Koroska - Avstrija - UNI. ZA 3. OBDOBJE - (2012/13)
Univerza za tretje življenjsko obdobje
- astronomska skupina - ekskurzija na KOROŠKO:
20. april 2013
Pred hišo eksperimentov EXPI - Kočuha
Najprej se zbašemo v mini bus: 19 potnikov
PROGRAM:
7:45 Zbor (PARKIRIŠČE) Tivoli - Ljubljana (vožnja čez Ljubelj).
9:15 Obisk Hiše eksperimentov(www.expi.at SLO),
Kočuha/Gotschuchen 34a,
hišo vodi Slovenec dr. fizike Samo Kupper (študije opravil v Ljubljni),
razlaga (tekst) je tudi v slovenščini - sorazmerno veliko astronomije,
ODLIČNO POSTAVLJENO.
12:15 Sveče - malica, kosilo, počitek ...
13:30 Sveče
Park znaminitih mož Koroške (Stefan, ...) - Goršetova galerija v Svečah
(Suetschach 42) - vodi Alenka Weber - Inzko.
15:15 Sveti Peter - ogled hiše Jožefa Štefana (samo tabla na hiši),
Žrelška cesta (Ebentaler Straße) 88, Celovec.
15:45 Planetarij v Celovcu ("Planeti med ognjem in ledom")
PLANETARIUM BETRIEBS GMBH, Villacher Straße 239
9020 Klagenfurt am Wörthersee (planetarium aon.at)
17:00 Odhod v Slovenijo ...
18:20 Prihod v Ljubljano - Tivoli.
Stroški: 325 EUR avtobus (17.1 EUR na osebo), 7 EUR EXPI, 3 EUR pros. prispevek Sveče, 8,5 EUR planetarij.
Skupaj: 35,6 EUR + nekaj živcev za organizacijo ...
Program ekskurzije pripravil in v celoti izvedel Vičar Zorko.
Nekaj podob iz poti, kratek opis Stefanovega življenja, Franceta Goršeta in njegove usode,
hiše eksperimentov - EXPI, ...:
Ogled Hiše eksperimentov
(www.expi.at SLO),
Kočuha/Gotschuchen 34a,
hišo vodi Slovenec
dr. fizike Samo Kupper (študije opravil v Ljubljni).
EKSPERIMENTI V EXPI SO PRAV IMENITNI – ker jih sami izvajamo,
nas veliko nauče, razlaga (tekst) je tudi v slovenščini.
EXPI vključuje kar nekaj astronomije, recimo izjemno iskrno komoro
za detekcijo kozmičnih žarkov, Foucaultovo nihalo ..., mnoge navduši
Amesova soba kjer palčki postanejo velikani in obratno, tu so še čudežna
ogledala, akustični top, tornado na dotik ... Za eksperimente v EXPI si je
potrebno
vzeti čas, so odlični »pedagogi«.
Vsi smo bili navdušeni (nekateri seveda bolj)
- obisk je trajal dobri dve uri.
http://edlieze.blogspot.com/2009/11/ames-room.html
http://www.randi.org/images/commentary/200607/ames_room.pdf
http://lite.bu.edu/inkjet-science/pdfs/ProjectLITEAmesRoom.pdf
Še nekaj iluzij - optičnih prevar.
--------------------------------------------
Trak (zgoraj desno) je po vsej dolžini in širini enake barve, svetlosti - a na
različno svetli površini se zdi različnih odtenkov.
Zakaj tako zaznavamo? Morebiti s tako iluzijo
navidezno povečamo kontrast, ki nam je pomagal preživeti v realnem
naravnem svetu polnem odtenkov barv, senc, pregrad, prepadov.
V katero smer se vrti plesalka - glej vsaj nekaj 10 sekund?
Luna se zdi na obzorju precej večja kot visoko na nebu,
to je zgolj optična prevara, iluzija
- zgoraj je geometrijska razlaga tega fenomena.
Obzorje se zdi zelo daleč in glede na recimo
oddaljene hiše, drevesa izgleda Luna ogromna.
Ko opazujemo nebesna telesa, se lahko marsikdaj
zgodi, da vidimo več, kot je v resnici moč zaznati
s CCD detektorjem - recimo t. i. kanale na Marsu, itn.
Z miško morate biti izven površine slike.
Nekaj časa glejte sliko v rdečo piko, nato z miško (še zmeraj glejte rdečo piko)
pojdite v sliko (slika se spremeni v črnobelo), a nekaj trenutkov vidite barvno podobo
dekleta.
Kateri lok je večji - daljši (z miško morate biti izven površine slike),
pojdite v sliko z miško (a ste spremenili mnenje),
sedaj kliknite na sliko (v resnici sta oba loka enako velika).
Sveče - park znaminitih mož Koroške (Stefan, ...)
- Goršetova galerija v Svečah
(Suetschach 42) - vodi na Alenka Weber, ki odlično
predstavi park znamenitih slovenskih osebnosti, Goršetovo
galerijo in res izjemno življenje umetnika Franceta Goršeta.
France Gorše, slovenski kipar, * 26. september 1897, Zamostec, † 2. avgust 1986, Golnik.
Iz wiki
Življenje
Rodil se je v družini knjigoveza Martina in gospodinje Marjete
Gorše rojene Brinšek kot 7. od 12-tih otrok. Obiskoval je ljudsko
šolo v Sodražici (1908-1912) in Umetno-obrtno šolo v Ljubljani pri
prof. Alojziju Repiču (1912-1914). Med 1. svetovno vojno je služil
na italijanski fronti, nazadnje v okolici kraja Pordenone (pokrajina
Pordenone). Leta 1920 se je vpisal na Likovno akademijo v Zagrebu.
Študiral je pri profesorjih Rudolfu Valdecu, Robertu Frangešu in
Ivanu Meštroviću, pri katerem je 1925 z odliko diplomiral. Po
diplomi je veliko potoval (Benetke, Padova, Milano, Firence, Rim
in Praga) in se še istega leta preselil k bratu Martinu kaplanu
v Dolnjih Vremah. Med leti 1926-1928 je živel v Trstu, nato pa se
je preselil v Gorico kjer si je uredil atelje, nato pa 1931 v
Ljubljano, kjer je ostal do 1945. Leta 1934 je bil izvoljen za
tajnika Društva slovenskih likovnih umetnikov, 1936 pa med
ustanovitelji revije Umetnost. Med 2. svetovno vojno je v
Ljubljani odprl privatno umetnostno šolo. Med njegovimi učenci
so bili med drugimi tudi: Drago Tršar, Marjan Tršar, Bogdan
Borčič in Milan Bizovičar. Leta 1945 se je preselil nazaj v
Trst, kjer je poučeval na slovenski gimnaziji. Leta 1952 se je
preselil v Združene države Amerike in sicer sprva v Cleveland,
nato pa v New York. V ZDA je preživel skoraj dve desetletji,
nato pa se je leta 1971 vrnil nazaj v Slovenijo.
Razstavo, ki je že bila dogovorjena, so mu v Sloveniji
na dan otvoritve odpovedali - to je bil zanj velik udarec.
Zaradi odpora
takratnega režima do njegovega dela pa ni mogel delovati
v Sloveniji, zato se je 25. maja 1973 naselil v Svečah v Rožu na
Koroškem.
Leta 1974 je v novem bivališču odprl atelje, naslednje
leto pa stalno zbirko svojih del.
V oporoki je Slovenskemu prosvetnemu društvu Kočna v Svečah zapustil
celotno svojo galerijo s kulturnim parkom.
Zanimivosti
Leta 1997 je Pošta Slovenije izdala poštno znamko (za 80 SIT)
z motivom njegovega kipa Kmetica.
Od otroštva je imel odprto rano na nogi, nogo so mu zato morali na stara leta
amputirati. A vseeno je še naprej marljivo delal - zjutraj telovadil,
nato popravljal hišo, atelje,
izdeloval klopi in mize pred hišo, kiparil, ...
Ogled hiše Jožefa Štefana
Nekoč Sveti Peter, danes
Žrelška cesta (Ebentaler Straße) 88 Celovec - ogled hiše Jožefa Štefana (tabla na hiši
spominja na velikega človeka, Slovenca, fizika, pesnika).
Hiša ni več v lasti štefanovega rodu, ogled notranjosti ni mogoč.
Štefan še nima spominske sobe - ne v Sloiveniji in ne v Avstriji, čeprav je edini
Slovenec po katerem se imenuje kak fizikalni zakon (zakon o sevanju črnega telesa)
in ima na Luni tudi svoj krater (na delu Lune, ki ga ne vidimo iz Zemlje).
Ministrstvo za izobraževanje, znanost, kulturo in šport mi je obljubilo,
da se bo kljub recesiji dalo kaj postoriti - velika verjetnost in naravna izbira
za Stefanovo spominsko sobo je kar Institut "Jožef Štefan".
Temperatura Sončevega in Zemljinega površja (iz Štefanovega zakona)
Jožef Stefan (* 24. marec 1835, Sveti Peter pri Žrelcu, sedaj predel Celovca,
† 7. januar 1893, Dunaj).
Še nekaj podatkov, ki jih bomo rabili za spodnje izračune, ocene:
- Štefanova konstanta je: so = 5.670400(40)*10-8 W.m-2.K-4,
- razdalja Zemlja-Sonce je približno: ao = 149.6 milijonov km,
- povprečen polmer Zemlje je: rz = 6371.0 km,
- polmer ekvatorja Sonca je: ro = 6.96342*105 km, kar je 109 polmerov Zemlje.
- gostota energijskega toka iz Sonca, ki pade na povšino atmosfere Zemlje: jo = 1366 W/m2
j_max = 1367 * (1 + 0.03344 * cos(gama-0.048869))
Efektivno temperaturo Zemljinega površja Tz izračunamo z
določitvijo energije, prejete s Sonca in energije oddane z Zemlje.
Obe energiji sta v sevalnem ravnovesju - koliko dobimo, toliko oddamo,
izsevamo. Če se spremeni odbojnost ali izsevnost Zemlje (atmosfere), recimo
zaradi toplogrednih plinov, se temperatura ali poviša ali zniža
do novega ravnovesja - kar zna usodno vplivati na podnebje
našega planeta.
Sevalno ravnovesno stanje Zemlje podaja preprost model v katerem
igra odločilno vlogo Štefanov zakon o sevanju črnega telesa (
,
ki pravi, da je gostota energijskega toka j, ki ga seva črno telo,
sorazmerna četrti potenci njegove termodinamične temperature, sorazmernostni koeficient sigma
pa je znan[a] tudi pod imenom Štefanova konstanta)
- to je edini fizikalni zakon poimenovan po kakem Slovencu.
Stefan je za izpeljavo uporabil Tyndallove (John) podatke,
kjer je temperaturo pretvoril v absolutno.
Na levi strani, spodnje bilančne enačbe, je dotok energije
iz Sonca (Jo = 1366 W/m^2), na desni izsevana energija Zemlje pri efektivni temperaturi Tz:
kjer sta a = 0,3 povprečna odbojnost Zemlje in 
= 0,612 efektivna
izsevnost Zemlje. Leva stran predstavlja prihajajočo energijo Sonca, desna pa
odhajajočo energijo z Zemlje po Stefan-Boltzmannovem zakonu. Od tod sledi:
Povprečna temperatura Zemlje okrog 288 kelvinom, omogoča tekočo vodo in s tem
razvoj raznolikih oblik življenja, ki smo ga deležni tudi ljudje ...
Omenimo še, da je Jožef Štefan prvi na svetu pravilno določil temperaturo površine
Sonca To = 5775.9 K (Sonce je Zemlji najbližja zvezda, razbeljena plinasta
krogla - v resnici je iz plazme, zmesi ločenih atomskih jeder in elektronov),
ki nam daje praktično vse - energijo, ki jo porabljamo za rast, življenje,
je tudi gonilo vremena - vodnega kroga, določa seveda, kar je bistveno in smo že omenili,
tudi temperaturo planeta. Če bi bili nekoliko bližje ali dlje od Sonca, bi nam
bilo ali prevroče ali premrzlo in ...
Kako izračunamo temperaturo površine Sonca?
 |  |
Izsev Sonca L na njegovem površju in izsev Lo na površju krogle polmera
oddaljenosti Zemlje, sta enaka
(izsev L skozi "kroglo", katere polmer sega od Sonca do Zemlje, je anak
izsevu na površini Sonca, le gostoti energij sta precej različni: j = L/S).
Štefan je ta izračun izvedel leta 1879, takoj ko je prišel do lastnega
zakona o sevanju črnega telesa: .
To je prva smiselna vrednost temperature površine Sonca, ki jo je seveda izračunal
Jožef Štefan iz lastnega zakona o sevanju črnega telesa. Ta zakon je pozneje tudi teoretično
izpeljal Štefanov učenec Ludwig Boltzmann, zato se imenuje Stefan-Boltzmannov zakon.
Eden največjih fizikov vseh časov še zmeraj nima spominske sobe - ne v Sloiveniji
in ne v Avstriji, čeprav je edini Slovenec po katerem se imenuje kak fizikalni
zakon. Po njem se imenuje tudi krater na Luni (na delu Lune, ki ga ne vidimo
iz Zemlje).
-----------------------------------------
Nekaj utrinkov iz Štefanovega življenja.
Jožef se je rodil materi Mariji Startinik (1815-1863), hčeri mizarja Gregorja Startinika
in njegove žene Apolonije, rojene Olip iz Glinj pri Borovljah, dekli na posestvu Josipa
Geigerja, in očetu Alešu (Aleksander) Stefanu (Stephan) (1805-1872), nezakonskemu sinu kmetice
Elizabete iz Škocjana pri Podjuni, mlinarskemu pomočniku. Starša ob rojstvu še nista bila
poročena.
Ko si je oče v Celovcu v Zgornji grajski ulici (nemško Obere Burggasse) 372 ustvaril
skromno trgovino z mlinarskimi in pekarskimi izdelki, se je 25. avgusta 1844 poročil z
Jožefovo materjo. Oče je formalno uveljavil očetovstvo šele 3. oktobra 1845, ko je Jožef
že obiskoval benediktinsko gimnazijo. Ostal je edinec. Starša sta bila
nepismena.
Leta 1841 je začel obiskovati celovško normalko, ki je tedaj zaradi učnega programa veljala za
»nemško« šolo. V osnovni šoli je pokazal veliko nadarjenost in so mu priporočili da nadaljuje
šolanje. Staršema je bil zelo hvaležen, ker sta mu to omogočila in ga podpirala tudi na univerzi.
Med počitnicami je učil mamo pisati in brati - res izjemna gesta.
Ker je kot otrok pomagal očetu mlinarju - na ramenu je nosil težke vreče - je imel celo
življenje eno rame povešeno. Na Dunaju je postal takrat najmlajši redni profesor,
sodelavci in študentje so ga imeli izreno radi.
Dobro leto pred smrtjo se je tudi poročil.
Še nekaj besed o njegovi karieri.
V letu 1848 je doživel revolucionarne dogodke v habsburški monarhiji,
še posebej spremembe na celovški gimnaziji.
Leta 1849 je postala slovenščina za slovenske dijake obvezen predmet
in sestavni del pisnega in ustnega dela mature. Slovenščino je tedaj
Stefana v četrtem razredu poučeval Janežič. Stefan se je začel zelo
zanimati za jezik in pesništvo. Skupaj s prijatelji so na gimnaziji
ustanovili literarni krožek, kjer so najprej zbirali in izmenjevali
knjige slovenskih in slovanskih književnikov, nato pa so začeli v
letu Prešernove smrti pisati sami in izdajati dijaško glasilo Slavija,
ki se verjetno ni ohranilo. Tukaj je Stefan objavil tudi svoje prve pesmi.
Diplomiral je iz matematike in fizike na Filozofski fakulteti Univerze
na Dunaju, kjer je študiral od leta 1853. Med njegovimi profesorji so
bili: Moth in Petzval za matematiko, Kunzek, Grailich in von
Ettingshausen za fiziko.Na univerzi je poslušal tudi Miklošičeva
predavanja iz jezikoslovja in predavanja iz kemije, astronomije,
anatomije, botanike in rastlinske fiziologije. Zanimal se je tudi
za filozofska in zgodovinska vprašanja, ter se učil francoščine in
angleščine. V študentskih letih je napisal in objavil več pesmi,
potopisov in poljudnoznanstvenih spisov v slovenskem jeziku. Jeseni
leta 1857 je našel svojo prvo zaposlitev kot profesor na dunajski
zasebni realki in v 4. letniku predaval eksperimentalno fiziko na
dunajski univerzi študentom farmacije. V letu 1858 je na dunajski
univerzi doktoriral z dizertacijo Opažanja o absorpciji plinov
(Bemerkungen über Absorption der Gase) pod von Ettingshausenovim
mentorstvom. Malo pozneje je z naslovom »privatni docent« pridobil
še uradno pravico predavati na univerzi. Naslednje leto je napisal
zadnje slovensko prozno besedilo Naturoznanske poskušnje. Ludwig in
von Brücke sta ga leta 1860 predlagala za dopisnega člana Cesarske
akademije znanosti.
Leta 1863 je postal izredni profesor matematike in fizike na Univerzi
na Dunaju, ter tako postal najmlajši redni profesor v tedanji državi.
Leta 1865 je začel načelovati tamkajšnjemu fizikalnemu inštitutu,
ki ga je leta 1850 ustanovil Doppler. Tedaj je nepričakovano umrl
asistent E. Gailich, ki je bil predviden za naslednika predstojnika
fizikalnega inštituta. Kmalu je iz zdravstvenih razlogov odšel
v pokoj von Ettingshausen in njegovo mesto je zasel Stefan.
Še preden je postal predstojnik inštituta, so Stefana izvolili
za rednega člana avstrijske Cesarske akademije znanosti.
Bil je tudi njen podpredsednik, prvi predsednik avstrijskega
elektrotehniškega društva in bil član več znanstvenih združenj
po Evropi. V letih 1876 in 1877 je bil rektor Univerze na Dunaju.
Stefan je raziskoval na vseh tedanjih področjih fizike: mehaniki,
hidrodinamiki, akustiki, termodinamiki, kinetični teoriji plinov,
kaloriki, teoriji toplotnega sevanja, elektromagnetizmu, optiki.
Kot smo že omenili, je na Dunaju postal takrat najmlajši redni
profesor.
ogromno je dal na eksperimeniranje.
Pot do zakona o sevanju
Stefan je zakon o sevanju objavil 20. marca 1879 v članku
"O odnosu med toplotnim ravnovesjem in temperaturo"
(Über die Beziehung zwischen der Wärmestrahlung und der Temperatur)
v Poročilih z zasedanj dunajske Akademije znanosti. Iz razprave
je razvidna njegova pot do odkritja zakona. Rokopis povzetka članka
je vseboval štiri strani formata A4, rokopis celotnega članka je
bil dolg 61 strani, tiskan članek pa je imel 38 strani.
Draperjeve meritve izseva žice (in posredno Tyndallove iz
Wülnerjevega učbenika) pri dani barvi (temperturi).
T_abs. tem. K pov_izsev T^4 (odvisnost vpelje Stefan)
------------- --------- ------------------------------
800 0.87 4.096E+11
864 1.1 5.57256E+11
927 1.5 7.38446E+11
991 1.8 9.64483E+11
1055 2.2 1.23882E+12
1119 2.8 1.56791E+12
1183 3.7 1.95857E+12
1247 5 2.41805E+12
1311 6.8 2.954E+12
1375 8.6 3.57446E+12
1439 10 4.28789E+12
1502 12.5 5.08955E+12
1566 15.5 6.01405E+12
Graf izseva glede na absolutno temperaturo na četro potenco.
To dvoje je preko analiz Draperjevih meritev vpeljal Jožef Stefan
in prišel do zakona o sevanju teles z dano absolutno temperaturo T.
Nekaj fizikov je očitalo Stefanu, da je bila njegova pot do zakona precej majava.
Naredili bi mu veliko krivico, če bi mislili, da je odkril zakon na slepo.
Veliko srečnih naključij je vplivalo na njegovo določitev, kar se pogosto
zgodi pri mnogih pomembnih odkritjih. Z meritvijo toplotne prevodnosti je
bil prepričan, da Dulong-Petitov zakon ne velja, obvladal je kinetično
teorijo plinov in uporabil absolutno temperaturo. Dulong-Petitov zakon
je uporabljal še Celzijevo temperaturo.Zakon so začeli preverjati tudi drugi.
Leta 1880 ga je potrdil Graetz in leta 1884 Christiansen.
Odlomek iz Stefanovega članka objavljenega 20. marca 1879 z naslovom
"O odnosu med toplotnim ravnovesjem in temperaturo"
(Über die Beziehung zwischen der Wärmestrahlung und der Temperatur)
v "Poročilih z zasedanj dunajske Akademije znanosti". Iz razprave
je razvidna njegova pot do odkritja zakona.
Glej (zgoraj) pojme v nemščini, oz. zveze, kot so "... der vierten Potenz ...
(na četrto potenco)" in "... der absoluten Temperaturen 273+1200 ...
(absolutnih temperatur 273+1200)". To sta dva izjemna prispevka Stefana
(absolutna temperatura in četrta potenca le te)
k rojstvu novega univerzalnega zokona fizike, oziroma narave.
Z meritvijo toplotne prevodnosti plinov je Stefan spoznal, da je le
absolutna temperatura lahko merilo za kinetično energijo delcev.
Obvladal je torej že dodobra kinetično teorijo plinov in je kot prvi na svetu uporabil
absolutno temperaturo za določitev izseva v odvisnosti od temperature.
Vedel je, da je hitrost pri trkih ali nihanjih delcev direktno povezana
z intenziteto pospeškov delcev, ki posledično pomenijo izsevano elektromagnetno
valovanje (po klasični sliki).
Bravo Stefan - sin mlinarske družine:
L/S ali P/S =
Termodinamična izpeljava (Boltzmannova pot, bil je štefanov učenec).
- zgoraj je prvi del izpeljave iz Planckovega zakona.
Vir: http://sl.wikipedia.org/wiki/Stefan-Boltzmannov_zakon
Boltzmannovo delo so mnogi znanstveniki tedaj ostro napadli, ker je tako
kot njegov prof. Stefan, zagovarjal kinetično teorijo plinov in je v 1870. letih
objavil več člankov, kjer je uvedel statistično razlago 2. zakona termodinamike.
2. zakona termodinamike je entropijski zakon, ki govori o spremembi entropije
sistema pri dovajanju toplote (razpršenosti energije in lege delcev).
Ludwig Boltzmann je leta 1906 v Devinu pri Trstu naredil samomor (nekateri trdijo,
da tudi zaradi napadov nasprotnikov na njegove fizikalne teorije).
Sledijo razmišljanja (grobe poenostavitve), ki so bolj intuitivna pomoč za
lažjo predstavo fenomena temperature v povezavi z gibanjem molekul in hkrati,
zaradi pospeškov nabitih delcev (trki, rotacije, nihanja, itn), navezava na
elektromagnetno sevanje ("svetlobo").
Seveda bolj v klasični kot kvantni sliki sveta.
Vse z namenom, da bi dojeli Stefanov zakon na nivoju atomov.
Najprej groba povezava potence T na 4 (tako čez palec) iz moči sevanja dipola.
Recimo da snov sestavlja množica dipolov katerih nihanje, rotacijo,
itn, določa temperatura, oz. obratno. Vako pospešeno gibanje nabitih delcev
pomeni elektromagnetno valovanje - izgubo energije v obliki sevanja.
----------------------------------------------------------------------
Ponovimo najprej povezavo med magnetnim poljem B in električnim poljem E pri
elektromagnetnem valovanju.
Velja, da je B = Ec in za amplitudo Zo nihajočega dipola velja odmik Z = Zo cos(wt).
w = 2pi/to, to je nihajni ali tudi obhodni čas. Frekvenca je 1/to.
Pospešek a je dvojni odvod odmika po času: a = d^2Z/dt^2 = -w^2 Zo cos(wt).
Pospešek a je torej sorazmeren s frekvenco na kvadrat.
Polje na razdalji r od naboja e je Er in je sorazmerno z e/r^2 - velja za točkast naboj,
Pravokotno na smer nihanja je sprememba polja Er
na razdalji r od naboja kar Er * v/c. Ker je hitrost v povezana s pospeškom a
kot v = a*t in t = r/c velja: E = Er*a*r/c^2. Spremenljivo polje nihajočega dipola
E je torej sorazmerno s frekvenco na kvadrat.
Gostota oddane energije je sorazmerna s produktom BE ali kar E^2.
Gostota oddane energije je torej sorazmerna s frekvenco na 4.
Spodaj je korektna formula za izsevano moč.
Zgoraj je podana moč P sevanja dipola (p=er) z dano frekvenco.
Zapisimo še Wienovo zakon: 
Zakon pravi, da je zmnožek valovne dolžine vrha spektralne gostote sevanja črnega telesa
in njegove absolutne temperature T konstanten!
Enak zakon podan s frekvenco pa je: 
Če v izrazu za moč dipola zamenjamo frekvenco v odvisnosti temperature (Wienov zakon),
dobimo željeno zvezo in sicer, da je moč izseva odvisna od temperature na četrto
potenco. To je "izpeljava" Stefanovega zakona zelo čez palec ...!
Kot zanimivost.
Kot vemo je kinetična teorija plinov povezala kinetično energijo
atoma s temperaturo (to sliko je zagovarjal tudi Stefan):
.
Kaj pa energija fotona - špekulacija?
Energija fotona (Ef) se izraža kot produkt Planckove konstante h in frekvence - velja:
Ef = h/to.
Če podamo analogijo, bi lahko dejali
da je energija fotonov sorazmerna s temperaturo in iz tega sledi grob sklep,
da je tudi frekvenca sorazmerna s temperaturo - kar pa podaja
tudi Wienov zakon.
Temperatura idealnega plina je merilo povprečne kinetične energije molekule:
Graf zgoraj ponazarja porazdelitev gostote izseva po valovnih
dolžinah za telesa z različnimi temperaturami.
Tako porazdelitev najbolje opisuje (že omenjeni) Planckov zakon,
maksimume izseva pa določa temperatura, kar opisuje Wienov zakon.
Danes Stefanov zakon o sevanju črnega telesa izpeljujemo
iz Planckovega zakona. Spektralna gostota črnega telesa je
po Planckovem zakonu enaka:
Še nekaj primerov uporabe zgoraj zapisanih enačb.
Svetloba s Sonca in Lune
Površinska temperatura, oziroma točneje efektivna temperatura,
Sonca je 5775,9 K. Po Wienovem zakonu ta temperatura odgovarja vrhu izseva pri
valovni dolžini:
Ta valovna dolžina ne sovpada slučajno z najbolj občutljim delom vidne spektralne
ostrine kopenskih živali. Tudi nočne živali in živali, ki lovijo v poltemi,
zaznavajo svetlobo iz večerne svetlobe in z Lune, ki je odbita sončna svetloba
z enako porazdelitvijo valovne dolžine. Tudi srednja valovna dolžina največje
moči svetlobe zvezd leži v tem obsegu, saj je Sonce v sredini običajnega
temperaturnega obsega zvezd.
Zaradi Rayleighovega sipanja modre svetlobe v ozračju se ta bela svetloba razdvoji,
kar povzroči, da je nebo modro, Sonce pa rumeno.
Svetloba iz razžarjenih žarnic in plamenov
Žarnica ima žarečo nitko z nekoliko nižjo temepraturo, ki da rumeno svetlobo.
Kar je »vroče rdeče«, ima spet nižjo temperaturo.
Ni težko izračunati, da ima
lesni ogenj pri 1500 K vrh sevanja pri valovni dolžini 2000 nm,
ki se nahaja v infrardečem delu spektra in ne v vidnem, ki sega nekako do 750 nm.
Sedaj vemo zakaj so goreča drva prej grelno telo kot učinkovito svetilo.
Sevanje sesalcev in človeškega telesa
Sesalci pri približno 300 K sevajo pri (3 tisoč µm K)/300 K = 10 mikrometrih -
zelo daleč v infrardečem delu. To je obseg infrardečih valovnih dolžin,
ki ga zaznajo gadi ali pasivne IR-kamere.
Valovna dolžina sevanja prapoka
Wienov zakon velja tudi za sevanje črnega telesa, ki izhaja iz prapoka.
Če je Wienova konstanta približno 3 mm K in temperatura sevanja kozmičnega
ozadja prapoka približno 3 K (oziroma 2,7 K), je razvidno, da je vrh mikrovalovnega
ozadja neba pri 2,9 mm K / 2,7 K = malo nad 1 mm v mikrovalovnem delu. Zato mora
biti mikrovalovna oprema za merjenje kozmičnega mikrovalovnega sevanja ozadja
občutljiva na obeh straneh tega frekvenčnega obsega.
Naselitveno področje (habitable zone),
- spet nam pomaga Stefanov zakon, saj velja da iščemo
tisto razdaljo od neke zvezde z izsevom L, kjer bo temperatora planeta
okrog 290 K (da je na planetu mogoča tekoča voda - poleg energije drugi najpomembnejši
pogoj za nastanek in razvoj življenja).
Velja enak premislek, kot pri računanju povprečne temperature Zemlje:
j = L/(4*pi*R2) = stef_konst*T4
Od koder izpeljemo razdaljo R pri temperaturi 290 K:
R_naselitvena = (L/(stef_konst*4*pi*(290K)4))1/2
Območje naselitvene cone neke zvezde lahko izrazimo tudi z izsevom
Sonca (Lson) in astronomsko enoto - razdaljo Sonce-Zemlja Rae:
R_naselitvena = Rae(Lzve/Lson)1/2
Rae = 150 milijonov km
R_naselitvena = srednja razdalja naselitvenega področja (cone) za zvezdo z izsevom Lzve,
Širina je Rnp ± 0.2*ae
Lson = 3.827×1026 W
PIMER:
Trije planeti ob rdeči pritlikavki Gliese 581
Skupina astronomov Južnega evropskega observatorija
(European Southern Observatory - LA SILLA)
je odkrila morebiti Zemlji podoben planet (eden izmed treh
pri zvetdi Gliese 581).
Podatki:
- 5 X masa Zemlje,
- premer je 1,5 Zemljinega,
- 20 sv. let dalec, v ozv. Tehtnice,
- potuje okrog rdece pritlikave zvezde Gliese 581,
- obhodni cas je samo 13 dni - hm,
- oddaljenost od zvezde ae/14 (0.073 ae, ekscentričnost e = 0.28 ± 0.06 )
- izsev 0.013 Sončevega (P, Lson = Lo = 3.827×1026 W)
- naselitveno področje (sredina): Rnp = Rae(0.013Lson/Lson)1/2 = 0.11 ae
- baje vsebuje H2O in ima primerno temperaturo za zivljenje
(od 0 do 40°C)
- ocenjena temperatura na planetu je (črno telo):
T = ( L/(stef_konst*4*pi*R2) )1/4
= ( 0.013*3.827*1026W/(5.67 * 10-8W/m2K-4*4*p*(0.073*150*109m)2) )1/4 = 276 K to je 3°C
Projekt Kepler je odkril že kar nekaj zvezd s planeti v naselitvenem področju,
recimo
"Kepler 22b: skoraj Zemlja, ki kroži okoli Soncu podobne zvezde".
Glej tudi strani:
- http://kepler.nasa.gov/
- ali
https://en.wikipedia.org/wiki/Kepler_%28spacecraft%29.
Umetniška podoba sitema GJ 667 Cc (Gliese), potencialno bivalni planet potuje okrog rdeče
pritlikavke v trojnem zvezdnem sistemu.
Si predstavljate toliko "Sonc" na nebu?
V bistvo živimo na Zemlji - ki je, za razmere v vesolju, idealen planet.
--------------------------------------
Kako je razmišljal osemnajstletni Jožef Štefan
Nevmerlost
Kako zalostno bi bilo
tu na zemlji nam ziveti,
ce bi morali po smerti
kakor drugo vse strohneti!
Ce bi nam zaperti bili
lepsi in srecnejsi kraji,
ce bi tudi nam neznani
vekomaj ostali raji.
Iz knjige Jozef Stefan, Fizik 1835 - 1893
(avtor Niko Ottowitz, Celovec 2010).
Odličen opis življenja Jožefa Stefana je leta 1993
zapisal tudi Sandi Sitar v knjigi "Jožef Stefan - pesnik in fizik".
Štefana je za znanstvene in pedagoške
dosežke odlikoval cesar, kar mu je prineslo pravico
do plemiškega naslova, ki pa je ni izkoristil (to bi lahko šteli kot
zadnji dokaz,
da je res bil Slovenec – pretirana skromnost).
Kot smo videli, je Štefan pisal in tudi objavljal poezijo v slovenskem jeziku – a
Levstik ga je zelo skritiziral in tako se je raje preusmeril v študij
fizike (morebiti mu je Levstik – kjub krivičnim ocenam poezije – naredil
uslugo – kako že gre tista, da ni vsk sovražnik, ki te potisne v ...).
Planetarij v Celovcu ("Planeti med ognjem in ledom")
PLANETARIUM BETRIEBS GMBH, Villacher Straße 239
9020 Klagenfurt am Wörthersee (planetarium aon.at).
Planetarij v Celovcu je še zmeraj Ljubljani najbližji
planetarij –
Slovenija še zmeraj čaka na lasten planetarij.
Nekaj programskih vsebin je tudi v slovenščini. Planetarij je eno n
ajbolj univerzalnih učil, saj nam dinamiko neba, zvezd, planetov, Sonca, itn,
prikaže zelo realistično in hkrati slikovito.
Pot nazaj v Slovenijo: Celovec - Ljubelj - Ljubljana.
Nekaj zemljevidov !
Hiša eksperimentov - Kočuha.
Še beseda o prelazu Ljubelj.
Cesta čez Ljubeljski prelaz s kranjske
strani na jedkanici iz poznega 18. stoletja
Ljubelj (nemško Loiblpass; 1369 mnm) je cestni gorski prelaz v Karavankah.
Do leta 1945, ko je bil nekaj sto metrov pod prelazom zgrajen cestni predor,
je Ljubelj veljal za najbolj strm cestni prelaz na celotnem področju Alp,
saj je naklon na gorenjski strani povprečno 14%, na nekaterih mestih pa
celo 32%. Danes stara cesta, ki je zaprta za promet, v zimskem času služi
kot sankališče, poleti pa prirejajo dirke starodobnikov (Hrastov memorial).
Pred mejnim platojem na slovenski strani stoji hotel, ob njem pa je iztek
smučišča Zelenica.
Ljubeljski predor je najbližja povezava med Ljubljansko in
Celovško kotlino in predstavlja državno mejo med državama
Slovenijo in Avstrijo. Predor leži na nadmorski višini
1069 m in je najnižji cestni prelaz v Karavankah. Od izgradnje karavanškega
predora leta 1991 se je promet skozenj zmanjšal.
Prvi predor so v letih 1941-1945 gradili vojni ujetniki,
ki so bili nastanjeni v bližnji podružnici
koncentracijskega taborišča Mauthausen.
Ljubeljski prelaz in predor - skica. Vir:Wiki
Že v antiki je bil prelaz del trgovske poti, o tem pričata dva rimska
oltarja ob poti (pri cerkvi Sv. Lenarta v Brodeh, Avstrija
(avstrijsko: Loibltal) in v Podljubelju. Ljubeljsko sedlo je predstavljalo
pomembnejšo trgovsko pot od konca 14. stoletja dalje, ko je Trst prešel pod
habsburško oblast. Tekom stoletij se je promet povečeval, zato so okrog
leta 1573 koroški in kranjski deželni stanovi preko Ljubelja zgradili
cesto, tik pod vrhom prelaza pa skopali okrog 100 m dolg predor.
Cesto so nato večkrat širili, med letoma 1725 in 1728 pa so odstranili
strop predora in ga spremenili v 130 m dolg skalni usek. Ob zaključku
del so graditelji postavili na sedlu dve piramidi v čast cesarju
Karlu VI., ki je ob tej priložnosti čez Ljubelj potoval na Kranjsko.
Promet je preko sedla potekal do 2. svetovne vojne. Aprila leta 1941
je iz avstrijske strani čez prelaz na Gorenjsko vdrla nemška okupacijska
vojska. Med letoma 1943 in 1944 je prebila okrog 1,8 km dolg cestni predor,
ki ga je kopalo približno 1000 vojnih ujetnikov iz koncentracijskega
taborišča Mauthausen ter 800 delavcev podjetja Universale. Že Janez
Vajkard Valvasor je naredil idejni načrt za ta predor, a se je ideja
uresničila šele 250 let po njegovi smrti.
Na celovški strani Kravank je v gore vrezana izjemno lepa in slikovita
soteska Čepa (Tscheppaschlucht).
Novi »Hudičev most« pri Sopotniškem šumu v soteski Čepe.
Čepa je najglobja soteska v avstrijskem
delu Karavank in velja za eno najbolj obiskanih koroških naravnih
znamenitosti. Nahaja se pod cesto, ki pelje iz prelaza Ljubelj proti
Borovljam (Ferlach), oblikovala pa sta jo potoka Borovnica in Žabnica.
Po soteski je speljana varovana pešpot, opremljena s številnimi mostovi
in lestvami. Njeno izhodišče (600 m nm) je v bližini avstrijskega naselja
Podljubelj (Unterloibl), od katerega poteka pot do sotočja Borovnice in
Žabnice (660 m nm), od tam pa do slapa Sopotniški
šum (Tschaukofall, 720 m nm), kjer se nahajata t.i. »Hudičeva mostova«.
Starejši most je del cestne povezave, mlajši, železni viseči most, pa je
del turistične poti. Desno od slapa se nahaja naravni most. Pot od
izhodišča do naravnega mostu traja okoli 1 do 11 h.
--------------------------------------------------------------------------------------
Še malo zgodovine.
1.11.1918 General Rudolf Maister prevzame oblast
nad spodnjo Štajersko s poveljstvom v Mariboru in s tem začne boj za
severno slovensko mejo. Priključi se mu nekaj 1000 prostovoljcev,
prava slovenska vojska. Po zasedbi Špilja 25. novembra 1918 je graško
vojaško poveljstvo poslalo v Maribor polkovnika Rudolfa Passyja, da bi
poizvedel, kaj namerava general Maister storiti ob severni meji. General
Maister je z njim 27. novembra 1918 sklenil pogodbo, ki je dovoljevala
Slovencem zasesti narodnostno ozemlje ob severni meji na Štajerskem
in na Koroškem, čeprav je že imel v rokah odredbo poverjeništva
II. vojnega okrožja, ki mu je omejevala poseganje na Koroško.
Proti pogodbi Maister – Passy so nastopili Nemci v Gradcu, Celovcu
in na Dunaju, pa tudi Narodna vlada v Ljubljani. Na seji Narodne vlade
30. novembra 1918 so sprejeli tudi naslednji sklep: »Generala Maistra je
podučiti, da je njegov delokrog strogo vojaški, da tedaj nima sklepati
z Nemško Avstrijo nikakih političnih pogodb.« Tako smo izgubili velik
del Koroške južno od Drave. Franjo Malgaj piše "Koroška s Celovcem vred
bi bila že zdavnaj zasedena, če bi nam vlada ne bi vezala rok". »Naivni«
slovenski politiki so čez pol leta od predstavnikov antantnih velesil
na Pariški mirovni konferenci dobili servirano naslednjo izjavo,
"Slovenska vlada je menda spala, ko je bilo treba zasesti Koroško.
Kar imate zasedenega in če tam vlada red in mir ostane vaše!".
