| A | |
| absorbce záření | je-li atom na nižší energetické hladině a dopadne na něj elektromagnetické záření je absorbcí "donucen" přeskočit na vyšší energetickou hladinu |
| angström | zn. A; 1 A = 10-10 m; jednotka délky; užívá se zejména ve spektroskopii, elektronové optice a jaderné fyzice; řadíme ji mezi mimosoustavové jednotky SI |
| anihilace | setkání hmoty a antihmoty; doslova zničení látky; nejvydatnější možná přeměna energie, jíž lze ve fyzice docílit (chemické reakce 10-7%, termonukleární reakce 0,7%, gravitační zhroucení cca 30%, anihilace 99,99%). Při anihilaci jsou splněny zákony zachování náboje, energie a momentu hybnosti; energie původních částic se uvolní ve formě záření (fotony a neutrina) o energii vyjádřené rovnicí E=mc2 |
| anomální disperze světla | publikováno v l. 1928-1930 německými fyziky R.Landerburg a H.Kopfermann; pokles indexu lomu světla s růstem kmitočtu |
| antičástice | jsou reálnou částí vesmíru; mají totožné vlastnosti jako standardní elementární částice, pouze se liší ve znaménku elektrického náboje. Poměr antičástic ku částicím je cca 1 : 1010 (patrně i více), tato nesouměrnost je zatím neobjasněná |
| antihmota | soubor složený z antičástic; reálná součást vesmíru a podléhá stejným fyzikálním zákonům jako obyčejná hmota. |
| astronomická jednotka | zn. AU; střední vzdálenost Země - Slunce, tj. asi 149,6.106 km, odpovídá 8,3 světelných minut (světlo ze Slunce na Zemi dorazí za 8,3 minut) |
| atmosféra | řec. atmos: pára, sphaira: koule; plynný obal tělesa v kosmickém prostoru; a. dělíme na troposféru, stratosféru, ionosféru a exosféru
|
| atmosférické okno | též optické okno či radiové okno; zemská atmosféra pohlcuje nebo se od ní odráží většina elektromagnetického záření; na zemský povrch dopadá pouze viditelné světlo (vlnová délka od 400 do 760 nm) právě tímto "optickým oknem" a také analogicky s tímto termínem exstuje v atmosféře "radiové okno" pro elektromagnetické záření radiové (vlnová délka od 10-2 m do 15 m) |
| atom | pojem, který již dnes není totožný s objekty, jež tímto slovem dnes označujeme, zavedl Demokritos; základní jednotka hmoty za obvyklých podmínek. Shoduje-li se počet elektronů s počtem protonů vystupuje jako navenek neutrální, což je běžný případ na Zemi. Atom je složen z obalu a jádra |
| atomové jádro | obsahuje protony a neutrony; existence samotných jader (tzn. bez atomového obalu) je možná pouze za vysokých teplot (cca 107K) v nitrech hvězd. Jádro je přibližně čtyřtisíckrát hmotnější než atomový obal, ač jeho průměr je asi desetitisíckrát menší (r = 10-15m) |
| atomový obal | obsahuje elektrony; poloměr r = 10-10m, vyjímečně až 10-4m |
| tzv. "augerovské superčástice" | individuální protony, holá vodíková jádra; částice nazvaná podle fr. fyzika P.Augera, který zjistil (1938), že kosmické záření dopadá převážně v podobě rozsáhlý spršek; tento jev vysvětlil tak, že vletí-li do atmosféry velmi energetická částice kosmického záření, srážkami s atomy vzduchu vytvoří vytvoří směs elementárních částic, fotonů a atomových jader; bylo však spočítáno, že onen původce (vysokoenergetická částice kosmického záření) by musel mít energii tak vysokou, že by ji nezískal ani explozí supernovy; v rámci projektu OPA (Obseravtoř Pierra Augera) bylo detekováno tisíce velmi razantních spršek, z nichž u sedmadvaceti se podařilo indetifikovat jejich zdroje na obloze - aktivní galaktická jádra (černé díry); |
| axion | lat. axis = osa; předvídaná částice z důvodů osové symetrie; dosud neobjevené. V raném vesmíru by měly vznikat v tak vysokém počtu, že jejich úhrnná hmotnost by byla vyšší až o dva řády než hmotnost všech baryonů; neúčastní se žádné interakce, kromě gravitace; jejich praktické potvrzení by vyřešilo problém skryté hmoty II. druhu; |
| B | [ nahoru ] |
| baryony | těžké elementární částice spadající pod hadrony; jsou složeny ze tří kvarků, z nichž každý má jinou barvu (napovrch proto bezbarvé). Zástupci: nukleony (proton, neutron), hyperony |
| BEK | zkratka; viz Bose-Einsteinův kondenzát |
| Betheův cyklus | viz uhlíko-dusíkový cyklus |
| Blochovy kmity | jev v polovodičových heterostrukturách; při průchodu proudu v supermřížkách pod vlivem silných elektrických polí kolmých na rovinu supermřížek dochází k zakřivení energetických pásů a vznikají právě B.k. - Blochovy oscilátory mají kmitočty v řádech THz (praktické uskutečnění řešil H.Kroemer) |
| Boltzmannova konstanta | nejedná se o základní konstanty jako je G, h nebo c; je to jen převodní faktor mezi jednotkami energie a teploty |
| Bose-Einsteinův kondenzát | též BEK; teoreticky známo od dvacátých let 19. stol. praktický důkaz existence podán až r. 1995 (Cornell, Wieman); jednotlivé atomy se řídí pravidly kvantové mechaniky a samotné částice se chovají za normálních teplot podle zákonů klasické mechaniky - atomy plynu volně putují náhodně prostorem a odrážejí se od stěn nádoby - klesá-li teplota, rychlost atomů se snižuje a jejich vlastnosti stále více ovládají principy kvantové mechaniky. Podle kinetické teorie plynů odpovídají nízké teploty nízkým rychlostem částic. Pokud se vytvoří dostatečně hustý plyn chladných atomů a hmotné vlnové délky částic budou v řádech stejné jako jejich vzájemná vzdálenost, dosáhnou bodu kdy se budou všechny částice chovat jako jeden "superatom", který bude možno popsat jednoduchou vlnovou funkcí jako jednotlivý atom - vznikne tak koherentní látka stejně jako v případě laseru koherentní světlo. V r. 1924 představil S.N.Bose alternativní odvození pro vyzařovací zákon (Planck) a statisticky odvodil, že existují částice s celočíselným spinem - bosony (fotony aj.). Narozdíl od fermionů (podle Pauliho se odpuzují) se bosony při nízkých teplotách přitahují a snaží se dosáhnout pouze jednoho souhlasného kvantového stavu s nejnižší energií. Bose poslal svou práci Einsteinovi, který tuto teorii ještě rozšířil - když se dané množství částic navzájem dostatečně přiblíží a pohybují se dostatečně pomalu, společně se přemění na nejnižší energetickou hladine a vznikne tak látka, dnes nazývaná BEK; dále též E.Cornell |
| bosony | název získaly podle S.Boseho; spin: celočíselný; neřídí se Pauliho vylučovacím principem. Zástupci: mezony, zprostředkující částice, gravitony, W, Z, gluon, foton, higgson |
| bosony, intermediální | volná kvanta slabého jaderného pole; vysoká klidová hmotnost (asi 100x
větší než proton); zprostředkující částice slabé jaderné interakce; spin: 1,
energie: 100 GeV Zástupci: graviton, W, Z, gluon, foton |
| bosony, supersymetrické | částice zprostředkující symetrii mezi bosony a fermiony; tento rozdíl měla ve velmi ranném vesmíru setřít existence těchto částic (obdoba axionů), které se měly vyskytovat ve velkém množství; možné řešení problému skryté hmoty II. řádu. Zástupci: skvarky, sneutrino, sleptony, selektron, stauon, smion |
| C | [ nahoru ] |
| cygnety | hypotetické kvarkové šestice. Zatím známy existence soustav maximálně třech kvarků - baryony; ještě nepozorované struktury. Cygnus, lat. Labuť, souhvězdí Labutě v němž se nalézá rentgenový zdroj Cygnus X-3 |
| částicový horizont | hranice fyzikální dohlednosti; dvojnásobek Hubbleova poloměru vesmíru; pomyslný horizont, který fakticky omezuje naše poznávání okolního světa značka ro; ro = 2c.H-1; plyntuím času vzdálenost částicového horizontu roste, a to s trojnásobkem rychlosti světla (nejde o rozpor se speciální teorií relativity - horizont je plocha ne reálná částice); částice nacházející se na horizontu se od nás vzdalují dvojnásobkem rychlosti světla (také není rozpor s teorií relativity - částice se od nás vzdalují pomaleji než horizont); nemůžeme pozorovat žádné částice, které jsou od nás dále než ro |
| Čerenkovovo záření | v látkových prostředích se světlo šíří pomaleji než ve vakuu a hmotné částice se v těchto prostředích mohou pohybovat rychleji než světlo a pokud k tomu dojde, částice září; toto záření se podle ruského objevitele jmenuje Č.z. |
| červený gravitační posuv | relativistický posuv čar způsobený silným gravitačním polem; spektrální čáry ve spektrech malých hmotných hvězd (bílý trpaslík) s vysokou intenzitou gravitace na povrchu
(stotisíckrát větší než na Zemi) jsou posunuty k dlouhovlnému (červenému) konci spektra, neboť v silném gravitačním poli kmitá záření pomaleji než v poli slabém značka zg; obecná teorie relativity připouští g.č.p., ovšem pak odporuje Hubbleovu vztahu, protože neexistuje žádný důvod, proč by vzdálenější galaxie měly být hmotnější, případně kompaktnější než ty bližší; číselné velikosti g.č.p. jsou příliš malé: na povrchu neutronové hvězdy dosahují maximálně zg = 1,9 , tedy mnohem menších hodnot, než pozorujeme ve spektru velmi vzdálených galaxií či kvasarů (současný rekord pro galaxie je z = 4,4 a pro kvasary dokonce z = 4,9) |
| červený posuv | posuv spektrálních čar k červenému konci spektra, značící vzdalování objektu od pozorovatele; byl objeven jako nesoulad v polohách spektrálních čar mlhovin a týchž čar v laboratoři: vždy byly posunuty k dlouhovlnějšímu (červenému) konci spektra a tento posuv se lišil pro různé mlhoviny; tento č.p. ukázal, že se všechny mlhoviny, tedy jiné galaxie od nás vzdalují; posuv z bude mít kladné znaménko a vlnová délka pozorovaného objektu se jeví delší (Dopplerův jev); u běžných hvězd v naší Galaxii je rychlost vzdalování asi 500 km/s avšak některé mlhoviny vykazovaly rychlost vzdalování až několik tisíc kilometrů za sekundu; tento rozdíl v rychlostech vzdalování popisuje Hubbleův vztah (viz zde) |
| D | [ nahoru ] |
| decelarace | záporné zrychlení; důsledek přitažlivého charaketru gravitační síly |
| defekt masy | při termonukleárních reakcích dochází k velkému uvolnění energie E, které je přímo úměrné úbytku hmoty; tento úbytek se nazývá defekt masy Δm, a jeho velikost je podle rovnice ze speciální teorie relativity dána vztahem Δm = E/c2 |
| defekty prostoru |
|
| deformace časoprostoru | přítomnost hmotných těles v soustavě způsobuje deformaci časoprostoru; přímá úměra mezi hmotností a velikostí deformace: největší deformace nacházíme v okolí Slunce a Jupiteru - jedná se o nejhmotnější prvky sluneční soustavy; v takové soustavě se objekty pohybují po co nejkratších spojnicích. Analogie: koule vhozená do natažené plachty: největší deformace bude v okolí koule a s narůstající vzdáleností od koule bude deformace slábnout; čím těžší koule, tím větší deformace |
| dilatace času | viz též relativistické efekty relativní prodloužení trvání času při relativistických pohybech (blízkých rychlosti světla) vůči pozorovateli; d.č. se v silném gravitačním poli projeví i při měření vzdáleností planet sluneční soustavy (signál prochází kolem velmi hmotného objektu Slunce); pokud se pohybuje objekt mezi bodem A a bodem B rychlostí světla stává se tato vzdálenost AB nekonečnou (naproti tomu se však vzdálenopst stává nulovou - viz zde kontrakce délky) |
| Dopplerův jev (též Dopplerův princip) |
změna vlnové délky záření, způsobená pohybem pozorovatele vzhledem k jeho zdroji; více zde |
| Dopplerův princip | viz Dopllerův jev |
| E | [ nahoru ] |
| Ehrenfestův teorém | určuje vztah mezi časovou derivací střední hodnoty kvantově-mechanického operátoru a komutátorem tohoto operátoru s hamiltoniánem daného systému |
| Einsteinův jev | vzniká-li záření v gravitačním poli, ztratí foton část své energie při výstupu z gravitačního pole a tím
se prodlouží jeho vlnová délka; pro tuto změnu vlnové délky odvodil A.Einstein vztah: Δλ = λ(2,1 x 10-6)(M*/R*) kde M* je hmotnost hvězdy, vyjádřená v jednotkách hmotnosti Slunce, R* je poloměr hvězdy, vyjádřený v jednotkách poloměru Slunce; např. na Slunci je Einsteinův gravitační posuv 0,0012 nm a u bílých trpaslíků, jejichž hmotnosti jsou řádově rovny hmotnosti Slunce, ale jejich poloměry jsou mnohokrát menší, dosahuje tento posuv až několika desetin nanometru, např. u van Maanenovy hvězdy je Δλ = 0,4 nm |
| elektrický náboj | nabývá hodnot -1 (elektron), 0 (neutron), +1 (proton), dále nabývá i třetinových hodnot (kvarky) |
| elektromagnetická interakce | r. 1873 byla e.i. popsána soustavou rovnic (J.Maxwell) a r. 1887 byly elmg.
vlny experimentálně prokázány (H.Hertz); jedná se o sílu
dalekého dosahu, klesající s druhou mocninou vzdálenosti a úměrnou velikosti
elektrických nábojů. Tato síla vyvolává při pohybu nábojů vlny - elmg. záření.
oproti gravitaci je elektromagnetismus o mnoho silnější, např. interakce protonu
s elektronem je 2x1039 větší než síla gravitační mezi
těmito dvěmi částicemi. E.i. může být přitažlivá (nesouhlasné náboje) i odpudivá
(souhlasné náboje); projevy: blesk, tření ebonitových tyčí či přirozený magnetismus.
Nejvíce se uplatňuje ve vzájemných vazbách na úrovni elektronových obalů, tj. při
vytváření molekul; v astronomii se projevuje všude tam, kde je vyšší zastoupení
plazmatu (ionsféra Země, fotosféra Slunce, chvosty komet aj.). Zdroj elmg. interakce jsou elektrické náboje částic - při pohybu nábojů vzniká vlnění, které se šíří rychlostí světla a skládá se z dále nedělitelných kvant energie - fotonů, které lze velice snadno registrovat, protože veškeré světlo je fakticky proud nízkoenergetických fotonů. |
| elektromagnetické vlny | viz elektromagnetické záření |
| elektromagnetické záření | též elektromagnetické vlny; magnetismus je kolmý na elektrickou sílu; elementární částicí
zůčastňující se e.z. je foton; vzniká zahřátím tělesa, čímž dojde ke zrychlení pohybu elementárních částic,
které do sebe chaoticky narážejí; při těchto nárazech částice (atomy) získávají nadbytečnou vnitřní energii (excitovaný stav),
kterou posléze vyzáří jako elektromagnetické vlny e.z. se dělí podle vlnové délky (počítána v milimetrech) na několik typů: gama záření (10-15 až 10-12), rentgenové záření (10-12 až 10-7), viditelné světlo (10-7 až 10-6), infračervené záření (10-6 až 10-4) a radiové záření (10-4 až 108) |
| elektron | lehká a stabilní elementární částice; jednotkový elektrický náboj záporného znaménka; nachází se v atomovém obalu; 1836x lehčí než proton; me = 9,1.10-31 kg, což odpovídá energii 511 keV c-2 |
| elektroslabá interakce | značí se EW; ve vývoji vesmíru je "produktem" rozpadu GUT (viz interakce velkého sjednocení) a sama se v čase 10-10 s po velkém třesku rozpadá na elektromagnetickou a slabou jadernou sílu |
| elementární částice | základní stavební kameny hmoty; vlastnosti: doba rozpadu, hmotnost a kvantové charakteristiky (spin) dělí se na dvě základní skupiny: leptony a hadrony (dále se dělí na mezony a baryony) více zde |
| F | [ nahoru ] |
| Fabry-Perotův interferometr | systém dvou dokonale rovnoběžných zrcadel (vzdálených od sebe několik cm až dm), mezi kterými vykonává paprsek až tisíce odrazů |
| fermiony | název získaly podle E.Fermiho; spin: poločíselný; řídí se Pauliho vylučovacím principem; většina známých čátic. Zástupci: kvarky, leptony, neutrino, elektron, mion, tauon |
| fermiony, supersymetrické | částice zprostředkující symetrii mezi bosony a fermiony; tento rozdíl měla ve velmi ranném vesmíru setřít existence těchto částic (obdoba axionů), které se měly vyskytovat ve velkém množství; možné řešení problému skryté hmoty II. řádu. Zástpuci: wino, higgsino, gravitino, fotino, gluino, zino |
| fluktuace (hmoty) | odchylka od rovnoměrného rozložení (hmoty) |
| fluorescence | krátkodobé světélkování; viz též luminescence či fosforescence |
| fluxony | částice magnetického pole |
| fosforescence | dlouhodobé světélkování; viz též luminescence či fluorescence |
| fotoelektrický jev | z kovu nebo plynu, který je ozářen elektromagnetickým zářením vhodné vlnové délky se uvolňuji elektrony |
| fotometr | přístroj, jímž se měří množství světla přicházející z hvězdy a jednoduchým výpočtem lze poté určit její vzdálenost |
| fotometrie | astrofyzikální disciplína, která se zabývá měřením celkové intenzity záření, které k nám přichází z kosmických objektů;
podle druhu receptoru (přijímače) se f. dělí na:
|
| foton | řec. fós = jasný; dále nedělitelné kvanta energie elektromagnetického záření; snadná registrace; nízkoenergetické fotony jsou viditelné světlo; zprostředkující částice elektromagnetické interakce; hmotnost m0 = 0; energie přenášená fotonem rychlostí světla je nepřímo úměrná vlnové délce zkoumaného záření - energeticky nejvydatnější jsou tedy fotony gama-záření a nejmenší energie přenášejí fotonyv rádiovém oboru elmg. záření |
| fotony, nízkoenergetické | fotony kosmického pozadí; projevují se zejména jako rádiové mm vlny. Intenzita je ze všech směrů stejná, t = 3K |
| frekvence | lat. frequentia – množství, hojný počet; kmitočet; veličina, která u periodicky se opakujících dějů udává počet těchto dějů v časové jednotce, tj. počet kmitů za sekundu (s). Jednotka f. je hertz (ozn. Hz); 1 Hz = 1 s–1. Kromě frekvence f se k vyjádření rychlosti opakování dějů užívá též úhlová či kruhová frekvence (úhlový kmitočet) ω která je 2π-násobkem výše zavedené frekvence f; ω = 2πf. Elektromagnetické vlny vyšší frekvence (přibl. od 10 kHz) se užívají jako přenosové f. u bezdrátové přenosové techniky. Slyšitelné zvukové vlny mají nižší frekvence (od 16 Hz do 10 až 20 kHz). Frekvence vlnění je vázána s vlnovou délkou Λ a rychlostí šíření vlnění c vztahem f = c/Λ. V přenosové technice se užívají různá frekvenční pásma (např. nízké frekvence 30 až 300 kHz – vlnová délka 103 až 104 m nebo naopak velmi vys. frekvence 30 až 300 MHz – vlnová délka 1 až 10 m). Pro přenos hlasu či obrazu potřebuje vysílač určitý interval frekvencí. Proto je nutné rozdělit mezinárodní dohodou pro vysílání použitelné f. na nepřekrývající se intervaly (též ozn. frekvenční pásma nebo kanály) a ty přiřadit jednotlivým vysílačům. |
| fyzika | řec. fysis, příroda - věda o stavbě a chování neživé hmoty |
| G | [ nahoru ] |
| gama záření | vysoce energetické záření o vlnové délce kratší než 0,1 A |
| gluon | angl. glue - lepidlo; výměnná částice mezi kvarky. Hmotnost m0 = 0; v = c; dle barevného náboje jich existuje 8 druhů |
| gravitace | nejuniverzálnější síla ve vesmíru; šíření gravitace probíhá rychlostí světla a tak většinu pohybů těles doprovází vyzařování gravitačních vln, složených z gravitonů. Jedná se o velmi slabou sílu, nejslabší ze všech fyzikálních sil. Gravitace je výměnná síla (interakce), vznikající tím, že se kterákoli hmotná tělesa ve vesmíru mezi sebou vyměňují částice gravitačního pole (gravitony). V tom spočívá její univerzálnost - platí v celém vesmíru, jedná se tedy o sílu dalekého dosahu a vždy přitažlivou - neexistuje hmota se zápornou hmotností |
| gravitační konstanta | gravitační síla, kterou se přitahují dvě tělesa je přímo úměrná součinu jejich hmotností a nepřímo úměrná čtverci jejich vzdálenosti; značka G; G = 6,672 x 10-11 m3 s-2 kg-1 |
| graviton | elementární kvantum gravitačních vln; dosud nepozorované částice; zprostředkující částice gravitační interakce; hmotnost mo = 0; v = c; spin=2; detekce gravitonů (zatím neúspěšná) se provádí přes soustavu několika hliníkových válců o váze 3,5 t, které jsou rozmístěny v laboratořích ve vzájemných vzdálenostech kolem tisíce km - tím jsou vyloučeny reakce na otřesy půdy či průmyslové činností člověka - některé experimenty ukazují, že se válce opravdu rozechvějí ve stejný čas a tedy pravděpodobně se jedná o vliv gravitačního záření, které podle výpočtů přicházejí přímo z jádra Mléčné dráhy |
| H | [ nahoru ] |
| hadrony | skupina elementárních částic, složené, dále dělitelné elementární částice;
dělí se na dvě velké třídy: lehčí mezony a těžší baryony; skádají se z kvarků,
resp. z páru kvark a antikvark do skupiny h. náleží např.: nukleony, hyperony, mezon K, mezon pí |
| Hallův jev (kvantový) | H.j. byl popsán již v souvislosti s objevem kvantového Hallova jevu (viz Klitzing). Hallův odpor (HO) závisí na magnetické indukci lineárně, což platí do hodnot menší než 1T. Pokusy s měřením H.j. při nízkých teplotách a silných magnetických indukcí do 7T zcela změnily charakter průběhu HO - lineární průběh původního jevu se změnil nad 1T ve skokový. Výšky skoků jsou určeny veličinou vytvořenou z univerzálních konstant: Planckova h a elementární náboj e, tj. h/2ei, kde i je celé číslo 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10. HO je tedy kvantován celým číslem i a jev se pak nazývá kvantový Hallův jev. Další měřění k.H.j. prováděli později Störmer a Tsui při ještě nižších teplotách a silnějších magnetických polích nad 10T - z měření vyplynulo, že jednotlivé skoky je možné popsat stejnou veličinou h/e, jenže dělenou zlomkovými čísly - tento jev byl pak nazván zlomkový k.H.j. Teoretické vysvětlení tohoto jevu podal o rok později Laughlin - za nízkých teplot a při vysokých magnetických polích nad 10T elektronový plyn kondenzuje v novou kvantovou tekutinu (viz též Laughlin ) a poněvadž oddělené elektrony jsou fermiony (odpuzují se), je třeba, aby pro kondenzaci vznikly kvazičástice bosony, které již kondenzují. Vytvářejí se, když se každý elektron spojí se třemi fluxony (částice magnetického pole). |
| Hertz | jednotka frekvence, zn. Hz; jeden cyklu za sekundu |
| heterostruktura | pojem související s technologií polovodičů; jedná se o vrstvení struktur na podložkách (více přehled NC za fyziku pro rok 2000) |
| higgson | hypotetická částice předpovězená standardní teorií interakcí. Hmotnost m0 = 0 |
| Hubbleova konstanta | konstanta úměrnosti mezi rychlostí rozpínání vesmíru a vzdáleností; udává oč se zvýší rychlost rozpínání vesmíru, když se dostaneme do vzdálenosti 1 Mpc
(=3,26 mil. ly); změřena sondou WMAP - 71km na 1 Mpc a jednu sekundu; značka H; pro současnost se označuje H 0; ve stejném okamžiku má H.k. všude ve vesmíru stejnou hodnotu, avšak s časem se zmenšuje (konstanta!), což se děje v důsledku vzájemné přitažlivosti všech galaxií a tak se rozpínání zpomaluje, takže hodnota H.k. s časem klesá |
| Hubbleův čas | maximální možné stáří vesmíru; udává jak dlouho se rozpíná vesmír; značka t0; Hubbleovo stáří vesmíru vychází na 15 miliard let, ovšem jedná se o hrubý odhad; protože se však počítá se zpomalováním rozpínání vesmíru (nižší hodnota Hubbleovy konstanty, viz zde), tak vychází stáří vesmíru 10-13 miliard let (viz Fridmannovy modely); z hodnoty Hubbleova poloměru vesmíru rH (viz zde) děleným rychlostí světla, dospíváme k H.č. a po úpravě dostáváme převrácenou hodnotu Hubbleovy konstanty (viz zde); t0 = rH/c = cH-1/c; po dosazení H za H0 = 20 km s-1 (106 ly)-1 dosteneme převrácenou hodnotu, tedy t0 = (106 ly)/20 km s-1 = 9x1018 km/20 km s-1 = 4,5x1017s = 1,5x1010 roku |
| Hubbleův vztah | popisuje vztah mezi rychlostí vzdalování mlhovin a jejich vzdáleností; velikost červeného posuvu z (viz zde) je přímo úměrná vzdálenosti pozorovaného objektu od nás - lineární vztah mezi posuvem a vzdáleností; tím byl položen důkaz, že mlhoviny jsou galaxiemi vzadlujícími se od naší Galaxie; všechny dostatečně vzdálené galaxie bez vyjímky vykazují červené kosmologické posuvy čar ve spektru což je důkaz o rozpínání vesmíru; H.v. platí v celém pozorovatelném vesmíru; převrácením H.v. lze odvodit vzdálenost galaxií (vztah je lineární!); tento vztah se nedá vysvětlit v rámci konvevnčí fyziky, nejde totiž o klasický Dopplerův jev; to je možné připustit pro malém rychlosti v porovnání s rychlostí světla, pak by platil vzorec z = v.c-1 , ale z tohoto vztahu můžeme počítat rychlost vzdalování pro z maximalně 0,1; pro vyšší hodnotu posuvu z vzorec selhává a nelze jej nahradit; diagram Hubbleova vztahu |
| hyperon | tzv. podivné elementární částice; objeven v r. 1951 při srážce protonu a neutronu za účasti kosmického záření o vysoké energii; jsou velmi podobné nukleonům a neutrální hyperon lambda může nahradit i jeden či dva neutrony v jádře; jádro jej nezíská samo od sebe, ale h. vzniká pouze srážkou nukleonu s kosmickým zářením (proton) o vysoké energii; střední doba života: 10-10 s |
| CH | [ nahoru ] |
| chemie | termín "chymeia" použitý ve 4. stol. používali alexandrijští autoři jako termíny již známé dříve; etymologicky se může jednat o řecké chymos - šťáva, chyma - lití, chymesis - míchání nebo o egyptské slovo chemi či chuma - půda, resp. humus |
| I | [ nahoru ] |
| indukovaná emise záření | tzv. vynucené záření; na principu i.e. pracuje laser; jednotlivé fotony se mohou vzájemně "popohánět", vzniklý paprsek je kohernetní, uspořádaný a je soustředěn do do jednoho směru; při vzájemné interakci můžeme docílit i toho, aby se v krátkém časovém úseku vyzářilo obrovské množství světelné energie; "vynucené" vyzáření energie při přechodu atomu z vyšší energetické vrstvy do nižší; pův. dopadající kvantum záření se nepohltí, ale naopak zesílí na dvojnásobnou energii |
| infračervené záření | neviditelné dlouhovlnné záření o vlnové délce od 0,001 do 1 mm |
| intenzita osvětlení | značka E0; fotometrická veličina vyjadřující podíl světelného toku dopadajícího na plochu osvětleného tělesa a obsahu této plochy; jednotkou osvětlení je lux; ve vakuu klesá z konstantního zdroje s druhou mocninou vzdálenosti při zanedbání pohlcování světla a síly zdroje (zdroj ve vzdálenosti sta metrů vidíme 25x slabějí než tentýž ve vzdálenosti 20 metrů, protože 100 : 20 = 5 a 52 = 25) |
| interakce | volně přeloženo znamená "činnost mezi (čímkoli)"; v atomové fyzice se jedná o výměnnou sílu mezi částicemi. Rozeznáváme interakce: silná a slabá jaderná, elektromagnetická, gravitační (viz gravitace) a elektroslabá. Moderní teorie se snaží tyto čtyři síly matematicky včlenit do jednotné rovnice - teorie supersymetrické interakce |
| interakce velkého sjednocení | (též GUT, jednotná teroie) ve vývoji vesmíru stojí na časové ose na pozici 10-35 s po vlekém třesku; spolu s gravitací je "produktem" rozpadu interakce supersymetrické; dále se GUT rozštěpila též, a to na silnou jadernou interakci a interakci elektroslabou |
| interference světla | popsána na konci 18. stol. T.Youngem a A.J.Fresnelem; vlnový popis světelného záření; dvě stejné světelné vlny (tentýž kmitočet i amplituda) se setkají ve stejném okamžiku v daném místě - vlnové rozruchy se budou sčítat a výsledek bude záviset na vzájemném fázovém posunutí obou vln: setkají-li se obě vlny ve stejné fázi (vrch jedné vlny s vrchem druhé) obě vlny se vzájemně zesílí, v opačném případě (protifáze) se vlnové rozruchy budou vzájemně rušit; setkáním dvou světelných vln vzniká tedy buď intenzivnější světlo nebo tma |
| ionizovaný atom | případ atomu kdy z obalu unikají elektrony, což se děje ve zředěném prostředí s vyšší teplotou (10000 K); běžná součást hvězdných atmosfér (opak negativní ion) |
| izotopický spin (též izospin) | kvantové číslo, které popisuje multiplety elementárních částic |
| J | [ nahoru ] |
| Jansky | zn. Jy; pomocná jednotka pro měření rádiového, resp. infračerveného toku, přičemž platí 1 Jy = 10-26 W m-2 Hz-1 |
| Joule | zn. J; jednotka energie; odpovídá práci, kterou vykonáme, když silou 1 newtonu působíme po dráze 1 metru |
| jednotka (fyzikální jednotka) |
dohodou vhodně zvolená a referenční hodnota veličiny (fyzikálně technická, číselná, ekonomická) určitého druhu, která slouží k měření veličiny (viz veličina) téhož druhu. Každá fyzikální veličina má jednotku; jejich soubor tvoří soustavu jednotek (viz soustava jednotek). Pomocí jednotek, resp. její číselné hodnoty zapisujeme danou veličinu. Také je běžný zápis jednotek pomocí předpon ( viz předpony), resp. jejich symbolů |
| K | [ nahoru ] |
| Kamiokande | detektor neutrin sestrojený týmem vedeným M.Koshibou zač. osmdesátých let; citlivější zařízení nazvané Super Kamiokande bylo uvedeno do provozu r. 1996. Detektor sestával z obrovské nádrže naplněné vodou, jejíž stěny zevnitř pokrývala vrstva s velkým množstvím fotonásobičů, tj. prvků citlivých na světelné záblesky - energetické neutrino má schopnost při průchodu vodou vytvořit elektron a způsobit záblesk: luminiscenci nebo Černkovův jev - záblesky se pak počítají a tak je určen počet prošlých neutrin. V r. 1987 bylo K. užito ke zjištění neutrin z exploze supernovy 1987A |
| kelvin | značka K; 0 K = -273,16 oC; jednotka absolutní teploty, zavedené na počest lorda Kelvina |
| kombinovaná parita | spojí-li se parita s elektrickým nábojem, zachovává se zákon zachování parity; mění-li se při zrcaldení pravá za levou, mění se i znaménko kladné za záporné - kombinovaná parita; existují ovšem i procesy, při nichž se porušuje i kombinovaná parita (CP) - existují totiž tři rodiny kvarků a leptonů (při existenci jedné rodiny by nebylo možno narušit ani čistou paritu, při existenci dvou rodin kvarků, by nebylo možné narušit CP) - také proto se může při některých procesech ve vesmíru ztratit či získat baryonový nebo leptonový náboj, čímž se poruší souměrnost "před" a "za" zrcadlem; porušování CP je velice vyjímečný jev a děje se v poměru 1:109 (viz anihilace baryonů a antibaryonů v raném vesmíru); právě taková asymetrie v zastoupení baryonů a antibaryonů v raném vesmíru byla opravdu vyvolána stejným poměrem narušení CP; v principu lze říci, že takto slabým narušením CP, resp. nadbytkem baryonů nad antibaryony mohly vzniknout atomová jádra, hvězdy aj. |
| kompaktifikace rozměrů | myšlenka vycházející z kvantové mechaniky - samotný počet prostorových rozměrů ve vesmíru se může měnit s časem; ve velmi raném vesmíru byl počet prostorových rozměrů vskutku vyšší než tři, avšak tyto pro nás přebytečné rozměry se se v prvních okamžicích po Velkém třesku bleksově svinuly do kružnice o malém poloměru, zatímco zbývající tři se začaly rozpínat, viz expandující vesmír; zkusmé přidávání rozměrů do matematických popisů interakcí nakonec vedlo k závěru, že optimální jednotnou supersymetrickou teorii (SUSY) lze vytvořit v desetirozměrném prostoru - sčítáme-li řadu 1+2+3+4=10; na každý rozměr, který se od Velkkého třesku rozpíná, připadají právě dva rozměry, které se souběžně s tím smršťují; kompaktifikace rozměrů se prosadila ještě v oboru elementárních částic - kvarky a leptony (bodové objekty bez vnitřní struktury) jsou vlastně jednorozměrné body, v nichž mohou být i skryté další kompaktifikované rozměry: částice látky lze nejlépe popsat jako jednorozměrné "nitě", viz teorie superstrun |
| konstanta jemné struktury | zn. α; kombinace náboje elektronu e, rychlosti světla c a Planckovy konstanty h; α = 2πe2/hc ≈ 1/137 a αG = Gmpr2/hc ≈ 10-38 |
| kontrakce délky | kontrakce, z lat. smršťování, zmenšení; relativistický jev, ke kterému dochází při dosažení velmi vysokých rychlostí (blízkých rychlosti světla); pokud se bude objekt pohybovat mezi bodem A a bodem B rychlostí blízkou rychlosti světla, bude tato vzdálenost relativně zkrácena (pouze z pohledu pohybujícího se objektu) až k extrému dosažení rychlosti světla se vzdálenost stává nulovou |
| kosmické záření | proud vysoce energetických a většinou elektricky nabitých částic (protony, jádra atomů těžších prvků); nelze určit zdroj, ani směr, vzdálenost či fyzikální povahu - tento problém vyvstává z jeho kladného náboje, jelikož mezihvězdný a intergalaktický prostor je vyplněn rozličným magnetickým polem, jež se navzájem prostupují a jelikož má kosmické záření kladný náboj pohybuje se po různých křivkách celým vesmírem. Energie je až 1021 eV (na Zemi se podařilo v laboratorních podmínkách docílit pouze 1.8 TeV); vzniká pravděpodobně v aktivních galaktických jádrech (černé díry) |
| kosmologická konstanta | objevila se brzy po formulaci obecné teorie relativity,
kdy se A. Einstein pokoušel nalézt statické řešení rovnic pro vesmír a později o ní tvrdil
(resp. o snaze nalézt statické řešení svých rovnic), že byla největší chybou jeho života;
po objevu expanze vesmíru a po Fridmanově-Lemaitrově řešení Einsteinových rovnic ztratila
kosmologická konstanta na významu a dlouhou dobu ji kosmologie obcházela a to do doby,
než fyzika objasnila že vakuum je také stav hmoty; značka Λ; v klasické teorii klesá gravitace s druhou mocninou vzdálenosti hmotných bodů od sebe a roste úměrně s hmotností uvažovaných těles ; podle Einsteina existuje ve vesmíru také přídavná odpudivá gravitace, která se od té kalsické liší jednak znaménkem a také tvarem závislosti na vzdálenosti hmotných těles: tato odpudivá gravitace je přímo úměrná vzdálenosti, tzn. že hmotné objekty se od sebe odtlačují tím více, čím více jsou od sebe vzdáleny a na hmotnosti je nezávislá: právě tato konstanta úměrnosti se nazývá kosmologická konstanta Λ v běžných fyzikálních jednotkách se jedná o tak malé číslo, menší než 10-53 m-2; (jakkoli malá je hodnota gravitace mezi jednokilogramovými objekty ve vzdálenosti 1 metru, stále je 1025krát vyšší než případná odpudivá síla; pouze v případě soustav galaxií o rozměrech cca 109 ly by se tato "antigravitace" vyrovnávala s klasickou gravitací); hodnota Λ se skládá ze dvou složek - Λa pro absolutně prázdný vesmír a Λf odvozené z energie falešného vakuua: v této rovnici (Λa + Λf = Λ) známe celkovou hodnotu Λ z astronomického pozorování, která je blízká nule (10-53 a dále z fyzikálních úvah falešném vakuu vyplývá, že další složka z rovnice Λf je velice veliká, zhruba o 50 až 100 řádu vyšší než Λ, což tedy znamená že kosmologická konstanta pro absolutně prázdný vesmír (Λa) musí být také velmi velká a navíc opačného znaménka; obě tyto hodnoty musí být přesně vyladěny aby jejich algebraický součet dával výsledek tak blízký nule (10-53 ≈ 0), jak ho známe z pozorování. |
| kosmologické koincidence | již starověcí filosofové (Aristoteles či Platón) popisovali obdivuhodnou
harmonii světa, které přisuzovali princip účelovosti, tzn. že vesmír má (dnešním
jazykem řečeno) fyzikální vlastnosti přesně nastavené pro možnost existence
inteligentních bytostí, téměř jako by nic nebylo ponecháno náhodě. K témuž
"problému" se vyjadřovali i velikáni minulých epoch (F.Bacon, G.Leibniz či
L.Boltzmann) a ve 20. století jej znovu nastolil H.Weyl a A.Eddington, kteří
si povšimli, že základní fyzikální konstanty se vyskytují v určitých základních
poměrech řádu 1, 1040 a 1080. Např. stáří vesmíru je řádově 1010 let a doba potřebná k tomu, aby světlo proběhlo napříč rozměrem protonu činí 10-24 sekund - na první pohled zcela nesouvisející veličiny ovšem po adekvátním převodu a jejich vzájemném vydělení získáme hodnotu 1041, kde rozdíl jednoho řádu lze v kosmologii velkých čísel zanedbat. Kombinací gravitační konstanty úměrnosti, hmotností protonu, Planckovy konstanty a hodnoty rychlosti světla do tzv. gravitační konstanty jemné struktury získáme číslo 5,9.10-39, jehož převrácená hodnota je řádově 1038 Počet baryonů v pozorovatelné části vesmíru je řádově 1080, což znamená (1040)2... Takových koincidencí bychom mohli jmenovat ještě několik. |
| kritická hustota | kosmologická úvaha, plynoucí z hypotézy kosmické inflace; ovšem samotná teorie kosmické inflace není možná zcela dokonalá a také existují nejistoty ve výchozích datech; odhadovaná hodnota této veličiny je 10-26 kg/m3; po sečtení zářivých hmotností galaxií, které se vyskytují v daném objemu obdržíme hodnotu jen v řádech několika procent, po započtení hmotnosti pravděpodobné skryté hmoty I. a II. druhu dostaneme hodnotu správnou podle předpovědi |
| kvantová elektronika | též kvantová radiotechnika; název vědy o laserech |
| kvantová elektrodynamika | předvídá, že elektromagnetické pole v blízkosti nabité částice (elektron či proton) samovolně vytváří kolem sebe velké množství částic a antičástic s krátkou dobou života - tzv. virtuální částice, jejichž systematiku dříve řešil tzv. Feynmanův graf |
| kvantová mechanika | jedna z nejvýznamnějších fyzikálních koncepcí 20. stol., která z matematického hlediska trpí jedním nedostatkem - nelze podle ní téměř nic spočítat; vyskytují se ve vzorcích neurčité výrazy typu 0/0, ∞/0, případně ∞/∞; za předpokladu, že částice nejsou body, nýbrž struny (teorie superstrun), dostáváme pak reálná konečná řešení těchto úloh s neurčitými výrazy |
| kvarky | dle standartních fyzikálních úvah se jedná o nejzákladnější stavební kameny
hmoty, v posledních letech je však hranice elementárních částic posunuta ke strunám
(viz zde). Pojem zaveden r. 1963 a slovo samotné bylo vybráno z románu
J.Joyce. Kvarky doposud nebyly izolovány samostatně, každý takový pokus vede pouze k dalšímu vzniku nových hadronů (viz zde); existuje celkem 36 stavebních kvarků: 6 druhů ve třech barvách a dále ekvivalentní počet antikvarků. Elektrický náboj: 1/3, 2/3; druhy dle "vůní": d (down), u (up), s (side), c (charm), b (bottom), t (top); baryonové číslo: 1/3; další charakteristiky: půvab, podivnost, krása a pravda (hodnoty = -1, 0, 1); barvy: červená, modrá, žlutá; |
| kvarky I.generace | kvarky, z nichž je sestavena většina elementárních částic. Jedná se o kvarky u a d |
| L | [ nahoru ] |
| laser | viz indukovaná emise (zde) |
| leptony | základní skupina elementárních částic (spolu s hadrony); lehké elementární částice; dále nedělitelné (podle dosavadních možností); šest známých částic; zástupci: elektron, elektronové neutrino, mion, mionové neutrino, tauon, tauonové neutrino |
| LHC | large hadron collider - velký hadronový urychlovač v CERNu |
| luminiscence | různé druhy studeného světla vzniklého v energeticky obohaceném prostředí s inverzní populací hladin (viz též fluorescence či fosforescence) |
| tzv. "luxusní" částice | běžná látka tvořená hadrony je sestavena z dvojic či trojic kvarků, nukleony lze sestavit pouze ze dvou kvarků (u,d), kdežto zbývající 4 kvarky (s,c,b,t) jsou právě ony luxusní částice. I k funkci běžné látky stačí částice, výměnné dva druhy leptonů (elektron a elektronové neutrino), kdežto zbývající 4 leptony (mion, mionové neutrino, tauon, tauonové neutrino) jsou taktéž luxusními částicemi. Takovéto luxusní rodiny kvarků a leptonů vznikají v procesech, v nichž se výrazně podílí slabá jaderná interakce |
| M | [ nahoru ] |
| mezony | lehké elementární částice spadající pod hadrony;
skládají se ze dvou kvarků, resp. páru kvark a antikvark téže barvy;
výsledná barva mezonu se spojitě mění a každá barva se vyskytuje za určitý časový
interval se stejnou pravděpodobností 1:3 viz zde: mezon pí; (bez podrobností) mezon K |
| mikrokosmos | společný název pro všechny stavební prvky hmoty, jejichž velikost a hmotnost je o mnoho řádu nižší než ve světě, v němž se pohybujeme. V dnešní době je již objeveno více než 200 elementárních částic, které jsou neustále podrobně zkoumány a přesně definovány |
| minivesmír | myšlenkový experiment (A.Guth, E.Farhi); - umělá "výroba" minivesmírů je principiálně možná; 10 kg jakékoli látky je třeba stlačit na hustotu 1080 kg/m3, což je hustota falešného vakua v rané etapě vývoje našeho vesmíru; tento zárodek minivesmíru se pak začne spontáně (inflačně) rozpínat do vlastního prostoročasu |
| Minkowského prostor | čtyřrozměrný prostor, v němž tři rozměry jsou tytéž jako u třírozměrného prostoru euklidovského a čtvrtým rozměrem je čas; tohoto prostoru se užívá v teorii relativity |
| mion | neboli mezon mí (mezon μ); elementární částice, tzv. těžký elektron; doba rozpadu: 2,2 μs; vznikají
z primárního kosmického záření ve výškách alespoň 10 km nad Zemí první částice, která byla objevena až po teoretické předpovědi (H.Yukawa); tato částice měla být nositelkou jaderné interakce; jedna z nejpronikavějších částic kosmického záření, která se "nesnášela" s nukleony, což tedy vylučovalo její předpovězenou vlastnost: výměnná částice jaderné interakce (viz zde pion) |
| modrý posuv | posuv spektrálních čar k modrému konci spektra, značící přibližování objektu k pozorovateli; posuv z bude mít záporné znaménko a vlnová délka pozorovaného objektu se jeví kratší (Dopplerův jev) |
| molekula | skupina alespoň dvou atomů spojených chemickou vazbou; nejmenší část látky, která má všechny její chemické vlastnosti; rozdělením molekuly na jednotlivé atomy již ztrácí veškeré původní vlastnosti látky |
| moment hybnosti | m.h. soustavy se počítá na základě znalosti hmotnosti těles v soustavě a rychlosti jejich otáčení kolem osy i oběhu vůči zvolenému počátku souřadnic. |
| N | [ nahoru ] |
| nadsvětelná rychlost | rys Einstein-de Sitterova modelu vesmíru; ve velkých vzdálenostech o nichž se pojednává nelze zavést lokální pojem rychlosti, který vyhovuje vždy speciální teorii relativity; jedná se o parametr jednoho z modelů vesmíru; rychlost světla je v tomto případě překračována až třikrát (viz zde částicový horizont) |
| negativní ion | případ atomu kdy v obalu přebývá elektron (opak ionizovaný atom) |
| neutrino | vysoce stabilní částice bez elektrického náboje; mimořádná schopnost procházet hmotou - ocelová deska o tloušce několik tisíc ly
by teprve byla schopna zadržet neutrino; hmotnost m = (2±2) x 10-35 kg; vznikají především v nitrech hvězd
při termonukleárních reakcích a při výbuchu supernov registrace neutrin probíhá v obřích podzemních (cca 1500 m pod povrchem Země) cisternách, naplněnými perchloretylenem - průměrně se zachytí jedno až dvě neutrina za týden |
| neutrino, reliktní | ve vesmíru je jich vysoký počet (více než baryonů); nejdůležitější složka skryté hmoty II. druhu; klidová hmotnost je velice důležitá pro určení zda jsou tyto částice podstatnou složkou skryté hmoty II. druhu. Její určení je nesnadné a měřené hodnoty jsou na hranici technických možností, uvádí se hodnoty 5 do 15 eV; jestliže je hodnota nižší než 10 eV neřeší problém skryté hmoty II. druhu. Teplota t = 2K, mkinetická = 10-40kg; viz též pozadí neutrinové |
| neutrinové oscilace | oscilacemi vznikají neutrina v atmosféře: mionové neutrino se mění v jiný typ, z čehož plyne, že neutrino má nenulovou klidovou hmotnost |
| neutrinové pozadí | v období od jedné desetiny sekundy po Velkém třesku se vesmír stává průhledným pro neutrina a antineutrina, která se postupným rozpínáním vesmíru ochlazují, nezávisle na ostatních složkách vesmíru; jejich současná teplota by měla činit asi 2K; jejich počet by měl být obrovský (ač nebyla pozorována); přibližný odhad činí na jeden baryon asi 1 miliarda reliktních neutrin |
| neutron | nestabilní částice; neutrální částice bez elektrického náboje; součást atomového jádra; o 0,14% těžší než proton;
poločas rozpadu = cca 15 minut; složení: kvarky udd pokud se n. nachází mimo atomové jádro má životnost pouhých asi 12 minut a poté se rozpadá na proton, elektron a neutrino |
| nuggety | početnější kvarkové balíky, kde se v seskupení nachází od 1012 do 1048 kusů; při takovémto počtu se daří kvarky stabilizovat; jestliže existují přispívají k vyřešení problému skryté hmoty |
| nuklearit | kvarkový nugget (viz zde) obklopen oblakem elektronů |
| O | [ nahoru ] |
| občanský rok | 3,16.107 s |
| osmerá cesta | název systematiky elementárních částic (M.Gell-Mann); systematika e.č. zahrnuje také rezonance; každá systematika klasifikuje el. částice do určitých skupin, zvaných multiplety - třídění je založené na vnitřních symetriích částic, popsaných matematicky určitými grupami symetrie - právě symetrie "osmeré cesty" značená jako SU(3) má osm nezávislých parametrů a navíc základním multipletem je oktet, tj. skupina osmi částic |
| P | [ nahoru ] |
| P-brány | membrány různých dimenzí; popisuje je superstrunová teorie |
| paradox dvojčat | hypotetická úvaha - jsou dvojčata Petr a Pavel; Petr zůstává na Zemi a Pavel se vydá do vesmíru raketou rychlostí rovnou rychlosti světla; po šedesáti letech se Pavel vrátí na Zem a zjistí, že Petr bude starší o 20 let - dilatace času (viz zde); paradox proto, že se původně uvažovalo i opačně: je takřka totéž, když bude Pavel soudit, že se od něj Petr vzdaloval a poté přibližoval rychlostí světla, čímž by měl být Pavel starší než Petr; tato úvaha je však chybná, protože Pavel je ten, který cestoval, měnil směr letu a proto nutně pociťoval poměrné zrychlení (kladné při startu, záporné při brždění) |
| parsec | zn. pc; zkratka slov paralaxa a secunda; jednotka vzdálenosti v astronomii; vzdálenost z níž je vidět úsečku o délce 1 AU pod úhlem 1´´; platí 1 pc = 3,1.1016 m = 3,26 ly = 2,06.105 AU |
| pion | neboli mezon pí (mezon π); částice sprostředkující jadernou interakci (viz zde mion); objevena při srážce rychlých protonů a jader atomů |
| Planckova konstanta | starší název Planckovo účinkové kvantum; označení hodnoty; má rozměr účinku, tj. energie krát čas h = 6,625.10–34 Js. Záření je vždy vyzařováno ve formě kvant s energií hν, kde ν je frekvence záření. Velikost P. k. určuje, kdy je pro popis mikrofyzikálního souboru nutno užít zákonů kvantové teorie |
| Planckův čas | nejmenší časový interval, jež má fyzikální smysl; jedná se o kvantum času; z rozměrového rozboru základních konstant lze určit takovou jejich kombinaci, že výsledný rozměr je čas, tzv. P.č.; (Għ/c5)1/2 = 10-43 s |
| plazma | ionizované atomy; lze říci, že veškeré hvězdy jsou tvořeny z největšší části právě plazmatem, které se nalézá i v mezihvězdném a mezigalaktickém prostoru. |
| poloměr částicového horizontu vesmíru | pomyslný horizont, který omezuje naše poznávání okolního vesmíru a to proto, že k ještě žádná částice (foton) "nedorazila" k pozorovateli na Zemi; tak jak plyne čas, vzdálenost částicového horizontu roste; značka r0; dvojnásobek Hubbleova poloměru vesmíru (viz zde) rH, tedy r0 = 2rH = 2(cH-1), kde H je Hubbleova konstanta (viz zde) |
| posuv spektrálních čar | bezrozměrná veličina, značka z; je definována jako hodnota rozdílu vlnové délky čáry ve hvězdě a laboratoři dělená hodnotou vlnové délky téže čáry v laboratoři; znaménko výsledné hodnoty z označuje posun k jakému konci spektra: +z značí posun k červenému konci spektra, červený posuv a -z značí posun k modrému konci spektra, modrý posuv; spektrální čáry všech chemických prvků byly identifikovány v laboratořích a jejich vlnové délky jsou přesně známy a spektrální čáry ve spektru kosmického objektu jsou základním zdrojem informací o jeho vlastnostech; jedním z důvodů jejich posuvu je pohyb zdroje v zorném směru, tzv. Dopplerův jev |
| pozitron | antičástice, prvně objevená; lehká elementární (anti)částice s kladným nábojem a stejnou hmotností jakou má elektron; při srážce s elektronem anihiluje za vzniku odpovídajícího množství energie ve formě záření gama; v radioaktivním jádře se (i jinak stabilní) proton rozpadá na neutron, neutrino a pozitron |
| princip konvariance | A.Einstein; princip konvariance - přírodní zákony musí být vyjádřeny ve tvaru, který by se jevil všem pozorovatelům stejný, bez ohledu na to, kde se nacházejí nebo jak se pohybují |
| princip neurčitosti | W.Heisenberg; deinuje neurčitost možnosti určení přesných hodnot dvou veličin. Na základě tohoto principu je možné přesně poznat pouze jednu hodnotu na úkor hodnoty jiné |
| prostoročasový diagram | ukazuje situaci pozorovatele ve vesmíru; princip pro tvorbu takových diagramů je redukování prostorových rozměrů, a to až o dva, tedy p.d. je jednorozměrný model trojrozměrného prostoru, který nahrazuje pouze osa; časová osa je pak přímka kolmá k ose "redukovaného prostoru", procházející průsečíkem, v němž se nalézá pozorovatel v současnosti. Tvar diagramu závisí na přijatém kosmologickém modelu vesmíru, ale bez ohledu na tento fakt, v diagramu rozlišujeme dva jevy: světočáry a události; světočáry představují materiální objekty, které trvají kosmologicky dlouhou dobu (planety, hvězdy či galaxie) a události jsou pak krátkodobé jevy (výbuch supernovy, rozpad neutronu aj.); lze říci, že světočáry se skládají z dlouhého souvislého řetězce událostí |
| proton | stabilní částice; jednotkový elektrický náboj kladného znaménka; základní součást atomového jádra; poločas rozpadu = 1032 let; složení: kvarky uud; hmotnost mp = 1,7.10-27 kg což odpovídá energii 938 MeV c-2; 1840x těžší než elektron |
| proton-protonový řetězec též P - P cyklus |
jedna z alternartiv (viz Betheův cyklus) termonukleární reakce v nitru Slunce, ke které dochází
při teplotách kolem 15 MK; podstatou je postupná syntéza těžších
jader než je vodík, tzn., že cistě vodíková hvězda nemůže existovat; 1. 1H + 1H -> 2D + e+ + ν \ 2D + 1H -> 3He + γ \ 2. 3He + 4He -> 7Be + γ \ 7Be + e- -> 7Li + ν \ 3. 7Li + 1H -> 4He + 4He jedno jádro helia vstupuje opět do reakce na řádce 2. e+ pozitron; ν neutrino; γ foton Vydatnost této termonukleární reakce je úměrná 6. mocnině teploty; vysvětlení tohoto procesu podal r. 1932 R.Atkinson |
| přestupný rok | jelikož počet otáček Země kolem osy není celistvý (365,242199), přidává se každý čtvrtý rok jeden den (29. únor), který vyrovnává tuto odchylku |
| přirozené jednotky | definovány Stoneyem r. 1896; vznikly kombinací hondot "magické trojice": gravitační konstanty G, rychlosti světla c
a elektrického náboje e; MJ = (e2/G)1/2 = 10-7 gramu LJ = (Ge2/c4)1/2 = 10-37 metru TJ = (Ge2/c8)1/2 = 3x10-46 sekundy na tuto myšlenku připadl v r. 1899 nezávisle a v trochu jiné podobě Max Planck, jejich hodnoty se také příliš neliší, použil stejně jako Stoney G, c, ale místo e přidal konstantu akce (dnes Planckova konstanta) h mpl = (hc/G)1/2 = 5,56x10-5 gramu lpl = (Gh/c3)1/2 = 4,13x10-33 centimetru tpl = (Gh/c5)1/2 = 1,38x10-43 sekundy Tpl = k-1(hc5/G)1/2 = 3,5x10-32 kelvinu |
| R | [ nahoru ] |
| rádiové záření | elmg. záření s délkou větší než 1 mm; Zemskké atmosféra propouští z vesmíru r.z. o vlně kratší než asi 15 m, čímž je de facto vymezeno pásmo rádiových vln, přijímaných v radioastronomii |
| relativistické efekty |
|
| reliktní záření | pozůstatek (relikt) vývoje raného vesmíru z období 10-35 sekund po Velkém třesku; potvrzení teorie Big bang;
jsou také nazývány fotony kosmického pozadí; jedná se o nízkoenergetické fotony, které se projevují jako rádiové mm vlny a lze je tedy sledovat citlivými teleskopy. Jeho existence přímo vyplývá ze standardního modelu raného vemíru, předpověď jeho existence uveřejnili r. 1948 R.Alpher a R.Herman, objeveno bylo však až r. 1965 (A.Penzias, R.Wilson) - záření má formu nadbytečného šumu, jehož intenzita je ve všech směrech přibližně stejná (izotropní); má charakter záření absolutně černého tělesa, tzn. že se řídí Planckovým vyzařovacím zákonem; t=2,7 K r. 1992 byl objeven rozdíl teploty jedné stotisíciny stupně (družice COBE) - teplota mikrovlnného záření není zcela stejnorodá, ale z některých částí vesmíru přichází nepatrně teplejší či chladnější (NC za fyziku pro rok 2006); byly nalezeny prostory o rozměrech až deseti miliónů světelných let, které se sice nepatrně, ale prokazatelně liší teplotou od kosmického pozadí, což jsou pravděpodobně ony hledané nejprimitivnější struktury vesmíru - jakési zárodky, které se od okolí odlišovaly teplotou a hustotou; v chladnějších oblastech paradoxně vznikaly shluky zhuštěné hmoty, z nichž se postupně tvořily galaxie a hvězdy, teplejší oblasti odpovídají oblastem řídším na hmotu; existence těchto teplotních výkyvů je důkazem správnosti teorie Velkého třesku |
| rezonance | též hadronové rezonance; elementární částice, resp. jedna z vlastností elementárních částic; stav hadronů v excitovaném stavu, kdy se však r. velmi rychle rozpadají; byly objeveny r. 1953 |
| Roentgenovo záření | též paprsky X; pronikavé krátkovlnně záření o vlnové délce 0,1 - 100 A; zemská atmosféra jej pohlcuje, tedy výzkum r.z. nebeských těles je možno provádět pouze z umělých družic |
| rychlost světla | konečná rychlost světla byla poprvé postulována r. 1676 (O.Roemer); do té doby se soudilo, že rychlost světla,
jakož i šíření gravitace, je nekonečná; ve speciální teorii relativity je základem postulát, že rychlost světla ve
vakuu je konstantní a nezávislá na tom, ve které inerciáloní soustavě je měřena druhá mocnina rychlosti světla c je určena součinem dvou konstant, permeability a permitivity prostoru, které vystupují v definicích elektrických a megnetických jednotek |
| S | [ nahoru ] |
| Salpeterova reakce | jaderná syntéza (ve hvězdách) uhlíku ze tří jader helia |
| Schwarzschildův poloměr | též kritický poloměr; fyzikálně definovaná oblast, kde se úniková rychlost z černé díry rovná rychlosti světla; kritický poloměr RS = 3Mo, kde Mo je hmotnost Slunce. Na hranici Schwarschildova poloměru končí platnost současné fyziky |
| silná jaderná interakce | posána kolem r. 1935 (H.Yukava); díky s.j.i. drží atomové jádro pohromadě a převažuje nad působením slabé odpudivé elektrostatické síly, která by zapříčinila opačně rozpad jádra. Na rozdíl od interakcí gravitační a elektromagnetické se jedná o sílu krátkého dosahu - přestává zcela působit ve vzdálenosti 2x10-15 m, závislost její velikosti na vzdálenosti je složitá: při velmi malých vzdálenostech uvnitř jádra se mění na sílu odpudivou, čímž fakticky zabraňuje, aby se protony s neutrony přiblížily k sobě tak blízko, až by to mohlo vést ke gravitačnímu zhroucení. Jakmile se nukleony dostanou do vzdálenosti 2x10-15 m od sebe, je s.j.i. silou přitažlivou. Jedná se současně o sílu výběrovou, platí pouze pro baryony a nikoli pro leptony |
| singularita | lingv. ojedinělost; pokusíme-li o vysvětlení tohoto pojmu v kosmologickém pojetí, musíme použít mnoho uvozovek, protože pro dobré popsání neexistuje vhodné pojmenování. Smíříme-li se s tím, že vesmír má svůj časový počátek, pak singularita je právě tento okamžik, kdy vznikl čas, prostor, hmota a vlastně i všechny fyzikální zákony. Vždy můžeme odpovědět co bylo před jistým okamžikem (ať je časový interval jakkoli veliký), ale u singularity tato otázka postrádá smyslu, jelikož neexistovalo nic, v momentě vesmírné singularity vzniklo vše. Kosmologové zkoumající vesmír, resp. jeho vznik a vývoj postupují směrem dozadu a v okamžiku kdy se dostanou na absolutní počátek (singularitu) přestává zde platit veškerá logika. Singularitu lze vysvětlit slovy, ale nelze ji popsat fyzikálně ani matematicky (vše co by se násobilo nulou je opět nula). Proto se popis vesmír počíná od několika zlomků sekundy |
| skalární pole | typ hmoty s odpudivým gravitačním efektem; dříve se předpokládalo, že gravitace způsobuje vzájemné přitahování veškeré hmoty a energie; po r. 1970 zjistili fyzici subjaderných částic, že z teorie chování hmoty při vysokých teplotách vyplývá právě existence nového typu hmoty |
| slabá jaderná interakce | formulována r. 1933 (E.Fermi) a experimentální potvrzení r. 1968 (A.Salam, S.Weinberg a S.Glashow); síla slabší (řádově stotísíckrát) než silná jaderná interakce a má také mnohem omezenější dosah - 1x10-16 m. Jedná se o sílu destruktivní, jelikož vyvolává jak radioaktivní rozpad atomových jader, tak také rozpad neutronů |
| slapy | gravitační pnutí; jejich příčina je rozdílná gravitační síla působící na různé části rozměrného objektu |
| soustava CGS | měrná soustava, jejímiž základními jednotkami jsou centimetr, gram a sekunda/td> |
| soustava jednotek SI | soustava SI, fr. Systeme International d´Unites - soubor základních a odvozených jednotek doplněný jednotkami násobnými a dílčími.
Používání soustavy SI je na území ČR stanoveno zákonem s účinností od 1.8.1974. Každá veličina SI, resp. její jednotka je definována dle
jasných kritérií. Odkazy: Mezinárodní soustava jednotek SI; odvozené jednotky SI; mimosoustavové jednotky; staré jednotky, používané v českých zemích; antické jednotky starého Řecka a Říma, a dále měrné jednotky egyptské, babylonské a židovské; ruské jednotky; anglické měrné jednotky a americké měrné jednotky |
| spektrální čára | nejjednodušší spektrum optického záření, představující téměř monochromatický
(jednobarevný) úsek spektra. Utváří se jako monochromatický obraz štěrbiny
v ohniskové rovině komory štěrbinového spektrografu. Každá taková spektrální
čára patří jednoznačně k jedinému prvku nebo molekule, což dovoluje stanovit
chemické složení kosmických objektů. Spektrální čáry vznikají např. přechodem
mezi dvěma hladinami energie E1 E 2 a to:
|
| spektroskop | též spektrograf; přístroj, rozkádající elektromagnetické záření z nebeských objektů na jejich spektrum podle energie fotonů - spektrum (hvězdy); ze spektra lze odvodit jak daleko objekt je, rychlost vzdalování resp. přibližování, chemické složení, rychlost otáčení aj. |
| spektroskopie | rozklad záření ve spektrum a jeho studium, tj. měření vlnových délek spektrálních čar (viz zde) |
| spektrum | rozklad elmg. záření podle vlnových délek |
| spin | kvantová charakteristika elementárních částic; vyjadřuje počet možných orientací osy rotace částice v prostoru; každá částice rotuje podél osy, ale její poloha se v prostoru mění skokem, nikoli plynule. Spin může nabývat různých hodnot, a to podle počtu možností orientace osy rotace v prostoru: jedna poloha = spin 0, tři polohy = spin 1, pět poloh = spin 2 ad., resp.: dvě polohy = spin 1/2, čtyři polohy = spin 3/2 ad. Částice s poločíselným spinem (sudý počet možností orientace) se nazývají fermiony (podle E.Fermi) a částice s celočíselným spinem (lichý počet možností orientace) se nazývají bosony (podle S.Bose) |
| spontánní emise záření | pokud atom "spadne" z vyšší energetické hladiny do nižší, tak při tomto procesu spontánně vyzáří elektromagnetické vlny |
| struny | nejnovější teorie předpovídají existenci elementárních strun, jakožto nejnižší možný stavební kámen hmoty |
| supergravitace | viz supersymetrická interakce |
| Super Kamiokande | viz zde Kamiokande |
| supersymetrická interakce SUSY (supersymmetry) |
jednotná síla nahrazující všechny interakce; podmínky v soustavě, kdy by byly
všechny částice rovnocenné a existovala by jediná výměnná částice: intermediální
superboson; možnost existence takové síly je pouze při teplotě asi
1032 K; předpokládá existenci částic, které stírají
fundamentální rozdíl (polo a celo číselný spin) mezi bosony a fermiony nad jistou
kritickou teplotou; ke každému fermionu by měl existovat supersymetrický boson
a naopak ke každému bosonu supersymetrický fermion Ve vývoji vesmíru stála na počátku dokonalé souměrnosti |
| světelný rok | jednotka vzdálenosti v astronomii; vzdálenost, kterou urazí světlo ve vakuu
za 1 tropický rok, tj. 9,46.1015 m = cca 10 Pm odvozuje se i jednotka světelná minuta či sekunda |
| škálový faktor | bezrozměrná a univerzální veličina, která udává poměr vzdáleností dvou objektů od sebe naměřených v jiném čase; značka R; R v praxi nabývá hodnot vždy vyšší než 1, protože se vesmír rozpíná, při smršťování vesmíru by škálový faktor nabýval hodnot menších než 1 a při statickém vesmíru by se rovnal 1; R(škálový faktor) = R2/R1, kde R1 označuje vzdálenost (resp. nejkratší spojnice mezi dvěma objekty definovaná např. časovým intervalem světelného paprsku) naměřenou v prvém pokusu a R2 tutéž veličinu naměřenou později, tedy s jistým časovým intervalem |
| T | [ nahoru ] |
| tehdejší vs. dnešní vzdálenost | tehdejší vzdálenost: vzdálenost v době, kdy sledované fotony opustily objekt; dnešní vzdálenost: vzdálenost charakterizuje objekt ve chvíli kdy byly fotony zachyceny pozemským dalekohledem; každý vzdálený objekt vidíme s jistým zpožděním, úměrným jeho vzdálenosti vlivem konstantní a konečné rychlosti světla; vesmír se během tohoto intervalu rozpíná, tzn. že dnešní vzdálenost bude soustavně větší; velikosti hodnot dnešní vzdálenosti rostou s velikostí červeného posuvu z, avšak ne přímou úměrou - tehdejší vzdálenost roste jen do z=1,25, poté začíná klesat; vztah tehdejší a dnešní vzdálenosti |
| teorie | řec. theóriá, zření - pův. nazírání pravdivosti čistým myšlením nezávisle na jeho užitečnosti (opak praxe - empirie); výčet teorií naleznete zde |
| termonukleární reakce | syntéza atomových jader za vysokých teplot; sloučení čtyř jader vodíku (proton) na jedno jádro helia. Atomová hmotnost helia je o 0,029 hmotnostní jednotky lehčí než čtyři protony; tento úbytek hmotnosti činí volná energie a to podle vztahu ΔE = Δmc2 kde ΔE je množství uvolněné energie; po dosazení získáváme výsledek 4,3pJ = 27MeV zářivé energie |
| tropický rok | viz občanský rok |
| U | [ nahoru ] |
| účinný průřez | fyzikální popis schopnosti částic pronikat látkou |
| údolí nuklidů | pojem označující v chemické tabulce prvků místa, v nichž se vyskytují prvky kolem železa; neexistují takové teploty, aby započaly termonukleární přeměny u takto těžkých jader |
| uhlíko-dusíkový cyklus, cyklus C-N též Betheův cyklus |
jedna z alternativ (viz proton-protonový řetězec) termonukleární reakce; podstatou je přítomnost jader atomů
uhlíku v nitru hvězdy; napomáhají k zachycení volných protonů a k jejich "přilepení" do jádra helia; teplota potřebná
k tomuto typu reakce je cca 16 MK a hmotnost hvězd musí přesáhnout 1,75 násobek hmoty Slunce;
závisí na 20. mocnině teploty v centru hvězdy; do reakce vstupuje uhlík a vodík za vzniku dusíku a fotonu; dále pak dochází k dalším reakcím, kdy vzniká opět gama záření, neutrino a helium; uhlík zde vystupuje jako katalyzátor a z reakce vystupuje zcela beze změn |
| úhlová vteřina | mimosoustavová jednotka; jedná se o úhel, pod nímž bysme viděli korunovou minci ze vzdálenosti 5 km |
| ultrafialové záření | neviditelné krátkovlnné záření o vlnové délce 100 - 3000 A; u.z. z nebeských objektů pohlcuje zemská atmosféra |
| úniková rychlost | minimální rychlost, při níž se objekt (částice či kosmická sonda)
vymaní z gravitačního pole kosmického tělesa (Země, Měsíc aj.).
Odpor atmosféry se neuvažuje. Rychlost unikajícího objektu se při tom zmenšuje
působením gravitace kosmického tělesa. Značka: vu Úniková rychlost pro kteroukoli známou hvězdnou soustavu činí maximálně 700 km/s; únikovou rychlost objektu o hmotnosti m z povrchu kosmického tělesa o hmotnosti M a poloměru r odvodíme jednoduchou úvahou: kinetická energie (1/2)mvu2 musí překonat jeho potencionální energii GmM/r (kde G je gravitační konstanta, viz zde). Z rovnosti obou výrazů pak tedy vyplývá vu = √ (2GM/r); úniková rychlost z výšky h nad povrchem tělesa je menší, vuh = √ [2GM/(r+h)] |
| univerzální konstanty | podle Plancka se jedná o neměnné stavební kameny celé teoretické fyziky; jejich hodnoty jsou nazávislé na zvolené soustavě |
| V | [ nahoru ] |
| vakuum | nic, prázdný prostor - neexistující pojem v reálném světě;
prostor vždy obsahuje částice (kvarky, leptony) a pole (gravitace, gluon, foton,
intermediální boson); při myšlenkových experimentech (nelze je docílit s dnešními
technickými možnostmi) existují jakési dva stupně vakua: uvažujme ideálně uzavřený
prostor:
|
| veličina | jestliže některou vlastnost můžeme vyjádřit číslem, nazýváme ji veličinou; veličina se zapisuje pomocí dvou částí: číselná hodnota a jednotka (viz zde);
veličina je pojem užívaný ke kvantitativnímu popisu jevů stavů a vlastností těles. Měření nějaké veličiny je určení její velikosti (hodnoty) ve zvolených jednotkách,
tj. ve zjištění počtu těchto jednotek obsažených v měřené veličině. Rozeznávají se:
|
| vlnová délka | záření s energií 1 eV má vlnovou délku 1,24μm; čím kratší je vlnová délka, tím přímočařeji se šíří; dlouhé a střední vlny se šíří prakticky všemi směry (nevadí jim ani zakřivení zemského povrchu); krátké a velmi krátké vlny vytvářejí již směrovaný paprsek (nemluvě pak o infračerveném, světelném a ultrafialovém záření) a jeho zachycení na větší vzdálenost je umožněn odrazem od ionosféry (80-500 km nad Zemí) |
| volné kvarky | ač nelze kvarky jednotlivě izolovat, v nejrannějších stádiích vesmíru, kdy panovaly extrémní podmínky byly kvarky tak blízko sebe, že se silná jaderná síla stávala odpudivou a v tomto čase byl prostor vyplněn volnými kvarky. |
| vylučovací princip | W.Pauli; princip, který říká, že v souboru částic se v daném okamžiku v daném stavu (spinu) smí nacházet jen jediná částice - fermion. Pro bosony takové pravidlo neplatí. |
| W | [ nahoru ] |
| Watt | zn. W; jednotka výkonu, přičemž platí 1 W = 1 J s-1 |
| Wilsonova komora | přístroj k registraci elementárních částic, objevený r. 1911; přesycená pára se v ní ochlazuje a v podobě mlžných kapiček se usazuje na iontech, které za sebou nechává nabitá částice, poté co prolétne komorou |
| Z | [ nahoru ] |
| základní konstanty | definovány r. 1920, A.Eddington; jedná se o bezrozměrné konstanty, jejichž vyjasnění pokládal za největší výzvu teoretické vědy:
|
| zářivý výkon | je závislý na 2.-4. mocnině hmotnosti hvězdy |
| zářivá energie | zářivá energie velmi kompaktních objektů (např. kvasary) vzniká pravděpodobně přeměnou rotační energie černých a to s účinností až 29% |
| zářivá hmotnost | určení hmotnosti jisté hvězdné soustavy (např. galaxie) na základě znalosti počtu hvězd v konkrétní soustavě; Slunce je považováno za průměrnou hvězdu ve vesmíru (pro řádové odhady z této premisy můžeme vycházet); proto tedy, když víme kolikrát více hvězd se nalézá se v jisté galaxii, tolikrát je vyšší její zářivý výkon, z čehož se pak odvozuje hmotnost svítící galaxie |
| Zeemanův jev | působením magnetického pole dochází ke štěpení atomových spektrálních čar, které jsou navíc polarizovány; pomocí Z.j. dokázal r. 1908 G.E.Hale magnetické pole na Slunci |
