Takže, v tomto článku by som vás chcel oboznámiť s ďalším kvantovým javom a potom by som vám vysvetlil ako vďaka tomu funguje slnko. Taktiež sa dozviete nejaké informácie o energií. Tento článok bude možno dlhší.
V tomto článku by som vás chcel oboznámiť s ďalším kvantovým javom a potom by som vám vysvetlil, ako vďaka tomu funguje slnko. Taktiež sa dozviete nejaké informácie o energii.
- Ako funguje horenie?
Výborná otázka. Pri vysvetlení princípu horenia vám budem musieť predstaviť nový princíp, tzv. energetický profil, a jeho diagram. Je to veľmi jednoduchý koncept a ak ho pochopíte, budete následne schopní pochopiť, ako funguje slnko. Taktiež je to priestor. kde sa objavuje kvantové tunelovanie.
- Čo je to energetický profil a jeho diagram?
Tento princíp opisuje v chémii reakcie a je to vlastne teoretická cestička energie v procese. Vysvetlím vám to teda na horení dreva.
Takto vyzerá energetický graf
Čo to znamená?
Predstavte si, že potrebujete dostať niečo do stavu svietenia, a teda "vydávať" nejakú energiu, ako pri horení. Najprv musí teleso pribrať nejakú energiu z okolia, aby sa ďalší proces odovzdávania energie mohol rozbehnúť. Tento graf slúži na určenie, koľko energie na čo treba. Takže 
Na obrázku vidíme samotný graf.
Oranžová šipka predstavuje to, že teleso príjma energiu.
Modrá šipka predstavuje, že odovzdáva.
Predstavte si to ako lopčitku, ktorú tlačíte po kopci. Do určitého momentu ju musíte tlačiť, ale potom ide sama. To isté platí tu. Viď. obrázky nižšie
Teda si to predstavte takto. Všetky elektróny v dreve sa musia dostať do stavu (odborne stav excitácie), pri ktorom vyžarujú svetlo, ktoré prenáša energiu medzi vami a ohňom, teda vás zohrieva. To znamená, že im musíte nejakú energiu odovzdať, aby tiež samy začali vydávať nejakú energiu.
- Čo je to kvantové tunelovanie?
Predstavte si, že diagram energie, ktorý som spomínal hore, je kopec, po ktorom tlačíte loptičku. Čo ak by ste boli schopní vykopať tunel cez kopec a priamo poslať loptičku tade? Myslíte, že je to v tomto prípade nemožné? Nie! Presne tento jav nazývame kvantové tunelovanie.
Musíte brať do úvahy, že loptička, ktorú pustite z útesu, aby prešla tou horou, neprejde, pokiaľ jej nedáte dosť energie. Aj keď je na druhej strane veľmi pekné miesto, kam by sa chcela dostať. Lenže v kvantovom svete to tak nie je. Kvantový svet je vlastne celý o náhode a šanciach. Ak by ste to takto teoreticky spravili s elektrónom, je aj nejaká šanca, že častica sa objaví aj na druhej strane tejto bariéry. V obrázku nižšie vidíte šancu, čím hrubšia zelné čiara, tým väčšia je šanca, že sa tam elektrón objaví.
Lenže to nie je až tak správne. Jedna zaujímavá vec je tá, že niekedy sa stane aj to, že elektrón by sa objavil v strede toho grafu. Ako keby sa tá loptička zrazu zjaví v strede hory. Takže správnejšia pravdepodobnosť je toto
Ale čo táto posledná konštatácia znamená? Znamená to to, že elektrón sa občas objaví aj v jadre atómu.
- Ako funguje fúzia a čo to má spoločné so slnkom?
Najprv sa vás spýtam jednu otázku. Skúste sa zamyslieť, kým si prečítate odpoveď. Koľko vody by som musel vystreliť na slnko z vodnej zbrane nato, aby som ho uhasil? (Neberte do otázky iné veci, jednoducho koľko vody treba na uhasenie slnka?)
Odpoveď:
Ak by ste striekali vodu na slnko, postavili by ste našu hviezdu proti nám. Treba si uvedomiť, že slnko nehorí. Slnko je obrovská guľa plazmy, v ktorej prebieha fúzia. Horieť nemôže z dôvodu takého, že vo vesmíre sa nenachádza dosť molekúl kyslíku (ani zďaleka dosť), aby tam mohlo niečo horieť. V podstate by ste našej hviezde len prikladali palivo, čím by sa zväčšovala, až by sa zväčšila a zosilnela by do takého stavu, že by pohltila našu Zem. Ale ako potom funguje tá fúzia?
zdroj obrázku- http://www.nobelprize.org/
Fúzia v slnku je vlastne založená na tom, že slnko je obrovská guľa vodíku, ktorá sa mení na rôzne prvky, najviac na hélium. Asi si neviete predstaviť, koľko veľa je tam hélia a vodíku. Berte do úvahy to, že slnko je asi miliónkrát väčšie ako zem. Gravitačné zrýchlenie na slnku je veľmi veľké, teda všetky tieto atómy to tlačí k sebe. V prvej časti, kde vidíme len 2 protóny, (čo sú vlastne vodíky), majú rovnaký náboj, teda ako vás v škole učili, nikdy sa nepriblížia k sebe. Táto interakcia je naozaj obrovská a silná. Tu prichádza na scénu kvantové tunelovanie. Kvantové tunelovanie robí to, ako som hore vysvetlil, že prejde nejakú energetickú bariéru bez príjmu vlastne akejkoľvek energie. Táto šanca je naozaj malá, ale predstavte si, aké malé sú protóny a neutróny a aké je veľké slnko. V slnku sa deje kvantové tunelovanie stále. Takže občas tie protóny prejdú tou energetickou bariérou a ako sa dostanú do určitého bodu k sebe, musia vytvoriť pár. Tam, kde vidíme ten malý náznak výbuchu (biela gulička = próton), je už vlastne prvá časť fúzie. Tu sa mení protón na neutrón. Lenže to nejde len tak, musí niečo odovzdať na túto zmenu. Na to, aby sa protón zmenil na neutrón, musí odovzdať pozitrón (antičastica elektrónu, elektrón s kladným nábojom) a elektrónové neutríno (k tomu sa dostanem neskôr).
Druhý krok je, že sa opäť musí stať náhoda, pri ktorej nastane kvantové tunelovanie a musia sa spojiť protón a predošlá vzniknutá častica, teda jeden protón jeden neutrón - vodík, ako ho poznáme. Pri tomto procese už konečne dostaneme nejaký energetický výdaj - odíde fotón svetla, ktorý vznikol pri tomto jave. Ako každý vie, fotón je vlastne nositeľom energie, teda tento fotón už odíde z tohoto slnka napríklad na našu Zem. Alebo je absorbovaný inými časticami v slnku. Ale stále máme len izotop hélia a nie hélium.
V treťom kroku sa priblížia 2 predošle vzniknuté izotopy hélia, opäť sa náhodou spoja, lebo prejdú bariérou pomocou kvantového tunelovania a vznikne čisté hélium. Lenže čisté hélium sú 2 protóny 2 neutróny a v reaktantoch (3izotop hélia) sú dokopy 4 protóny. Tieto protóny odletia vo forme prvého izotopu vodíka.
Ďakujem za pozornosť a prajem pekný zvyšok dňa.
