Podcast o Elektromagnetické spektrum a atómová teória

Kapitoly

Neviditeľná diaľnica

Od rádia k mobilu

Mikrovlny všade okolo nás

Grécky atomos

Planck a kvantová revolúcia

Puding s hrozienkami

Zhrnutie a záver

Přepis

Matej: Zamyslel si sa niekedy, ako je možné, že tvoj mobil chytá Wi-Fi signál len tak, zo vzduchu? Žiadne káble, nič... a predsa streamuješ videá.

Nina: Za celým týmto kúzlom sú rádiové vlny. Neviditeľná diaľnica, po ktorej sa prenášajú dáta. A nie je to žiadna mágia, ale čistá fyzika.

Matej: Presne tak. Počúvate Studyfi Podcast a dnes si posvietime na frekvencie, ktoré nás obklopujú každý deň.

Nina: Začnime s vlnami, ktoré poznáš. VKV, teda veľmi krátke vlny, s dĺžkou od jedného do desiatich metrov. To je klasické FM rádio.

Matej: Dobre, to poznám. A čo taký televízny signál alebo mobilné dáta?

Nina: Tam už ideme na kratšie vlny. UHF, čiže ultra krátke vlny, od desať centimetrov do jedného metra. Sú hustejšie a prenesú viac informácií.

Matej: Takže čím kratšia vlna, tým viac dát?

Nina: V podstate áno. A tak sa dostávame k SHF – super krátkym vlnám. Sú známejšie ako mikrovlny. A nie, nemyslím len tú v kuchyni, čo zohrieva jedlo.

Matej: Takže môj router mi neohrieva večeru, hej?

Nina: Dúfajme, že nie! Ale presne v tomto pásme funguje Wi-Fi aj Bluetooth. Sú to vlny s dĺžkou od jedného milimetra do desať centimetrov.

Matej: Fascinujúce. Takže vďaka mikrovlnám môžem na mobile pozerať video o tom, ako si v mikrovlnke urobiť popcorn.

Matej: Takže to je základná štruktúra hmoty, ale kde sa vlastne vzal ten nápad... ten úplne prvotný koncept atómu?

Nina: Musíme sa vrátiť v čase. A to poriadne ďaleko, až do starovekého Grécka.

Matej: Čože? Naozaj tak ďaleko?

Nina: Presne tak. Filozofi ako Demokritos a Leukippos tvrdili, že ak budeš deliť hmotu na stále menšie kúsky, raz dosiahneš bod, kde to už ďalej nepôjde.

Matej: A tomu bodu povedali...?

Nina: „Atomos,“ čo v gréčtine znamená „nedeliteľný“. Pre nich bol atóm tou najmenšou, základnou čiastočkou látky.

Matej: Takže taká super-malá legová kocka vesmíru.

Nina: Dá sa to tak povedať. Táto myšlienka pretrvala tisícky rokov, až kým jej John Dalton v roku 1803 nedal vedecký základ.

Matej: Ale skutočný zlom prišiel ešte neskôr, však? Keď sa do hry zapojila energia.

Nina: Absolútne. V roku 1900 prišiel Max Planck so zistením, že energia sa nevyžaruje spojito, ako tečúca voda, ale v malých balíčkoch, ktoré nazval kvantá.

Matej: V balíčkoch? Ako nejaké energetické cukríky?

Nina: Presne tak! A dokonca na to vytvoril slávnu rovnicu: E sa rovná h krát f. Kde 'E' je energia jedného fotónu a 'f' je frekvencia.

Matej: A to záhadné 'h'?

Nina: To je Planckova konštanta. Kľúčové číslo, ktoré nám otvára dvere do sveta kvantovej fyziky. A práve o tom, čo nasledovalo po tomto objave...

Matej: Tak a to nás privádza k nášmu poslednému dnešnému modelu, ktorý je dosť... vizuálny. Čo prišlo po Daltonovej jednoduchej guličke?

Nina: Presne tak. Prišiel anglický fyzik Joseph John Thomson. V roku 1897, na základe svojich experimentov s vodivosťou plynov, prišiel s niečím revolučným.

Matej: Dobre, som zvedavý. Ako teda podľa neho atóm vyzeral?

Nina: Vieš čo, najlepšie sa to opisuje ako "puding s hrozienkami". Celý atóm si predstav ako guľu kladne nabitej hmoty – to je ten puding. A v nej sú rovnomerne rozptýlené záporne nabité elektróny, ako tie hrozienka.

Matej: Počkaj, takže atómy sú vlastne dezert? To znie oveľa lepšie ako len nejaká guľa.

Nina: Presne! Preto sa mu hovorí "pudingový model". To najdôležitejšie je, že Thomson objavil elektrón! A za tento objav dostal v roku 1906 Nobelovu cenu.

Matej: Takže to nebol len nejaký nápad, on to mal podložené experimentmi.

Nina: Áno, bol to skvelý experimentálny fyzik. Tento model bol prvý, ktorý počítal s tým, že atóm má nejakú vnútornú štruktúru.

Matej: Fantastické. Takže, aby sme to dnes zhrnuli: od jednoduchej nedeliteľnej guľôčky sme sa dostali k chutnému pudingu plnému elektrónov. Obrovský skok.

Nina: Presne tak. A pripravil pôdu pre všetko, čo prišlo potom.

Matej: Nina, opäť raz skvelé vysvetlenie, ďakujem. A vám, milí poslucháči, ďakujeme za pozornosť a dopočutia pri ďalšej epizóde Studyfi Podcastu!