Elektromagnetické záření a jeho energie

Elektromagnetické záření= vlnění

• vlnění, kde kmitají dvě veličiny charakterizující magnetické pole – vektor magnetické indukce a elektrické pole – vektor intenzity elektrického pole, oba jsou navzájem na sebe kolmé, mají stejnou fázi a kmitají kolmo na směr šíření – příčné vlnění
• má vlnové(ohyb,interference) i čističové vlastnosti(fotoelektrický jev)
• šíří se rychlostí světla, rychlost světla pro vakuum je

Vznik

• elektromagnetické vlnění vzniká – pokud se částice s nábojem pohybuje se zrychlením nebo energetickými změnami v jádře(excitace)

Elektromagnetické spektrum

• škála elektromagnetického vlnění různých vlnových délek(frekvencí)
• jednotlivé druhy nejsou ostře rozlišovány, přechod mezi nimi je pozvolný, mohou se i překrývat, protože typ záření se určuje nejen podle vlnové délky, ale i podle původu(záření gama může mít větší vlnovou délku ne rentgenovo záření)

Rozhlasové(rádiové vlny)

• největší vlnová délka a nejmenší frekvence
• zdrojem je elektromagnetický oscilátor a do prostoru se šíří přes elektromagnetický dipól(anténu), kolem kterého se vytváří elektromagnetické pole šířící se prostorem

1.   Dlouhé vlny(dv,lw)

• síří se na velké vzdálenosti, lze zachytit všude(např. v údolích), vysílá na nich RadiožurnálJ

2.   Střední vlny(am,sv,mw)

• vysílá na nich ČRo2 PrahaJ

3.   Krátké vlny(kv)

• odrážejí se od ionosféry -> mají velký dosah, proto se používají pro vysílání do jiných zemí, vysílá na nich Svobodná EvropaJ
• ionosféra obsahuje volné ionty a elektrony, proto se chová jako vodivá plocha(ve výšce 60-80km), stav ionosféry je závislý na slunečním záření, proto se mění kvalita síření krátkých vln při různé intenzitě slunečního záření

4.   Velmi krátké(vkv,fm)

• používají se k přenosu TV vysílání a stereofonního rádiového vysílání FM(87,5-108 MHz)
• vysílač a přijímač musí být přibližně v jedné úrovni, nesmí mezi nimi být překážka
• používá většina rozhlasových stanic

5.   GSM mobilní sítě

• pásmo mezi mikrovlnami a rozhlasovými vlnami, díky vysoké frekvenci je možné přenášet velké množství informací
• nepřekoná překážky(stavby,kopce)

Satelity

• využívají se místo VKV, protože mezi oběžnou dráhou a povrchem nejsou překážky – proto výhodnější

Mikrovlny

• mezi rádiovými vlnami a infračerveným zářením
• rozkmitají molekuly vody, ohřev je tedy stejnoměrný v celém objemu
• nepronikne kovem, dvířka mají na skle kovovou mřížku, která má menší mezery než je vlnová délka záření, proto nepronikne
• používají se i pro bezdrátovou komunikaci Wi-Fi
• způsobuje destrukci lidské tkáně, dá se před ním ochránit tenkou vrstvou vody

Infračervené záření

• někdy také IR nebo tepelné záření
• pomocí jej se síří teplo(i vakuuem – sluneční paprsek zahřívá Zemi)
• není viditelné okem(dálkové ovladače – neruší síření televizní signál ani není viditelné okem), proniká mlhou(využití k vidění v mlze – infralokátory)
• lze pomocí vhodných přístrojů zachytit-> využití – brýle pro noční vidění, kamery pro noční natáčení – vysílají námi neviditelné IR, kamery je pak schopná jej zachytit a natočí osvětlené objekty
• při pohlcování se mění energie elektromagnetického záření na vnitřní energii pohlcujícího tělesa – infrazářič(využití k vytápění)

Světlo

• vyvolává v lidském oku světelný vjem, intenzita světa závisí na obsahu vlnění jednotlivých vlnových délek ve světle(červená – 650 nm,oranžová – 600 nm,žlutá – 580 nm,zelená – 525 nm,modrá – 450 nm, fialová – 400 nm)

Zdroje světla

1. přirozené – slunce, oheň
2. umělé – zářivka,výbojka,žárovka,laser

1. chromatické – světlo více vlnových délek
2. monochromatické – světlo složeno z 1 vlnové délky(lase)

Ultrafialové záření

• zdrojem jsou tělesa zahřátá na vysokou teplotu – Slunce, rtuťové výbojky, elektrický oblouk
• dělí se na UVA(neškodné),UVB(škodlivé),UVC(velmi škodlivé), UVB a UVC je pohlcováno ozónovou vrstvou atmosféry
• v menších dávka způsobuje opálení, tvorbu vitamínu D, ve vyšších dávka rakovinu kůže
• ničí mikroorganismu, využití jako dezinfekce
• při dopadu na určité látky se mění na viditelné(ochranné prvky bankovek), pohlcováno sklem

Rentgenové záření

• vzniká na rentgenkách, speciálních elektronkách
• nažhavenou katodu začnou opouštět elektrony a jsou přitahovány k anodě -> jejich rychlost se zvyšuje
• vzniká rentgenové záření dvojího typu – brzdné – elektron, který narazí na anodu mé obrovské záporné zrychlení -> zpomalený pohyb částice s nábojem vyvolává elektromagnetické záření, charakteristické – dopadající elektron vyrazí z atomového obalu elektron – dojde ke změně elektromagnetického pole atomu -> vzniká záření(opak fotoelektrického jevu)
• proniká kovy, ionizuje vzduch, pohlcováno v závislosti na protonovém čísle(diagnostika – rentgen) a v závislosti na tloušťce látky(defektoskopie), léčba zhoubných nádorů(ničí buňky)

Gama záření

• neexistuje samostatně, doprovázeno zářením alfa nebo beta(!nejsou vlnové povahy,jsou to toky částic – He nebo pozitron či elektron)
• nejpronikavější jaderné záření, pohlcují ho jen těžká jádra nebo silné vrstvy betonu(nelze pohltit zcela)
• nemá náboj(neodchyluje se v EP ani MP), má ionizační účinky
• také se využívá v defektoskopii, je mutagenní, způsobuje nemoc z ozáření