Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Projekt AS KOMPETENCJI jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Program Operacyjny Kapitał Ludzki.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Projekt AS KOMPETENCJI jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Program Operacyjny Kapitał Ludzki."— Zapis prezentacji:

1 Projekt AS KOMPETENCJI jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Program Operacyjny Kapitał Ludzki CZŁOWIEK – NAJLEPSZA INWESTYCJA Publikacja jest współfinansowana przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Prezentacja jest dystrybuowana bezpłatnie

2

3

4 Pole elektromagnetyczne, pole fizyczne, stan przestrzeni w której na obiekt fizyczny mający ładunek elektryczny działają siły o naturze elektromagnetycznej. Pole elektromagnetyczne jest układem dwóch pól: pola elektrycznego i pola magnetycznego. Pola te są wzajemnie związane a postrzeganie ich zależy też od obserwatora, wzajemną relację pól opisują równania Maxwella. Własności pola elektromagnetycznego, jego oddziaływanie z materią bada dział fizyki zwany elektrodynamiką. W mechanice kwantowej pole elektromagnetyczne jest postrzegane jako wirtualne fotony.

5 Fale elektromagnetyczne można podzielić ze względu na częstotliwość lub długość, taki podział nazywa się widmem fal elektromagnetycznych. Obejmuje ono fale radiowe, mikrofale, promieniowanie podczerwone, światło widzialne, promieniowanie nadfioletowe, promieniowanie rentgenowskie, promieniowania gamma. Zakresy poszczególnych rodzajów promieniowania nie mają wyraźnych i ostrych granic. Niektóre z nich wzajemnie zachodzą na siebie. Dzieje się tak np. w zakresie promieniowania nadfioletowego i rentgenowskiego czy też promieniowania podczerwonego i promieniowania radiowego. Fale elektromagnetyczne wypełniają otaczającą nas przestrzeń, my jednak zauważamy jedynie fale z małego zakresu widma tzw. światło widzialne.

6 Rozchodzenie się fal elektromagnetycznych opisują równania Maxwella. W pustej przestrzeni (próżni) nie zawierającej ładunków (źródeł) redukują się one do gdzie – wektor indukcji pola magnetycznego, – wektor natężenia pola elektrycznego. Równania te są liniowymi równaniami różniczkowymi fali rozchodzącej się z prędkością gdzie: c – prędkość światła w próżni, ε 0 – przenikalność elektryczna próżni μ 0 – przenikalność magnetyczna próżni

7 Fale radiowe Fale radiowe znajdują bardzo szerokie zastosowanie w telekomunikacji, radiofonii, telewizji, radioastronomii i wielu innych dziedzinach nauki i techniki. Źródła fal elektrycznych to: Naturalne: wyładowania atmosferyczne, zjawiska geologiczne we wnętrzu Ziemi, zorze polarne, gwiazdy, radiogalaktyki Sztuczne: zamierzone: nadajnik radiowy, zakłócenia/szumy: silniki komutatorowe, instalacje prądu przemiennego (50/60 Hz; 400 Hz), styczniki, komputery, kuchenka mikrofalowa, przetwornice zasilające, falowniki i regulatory tyrystorowe, piece indukcyjne i łukowe, spawarki, zapłon elektryczny (iskrowy) silników cieplnych, lampy wyładowcze, eksplozja nuklearna (impuls elektromagnetyczny). Fale radiowe i energia fotonu

8 Mikrofale Zakres długości fal: 1mm – 1m Używane są w urządzeniach radarowych. Służą do określania położenia obiektów np. samolotów oraz do określania szybkości jadącego samochodu (radar policyjny). Inne zastosowanie znajdują w kuchenkach mikrofalowych. Odbijając się od metalowych ścianek zostają pochłonięte przez cząsteczki wody w potrawach, które pod ich wpływem zaczynają bardzo szybko drgać, przez co podnosi się ich temperatura, a wraz z nią, temperatura potrawy. Mikrofale i energia fotonu

9 Promieniowanie podczerwone Zakres długości fal: 0,7µm – 1mm Jest falą krótszą od mikrofal. Jest to promieniowanie emitowane dzięki zmianom energii elektronów walencyjnych atomów. Są wysyłane przez ciała o wysokiej temperaturze np. ciało człowieka. Najdłuższe fale zaliczane do zakresu noszą nazwę podczerwieni. Ich długości mieszczą się w zakresie od kilku milimetrów do około m. Znalazły zastosowanie w systemach alarmowych. Reagują ruchome źródła promieniowania podczerwonego, ignorując źródła nieruchome. Promieniowanie podczerwone i energia fotonu

10 Światło widzialne Zakres długości fal: 0,4µm – 0,7µm Źródła światła widzialnego: -gwiazdy, Słońce - substancja podgrzana do wysokiej temperatury np. włókno żarówki - reakcje chemiczne np. płomień, świetliki, ryby, meduzy - pobudzenie do świecenia cząsteczek gazów w silnym polu elektrycznym - pochłanianie promieniowania ultrafioletowego np. luminofor Długość fal światła widzialnego: m – światło czerwone, m – światło fioletowe Światło widzialne i energia fotonu

11 Promieniowanie ultrafioletowe Zakres długości fal: 10nm – 0,4µm Wchodzi w skład promieniowania słonecznego. Wysyłane są także przez lampy kwarcowe używane w solarium. Służy do sterylizacji w szpitalach, ponieważ zabija bakterie i wirusy. Dzięki niemu opalamy się. Pobudza proces produkcji witaminy D w naszym organizmie. Może być przyczyną raka skóry. W górnej części atmosfery ziemskiej znajduje się warstwa ozonu, która chroni powierzchnię ziemi przed tym promieniowaniem. Promieniowanie ultrafioletowe i energia fotonu

12 Promieniowanie rentgenowskie (X) Zakres długości fal: 0,01nm – 10nm Powstaje przy hamowaniu szybkich cząstek naładowanych w materii. Jest pochłaniane w różnych stopniu przez różne substancje. Wykorzystywane jest w aparatach rentgenowskich do diagnozowania złamań, skręceń itp. Jest to promieniowanie szkodliwe dla zdrowia. Promieniowanie rentgenowskie i energia fotonu

13 Promieniowanie gamma (γ) Zakres długości fal: < 0,01nm Towarzyszy procesom zachodzącym w jądrach atomowych. Jest wysyłane przez substancje promieniotwórcze. Ma największą częstotliwość i najmniejszą długość fali. Potrafi przeniknąć przez trzymetrową warstwę betonu. Zaczernia kliszę fotograficzną, co pozwala na jego rejestrację. Zabija wszystkie żywe komórki, również nowotworowe, dlatego jest wykorzystywany w leczeniu nowotworów. Urządzenie służące do tego nazywa się bombą kobaltową. Promieniowanie gamma i energia fotonu

14 Interferencja – zjawisko powstawania nowego, przestrzennego układu fali w wyniku nakładania się (superpozycji) dwóch lub więcej fal. Interferencja zazwyczaj odnosi się do interakcji fal, które są skorelowane lub spójne ze sobą, dlatego że pochodzą z tego samego źródła lub dlatego, że mają takie same lub prawie takie same częstotliwości. Interferencja fal spójnych daje stały przestrzennie rozkład amplitudy fali. Interferencja światła Przy interferencji światła zachodzącej dzięki wielokrotnemu odbiciu w płytce płasko-równoległej otrzymane prążki nazywa się prążkami (interferencyjnymi) równego nachylenia, przy interferencji otrzymywanej dzięki odbiciom w płytce o innych kształtach (klinowatej, sferycznej itp.) otrzymuje się tzw. prążki równej grubości. W przypadku odbicia światła od cienkiej, płaskiej i przezroczystej warstwy naniesionej na inną substancję (np. plamy cieczy hydrofobowej, np. nafty, na wodzie) obserwuje się interferencję światła odbitego od powierzchni nafty ze światłem odbitym od powierzchni granicznej rozdzielającej naftę i wodę. W przypadku oświetlenia światłem białym uzyskuje się wygaszenie pewnych, oraz wzmocnienie innych barw, co obserwuje się jako mieniące się, tęczowe plamy barwne na wodzie. Zjawisko nosi nazwę interferencji na cienkich warstwach.

15 Dyfrakcja (ugięcie fali) to zjawisko fizyczne zmiany kierunku rozchodzenia się fali na krawędziach przeszkód oraz w ich pobliżu. Zjawisko zachodzi dla wszystkich wielkości przeszkód, ale wyraźnie jest obserwowane dla przeszkód o rozmiarach porównywalnych z długością fali. Dyfrakcja używana jest do badania fal oraz obiektów o niewielkich rozmiarach, w tym i kryształów, ogranicza jednak zdolność rozdzielczą układów optycznych. Dyfrakcja cząstek Oprócz optyki, gdzie dyfrakcja została odkryta i opisana najwcześniej, zjawiska dyfrakcyjne występują również przy rozpraszaniu cząstek (np. elektronów, neutronów, atomów, molekuł itp.), co jest jednoznaczne ze stwierdzeniem falowych właściwości cząstek Zjawiska dyfrakcji neutronów, elektronów lub promieniowania rentgenowskiego towarzyszące rozpraszaniu, wykorzystywane są w metodach badań strukturalnych ciał stałych.

16 Doświadczenie Younga – eksperyment polegający na przepuszczeniu światła spójnego przez dwie blisko siebie położone szczeliny i obserwacji obrazu powstającego na ekranie. Wskutek interferencji na ekranie powstają jasne i ciemne prążki w obszarach, w których światło jest wygaszane lub wzmacniane.

17

18 Pole magnetyczne stan przestrzeni, w której siły działają na poruszające się ładunki elektryczne, a także na ciała mające moment magnetyczny niezależnie od ich ruchu. Pole magnetyczne, obok pola elektrycznego, jest przejawem pola elektromagnetycznego. W zależności od układu odniesienia w jakim znajduje się obserwator, to samo zjawisko może być opisywane jako objaw pola elektrycznego, magnetycznego lub obu. Pole magnetyczne jest polem wektorowym. Wielkościami fizycznymi używanymi do opisu pola magnetycznego są: indukcja magnetyczna B oraz natężenie pola magnetycznego H. Między tymi wielkościami zachodzi związek gdzie μ – przenikalność magnetyczna ośrodka.

19 Dipolem magnetycznym nazywamy układ dwóch biegunów magnetycznych, jednakowych co do wartości, ale przeciwnych znaków, znajdujących się w odległości l. Dipol magnetyczny charakteryzuje wielkość zwaną dipolowym momentem magnetycznym oznaczany przez p, zdefiniowana w dalszej części pracy. Przykładem dipola magnetycznego może być magnes trwały lub ramka z prądem elektrycznym. Pole magnetyczne dipola przedstawiamy graficznie za pomocą linii pola. Przyjęto umownie, że linie pola mają zwrot siły działającej na biegun północny, umieszczony w tym polu. Linie pola są zawsze krzywymi zamkniętymi. Linie sił wokół prostego przewodnika z prądem maja kształt koncentrycznych kół, obejmujących przewodnik. Ich zwrot jest zgodny z kierunkiem obrotu śruby prawoskrętnej, wkręcanej w kierunku zgodnym z kierunkiem przepływu prądu. Siłową charakterystykę pola magnetycznego stanowi wektor indukcji magnetycznej B. Wektor indukcji jest w każdym punkcie styczny do linii pola magnetycznego. Wartość indukcji magnetycznej zależna jest od gęstości linii sił pola magnetycznego.

20 Indukcja magnetyczna - inaczej wielkość wektorowa cechująca pole magnetyczne w ustalonym punkcie. Określamy jest ona stosunkiem maksymalnej wartości siły elektrodynamicznej do iloczynu natężenia prądu i długości przewodnika, na który działa. Kierunek wektora indukcji magnetycznej jest przyległy do linii sił pola w ustalonym punkcie, natomiast zwrot jest słuszny ze zwrotem linii sił pola magnetycznego. Indukcja magnetyczna wyrażana jest w teslach (układ SI).

21 Prawo Gaussa a pole magnetyczne. Strumień wektora indukcji. Linie wektora indukcji są zamknięte, co znaczy, że tyle samo linii wpływa do przestrzeni otoczonej konkretną powierzchnią ile z niej wypływa. Zatem strumień przechodzący przez tę powierzchnię wynosi zero. Zawarty w środku powierzchni S jakiś niewielki fragment magnesu możemy odłamać od całości i otrzymamy ponownie na krańcach przeciwne bieguny magnetyczne. Ten nowy magnes jest całkowicie objęty przez powierzchnię S. Zatem strumień wektora B, przechodzący przez ten obszar jest również równy zeru. Taka sama sytuacja jest wtedy, gdy w środku zamkniętej przestrzeni jest tyle samo ładunków dodatnich, co ujemnych. Ładunki zawsze można oddzielić, natomiast biegunów magnetycznych się nie da. Znaczy to, iż pole elektryczne jest polem źródłowym, natomiast pole magnetyczne - bezźródłowym. Prawo Gaussa dla pola magnetycznego jest prawdziwe zawsze, czyli bez względu na to przez co to pole zostało wyprodukowane i w jakim środowisku.

22 Reguła prawej dłoni mówi iż: Jeżeli prawą dłoń zaciśniemy na przewodniku tak, aby odchylony w bok kciuk pokazywał zwrot prądu płynącego przez przewodnik, cztery zakrzywione palce wskażą zwrot linii sił pola magnetycznego wokół przewodnika. Kierunek i zwrot siły elektrodynamicznej definiuje reguła lewej dłoni : Jeżeli lewą dłoń ustawimy tak, aby linie sił pola magnetycznego wnikały do wnętrza dłoni, cztery złączone, wyprostowane palce pokazywałyby kierunek prądu płynącego przez przewodnik, to odchylony w bok kciuk wskaże zwrot siły elektrodynamicznej.

23 Pole elektryczne stan przestrzeni otaczającej ładunki elektryczne lub zmienne pole magnetyczne. W polu elektrycznym na ładunek elektryczny działa siła elektrostatyczna. Koncepcję pola elektrycznego wprowadził Michael Faraday (w połowie XIX wieku) jako opis oddziaływania ładunków elektrycznych. Z biegiem czasu okazało się, że pole elektryczne ma dużo szersze znaczenie. Ładunek poruszający się wytwarza nie tylko pole elektryczne, ale również pole magnetyczne. W ogólności oba te pola nie mogą być traktowane oddzielnie, mówi się wtedy o polu elektromagnetycznym. Podstawowymi prawami opisującymi pole elektromagnetyczne są równania Maxwella. Nośnikami oddziaływań elektromagnetycznych są fotony.

24 Elektryzowanie ciał. Podstawowe fakty dotyczące elektrostatyki były znane już w starożytności. M.in. było wiadomo, że przez potarcie niektórych ciał można je naelektryzować. Jeżeli np. dwie pałeczki szklane potarte jedwabiem zbliżymy do siebie, będą się one odpychać). Tak samo będą¡ się odpychać np. dwie pałeczki ebonitowe potarte futrem. Natomiast potarte pałeczki - szklana i ebonitowa będą się przyciągać. Fakty te tłumaczymy zakładając, że przez potarcie wytwarzaj¡ się na pałeczkach ładunki elektryczne, które oddziaływują na siebie określonymi siłami. Z różnych kierunków działania sił wynika, Ze ładunki szkła i ebonitu różnią się od siebie. Umówiono się nazywać ładunki, które gromadzi się na potartym szkle, dodatnimi a gromadzące się na potartym ebonicie ujemnymi. Można więc stwierdzić, że ładunki jednoimienne (jednego znaku) odpychają się a ładunki różnoimienne (różnych znaków) przyciągają się. Porównując ładunek danego ciała z ładunkiem nagromadzonym na szkle lub ebonicie można ustalić jego znak.

25 Dipolem elektrycznym nazywamy układ dwóch ładunków elektrycznych q>0 oznaczony jako +q i –q równych co do wartości bezwzględnej, ale mających przeciwne znaki, leżących od siebie w odległości l. małej w porównaniu z odległością do rozważanych punktów pola. Ramieniem dipola nazywamy wektor l, skierowany wzdłuż prostej przechodzącej przez oba ładunki (oś dipola) o zwrocie od ładunku ujemnego do dodatniego, równy liczbowo odległości między nimi. Przykładem dipoli elektrycznych są cząsteczki dielektryków. Dielektryki niepolarne (H 2, O 2. N 2, CCl 4 ) mają moment dipolowy pod wpływem zewnętrznego pola elektrycznego. Dielektryki polarne (H 2 O, HCl, NH 3 ) mają moment dipolowy nawet przy braku zewnętrznego pola elektrycznego.

26 Właściwości pola elektrycznego Zasada superpozycji W ośrodkach jednorodnych i anizotropowych siła pochodzące od kilku pól elektrycznych jest wektorową sumą sił, jakie wytwarza każde z tych pól. Możliwość sumowania wkładów od wielu pól jest dziedziczona przez wielkości opisujące pole elektryczne, takie jak natężenie pola elektrycznego, czy jego potencjał. Zachowawczość pola elektrycznego Siły elektryczne wytworzone przez spoczywające lub poruszające się ruchem jednostajnym ładunki, są zachowawcze, czyli praca wykonana przy przesunięciu ładunku w polu elektrycznym na drodze zamkniętej jest równa zeru. Często krótko nazywa się zachowawczym samo pole elektryczne ładunków spoczywających zwane polem elektrostatycznym. Wynikiem zachowawczości pola elektrycznego jest jego Potencjalność, czyli istnienie energii potencjalnej i potencjału. Bezwizowość Obie te cechy są matematycznie równoważne z zachowawczością. Pole elektryczne wytworzone przez zmieniające się pole magnetyczne nie jest zachowawcze i powinno być rozpatrywane wspólnie z polem magnetycznym jako pole elektromagnetyczne.

27 Natężenie pola elektrycznego jest podstawową wielkością opisującą pole elektryczne (i niekiedy samo jest nazywane krótko polem elektrycznym). Jest to pole wektorowe E, zdefiniowane w danym punkcie pola jako stosunek siły F wywieranej przez pole na ładunek próbny q umieszczony w tym punkcie do wartości tegoż ładunku q: Ładunek z pomocą którego określa się pole musi być na tyle mały, by nie zmieniać rozkładu ładunków w otaczającej go przestrzeni.

28 Inną wielkością opisującą pole elektryczne jest potencjał pola elektrycznego. Potencjał jest polem skalarnym, zdefiniowane w każdym punkcie pola elektrycznego jako stosunek energii potencjalnej E p ładunku próbnego q umieszczonego w tym punkcie, do wartości tegoż ładunku q: W polu elektrycznym zgromadzona jest energia. Jest ona równa pracy potrzebnej do ułożenia układu ładunków wytwarzających dane pole elektryczne, można więc stwierdzić, że energia potencjalna układu ładunków jest równoważna energii w wytworzonym przez nie polu elektrycznym. Gęstość energii pola elektrycznego (energia zawarta w jednostce objętości) wyraża się przez: gdzie: E - przenikalność elektryczna próżni, ε 0 - natężenia pola elektrycznego.

29

30 Grawitacja ( ciążenie powszechne ) jedno z czterech oddziaływań podstawowych, będące zjawiskiem naturalnym polegającym na tym, że wszystkie obiekty posiadające masę oddziałują na siebie wzajemnie przyciągając się. We współczesnej fizyce grawitację opisuje ogólna teoria względności. Oddziaływanie grawitacyjne jest w niej skutkiem zakrzywienia czasoprzestrzeni przez różne formy materii. W życiu codziennym prostsze prawo powszechnego ciążenia, które zostało sformułowane przez Newtona, jest wystarczające do opisania efektów grawitacji na otaczający ludzi świat.

31 Grawitacja na powierzchni Ziemi Kiedy znajdujemy się na powierzchni naszej planety, odległość od środka ciężkości Ziemi jest dużo większa niż wysokość, na której możemy się przemieszczać (bez rakiet). W takiej sytuacji można założyć, że pole grawitacyjne jest jednorodne. Korzystając z zależności na siłę grawitacyjną można obliczyć, że przedmiot o masie m na powierzchni naszej planety działa siła F g : gdzie M z 5,9736×10 24 kg – masa Ziemi, r z 6373,14 km

32 Grawitacja na powierzchni Ziemi Podstawiając zależność na siłę można obliczyć przyspieszenie ziemskie g: Spadający człowiek porusza się z przyspieszeniem ziemskim tylko przez kilka sekund. Potem opór powietrza staje się na tyle znaczący, że równoważy siłę grawitacji. Punkt równowagi odpowiada zwykle 200 km/h. Spadochron zwiększa siłę oporu powietrza i prędkość odpadania stabilizuje się na dużo mniejszej wartości.

33 Astronomia jest nauką przyrodniczą, która zajmuje się badaniem ciał niebieskich (np. gwiazd, planet, komet, mgławic, gromad i galaktyk) oraz zjawisk, które zachodzą poza atmosferą Ziemi (np. mikrofalowe promieniowanie tła). Skoncentrowana jest na ewolucji, fizyce, chemii, meteorologii i ruchu ciał niebieskich, a także stworzeniem i rozwojem Wszechświata. W XX wieku, w dziedzinie astronomii nastąpił poddział na oddziały obserwacyjne i teoretyczne. Astronomia obserwacyjna koncentruje się na pozyskiwaniu danych z obserwacji ciał niebieskich, które są następnie analizowane przy użyciu podstawowych zasad fizyki. Astronomia teoretyczna jest zorientowana na rozwój przy pomocy komputerów lub modeli analitycznych do opisu zjawisk i obiektów astronomicznych. Te dwie dziedziny wzajemnie się uzupełniają, astronomia teoretyczna stara się wyjaśnić wyniki obserwacji, a obserwacje pomagają potwierdzić wyniki teoretyczne. Astronomii nie należy mylić z astrologią, która jest systemem przekonań, który twierdzi, że sprawy ludzkie są skorelowane z pozycjami ciał niebieskich. Mimo, że obie dziedziny mają wspólne pochodzenie i część metod (np. wykorzystywanie efemeryd), są to odrębne pojęcia

34 Układ Słoneczny układ planetarny składający się ze Słońca i powiązanych z nim grawitacyjnie ciał niebieskich. Ciała te to osiem planet, ponad 160 znanych księżyców, pięć planet karłowatych i miliardy (a być może nawet biliony) [1] małych ciał Układu Słonecznego, do których zalicza się planetoidy, komety, meteoryty i pył międzyplanetarny. Szacuje się, że formowanie się i ewolucja Układu Słonecznego rozpoczęły się 4,6 miliarda lat temu, gdy na skutek grawitacyjnego zapadnięcia się części niestabilnego obłoku molekularnego rozpoczął się proces formowania Słońca i innych gwiazd. Układ wciąż podlega ewolucyjnym i chaotycznym zmianom i nie będzie istniał wiecznie w obecnej postaci. Za około miliardów lat możliwe jest zderzenie Galaktyki Andromedy z Drogą Mleczną, a w ciągu około 5 miliardów lat Słońce powiększy wielokrotnie swoją średnicę, stając się czerwonym olbrzymem, co doprowadzi do zniszczenia planet skalistych, wliczając w to Ziemię. Następnie Słońce odrzuci swoje zewnętrzne warstwy jako mgławicę planetarną i przekształci się w białego karła, którego temperatura i jasność będą stopniowo spadać aż do całkowitej "śmierci" gwiazdy. Przypuszcza się, że Słońce następnie zmieni się w czarnego karła, jednak nie można tej teorii potwierdzić ani obalić, gdyż wszechświat jest zbyt młody, aby powstały tego typu obiekty.

35 Planety dolne i górne podział planet Układu Słonecznego ze względu na ich położenie względem orbity Ziemi. Planety dolne, obiegające Słońce wewnątrz orbity Ziemi, to: Merkury Wenus Planety górne, leżące na zewnątrz orbity Ziemi, to: Mars Jowisz Saturn Uran Neptun Planety dolne i górne różnią się ze względu na ich warunki obserwacyjne. Między innymi nie można zobaczyć z Ziemi przejścia na tle Słońca żadnej z planet górnych, zaś planety dolne nigdy nie znajdą się w opozycji ze Słońcem z punktu widzenia wszystkich planet z wyjątkiem planet dolnych.

36 Merkury najmniejsza i najbliższa Słońcu planeta Układu Słonecznego. Jako planeta wewnętrzna znajduje się dla ziemskiego obserwatora zawsze bardzo blisko Słońca, dlatego jest trudna do obserwacji. Mimo to należy do planet widocznych gołym okiem i była znana już w starożytności. Merkurego dojrzeć można jedynie tuż przed wschodem lub tuż po zachodzie Słońca. Ukształtowaniem powierzchni Merkurego przypomina Księżyc: są na nim liczne kratery uderzeniowe i praktycznie pozbawiony jest atmosfery. Temperatura powierzchni waha się od 183 °C do 427 °C. W przeciwieństwie do Księżyca, planeta ma jednak duże żelazne jądro, generujące pole magnetyczne o natężeniu stokrotnie mniejszym od natężenia ziemskiego pola magnetycznego. Wielkość jądra powoduje, że Merkury ma jedną z największych gęstości spośród planet Układu Słonecznego (nieznacznie większą ma Ziemia). Merkury nie ma naturalnych satelitów.

37 Wenus druga według oddalenia od Słońca planeta Układu Słonecznego. Jest trzecim pod względem jasności ciałem niebieskim widocznym na niebie, po Słońcu i Księżycu. Jej obserwowana wielkość gwiazdowa sięga 4,6 m i jest wystarczająca, aby światło odbite od Wenus powodowało powstawanie cieni. Ponieważ Wenus jest bliżej Słońca niż Ziemia, zawsze jest widoczna w niewielkiej odległości od niego; jej maksymalna elongacja to 47,8°. Odległość Wenus od Ziemi waha się od 40 do 259 milionów kilometrów. Wenus jest jedną z czterech planet skalistych w Układzie Słonecznym. Pod względem wielkości i masy jest bardzo podobna do Ziemi, przez co często opisywana jest jako siostra naszej planety. Średnica Wenus jest zaledwie o 650 km mniejsza od ziemskiej, a jej masa jest równa 81,5% masy Ziemi. Jednakże warunki na powierzchni Wenus różnią się diametralnie od tych na Ziemi, ze względu na gęstą atmosferę złożoną głównie z dwutlenku węgla. Stanowi on 96,5% masy atmosfery, podczas gdy pozostałe 3,5% to głównie azot.

38 Ziemia trzecia, licząc od Słońca, a piąta co do wielkości planeta Układu Słonecznego. Pod względem średnicy, masy i gęstości jest to największa planeta skalista Układu. Ziemia, zamieszkana przez miliony gatunków, wliczając w to człowieka [6], jest jedynym znanym miejscem we Wszechświecie, w którym występuje życie [7]. Planeta uformowała się 4,54 ± 0,05 miliarda lat temu, a życie pojawiło się na jej powierzchni w ciągu pierwszego miliarda lat po uformowaniu. Następnie, biosfera ziemska wpłynęła na atmosferę i inne czynniki abiotyczne planety, umożliwiając rozwój organizmów aerobowych oraz powstanie ozonosfery. Rozwój życia na lądzie umożliwiła powłoka ozonowa, zmniejszająca natężenie promieniowania ultrafioletowego oraz magnetosfera, odbijająca cząstki wiatru słonecznego. Ziemia oddziałuje grawitacyjnie z innymi ciałami w przestrzeni kosmicznej. Nachylenie osi Ziemi do prostej prostopadłej do płaszczyzny orbity wynosi 23,45°, co prowadzi do rocznych wahań oświetlenia, które powodują m.in. występowanie pór roku. Wokół Ziemi krąży jeden naturalny satelita – Księżyc, który orbituje wokół niej od ok. 4,53 miliarda lat. Wywołuje on pływy morskie i stabilizuje kąt nachylenia osi obrotu względem orbity.

39 Mars czwarta według oddalenia od Słońca planeta Układu Słonecznego. Przy obserwacji z Ziemi kolor jej wydaje się być rdzawo-czerwony. Postrzegany odcień wynika stąd, że powierzchnia planety zawiera tlenki żelaza. Mars jest planetą wewnętrzną z cienką atmosferą, o powierzchni usianej kraterami uderzeniowymi, podobnie jak powierzchnia Księżyca. Występują tu także inne rodzaje terenu, podobne do ziemskich: wulkany, doliny, pustynie i polarne czapy lodowe. Okres obrotu wokół własnej osi jest niewiele dłuższy niż Ziemi i wynosi 24,6229 godziny. Na Marsie znajduje się najwyższa góra w Układzie Słonecznym – Olympus Mons i największy kanion – Valles Marineris. Gładki obszar równinny Vastitas Borealis na półkuli północnej obejmuje 40% powierzchni planety i może być pozostałością ogromnego uderzenia. W przeciwieństwie do Ziemi, Mars jest geologicznie i tektonicznie nieaktywny. Mars ma dwa księżyce, Fobosa i Deimosa, które są małe i mają nieregularny kształt. Mogą one być przechwyconymi planetoidami, podobnymi do planetoidy trojańskiej 5261 Eureka, krążącej na orbicie planety, chociaż obecnie zyskuje na popularności hipoteza, że powstały one z materii wyrzuconej z Marsa.

40 Jowisz piąta w kolejności oddalenia od Słońca i największa planeta Układu Słonecznego. Jego masa jest nieco mniejsza niż jedna tysięczna masy Słońca, a zarazem dwa i pół razu większa niż łączna masa wszystkich innych planet w Układzie Słonecznym. Wraz z Saturnem, Uranem i Neptunem to gazowe olbrzymy, czasem nazywane również planetami jowiszowymi. Największa planeta Układu Słonecznego składa się w trzech czwartych z wodoru i w jednej czwartej z helu; może posiadać także skaliste jądro złożone z cięższych pierwiastków. Ze względu na szybką rotację przybiera kształt spłaszczonej elipsoidy obrotowej (ma niewielkie, ale zauważalne zgrubienie w płaszczyźnie równika). Powierzchnię planety, którą stanowią nieprzezroczyste wyższe warstwy atmosfery, pokrywa kilka warstw chmur, układających się w charakterystyczne pasy widoczne z Ziem

41 Saturn gazowy olbrzym, szósta planeta Układu Słonecznego pod względem oddalenia od Słońca, druga po Jowiszu pod względem masy i wielkości. Charakterystyczną jego cechą są pierścienie, składające się głównie z lodu i w mniejszej ilości z odłamków skalnych; inne planety- olbrzymy także mają systemy pierścieni, ale żaden z nich nie jest tak rozległy, ani tak jasny. Obecnie znane są 62 naturalne satelity Saturna. We wnętrzu Saturna panują ciśnienie i temperatura, których nie udało się dotąd uzyskać w laboratoriach na Ziemi. Wnętrze gazowego olbrzyma najprawdopodobniej składa się z jądra z żelaza, niklu, krzemu i tlenu, otoczonego warstwą metalicznego wodoru, warstwy pośredniej ciekłego wodoru i ciekłego helu oraz zewnętrznej warstwy gazowej. Prąd elektryczny w warstwie metalicznej wodoru generuje pole magnetyczne Saturna, które jest nieco słabsze niż pole magnetyczne Ziemi i ma około jedną dwudziestą natężenia pola wokół Jowisza.

42 Uran gazowy olbrzym, siódma w kolejności od Słońca planeta Układu Słonecznego. Jest także trzecią pod względem wielkości i czwartą pod względem masy planetą naszego systemu. Choć jest widoczny gołym okiem, podobnie jak pięć innych planet, starożytni obserwatorzy nie uznali go za planetę ze względu na jego niską jasność i powolny ruch po sferze niebieskiej Sir William Herschel ogłosił odkrycie planety w dniu 13 marca 1781, po raz pierwszy w historii nowożytnej rozszerzając znane granice Układu Słonecznego. Uran to również pierwsza planeta odkryta przy pomocy teleskopu. Uran budową i składem chemicznym przypomina Neptuna, a obie planety mają odmienną budowę i skład niż większe gazowe olbrzymy: Jowisz i Saturn. Atmosfera Urana składa się głównie z wodoru i helu, zawiera więcej zamrożonych substancji lotnych (tzw. lodów), takich jak woda, amoniak i metan, oraz śladowe ilości węglowodorów jego atmosfera jest najzimniejszą atmosferą planetarną w Układzie Słonecznym; minimalna temperatura to 49 K (-224 °C)

43 Księżyc jedyny naturalny satelita Ziemi. Jest piątym co do wielkości księżycem w Układzie Słonecznym. Przeciętna odległość od środka Ziemi do środka Księżyca to km, co stanowi mniej więcej trzydziestokrotność średnicy ziemskiej. Średnica Księżyca wynosi 3474 km nieco więcej niż 1/4 średnicy Ziemi. Oznacza to, że objętość Księżyca wynosi około 1/50 objętości kuli ziemskiej. Przyspieszenie grawitacyjne na jego powierzchni jest blisko 6 razy słabsze, niż na Ziemi. Księżyc wykonuje pełny obieg wokół Ziemi w ciągu 27,3 dnia (tzw. miesiąc syderyczny), a okresowe zmiany w geometrii układu Ziemia-Księżyc-Słońce powodują występowanie powtarzających się w cyklu 29,5-dniowym (tzw. miesiąc synodyczny) faz Księżyca.

44 Meteor zwany także (błędnie) spadającą gwiazdą – świecący ślad, jaki zostawia po sobie spalający się w górnych warstwach atmosfery meteoroid. Prędkości meteoroidów wchodzących w atmosferę Ziemi mieszczą się w zakresie od 12 do 72 km/s. Większość meteoroidów zostaje zniszczona w atmosferze w procesie spalania wywołanym tarciem, nieliczne które spadają na powierzchnię naszej planety nazywamy meteorytami. Planetoida ciało niebieskie o małych rozmiarach - od kilku metrów do czasem ponad 1000 km, obiegające gwiazdę centralną (w Układzie Słonecznym - Słońce), posiadające stałą powierzchnię skalną lub lodową, bardzo często – przede wszystkim w przypadku planetoid o mniejszych rozmiarach i mało masywnych – o nieregularnym kształcie, często noszącym znamiona kolizji z innymi podobnymi obiektami.

45 Kometa małe ciało niebieskie poruszające się w układzie planetarnym, które na krótko pojawia się w pobliżu gwiazdy centralnej. Ciepło tej gwiazdy powoduje, że wokół komety powstaje koma, czyli gazowa otoczka. W przestrzeń kosmiczną jądro komety wyrzuca materię, tworzącą dwa warkocze kometarne – gazowy i pyłowy, skierowane pod różnymi kątami do kierunku ruchu komety. Gazowy warkocz komety jest zawsze zwrócony w kierunku przeciwnym do gwiazdy, co spowodowane jest oddziaływaniem wiatru słonecznego, który "wieje" zawsze od gwiazdy. Pyłowy warkocz składa się z drobin zbyt masywnych, by wiatr słoneczny mógł znacząco zmienić kierunek ich ruchu.

46 Czarna dziura obiekt astronomiczny, który tak silnie oddziałuje grawitacyjnie na swoje otoczenie, że nawet światło nie może uciec z jego powierzchni (prędkość ucieczki jest większa od prędkości światła). W ramach fizyki klasycznej żaden rodzaj energii ani materii nie może opuścić czarnej dziury, jednak uwzględniając efekty kwantowe postuluje się istnienie zjawiska zwanego parowaniem czarnych dziur. Granica, po przejściu której nie jest możliwe wyrwanie się z pola grawitacyjnego czarnej dziury, nazywana jest horyzontem zdarzeń. Ma ona kształt sfery o wielkości wyznaczonej przez promień Schwarzschilda. Nie jest to powierzchnia tego obiektu, która może znajdować się wielokrotnie bliżej centrum geometrycznego układu.

47

48 Fizyka atomowa dział fizyki zajmujący się stanami elektronowymi w atomie, a więc wszystkim co określa własności chemiczne ciał. Fizyka stanów elektronowych jest względnie prosta, jeżeli zaniedbać oddziaływanie między elektronami. W istocie jest to często stosowane przybliżenie. Jednak elektrony, jako cząstki naładowane, oddziałują ze sobą, dlatego to przybliżenie pozostaje jakościowe. Prawidłowe wyniki można otrzymać tą drogą jedynie dla atomu wodoru, gdzie wokół jądra krąży tylko jeden elektron. Fizyka jądrowa dział fizyki zajmujący się badaniem budowy i przemian jądra atomowego. Zajmuje się badaniami doświadczalnymi, teoretycznymi oraz zastosowaniem techniki jądrowej. Najbardziej powszechnie znane zastosowania fizyki jądrowej to energetyka i broń jądrowa, jednak w wyniku prowadzonych badań powstały inne zastosowania tej dziedziny. Przykłady: medycyna – obrazowanie rezonansu magnetycznego, inżynieria materiałowa – implantowanie jonowe czy archeologia – datowanie na podstawie zawartości atomów radioaktywnych izotopów węgla.

49 Foton jest cząstką elementarną nie posiadającą ładunku elektrycznego ani momentu magnetycznego, o masie spoczynkowej równej zero (m 0 = 0), liczbie spinowej s = 1 (fotony są zatem bozonami). Fotony są nośnikami oddziaływań elektromagnetycznych, a ponieważ wykazują dualizm korpuskularno-falowy są równocześnie falą elektromagnetyczną. W fizyce foton jest kwantem pola elektromagnetycznego, np. widzialnego światła. W mechanice kwantowej pole elektromagnetyczne zachowuje się jak zbiór cząstek (fotonów). Z kwantowego punktu widzenia światło jest dużym strumieniem fotonów. Bardzo czułe instrumenty optyczne potrafią rejestrować pojedyncze fotony. W zależności od energii fotonów promieniowanie, na które się składają, ma inną nazwę. I tak mówi się (poczynając od najwyższej energii fotonu) o promieniowaniu gamma, rentgenowskim (promieniowaniu X), ultrafiolecie, świetle widzialnym, promieniowaniu podczerwonym (podczerwieni), mikrofalach, falach radiowych (promieniowaniu radiowym). Jednak z fizycznego punktu widzenia wszystkie te rodzaje promieniowania mają jednakową naturę. promieniowaniu gammarentgenowskim (promieniowaniu X), ultrafiolecie świetle widzialnympromieniowaniu podczerwonym (podczerwieni), mikrofalachfalach radiowych (promieniowaniu radiowym).

50 Efekt fotoelektryczny ( zjawisko fotoelektryczne, fotoefekt ) – zjawisko fizyczne polegające na emisji elektronów z powierzchni przedmiotu (zjawisko fotoelektryczne zwane również zjawiskiem fotoelektrycznym zewnętrznym dla odróżnienia od wewnętrznego); przeniesieniu nośników ładunku elektrycznego pomiędzy pasmami energetycznymi (tzw. zjawisko fotoelektryczne wewnętrzne ), w wyniku naświetlania promieniowaniem elektromagnetycznym (na przykład światłem widzialnym) o odpowiedniej częstotliwości, zależnej od rodzaju przedmiotu. Emitowane w zjawisku fotoelektrycznym elektrony nazywa się czasem fotoelektronami. Energia kinetyczna fotoelektronów nie zależy od natężenia światła a jedynie od jego częstotliwości. Gdy oświetlanym ośrodkiem jest gaz, zachodzi zjawisko fotojonizacji, gdy zachodzi zjawisko fotoelektryczne wewnętrzne mówi się o fotoprzewodnictwie. Odkrycie i wyjaśnienie efektu fotoelektrycznego przyczyniło się do rozwoju korpuskularno-falowej teorii materii, w której obiektom mikroświata przypisywane są jednocześnie własności falowe i materialne (korpuskularne). Wyjaśnienie i matematyczny opis efektu fotoelektrycznego zawdzięczamy Albertowi Einsteinowi, który w 1905 roku wykorzystał hipotezę kwantów wysuniętą przez Maxa Plancka w 1900 roku.

51 Reakcje jądrowe to procesy zachodzące w jądrach atomowych. W ich wyniku powstają jądra atomowe innych pierwiastków, innych izotopów tego samego pierwiastka lub jądra tego samego izotopu w innym stanie energetycznym. Reakcje jądrowe można ogólnie podzielić na reakcje syntezy, w których powstają jądra o większej liczbie atomowej reakcje rozpadu, gdy liczba atomowa produktów reakcji jest mniejsza; do reakcji tych zalicza się również rozpad gamma, w którym liczba atomowa pozostaje stała, natomiast zmniejsza się energia jądra. Reakcje jądrowe są procesami powszechnymi w naturze. Synteza jądrowa zachodzi np. na masową skalę we wnętrzach gwiazd. Reakcje rozszczepienia mają miejsce w skorupie ziemskiej i w całym otoczeniu człowieka, w którym w niewielkiej ilości występują izotopy promieniotwórcze, oraz w atmosferze Ziemi – głównie na skutek oddziaływania promieniowania kosmicznego.

52 Reakcję jądrową może wywołać oddziaływanie z inną cząstką, jądrem lub promieniowaniem. Procesowi temu towarzyszy powstawanie nowych jąder i innych cząstek. Duże znaczenie mają tzw. reakcje dwuciałowe, których schemat ma postać gdzie X i Y są odpowiednio – jądrem początkowym i końcowym, natomiast a i b – innymi cząstkami. Szczególnym przypadkiem takiej reakcji jest zderzenie elastyczne w którym nie zmienia się energia kinetyczna układu jądro-cząstka (w ścisłym znaczeniu nie jest to wówczas przemiana jądrowa) oraz zderzenie niesprężyste w którym jądro końcowe znajduje się w stanie wzbudzonym. Jeżeli reakcja jądrowa wywoływana jest przez kwant γ, reakcję taką nazywa się fotojądrową Natomiast, gdy cząstka oddziałująca z jądrem łączy się z nim, a energia jest wypromieniowywana w postaci kwantu gamma wówczas mówi się o chwytaniu lub wychwycie radiacyjnym.

53 Detekcji promieniowania jonizującego można dokonać poprzez detektory promieniowania które dzielimy na: gazowe, do których należą: komora jonizacyjna, licznik Geigera – Müllera, licznik proporcjonalny, komora dryfowa, komora Wilsona, komora iskrowa, komora strimerowa, komora pęcherzykowa, oparte na ciele stałym: detektor scyntylacyjny, które dodatkowo ze względu na rodzaj związku tworzącego scyntylator dzieli się na: detektory z scyntylatorami organicznymi, detektory z scyntylatorami nieorganicznymi (opartymi na kryształach: NaI(Tl), BGO, BaF 2, CsI(Tl), ZnS, itp.), detektor półprzewodnikowy, detektor Czerenkowa, płyta fotograficzna (emulsja jądrowa)

54 Ze względu na szybki rozwój komputerów i elektroniki, największe znaczenie mają detektory przetwarzające informacje o promieniowaniu na sygnały elektryczne: licznik proporcjonalny, komora dryfowa, detektory scyntylacyjne, detektory półprzewodnikowe, które wykorzystuje się najczęściej w eksperymentach fizyki cząstek elementarnych oraz w badaniach izotopowych. Także ze względu na zapotrzebowanie fizyki wysokich energii, wspomniane liczniki buduje się jako detektory pozycjoczułe, czyli takie, które nie tylko wykrywają obecność cząstki, ale także są w stanie podać jej pozycję w przestrzeni. Osobnym zagadnieniem pozostaje dozymetria promieniowania jądrowego. Nauka ta jest związana z badaniem i wyznaczaniem dawek promieniowania, którym zostały poddane organizmy żywe. Urządzenia dozymetrii zwane są dozymetrami, w swojej budowie wykorzystują detektory promieniowania jądrowego. Najczęściej stosowanymi dozymetrami są: dozymetr barwnikowy, emulsja światłoczuła (emulsje jądrowe), komora jonizacyjna – głównie do cechowania przyrządów i wyznaczania wzorców jednostek. dozymetr termoluminescencyjny TLD, licznik Geigera – Müllera,

55 Zbiór objawów wywołanych przez napromieniowanie części lub całego organizmu dużą dawką promieniowania jonizującego nazywa się chorobą popromienną Niebezpieczeństwo napromieniowania jest tym większe że nie wywołuje ono bezpośrednio żadnych objawów i dlatego też nie można zdawać sobie sprawy z przekroczenia dopuszczalnej dawki Objawy chorobowe występują dopiero po pewnym okresie czasu którego długość zależy od szeregu czynników (dawka promieniowania Rodzaj napromieniowanych organów Stan organizmu itd) i wynosi na ogół kilka godzin Charakterystycznymi objawami są wymioty biegunka brak apetytu ogólne osłabienie organizmu zmniejszenie się Liczby białych ciałek krwi Następnie przez dwa trzy dni obserwowana jest chwilowa poprawa a po tygodniach dalsze zaostrzenie objawów chorobowych Następuje wypadanie włosów wylewy krwi w skórze i w błonach śluzowych (szczególnie w układzie pokarmowym) prowadzące do powstania owrzodzeń Gorączka niedokrwistość możliwość zmętnienia gałek ocznych i bezpłodność. Wpływ promieniowania jądrowego na organizmy żywe

56 Jeśli dawka jaką otrzymał cały Organizm lub najbardziej czułe na napromieniowanie Organy (szpik kostny,gruczoły płciowe, błony śluzowe układu pokarmowego) jest duża to po tych etapach choroby następuje śmierć. Dawka śmiertelna dla człowieka wynosi około 500 remów Napromieniowanie niektórych części ciała np. rąk dawką dziesięciokrotnie przewyższającą dawkę śmiertelną nie wywołuje poważnych zmian w organizmie.

57 Projekt AS KOMPETENCJI jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Program Operacyjny Kapitał Ludzki CZŁOWIEK – NAJLEPSZA INWESTYCJA Publikacja jest współfinansowana przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Prezentacja jest dystrybuowana bezpłatnie


Pobierz ppt "Projekt AS KOMPETENCJI jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Program Operacyjny Kapitał Ludzki."

Podobne prezentacje


Reklamy Google