Na této stránce najdete odkazy na všechny animace a simulace, které jste viděli během přednášky. Pro přehlednost jsme je rozdělili podle témat.
Přidali jsme navíc ještě pár perliček, které už se do přednášky nevešly, ale mohly by pro vás být zajímavé.
Elektromagnetické vlnění
Model elektromagnetického vlnění
Zde si můžete vytvořit obě složky elektromagnetického vlnění a nastavit jejich vlastnosti: vlnovou délku, amplitudu, polarizaci. Vlnění se vám generuje v čase, můžete si zobrazit i superpozici obou vln. Pro pokročilejší je zde možnost přidat do cesty vlnění materiál a nastavit mu koeficienty refrakce i extinkce pro každou složku vlnění. A jako bonus si pro své vlny můžete vybrat libovolnou barvu!
Posuvným ovladačem můžete plynule volit barvu světla na spektru a vždy se vám k ní zobrazí příslušné hodnoty – vlnová délka, frekvence i energie jednoho fotonu. Aplikace zobrazuje i celé elektromagnetické spektrum mimo viditelnou část, ať můžete vnímat i širší souvislosti.
… jsou vlastně taky světlo! Jenom mají mnohem větší vlnovou délku než záření, které vidí lidské oko. Tady si můžete pohrát přímo s kmitajícím elektronem na vysílači – buď jím můžete kmitat ručně, nebo si můžete nastavit automatické oscilace a upravit jim frekvenci a amplitudu. Vpravo můžete pozorovat rozkmitaný elektron na přijímači. K dispozici jsou i další funkce a různá zobrazení elektromagnetického pole.
Spektroskopie
I světlo zanechává „otisky prstů“ – a spektroskopie je vidí. Tady si můžete vybrat z několika prvků, u kterých si zobrazíte jejich spektrální stopu – a to buďto v emisní (jaké světlo je vyzářeno) nebo v absorpční (jaké světlo je pohlceno) spektroskopii. Pomocí spektroskopie můžeme například zjistit, z čeho se skládají atmosféry exoplanet – planet v jiných slunečních soustavách, nám velmi vzdálených.
S tímto návodem si můžete vyrobit vlastní spektroskop a pozorovat spektrální složení světla z různých zdrojů. Najdete tu ke stažení šablony k vytištění, a dál už potřebujete jen tvrdý papír, nůžky, lepidlo (nebo lepicí pásku), černý fix a staré CDčko.
Dopplerův jev a rudý posuv
Pokud se zdroj světla pohybuje vůči pozorovateli, vlnová délka, kterou pozorujeme, se mění. Platí to i naopak, pokud se pohybuje pozorovatel. A platí to i pokud se pohybují oba.
Pokud se zdroj světla pohybuje směrem k nám (pozorovateli), jako by „tlačil“ světelné vlny před sebou. My je pak pozorujeme, jako by byly „stlačené“ – tedy kratší. Kratší vlnová délka znamená změnu od původní barvy směrem k modré barvě na spektru; tomuto jevu tedy říkáme „modrý posuv“.
Pokud se zdroj světla pohybuje směrem pryč od nás (pozorovatele), jako by „táhl“ světelné vlny za sebou. My je pak pozorujeme, jako by byly „natažené“ – tedy delší. Delší vlnová délka znamená změnu od původní barvy směrem k červené barvě na spektru; tomuto jevu tedy říkáme „rudý posuv“.
„Tažení“ a „tlačení“ vln je jen pomůcka k zapamatování; ve skutečnosti se vlnové délka mění, protože zdroj světla další vlnu vyzáří buď blíž k té předchozí (pohyb směrem k nám) nebo dál od té předchozí (pohyb směrem pryč).
Tady si to můžete vyzkoušet. V rámečku vpravo nahoře klinete na Start, spustíte emisi světelných vln a pak pohybujete světelným zdrojem nebo pozorovatelem libovolně v prostoru – a sledujete, jak se mění pozorovaná vlnová délka.
Rudý posuv může být způsoben nejen pohybem světelného zdroje (Dopplerův jev), ale i rozpínáním vesmíru. Tomuto jevu říkáme „kosmologický rudý posuv“. Světelné vlny jsou natahovány (vlnová délka se zvětšuje), ale tentokrát ne protože by se někam pohyboval zdroj, ale protože samotný prostor, kterým vlnění letí, se rozpíná, natahuje – a vlny se natahují s ním.
Pro ilustraci tohoto jevu slouží tato krátká videa od NASA. Všimněte si pevného bodu, který se nepohybuje (planeta Země vlevo dole). Všude kolem ní se rozpíná vesmír – a světelné záření, které k nám putuje od zobrazené galaxie, je postupně natahováno a mění barvu do červena.
Rychlost světla
Vědci z americké univerzity MIT vytvořili krátkou počítačovou hru, kde si můžete vyzkoušet, jaké by bylo pohybovat se rychlostí světla. Vizuál hry se mění podle toho, jak by naše smysl reagovaly na pohyb blízký rychlosti světla – tedy vnímáme takzvané „relativistické efekty“. Hru je potřeba si stáhnout na počítač a nezabere vám moc času – dohráli jsme ji asi za 10 minut 😉
Gravitace a zakřivení časoprostoru
Tady se můžete vyzkoušet, jaký vliv má hmotnost planety nebo hvězdy na časoprostor kolem. Pomocí posuvného ovladače nastavujete hmotnost objektu (v jednotkách hmotnosti našeho slunce). V prostoru rotuje 3D mřízka, která znázorňuje časoprostor bez zakřivení. Podle toho, jak měníte hmotnost tělesa, se mění míra zakřivení časoprostoru – tedy jeho gravitační působení.
Tato simulace vám umožní vytvářet v prázdném prostoru různě velká a hmotná vesmírná tělesa – a zároveň jim udávát rychlost a směr, díky kterým se začnou pohybovat prostorem a gravitačně na sebe působit. Můžete tak pozorovat, jak větší objekty gravitačně lapí ty menší, jak vznikají oběžné dráhy a co se stane, když se dvě vesmírná tělesa srazí. Aplikace průběžně zobrazuje vysvětlení k tomu, co se ve vašem malém vesmíru právě děje.
A třeba se vám povede způsobit, že váš vesmír dosáhne kritické hmotnosti a zhroutí se do černé díry!
