Elektromagnetické vlny a záření

1. Elektromagnetické vlny a záření • nejdůležitějším druhem elektromagnetického záření je světlo • světlo jsou elektromagnetické vlny o velmi krátkých vlnových délkách • vlna se znázorňuje křivkou, která pravidelně stoupá a klesá, nazývá se sinusoida • vzdálenost mezi sousedními vrcholy se nazývá vlnová délka a označuje se řeckým písmenem l (lambda)

2. Přehled elektromagnetických vln • rádiové vlny • mikrovlny • infračervené záření • světlo • ultrafialové záření • rentgenové záření • gama záření Poznámka: 1 nm (nanometr) = 10-9 m 1 pm (pikometr) = 10-12 m

3. Rádiové vlny Světlo

4. Vlnová délka • v elektromagnetické vlně jsou elektrické a magnetické pole vzájemně propojena a neustále se mění v čase, šíří se rychlostí světla ve vakuu c = 300 000 km/s • u elektromagnetické vlny kmitočet udává počet period za sekundu. • frekvence je nepřímo úměrná vlnové délce • čím kratší je vlnová délka elektromagnetické vlny, tím vyšší je její kmitočet a naopak Vlna o dlouhé vlnové délce Vlna o krátké vlnové délce

5. Je užitečné srovnat šíření elektromagnetické vlny (světla) a šíření zvukového rozruchu: • zvuk se šíří jen v látkovém prostředí, zatímco elektromagnetické vlny se šíří i ve vakuu • rychlost zvuku je podstatně menší než rychlost světla

6. šíření elektromagnetických vln závisí také na vlnové délce • je-li jejich vlnová délka velká, elektromagnetické vlny snadno pronikají za překážky, jako např. rádiové • je-li ale vlnová délka malá, nebude se tato vlna šířit za překážky a bude vytvářet stín • vlny o velmi malých vlnových délkách se šíří prakticky přímočaře, jako paprsek, a pak je nazýváme záření

7. Rádiové vlny • rádiové vlny mají velké vlnové délky • používají se k přenosu informací, zpráv, hudby a obrazu při rozhlasovém a televizním vysílání • aby vlna mohla přenášet informaci, musí bát upravena, modulována (kopírovat časový průběh kmitů hlasivek zpěváka či zvuk hudebního nástroje) • takto modulovaná nosná vlna je vysílána anténou, potupuje k našemu přijímači • abychom mohli přijímat co nejvíce rozhlasových stanic a dosahovali co nejčistší kvality zvuku, umožňují krátké a velmi krátké vlny(VKV)

8. Mikrovlny • vlny o kratších vlnových délkách (dm, cm, mm) jsou mikrovlny • odrážejí se od kovových předmětů a používají se v radiolokaci při sledování pohybu letadel a lodí za tmy a mlhy • radar slouží v navigaci a také policii při měření rychlosti vozidel.

9. mikrovlny umožňují vybudovat sítě mobilních telefonů • jde o vlny s vlnou délkou asi 30 cm a kmitočtu 900 MHz • vyžadují rozsáhlé sítě antén • také byla vybudována i satelitní síť 28 družic, které se pohybují Země s oběžnou dráhou 1/2 dne • v mikrovlnných troubách a grilech vlny o délce asi 12 cm mají podoby záření, pohlcují se v látkách, ohřívají je a mohou přenášet teplo

10. Infračervené záření • elektromagnetické vlny, nejčastěji vytvářené horkými předměty • i chladná tělesa vydávají záření a to umožňuje vidět je ve tmě pomocí přístrojů, které infračervené záření zviditelňují • ve vojenství a kosmickém výzkumu můžeme pozorovat krajinu i v nocí infračervenými dalekohledy a pořizovat snímky v infračerveném záření • úzký paprsek infračerveného záření v dálkovém ovladači spíná a ovládá televizor nebo videorekordér

11. Světlo • lidské oko může vnímat jen elektromagnetické vlny vlnových délek 750nm - 400nm – tyto vlny představují světlo • největší vlnovou délku má světlo červené pak oranžové, žluté, zelené, modré a fialové • bílé světlo je ze složeno ze všech těchto barev a dá se hranolem do barevného spektra opět rozložit

12. Elektromagnetické spektrum

13. Ultrafialové záření • elektromagnetické vlny kratší než viditelné světlo • jeho zdrojem je Slunce, ale jen malá část se dostane na zemský povrch • umožňuje opálení nechráněné pokožky, ale může vyvolat i rakovinu kůže • oči před ním musíme chránit slunečními brýlemi • největší intenzitu má ve vysokých horách a u moře.

14. Rentgenové záření • přineslo převrat do lékařské diagnostiky, kde umožnilo fotografovat vnitřní tkáně, orgány a cizí předměty uvnitř lidského těla • jedná se o formu ionizujícího záření a jako takové může být nebezpečné, má silnější rakovinotvorné účinky a řada lékařů zaplatila za to životem • dnešní technika umožňuje dobrou ochranu před ním, přesto je dobré omezit rentgenová vyšetření na nejnutnější míru

15. Gama záření • vzniká při radioaktivní přeměně atomových jader, přichází k nám z kosmu a můžeme ho také vytvářet v laboratoři • je to nejpronikavější záření, lze se před ním chránit olověným stíněním • používá se také v medicíně, jak k diagnostice, tak při ozařování zhoubných nádorů • rentgenové a gama záření slouží také v technice k prozařování kovových odlitků a zjišťování jejich vad

16. James Clerk Maxwell • 1831-1879, skotský fyzik • vytvořil matematickou teorii elektromagnetismu, vysvětlil fyzikální podstatu světla, předpověděl mnoho vlastností elektromagnetických vln • zabýval se též teorií plynů

17. Wilhelm Conrad Röntgen • 1845-1923, německý fyzik • objevil pronikavé neviditelné záření – rentgenové záření • využíváme je v medicíně, vědě a technice • v roce 1901 získal Röntgen jako první Nobelovu cenu za fyziku