Transcript Elektromagnetické vlny a záření

Elektromagnetické vlny
a záření
ZŠ Velké Březno
Kde všude se s nimi setkáváme?






Zapneme-li rozhlasový nebo televizní přijímač a
vyladíme-li nějakou stanici.
Ohříváme-li si jídlo v mikrovlnné troubě.
V létě, když se opalujeme.
Pokud nás lékař pošle na rentgen.
Používáme-li mobilní telefon.
A to zdaleka není všechno.
Co je pro člověka nejdůležitějším
a nejznámějším zářením?



Světlo
Teprve v 19. století James Clerk Maxwell
dokázal, že světlo souvisí s elektřinou a
magnetismem a že jsou to vlastně
elektromagnetické vlny.
Zároveň předpověděl, že kromě světla musí
existovat i jiné, neviditelné, elektromagnetické
vlny.




Tyto vlny pak byly skutečně objeveny německým
fyzikem Heinrichem Hertzem a staly se
základem pro rozvoj radiotechniky, televize a
celé bezdrátové techniky spojů.
Historie radiotechniky.
Předválečná televize.
Zapsat tabulku na str. 87
Druhy vlnění


Mechanické
Elektromagnetické
Jaké znáte mechanické vlnění?


Vlnění vznikne vhodíme-li kámen do rybníka.
Vlny v rybníce se projevují tak, že částice na hladině
střídavě klesají a stoupají.


Vlny brzy vymizí, aby se šířily dál, museli bychom
povrch vody neustále rozkmitávat.
Kde se člověk v poslední době setkal s velmi ničivým
vlněním tohoto typu?
Tsunami
Pobřeží před a po tsunami



Dalším druhem mechanického vlnění jsou
zvukové vlny.
Při šíření zvuku kmitají částice vzduchu.
Zdrojem zvuku je nějaké kmitající těleso.
Elektromagnetické vlny


Vznikají kmitáním částic s elektrickým nábojem
– tedy necháme-li vodičem procházet střídavé
proudy o vysokém kmitočtu, bude takový vodič
vysílat elektromagnetické vlny (anténa).
Elektromagnetické vlnění se šíří rychlostí světla
c=300 000 km/s.
Základní veličiny




λ-vlnová délka
Jednotka 1m
1nm
(nanometr)=10-9m
1pm
(pikometr)=10-12m




f – kmitočet (frekvence)
f=c/λ
Jednotka 1 Hz (1 hertz)
Kmitočet udává kolik kmitů vykoná
těleso za 1s.




Závislost šíření elektromagnetických vln na
vlnové délce.
Je-li vlnová délka velká elektromagnetické vlny
snadno pronikají za překážky- např. rádiové vlny.
Je-li vlnová délka malá nebude se tato vlna šířit
za překážky- např. světlo
str. 90
Rádiové vlny
Vlnová délka
Vlny
Použití, výskyt
2 000 m-1 000 m
dlouhé
rozhlas
600 m- 150 m
střední
50 m-15 m
krátké
15 m- 1 m
velmi krátké televize
Cesta signálu




Vysílač ( taky se používal dřív výraz anténa )
vysílá vlny.
Ty se šíří nejenom vzduchem, ale i vakuem.
Na příjem potřebujeme anténu.
Obr. Str. 90
Přenos informací



Elektromagnetická vlna přenáší nějakou
informaci. V případě rozhlasového vysílání je
v ní zakódován zvuk a v případě televizního
vysílání i obraz.
Čím kratší je vlnová délka (čím vyšší je
frekvence), tím více informace do ní můžeme
zakódovat.
Pro televizní vysílání je tedy potřeba kratší
vlnová délka.





Jaké problémy z toho plynou pro televizní
vysílání?
Televizní vlny nepronikají za překážky.
Jak se tento problém řeší?
Je potřeba hustější síť vysílačů nebo satelitní
vyslání.
Str. 91
Princip televizní obrazovky str. 91
Mikrovlny
Vlnová délka vlny
Použití,
výskyt
1 m – 0,3 mm mikrovlny
Mobilní
telefony
GPS
Mikrovlnné
trouby
Mobilní telefony




Jaké informace jsou zakódované do mikrovln při
použití obilních telefonů?
Číslo toho, komu voláte.
Zvuk
Dnes už i obraz.
GPS





Global Positioning System
Globální poziční systém
Satelitní síť 28 družic
Pohybují se ve výšce 20 200 km nad Zemí
Oběžná doba ½ dne
Systém družic
Detail družice
Starší a modernější GPS
GPS v autě
Co to je? Vysvětli princip.
Radar





Radio Detecting and Ranging
Využívá toho, že se mikrovlny odrážejí od
kovových předmětů.
Za války umožňoval vyhledávat a ničit
nepřátelské lodě a letadla.
Dnes složí spíše k navigaci.
Měření rychlosti aut a při předpovědi počasí.
Radarové snímky oblačnosti
Hurikán na radaru
Infračervené záření
Vlnová délka Vlny
Použití výskyt
0,3 mm – 750 Infračervené
nm
záření
dálkové
ovladače,
noční vidění,
tepelné záření
Noční vidění
Jaký je princip, a kde se využívá?
Noční vidění v autě
Strom na termosnímku
Tepelné úniky domů na
termosnímcích
Světlo
750 nm – 400 nm
červené
oranžové
žluté
zelené
modré
fialové
vidění
Ultrafialové záření
Vlnová délka Vlny
Výskyt,
použití
400 nm – 10
nm
opalování,
solária,
sterilizace
potravin
Ultrafialové
záření
Co to je?





Toto záření způsobuje opalování kůže.
Ale může také způsobit rakovinu kůže.
Oči před ním chráníme slunečními brýlemi.
Největší intenzitu má na horách a u moře.
Pozor, tímto zářením jsme se dostali k zářením,
která už jsou pro člověka nebezpečná.
Rentgenové záření
Vlnová délka Vlny
Výskyt,
použití
10 nm – 1 pm Rentgenové
záření
Lékařská
a průmyslová
diagnostika




Toto záření objevil v roce 1895 Wihelm Conrad
Röntgen.
V roce 1901 získal jako první Nobelovu cenu za
fyziku.
Toto záření proniká i měkkými tkáněmi lidského
těla.
Než se přišlo na to, že toto záření má větší
rakovinotvorné účinky než ultrafialové, mnoho
lékařů na to doplatilo životem.
Záření gama
Vlnová délka Vlny
Použití,
výskyt
Menší než
300 pm
Ozařování
nádorů,
kosmické
záření,
radioaktivní
záření
Záření gama



Vzniká při radioaktivní přeměně atomových
jader
Přichází k nám z kosmu, především od Slunce
Před nebezpečnými druhy záření ze Slunce
(slunečním větrem nás chrání magnetické pole
Země)