Chléb, mikrovlny a rychlost světla
30. 5. 2007
V dnešním pokusu pronikneme do zapovězené skříňky, zvané mikrovlnná trouba, která stejně jako radary využívá elektromagnetického záření. Ukážeme vám, co to jsou a co dokážou mikrovlny: zda procházejí lidskou rukou, suchým či mokrým textilem anebo kouskem kovu. Michael se sice neosvědčí jako skvělý kuchař, zato pomocí mikrovlnné trouby změří rychlost světla.
Michael: Like Tereza said, I like to cook at home with my microwave. But you can also use your microwave to do lots of interesting other things, such as calculate a speed of light. But to do this first of all we have to say something about the standing waves.
Jak říkala Tereza, rád doma vařím v mikrovlnce. Vy ale můžete použít svou mikrovlnku k mnoha jiným zajímavým věcem, jako třeba vypočítat rychlost světla. Ale než se do toho pustíme, musíme si říci něco o stojatých vlnách.
RNDr. Zdeněk Drozd, CSc., katedra didaktiky fyziky, MFF UK: Teď vytvoříme stojaté vlnění na kusu gumy pomocí vrtačky. Jsou vidět uzly a kmitny. A vzdálenost dvou sousedních uzlů nebo kmiten je vlastně půlka vlnové délky. No a teď podobné stojaté vlnění vytvoříme v mikrovlnné troubě. Nejprve musíme z mikrovlnné trouby odstranit všechny otáčející se části, Michaele.
Michael: Tak já vyndám, všechno vyndám …
RNDr. Zdeněk Drozd, CSc., katedra didaktiky fyziky, MFF UK: A podíváme se dozadu na štítek, jaká je frekvence mikrovlnného záření. Je to 2450 MHz tedy přibližně 2,5 GHz. A teď přijde ke slovu pověstné Michaelovo kuchařské umění.
Michael: Ano, dámy a pánové, já mám pro vás dneska vynikající anglický recept.
Tereza: Copak vaříš? Suchý chleba?
Michael: Ano, suchý chleba, dámy a pánové. A proto budeme potřebovat jeden hrníček, dva kousky českého chleba a jeden talíř. Dáme chleba vedle sebe, položíme hrníček do trouby, na něj položíme talíř s chlebem, zavíráme a pečeme dobrých pět minut. Až uvidíte kouř, tak to bude pěkně hotové.
Tereza: Už kouří, už kouří!!!
RNDr. Zdeněk Drozd, CSc., katedra didaktiky fyziky, MFF UK: To je vynikající. Ale radši bych to vypnul.
Michael: Už to kouří. Tak podíváme se, dámy a pánové.
RNDr. Zdeněk Drozd, CSc., katedra didaktiky fyziky, MFF UK: Prosím tě, nespal se, Michaele!
Michael: Přesně jako od babičky.
RNDr. Zdeněk Drozd, CSc., katedra didaktiky fyziky, MFF UK: A teď změříme, jak daleko jsou od sebe ty dva tmavé fleky. Protože tam byly kmitny stojatého mikrovlnného vlnění. Je to přibližně šest centimetrů. Terezo, vlnová délka je dvakrát tolik, to znamená dvanáct centimetrů.
RNDr. Zdeněk Drozd, CSc., katedra didaktiky fyziky, MFF UK: A z toho už můžeme, Michaele, spočítat rychlost šíření světla. Víme, že rychlost šíření světla se dá spočítat jako vlnová délka krát frekvence. To jsme naměřili: to znamená žádná celá dvanáct metru krát dva a půl krát deset na devátou. No a to když vypočítáme, vychází nám tři sta miliónů metrů za sekundu, čili tři sta tisíc kilometrů za sekundu.
Tereza: Jo, to si pamatuji ze školy …
RNDr. Zdeněk Drozd, CSc., katedra didaktiky fyziky, MFF UK: No vida … Tak jsme ho změřili v mikrovlnné troubě.
Tereza: Takže vlastně v mikrovlnné troubě se jídlo ohřívá rychlostí světla? Ne.
RNDr. Zdeněk Drozd, CSc., katedra didaktiky fyziky, MFF UK: Terezo!
Michael: Bye-bye. And thank you. Tak Terinko, jak ti chutnal můj anglický chleba?
Tereza: Jako obvykle to bylo znamenité. Mimochodem, pochopili jste, že jsem mnohem lepší partie než Michael, protože vím všechno o mikrovlnách a navíc od něj umím
vařit.
Autor: Vladimír Kunz