Elektromagnetické vlny a záření

Prezentace na téma: "Elektromagnetické vlny a záření"— Transkript prezentace:

1 Elektromagnetické vlny a záření

2 Kde se setkáváme s EM vlny a zářením?
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

3 Co je pro člověka nejdůležitějším a nejznámějším zářením?
SVĚTLO

4 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

5 Tyto vlny pak byly skutečně objeveny německým fyzikem Heinrichem Hertzem a staly se základem pro rozvoj radiotechniky, televize a celé bezdrátové techniky spojů.

6 Elektromagnetické záření
Má dvě navzájem neoddělitelné složky Elektrickou Magnetickou Jsou navzájem kolmé a jejich kmity probíhají napříč ke směru, kterým se vlnění šíří

7

8 Vlastnosti elektromagnetických vln závisí na vlnové délce
Jak závisí 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

9 Jak souvisí frekvence(kmitočet)s vlnovou délkou?
Čím kratší je vlnová délka elektromagnetické vlny, tím vyšší je jí frekvence(kmitočet) a naopak. Pozn.: Pro úplnost doporučuji opakování základních pojmů! Frekvence, vlnová délka , rychlost světla

10 Rádiové vlny rozhlas televize dlouhé střední krátké velmi krátké
Vlnová délka Vlny Použití, výskyt 2 000 m m dlouhé rozhlas 600 m- 150 m střední 50 m-15 m krátké 15 m- 1 m velmi krátké televize

11 Cesta signálu Vysílač ( taky se používal dřív výraz anténa ) vysílá vlny. Ty se šíří nejenom vzduchem, ale i vakuem. Na příjem potřebujeme anténu.

12 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.

13 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.

14 Evropský navigační systém Galileo

15 Mikrovlny Vlnová délka vlny Použití, výskyt 1 m – 0,3 mm mikrovlny
Mobilní telefony GPS Mikrovlnné trouby (12cm)

16 Mobilní telefony Vlny o frekvenci 900 MHz, tedy o vlnové délce asi 30 cm Jaké informace jsou zakódované do mikrovln při použití mobilních telefonů? Číslo toho, komu voláte Zvuk Dnes už i obraz

17 GPS Global Positioning System Globální poziční systém
Satelitní síť 28 družic Pohybují se ve výšce km nad Zemí Oběžná doba ½ dne

18 Systém družic GPS

19 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 slouží spíše k navigaci. Měření rychlosti aut a při předpovědi počasí.

20 Na Moravě jsou červeně vidět silné bouřky
Hurikán na radaru Německý radar Würzburg Riese z období druhé světové války

21 Infračervené záření Vlnová délka Vlny Použití výskyt 0,3 mm – 750 nm
dálkové ovladače, noční vidění, tepelné záření

22 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

23 Rudá znamená únik tepla, modrá naopak dobrou izolovanost.
Pražský hrad svítí rudě, skleněný Tančící dům je kromě přízemí modrozelený. Redakce MF DNES zkoumala, jak jednotlivé pražské domy vypadají na pohledem termokamerou a zda jsou ekologické. Rudá znamená únik tepla, modrá naopak dobrou izolovanost. Ani budova ministerstva životního prostředí nevyšla z testu na výbornou

24

25 vidění Světlo červené oranžové žluté zelené modré fialové
750 nm – 400 nm červené vidění oranžové žluté zelené modré fialové

26 Vyvolává v lidském oku světelný vjem Zdroje světla
Přirozené – Slunce, oheň, hvězdy Umělé – žárovka, zářivky, výbojka, laser Nebo Chromatické – složené ze světla více vlnových délek, např. bílé světlo Monochromatické – 1 vlnová délka - laser

27 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

28 Ultrafialové záření Vlnová délka Vlny Výskyt, použití 400 nm – 10 nm
opalování, solária, sterilizace potravin

29

30 Zdrojem jsou tělesa zahřátá na vysokou teplotu – hvězdy, rtuťové výbojky (horské slunce), el. oblouk (sváření) Toto záření způsobuje opalování kůže (produkci vitamínu D). Ale může také způsobit rakovinu kůže. Oči před ním chráníme slunečními brýlemi. Největší intenzitu má na horách a u moře. Působí jako desinfekce – ničí mikroorganismy Pozor, tímto zářením jsme se dostali k zářením, která už jsou pro člověka nebezpečná.

31 Rentgenové záření Vlnová délka Vlny Výskyt, použití 10 nm – 1 pm
Lékařská a průmyslová diagnostika

32 Toto záření objevil v roce 1895 Wilhelm 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.

33

34 Záření gama Vlnová délka Vlny Použití, výskyt Menší než 300 pm
Ozařování nádorů, kosmické záření, radioaktivní záření

35 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

36