rychlosti na frekvenci se nazývá disperze.
