Základní škola Zlín, Nová cesta 268, příspěvková organizace Vzdělávací oblast Člověk a příroda Vzdělávací obor Fyzika 9 Tematický okruh Atomy a záření Téma Elektromagnetické vlnění Název VY_32_INOVACE_7_28_elektromagneticke_vlneni Určení 9. ročník Autor Mgr. Tomáš Bobál Vytvořeno Leden 2013 Anotace Určeno pro výuku a domácí přípravu žáků. Prezentace seznamuje žáka s druhy a využitím elektromagnetických vln.

Elektromagnetické vlny a záření 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. Laserové ukazovátko, laserová show A to zdaleka není všechno

Rozdělení Rádiové vlny Mikrovlny Ultrafialové vlny Gama záření Infračervené vlny Viditelné světlo RTG vlny

Trochu z historie Roku 1865 skotský fyzik James Clerk Maxwell matematicky odvodil, že existují elektromagnetické vlny, které se šíří rychlostí světla. 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. Svou práci však nedokončil, neboť v 48 letech zemřel

Tyto vlny pak byly skutečně objeveny německým fyzikem Heinrichem Hertzem a staly se základem pro rozvoj radiotechniky, televize a celé bezdrátové techniky spojů. Hertzovi se podařilo zjistit, že elektromagnetické vlny se šíří rychlosti světla c = λ . f c …. rychlost světla c= 300 000 000 m/s f …. frekvence v Hz λ …. vlnová délka v m

Elektromagnetické vlnění zápis do sešitu Elektromagnetické vlnění Elektrické a magnetické pole spolu často souvisejí. Zvláště výrazné je to v situaci, kdy se některé z polí mění. Mluvíme pak o elektromagnetickém poli, které je zdrojem elektromagnetických vln. Elektromagnetické vlny jsou příčné a šíří se i ve vakuu. Šíří se rychlostí světla. Dělení: Rádiové vlny, Mikrovlny, Infračervené záření, Viditelné spektrum (Světlo), Ultrafialové vlny, Rentgenové záření, Záření GAMA

Elektromagnetické záření zápis do sešitu Elektromagnetické záření Má dvě navzájem neoddělitelné složky Elektrickou (vektor intenzity el. pole) Magnetickou (vektor mag. indukce) Jsou navzájem kolmé a jejich kmity probíhají napříč ke směru, kterým se vlnění šíří Příklad elektromagnetické vlny

Vlastnosti elektromagnetických vln závisí na : vlnové délce Je-li vlnová délka velká – elektromagnetické vlny snadno pronikají za překážky – např. rádiové vlny. Vlnová délka λ Čím kratší je vlnová délka elektromagnetické vlny, tím vyšší je jí kmitočet a naopak. Je-li vlnová délka malá – nebude se tato vlna šířit za překážky – např. světlo

Přehled elektromagnetických vln a jejich využití I. část zápis do sešitu Přehled elektromagnetických vln a jejich využití I. část Vlnová délka Vlny Použití, výskyt RÁDIOVÉ VLNY 2000 m – 1000 m Dlouhé Rozhlas 600 m – 150 m Střední 50 m – 15 m Krátké Televize 15 m – 1 m Velmi krátké

RADIOVÉ VLNY Elektromagnetické vlnění s vlnovými délkami většími než mají mikrovlny nazýváme rádiové vlny. (někdy se k rádiovým vlnám počítají i mikrovlny) Využití: Pozemní vysílání rádia a televize Mobilní telefony a vysílačky K přenosu informací (wifi)

Přehled elektromagnetických vln a jejich využití II. část zápis do sešitu Přehled elektromagnetických vln a jejich využití II. část Vlnová délka Vlny Použití, výskyt 1 m – 0,3 mm MIKROVLNY Mobilní telefony, GPS, mikrovlnné trouby… 0,3 mm – 750 nm INFRAČERVENÉ ZÁŘENÍ Dálkové ovladače, noční vidění, tepelné záření, IRDA porty…

MIKROVLNY Elektromagnetické vlnění s vlnovými délkami od 1mm do 20 cm je označováno jako mikrovlnné. Zdrojem mikrovln jsou elektronická zařízení. Global Positioning System Globální poziční systém Satelitní síť 28 družic Pohybují se ve výšce 20 200 km nad Zemí Oběžná doba ½ dne Mobil: Vlny o kmitočtu 900 MHz a 1800 MHz, tedy o vlnové délce asi 30 až 60cm Využití: Mikrovlnné trouby Satelitní příjem televize Radar, GPS, Mobil

Na Moravě jsou červeně vidět silné bouřky Hurikán na radaru Radiolokátor P-37 slouží k radiolokačnímu průzkumu a k navádění stíhacího letectva na vzdušné cíle.

INFRAČERVENÉ ZÁŘENÍ Někdy označováno jako IR (infrared) Zdrojem je každé těleso, které má teplotu vyšší než je absolutní nula Není viditelné okem Proniká mlhou a znečištěným ovzduším (vidění v mlze infralokátory) Pomocí vhodných přístrojů je lze zachytit – brýle na noční vidění, funkce videokamer pro noční natáčení termokamera

Přehled elektromagnetických vln a jejich využití III. část zápis do sešitu Přehled elektromagnetických vln a jejich využití III. část Vlnová délka Vlny Použití, výskyt 750 nm – 400 nm SVĚTLO Vidění ČERVENÉ ORANŽOVÉ ŽLUTÉ ZELENÉ MODRÉ FIALOVÉ

Vychází z rozžhavených těles. Spektrum obsahuje všechny vlnové délky. SVĚTLO Světlo je elektromagnetické vlnění s vlnovými délkami od 360 nm (fialové) do 790 (červené) nm. Vychází z rozžhavených těles. Spektrum obsahuje všechny vlnové délky. Barva Vlnová délka červená 625 až 740 nm oranžová 590 až 625 nm žlutá 565 až 590 nm zelená 520 až 565 nm azurová 500 až 520 nm modrá 430 až 500 nm fialová 380 až 430 nm

Přehled elektromagnetických vln a jejich využití IV. část zápis do sešitu Přehled elektromagnetických vln a jejich využití IV. část Vlnová délka Vlny Použití, výskyt 400 nm – 10 nm ULTRAFIALOVÉ ZÁŘENÍ Opalování, solária, UV-lampy 10 nm – 1 pm RENTGENOVÉ ZÁŘENÍ Diagnostika < 300 pm ZÁŘENÍ GAMA Ozařování nádorů, kosmické záření

ULTRAFIALOVÉ ZÁŘENÍ Při přechodech elektronů mezi vrstvami vzniká neviditelné ultrafialové záření (UV) o vlnové délce od 10 nm do 390 nm. Využití např.: opalování (zdrojem je Slunce, zářivky v soláriích..) kontrola pravosti bankovek efekt bělostně zářícího prádla léčba kožních nemocí sterilizace ozonová vrstva je pohlcuje Pozor, tímto zářením jsme se dostali k zářením, která už jsou pro člověka nebezpečná.

RENTGENOVÉ ZÁŘENÍ U těžších atomů jsou rozdíly energií elektronu mezi vrstvami tak velké, že vzniká další druh elektromagnetického vlnění – rentgenové záření (RTG) o vlnových délkách od 0,1 nm do 10 nm. RTG záření objevil r. 1895 Wilhelm Conrad Roentgen. V roce 1901 získal jako první Nobelovu cenu za fyziku. Zjistil, že toto záření dobře proniká i měkkými tkáněmi lidského těla. Využívá se ve zdravotnictví – rentgenový snímek. Než se přišlo na to, že toto záření má větší rakovinotvorné účinky než ultrafialové, mnoho lékařů na to doplatilo životem. RTG snímek kostí jeho ženy

ZÁŘENÍ GAMA Elektromagnetické vlnění s ještě menšími vlnovými délkami (méně než 0,1 nm) nazýváme záření gama. Gama záření však nevychází z elektronového obalu atomu, ale z atomového jádra. 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)

Leksellův gama nůž Tento záblesk (záblesk záření gama) pojmenovaný GRB 090423, byl zaregistrován družicí NASA s názvem SWIFT dne 23. dubna 2009 a následně bylo zahájeno pozorování americkými a britskými týmy astronomů během několika minut po objevu. Mapa oblohy v gama oboru pořízená přístrojem EGRET na observatoři COMPTON.

OTÁZKY SPOJ SPRÁVNĚ solárium, opalování Rádiové vlny ozařování nádorů Mikrovlny rozhlas, televize Infračervené záření GPS, mobilní telefony Viditelné světlo Lékařská diagnostika Ultrafialové záření dálkový ovladač Rentgenové záření optika Gama záření