Základní škola Emila Zátopka Zlín, příspěvková organizace, Štefánikova 2701, 761 25 ZlínEU PENÍZE ŠKOLÁM

OP VK- 1. 4. Zlepšení podmínek pro vzdělávání na základních školáchČíslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/21.1395

Název projektu: Škola a sport

VY_32_INOVACE_338

Autor DUM: Irena Heimová

Datum (období), kdy byl materiál vytvořen: březen 2013

Ročník, pro který je materiál vytvořen: 9. ročník

Vzdělávací oblast, obor, tematický okruh, téma: Člověk a příroda, fyzika, Elektrodynamika

Anotace-metodický list: Žáci si zopakují, že elektrické a magnetické pole spolu velmi úzce souvisí, seznámí se s přínosem Maxwella a Hertze u popisu EM vln. Pochopí, že pro EM vlny platí stejný vzorec mezi frekvencí a vlnovou délkou jako u jiných typů vlnění. Pozná praktické využití EM vln. Prezentace v programu PowerPoint.

Materiál je určen pro bezplatné používání pro potřeby výuky a vzdělávání na všech typech škol a školských zařízení. Jakékoliv další využití podléhá Autorskému zákonu.

Elektromagnetické vlny a záření

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

Co je pro člověka nejdůležitějším a nejznámějším zářením?

SVĚTLO

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.

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

Jak závisí šíření elektromagnetických vln na vlnové délce?

Vlastnosti elektromagnetických vln závisí 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

Čím kratší je vlnová délka elektromagnetické vlny, tím vyšší je jí kmitočet a naopak.

Jak souvisí kmitočet (frekvence) s vlnovou délkou?

cf

Rádiové vlny

Vlnová délka

Vlny Použití, výskyt

2 000 m-1 000 m

dlouhé rozhlas600 m- 150 m střední50 m-15 m krátké15 m- 1 m velmi

krátkételevize

Cesta signálu

• Vysílač ( taky se používal dřív výraz anténa ) vysílá vlny.

• Ty se šíří nejenom vzduchem, ale i vakuem.• Na příjem potřebujeme anténu.

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.

• Televizní vlny nepronikají za překážky.

Jaké problémy z toho plynou pro televizní vysílání?

Jak se tento problém řeší?

Je potřeba hustější síť vysílačů nebo satelitní vyslání.

Evropský navigační systém Galileo

Mikrovlny

Vlnová délka

vlny Použití, výskyt

1 m – 0,3 mm

mikrovlny Mobilní telefonyGPSMikrovlnné trouby (12cm)

Mobilní telefony

• Vlny o kmitočtu 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.

• Global Positioning System• Globální poziční systém• Satelitní síť 28 družic• Pohybují se ve výšce 20 200 km nad Zemí• Oběžná doba ½ dne

GPS

Systém družic GPS

http://m.garmin.cz/aktualne/nove-produkty/gps-nebo-glonass.html

• 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.

Radar

Na Moravě jsou červeně vidět silné bouřky

Hurikán na radaru

Německý radar Würzburg Riese z období druhé světové války

Infračervené záření

Vlnová délka

Vlny Použití výskyt

0,3 mm – 750 nm

Infračervené záření

dálkové ovladače,noční vidění,tepelné 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

• 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

http://zpravy.idnes.cz/foto.aspx?r=domaci&c=A090410_222212_domaci_dp&foto=&thumbs=1#DP2a5704_hradcany_panorama1.jpg

750 nm – 400 nm

červené viděníoranžovéžlutézelenémodréfialové

Světlo

• Vyvolává v lidském oku světelný vjem• Zdroje světla

– Přirozené – Slunce, oheň, hvězdy– Umělé – žárovka, žářivky, výbojka, laser

• Nebo– Chromatické – složené ze světla více vlnových

délek, např. bílé světlo– Monochromatické – 1 vlnová délka - laser

Barva Vlnová délkačervená 625 až 740 nmoranžová 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

Ultrafialové záření

Vlnová délka

Vlny Výskyt, použití

400 nm – 10 nm

Ultrafialové záření

opalování, solária,sterilizace potravin

• 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.

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

Záření gama

Ozařování nádorů, kosmické záření, radioaktivní záření

• 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)

• http://radek.jandora.sweb.cz/f25_soubory/image003.gif• http://www.aldebaran.cz/tabulky/images/elmg.gif• http://elektrika.cz/Members/otec/obrazek.2005-02-26.1316846138• http://pandatron.cz/elektronika3/esa_galileo3_fig2.jpg• http://fanda.nova.cz/clanek/hi-tech/otazky-a-odpovedi-navigacni-galileo-v-porovnani-s-gps.html• http://www.garmin.cz/files/aktualne/aktuality/glonass/gps-glonass-x.jpg• http://www.garmin.cz/files/aktualne/aktuality/glonass/gps-1x.jpg• http://thoriax.net/obrazky/druzice.jpg• http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/aa/Douvresradar1.jpg/220px-Douvresradar1.jpg• http://zpravy.idnes.cz/praha-termokamerou-kdyz-dum-zari-je-tam-zima-fme-/domaci.aspx?c=A090410_222212_domaci_dp• http://www.portalymest.cz/obrazky/termokamera.JPG• http://img.ulekare.cz/dbpic/RTG_22-f526_290• http://www.jirgl.cz/images/urazy-3.jpg• http://i.iinfo.cz/images/12/noha-zlomenina-rentgen-1.jpg