Magnety a speciální relativita

Thumbnail play icon
93 %
Tvoje hodnocení
Počet hodnocení:256
Počet zobrazení:6 109

V nejnovějším videu z kanálu 1veritasium se podíváme na to, jak speciální relativita umožňuje fungování magnetů.

Video z MinutePhysics, na které se na konci odkazuje, se pokusím také brzy přeložit a doplnit tak všechny informace o tomto tématu.

Přepis titulků

Jen pár prvků může být permanentním magnetem. Železo může, ale měď nemůže. Ale když jakýmkoliv kovem pustíte elektrický proud, stane se magnetem. Elektromagnetem. Ale jak je to možné? Kupodivu je to důsledek speciální relativity. Speciální relativita říká, že v našem vesmíru délka a čas nejsou pevně dané. Dva pozorovatelé ve vzájemném relativním pohybu je vnímají jinak.

Je to relativita. Pokud například budete dost přesně měřit, zjistíte že pozorovatelům v relativním pohybu čas plyne pomaleji. Dereku, kdy ses naposledy holil? Před 6 hodinami. Vlastně to bylo před 5 hodinami, 59 minutami a 59,9999999 sekundami. Pohybující se objekty jsou navíc smršťovány ve směru pohybu. - Vypadáš hubený.

- Jen z tvého pohledu. Když se objekt vzhledem k vám relativně pohybuje, zabírá méně místa, než kdyby stál. A i když je efekt mnohem menší, než tu předvádíme, zmenšení velikosti je to, co umožňuje fungování elektromagnetů. Představte si měděný drát. Jsou v něm kladné kovové ionty plovoucí v moři volných záporných elektronů. Protože počet protonů je stejný jako elektronů, tak je celý drát neutrální.

Pokud bude blízko pozitivně nabitá kočka, tak na ni drát nebude nijak působit. A i když bude drátem protékat proud, tak elektrony potečou jedním směrem, ale hustota kladných a záporných nábojů bude stále stejná, takže drát bude neutrální a nebude na kočku působit. Ale co když se kočka začne pohybovat? Pro jednoduchost si představte, že se kočka pohybuje stejným směrem a rychlostí jako elektrony.

Z mého pohledu je drát stále neutrální a neměl by na kočku nijak působit. Ale podívejte se na tuto situaci z jejího pohledu. Z pohledu kočky se pozitivní náboje v drátu pohybují. Takže podle speciální relativity budou jejich rozestupy lehce menší. A z tohoto pohledu se elektrony nepohybují, takže rozestupy budou větší. Předměty zabírají větší prostor když se nepohybují. Tyto dvě změny způsobí, že v drátu bude větší hustota pozitivních nábojů. Není tudíž už neutrální, ale kladně nabitý.

Což znamená, že kladně nabitá kočka bude pociťovat odpuzující sílu. Ale z mého pohledu se to zdá jako záhada. Na stojící kočku nepůsobí žádná síla, ale pohybující se kočka je nějak odpuzována od tohoto neutrálního drátu. Jak tu sílu nazvete? Řekneme, že je to magnetická síla. A to hlavně proto, že drát pod proudem vychyluje blízké magnety. Experiment tedy ukazuje, že magnetické pole je jen elektrické pole viděné z jiného úhlu pohledu.

Z pohledu kočky je odpuzována elektrickým polem, které je vytvořeno nadbytkem kladných nábojů díky zkrácení rozestupů. Z mého pohledu je kočka odpuzována od neutrálního drátu díky magnetickému poli vytvořenému protékajícím proudem. Jestli je to elektrické nebo magnetické pole záleží na vašem úhlu pohledu, ale výsledek je stejný. Takže elektromagnet je ukázkou speciální relativity v každodenním životě.

Může se to zdát šílené, když elektrony putují drátem rychlostí 0.0000000001 % rychlosti světla. Tak jak na tom může speciální relativita něco změnit? Má se to tak, že v drátu je tolik elektronů a elektrická interakce je tak ohromně silná, že i maličká změna ve velikosti může změnit rovnováhu nábojů a vytvořit dostatečně velkou sílu. Speciální relativita vysvětluje elektromagnety.

Ale co permanentní magnety? Kusem skály přece nemůže protékat elektrický proud, ne? Klikněte se zde na MinutePhysics, kde se dozvíte o typech magnetů, složení a kouzlu permanentních magnetů. Překlad: Mithril www.videacesky.cz

Komentáře (34)

Zrušit a napsat nový komentář

Odpovědět

neverím tomu, chcem dôkaz,
experiment, kde to čo tvrdia ukážu.

00

Odpovědět

respektíve, pozoruje sa toto aj u supravodívého obvodu?

Lebo ja som si doteraz myslel, že EM vzniká tým, že
elektrón preskočí z atómu na atóm,
takže z 0 km/h ide na 150 000 km/h a potom 0 km/h,

a pri tomto vytvára okolo seba pole...

00

Odpovědět

Když kliknete na tamten rámeček s tím 2.videem, neopustíte videačesky, ale zobrazí se tam špatné titulky.

00

Odpovědět

Odpovědět

K tvému příspěvku mám jednu poznámku. Tvůj odkaz se ani zdaleka netýká videa nahoře, takže nechápu, proč to sem do komentářů píšeš. Pokud chceš navrhovat videa na překlad, tak k tomu máš Vzkazy a požadavky vpravo nahoře nebo to můžeš napsat na FB stránku. Oboje bude mnohem účelnější, než tohle.
Ale pokud vím, někdo to už překládá, takže se toho brzo dočkáš.

191

Odpovědět

+MithrilKlid vždyť se jen zeptal.

186

Odpovědět

+MithrilTheTristo: Však já mu jen vysvětluju, jak ta videa navrhovat účiněji. Šance, že si tu tohohle návrhu všimne jiný překladatel je prakticky nulová. Ale především na FB se návrhy kontrolují poměrně často, takže je i mnohem větší šance, že si návrhu někdo všimne a přeloží ho. :-)

190

Odpovědět

Teoreticky tedy, kdyby se ta kočka nehýbyla, byla by přitahována? Protože by se pohybovaly elektrony ale ne protony tudíž by podle speciální relativity byla větší hustota elektronů. Není to trochu divné?

202

Odpovědět

Nebyla by přitahována. Když se kočka nehýbe, tak nepozoruje kontrakci délek a tudíž je drát z jejího pohledu neutrální.

184

Odpovědět

Taky mi to nesedí. Pokud se pohybující kočce "zdají" hustší stojící protony, pak stojící kočce by se měly jevit hustší pohybující se elektrony.. Navíc i když video tvrdí, že na stojící kočku elm. pole nemá vliv, tak zároveň ukazuje, že na stojící kompas vliv má.. Takže se v tom strácím..

201

Odpovědět

+iqTaky jsem se nad tím pozastavil :D tady jim to trochu habruje :D přesně jak se píše, když kočka stojí a el se pohybují, tak by jich mělo být více podle S.T.R a tudíž kočku přitahovat

00

Odpovědět

Jen bych si chtěl ujasnit jednu věc. Zrovna u mědi to platí, protože má jeden volný valenční elektron a tudíž stejný počet volných elektronů i kationtů, ale u jiných kovů, dejme tomu u titanu, by tam už byli např. dva (nebo čtyři, nevím jestli se kovové vazby účastní i elektrony mimo s-orbitaly) elektrony na jeden kationt? ono je to stejně ve výsledku fuk, ale může mi někdo znalejší problému říct, jestli plácám kraviny nebo ne? :D

190

Odpovědět

Stejný proud znamená přesun stejného množství elektrického náboje za stejnou dobu. Takže je jedno jestli přesunuješ dva elektrony od dvou různých atomů, nebo dva elektrony od jednoho atomu. Stále to bude stejný proud. Stejně tak při určité rychlosti pohybu je ti jedno jestli došlo ke kontrakci dvou nebo tří atomů, pokud celková změna náboje způsobená tou kontrakcí bude stejná, což vyvolá stejnou elektrostatickou sílu. Ať tak nebo onak, stejný proud procházející dvěma rovnoběžnými vodiči ve stejné vzdálenosti vyvolá stejnou sílu bez ohledu na použitý materiál.

190

Odpovědět

radsi sem davejte AVGN

1828

Odpovědět

Think with magnets.

180

Odpovědět

já bych radši myslel s portály ale magnety mi asi budou muset stačit :)

180

Odpovědět

Na tohle jsem narazil nedávno, a žasnu, co za naprosto šílené věci magnety dovedou: http://www.youtube.com/watch?v=Ws6AAhTw7RA

190

Odpovědět

možná to dělali stejní borci, co u nás na elektrofakultě připojovali v zásuvkách fázi na kolíky...

180

Odpovědět

Odkdy je něco kladného značeno červeně?! xD

1817

Odpovědět

Od té doby, kdy se elektrony značí modře. :P

180

Odpovědět

+ se znaci cervene a - napriklad modre.Stridave a stejnosmerne napeti se neznaci stejne...

180

Odpovědět

Dost dobrý video a pěkně vysvětlený. Musel jsem se jít hned podívat na to video od MinutePhysics a, wow, to je snad ještě lepší :). Naprosto vyčerpávající informace, rozhodně to taky přeložte ;), na YT je to s angilckými titulky ttp://www.youtube.com/watch?v=hFAOXdXZ5TM

190

Odpovědět

1veritasium mě baví mnohem víc než aktualní díly Vsauce. Doufám že bude víc dílů.

192

Odpovědět

Rád bych dodal víc dílů, ale zrovna veritasium není příliš aktivní kanál. Objevují se většinou tak 2 videa za měsíc.

190

Odpovědět

+MithrilTak vybírejte ze starších videí, jsou tam toho desítky...

210

Odpovědět

YEAH BITCH! MAGNETS!

206

Odpovědět

Fakt originální sem dát druhej nejoblíbenější koment z toho MinutePhysics videa ;)

186

Odpovědět

+FrixTak vidím, že tě musíme trošku zkulturnit http://i.qkme.me/3qhbp3.jpg

191

Odpovědět

Ani na základce a ani na střední jsem fyziku neměla ráda a nechápala jsme to. Ve 20 jsme na tom pořád stejně..

1912

Odpovědět

hmm, tak to je velmi zajímavé. Doufám, že tento srdceryvný příběh se dočká filmového plátna...

195

Odpovědět

+pav1A snad mne bude hrát Natalie Portman :)

211

Odpovědět

Myslím, že další v pořadí na překlad jsou permanentní magnety, ne? :)

191