Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Publikacja jest współfinansowana przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Prezentacja jest dystrybuowana bezpłatnie Projekt.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Publikacja jest współfinansowana przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Prezentacja jest dystrybuowana bezpłatnie Projekt."— Zapis prezentacji:

1 Publikacja jest współfinansowana przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Prezentacja jest dystrybuowana bezpłatnie Projekt Z FIZYKĄ, MATEMATYKĄ I PRZEDSIĘBIORCZOŚCIĄ ZDOBYWAMY ŚWIAT !!! jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Program Operacyjny Kapitał Ludzki CZŁOWIEK – NAJLEPSZA INWESTYCJA

2 DANE INFORMACYJNE: Nazwa szkoły: Gimnazjum nr 2 im. Andrzeja Prądzyńskiego we Wrześni ID grupy: 98_63_MF_G1 Kompetencja: fizyka i matematyka Temat projektowy: ZFMiP_TP017_FALA Semestr/rok szkolny: Semestr II rok szkolny 2010/2011

3 W tym semestrze zajmowaliśmy się bardzo ciekawymi tematami, a mianowicie: Wzrok i słuch. Tak poznajemy świat. Światło i dźwięk. Dwie najważniejsze fale w życiu człowieka.

4 Wybraliśmy ten temat, ponieważ stwierdziliśmy, że fale te są bardzo ciekawe i warte głębszego poznania.. Fale takie jak światło i dźwięk rzeczywiście są dwoma najważniejszymi falami w życiu człowieka, co postaraliśmy się udowodnić w następujących opisach i doświadczeniach.

5 Pierwszym zadaniem było zrobienie wypracowania na temat: Dźwięk i światło. Dwie najważniejsze fale w życiu człowieka. Wypracowanie to miało zawierać elementy fantastyki. Każdy z nas zrobił osobną pracę po czym przeczytaliśmy je i wybraliśmy kilka najciekawszych. Musimy przyznać, że nie wiedzieliśmy, iż nasi koledzy posiadają taką wiedzę na ten temat.

6 DŹWIĘK

7 Dźwięk – wrażenie słuchowe spowodowane falą akustyczną rozchodzącą się w ośrodku sprężystym(ciele stałym, cieczy, gazie).

8 Czas trwania dźwięku zależy od czasu, w jakim drga ciało. Z chwilą, gdy ciało przestaje drgać, gdy drgania zanikają, zanika również i dźwięk.

9 Fale dźwiękowe to rodzaj fal ciśnienia. Ośrodki, w których mogą się poruszać, to ośrodki sprężyste(ciało stałe, ciecz, gaz). Zaburzenia te polegają na przenoszeniu energii mechanicznej przez drgające cząstki ośrodka (zgęszczenia i rozrzedzenia) bez zmiany ich średniego położenia. Fala dźwiękowa

10 Częstotliwość (częstość) określa liczbę cykli zjawiska okresowego występujących w jednostce czasu. W układzie SI jednostką częstotliwości jest herc(Hz). Częstotliwość 1 herca odpowiada występowaniu jednego zdarzenia (cyklu) w ciągu 1 sekundy. Najczęściej rozważa się częstotliwość w ruchu obrotowym, częstotliwość drgań. W fizyce częstotliwość oznacza się literą f lub grecką literą ν. Z definicji wynika wzór: gdzie: f – częstotliwość, n – liczba drgań, t – czas, w którym te drgania zostały wykonane.

11 Amplituda- w ruchu drgającym i w ruchu falowym jest to największe wychylenie z położenia równowagi.

12 Okres drgań- czas wykonania jednego pełnego drgania w ruchu drgającym, czyli czas pomiędzy wystąpieniami tej samej fazy ruchu drgającego. Okres fali równy jest okresowi rozchodzących się drgań. Zmiana przebiegu oscylacji wraz ze wzrostem ich okresu

13 PRÓG SŁYSZALNOŚCI Próg słyszalności jest to najmniejszy poziom ciśnienia akustycznego dźwięku, który wywołuje zaledwie spostrzegane wrażenie słuchowe wobec braku innych dźwięków.

14 PRÓG BÓLU Próg bólu – wartość ciśnienia akustycznego, przy której ucho odczuwa wrażenie bólu. Jest ona słabo zależna od częstotliwości i wynosi 140 dB dla dźwięków sinusoidalnych oraz 120 dB dla szumów.

15

16 BADANIE DŹWIĘKU

17 Lp.CzynnośćdB1.Krzyk Kamerton Zamiatanie Pukanie Korytarz w czasie lekcji Autobus Ulica Muzyka w słuchawkach Rozmowa65.00

18 KAMERTON Kamerton to przyrząd składający się z metalowych widełek na drewnianym pudełku bez jednej ściany. Po uderzeniu wytwarza określony dźwięk np. 440hz. Kamertony ustawiamy otwartą ścianką do siebie.

19 BADANIE DŹWIĘKU WYTWARZANEGO PRZEZ KAMERTONY

20 DŹWIĘKI Infradźwięki – fale dźwiękowe niesłyszalne dla człowieka, ponieważ ich częstotliwość jest za niska, aby odebrało je ludzkie ucho. Słonie i wieloryby, które słyszą infradźwięki wykorzystują je do komunikacji na duże odległości.

21 Ultradźwięki – fale dźwiękowe, których częstotliwość jest zbyt wysoka, aby usłyszał je człowiek. Za górną granicę słyszalnych częstotliwości uważa się wartość około 20 kHz, choć dla wielu osób granica ta jest znacznie niższa. Za umowną, górną, granicę ultradźwięków przyjmuje się częstotliwość 10 GHz. Zaczyna się od niej zakres hiperdźwięków Niektóre zwierzęta mogą emitować i słyszeć ultradźwięki, np. pies, szczur, delfin, wieloryb, chomik czy nietoperz.

22 DŹWIĘKI SŁYSZALNE

23 Na spotkaniu tym także zajęliśmy się prezentacją, lecz tym razem na temat: Jak można zapisać dźwięk? Płyta gramofonowa i płyta kompaktowa. Różne sposoby zapisywanie dźwięku. Która płyta jest bardziej zdarta?. Temat ten zawierał wiele opisów i fotografii zarówno jak poprzedni.

24 PŁYTY GRAMOFONOWE W KINEMATOGRAFII Od 1900 francuska firma Pathé przeprowadzała pokazy projekcji filmowych zsynchronizowanych z dźwiękiem odtwarzanym z płyt gramofonowych. Dwa lata później Léon Gaumont opracował urządzenie synchronizujące, w którym mechanizmy napędowe gramofonu i projektora były synchronizowane za pomocą wspólnego wału napędowego. Początkowo takie rozwiązania "filmów mówionych", z dźwiękiem osobno utrwalanym na płycie gramofonowej, zdobyły sporą popularność, ale na skutek dynamicznego rozwoju kinematografii szybko (około roku 1914) zeszły z rynku. Główną przyczyną był zbyt krótki czas odtwarzania ówczesnych płyt gramofonowych. Wynikająca z potrzeb kinematografii konieczność odtwarzania dźwięku w dużych salach spowodowała rozwój techniki wzmacniania głośności dźwięku z płyt. W pierwszej dekadzie XX w. opracowano w tym celu kilka konstrukcji pneumatycznych, w których drgania mechanizmu głowicy gramofonu modulowały strumień sprężonego powietrza.

25

26 PODZIAŁ PŁYT CD Technologia tworzenia nośnika pozwala na klasyfikację: zwykłe płyty CD to matryca odciśnięta i będąca negatywem płyty CD-R zawierają ścieżki, w których możemy za pomocą lasera zapisać nasze dane płyty CD-RW są podobne do płyt CD-R, ale pozwalają nam do zapisu jak i wymazywania danych do ok razy. Poza tym są jeszcze płyty CD 8 cm i płyty w kształcie wizytówki, są mniejsze rozmiarami i mają mniejsze pojemności.

27 Następną czynnością jaką wykonywaliśmy było szukanie i wymienianie się informacjami na temat różnych podziałów fal. Po znalezieniu i zapoznaniu się z informacjami szukaliśmy wiadomości o źródłach fizycznych fali mechanicznej i elektromagnetycznej.

28 FALA PODŁUŻNA I FALA POPRZECZNA Na jednych z zajęć naszym zadaniem było poznanie fali podłużnej i poprzecznej. Wykonaliśmy również doświadczenia z tymi falami. Krótko przedstawiamy nasze wyniki.

29 FALA PODŁUŻNA Fala podłużna – fala, w której drgania odbywają się w kierunku zgodnym z kierunkiem jej rozchodzenia się. Przykładem fali podłużnej jest fala dźwiękowa.

30 FALA PODŁUŻNA - DOŚWIADCZENIE Nasze doświadczenie polegało na poznanie fali podłużnej. Do zobaczenia tej fali użyliśmy sprężyny, która świetnie pokazuje tą falę.

31 FALA MECHANICZNA Fala mechaniczna - fala rozchodząca się w ośrodkach sprężystych poprzez rozprzestrzenianie się drgań tego ośrodka. Przykładami fal mechanicznych są fale morskie, fale dźwiękowe, fale sejsmiczne.

32 Schemat fali mechanicznej

33 FALA POPRZECZNA Fala poprzeczna - jest to fala, w której kierunek drgań cząstek ośrodka jest prostopadły do kierunku rozchodzenia się fali.

34 FALA POPRZECZNA - DOŚWIADCZENIE Tym razem naszym zadaniem było poznanie kolejnej fali mechanicznej. Była to fala poprzeczna. Do poznania jej posłużyły nam skakanki, które dobrze pokazują jej ruch.

35 FALA ELEKTROMAGNETYCZNA Fale elektromagnetyczne - zaburzenia pola elektromagnetycznego rozchodzące się w przestrzeni ze skończoną prędkością.

36 SCHEMAT FALI ELEKTROMAGNETYCZNEJ

37 Nasze doświadczenia zakończyły się pomyślnie. Dzięki tym zajęciom poznaliśmy bardziej szczegółowo fale poprzeczną i podłużną. Ogólnie jesteśmy zadowoleni z naszej pracy na tych zajęciach.

38 Kolejnym elementem projektu były zjawiska falowe. Zajmowaliśmy się takimi pojęciami jak odbicie i załamanie różnych fal, dyfrakcja fal na wodzie i innych fal, zwierciadła i soczewki optyczne i mechaniczne.

39 Następnie robiliśmy opracowania i obliczenia do później wykonywanych doświadczeń. Wszelkiego rodzaju pomiary uzmysłowiły nam jak powinny wyglądać doświadczenia i co może być do nich potrzebne.

40 Doświadczenie 1. Odwracanie biegu promieni świetlnych. Przebieg: Promień z laser powędrował z lusterka nr1 do lusterka numer 2 i przez lusterko nr 3 wrócił do lusterka nr1.

41

42 Doświadczenie 2. Przejście promienia przez płytkę równoległościenną. Przebieg: Po włączeniu lasera i skierowaniu go na płytkę obraz nie ulega zmianie po za nie wielkim rozmazaniem.

43

44 Doświadczenie 3. Przejście promienia przez płytkę wklęsłą. Przebieg: Po przepuszczeniu lasera przez płytkę obraz z lasera jest powiększony.

45

46 Doświadczenie 4. Przejście lasera przez soczewkę wypukłą. Przebieg: Po przepuszczeniu lasera przez płytkę obraz wydłuża się.

47

48 Doświadczenie 5. Przejście lasera przez pryzmat. Przebieg: Po przepuszczeniu lasera przez pryzmat, w zależności od kąta obraz zmienia miejsce.

49

50 Następnie omówiliśmy temat taki jak fale dźwiękowe w ciałach stałych, gazach i cieczach. Wiele na ten temat wiedzieliśmy z doświadczenia, więc wymienialiśmy się także własną wiedzą.

51 FALE DŹWIĘKOWE

52 Fale dźwiękowe należą do rodziny fal mechanicznych. Fale mechaniczne są rodzajem fal, dla których niezbędnym warunkiem rozchodzenia się jest obecność ośrodka materialnego. Jest to konieczne, ponieważ ich propagacja polega na przemieszczaniu się drgań cząstek ośrodka materialnego. Dlatego fale mechaniczne a więc i fale dźwiękowe nie mogą rozchodzić się w próżni.

53 JAK POWSTAJĄ FALE DŹWIĘKOWE Fale dźwiękowe tworzą się wtedy, gdy drgający przedmiot powoduje naprzemienne zmiany ciśnienia w otaczającym przedmiot ośrodku (powietrzu lub wodzie).

54 PRZYKŁADOWE POZIOMY NATĘŻENIA DŹWIĘKÓW 0 dB - granica słyszalności 10 dB - szept 35 dB - cicha muzyka 45 dB -spokojna rozmowa 65 dB - odkurzacz 90 dB - dźwięk budzika 110 dB - hałas na ruchliwej ulicy w godzinach szczytu 120 dB - poziom natężenia dźwięku w dyskotece, dźwięk młota pneumatycznego 130 dB - granica bólu 160 dB - dźwięk generowany podczas eksplozji petardy

55 Ze względu na zakres częstotliwości można rozróżnić cztery rodzaje tych fal: infradźwięki - poniżej 16 Hz, dźwięki słyszalne 16 Hz - 20 kHz - słyszy je większość ludzi, ultradźwięki - powyżej 20 kHz, hiperdźwięki - powyżej Hz.

56 ROZCHODZENIE SIĘ FAL DŹWIĘKOWYCH Fala dźwiękowa może rozchodzić się w każdym ośrodku materialnym, przy czym im jest większa gęstość tego ośrodka tym prędkość jej jest większa. Dlatego z największą prędkością fala dźwiękowa porusza się w ciałach stałych. I tak w granicie może poruszać się z prędkością sięgającą 6000 m/s. Zdecydowanie wolniej fale rozprzestrzeniają się w cieczach. W wodzie prędkość dźwięku wynosi 1450 m/s. W gazie, który jest zdecydowanie najrzadszym ośrodkiem dźwięk osiąga najmniejszą prędkość. W powietrzu wynosi ona około 340 m/s.

57 PRZYKŁADY ROZCHODZENIA SIĘ FAL DŹWIĘKOWYCH Tlen – 317,2 m/s Powietrze – 331,3 m/s Wodór – 1268 m/s Woda – 1450 m/s Ołów – 1230 m/s Rtęć – 1407 m/s Miedź – 3560 m/s Aluminium – 5100 m/s Żelazo – 5130 m/S

58 ZJAWISKO DOPPLERA Zjawisko Dopplera Polega ono na tym, że przypadku względnego ruchu obserwatora i źródła dźwięku odbierany jest on jako dźwięk o wyższej lub niższej częstości. Jeśli względny ruch jest zbliżaniem się wtedy obserwator słyszy dźwięk o częstości wyższej niż słyszałby gdyby zarówno on jak i źródło znajdowali się w spoczynku. Natomiast, gdy następuje oddalanie się obserwatora lub źródła to słyszany jest dźwięk o niższej częstości.

59 Na kolejnym spotkaniu omawialiśmy fale sejsmiczne. Poznaliśmy pojęcie takie jak tomografia sejsmiczna czyli metoda poznania wnętrza naszej planety. Szukaliśmy w internecie obszarów sejsmicznych na kuli ziemskiej oraz energii wstrząsów sejsmicznych.

60 FALE SEJSMICZNE

61 Fale sejsmiczne - fale sprężyste rozchodzące się w Ziemi, powstałe wskutek trzęsień ziemi, wywołane przez eksplozję materiałów wybuchowych lub powodowane działalnością górniczą

62 RODZAJE FAL SEJSMICZNYCH: fale wgłębne- rozchodzące się wewnątrz Ziemi, fale podłużne- najszybsze z fal sejsmicznych (5,4 km/s), które najwcześniej docierają do epicentrum; drgają w kierunku równoległym do kierunku rozchodzenia się fal; powodują ściskanie i rozciąganie skał, przez które przechodzą; mogą przenosić się również w płynach, w tym także w płynnym jądrze Ziemi, fale poprzeczne- około dwukrotnie wolniejsze od fal podłużnych (średnio 3,3 km/s); wywołują drgania w płaszczyźnie pionowej lub poziomej, w kierunku prostopadłym do kierunku rozchodzenia się fal; mogą przemieszczać się tylko w skałach, fale powierzchniowe- rozchodzą się po powierzchni Ziemi, od epicentrum trzęsienia; są najbardziej katastrofalne w skutkach, fale Rayleigha - fale typu grawitacyjnego, ruch cząstek odbywa się po elipsie ustawionej pionowo prostopadłej do kierunku biegu fali, fale Love'a- wywołują drgania poziome, prostopadłe do kierunku rozchodzenia się fal.

63 Obszary aktywne sejsmicznie- są to grzbiety śród oceaniczne które wznoszą się ponad dno basenów oceanicznych sięgając do tys. m. Obszary aktywne sejsmicznie mogą występować wzdłuż brzegów kontynentów, archipelagów i na obrzeżach basenów oceanicznych.

64 Strefy sejsmiczne- to obszary występowania częstych i silnych trzęsień ziemi. Obszary największej aktywności znajdują się głównie na granicach płyt litosfery, rzadziej w obszarach wewnątrz-płytowych.

65 GŁÓWNE STREFY SEJSMICZNE ZIEMI: wokół-pacyficzna (75% trzęsień ziemi) - tzw. "około- pacyficzny pierścień ognia", obejmująca pacyficzne wybrzeża obu Ameryk, Aleuty, Kuryle, Japonię, Filipiny, Mariany, Nową Gwineę, Nowe Hebrydy, Fidżi, Samoa, Tongę, Wyspy Kermadec i Nową Zelandię, Alpejsko-himalajska - obejmująca strefę fałdowań alpejskich od Azorów przez Włochy, Grecję, Turcję, Iran, Afganistan, Himalaje aż po Indonezję, grzbietów śródoceanicznych i ryftów kontynentalnych (np. system rowów wschodnioafrykańskich, ryft Bajkału i inne), wewnątrzpłytowe - związane z głębokimi uskokami wewnątrzpłytowymi.

66 Obszary asejsmiczne - to obszary wolne od trzęsień Ziemi. Pokrywają się one z miejscami występowania starych tarcz prekambryjskich. Obszary pensejsmiczne - obszary na których występują rzadkie i słabe trzęsienia ziemi. Do takich obszarów zalicza się część terytorium Polski.

67 Skala Richtera- jest oparta na pomiarach fal sejsmicznych i używana do określania wielkości trzęsienia ziemi w jego epicentrum. Wielkość trzęsienia ma charakter subiektywny i jego ocena daje różne wyniki w różnych miejscach dla tego samego trzęsienia ziemi. Skala została nazwana na cześć amerykańskiego sejsmologa Charlesa Richtera. Jest to tzw. skala otwarta, co oznacza że nie ma określonej górnej granicy tej skali. Wielkość trzęsienia ziemi jest funkcją całkowitej ilości wyzwalanej energii, a każdy stopień w skali Richtera odpowiada dziesięciokrotnemu zwiększeniu energii w stosunku do poprzedniego stopnia.

68 SKUTKI TRZĘSIEŃ ZIEMI: ofiary w ludziach straty materialne zmiany rzeźby terenu zmiany linii brzegowej fale tsunami.

69 Tsunami – fala oceaniczna, wywołana podwodnym trzęsieniem ziemi, wybuchem wulkanu, bądź osuwiskiem ziemi (lub dzieleniem się lodowców), rzadko w wyniku upadku meteorytu.

70 WYRÓŻNIA SIĘ TRZY RODZAJE TSUNAMI: lokalne – miejsce wzbudzenia fali znajduje się blisko wybrzeża, a czas jej przybycia wynosi do pół godziny; regionalne – fale mogą zagrozić większemu obszarowi przybrzeżnemu. Czas przybycia do 5 godzin od wzbudzenia; ponadregionalne (pacyficzne) – mogą objąć wiele obszarów po obu stronach Pacyfiku. Czas przybycia fali od kilku do kilkunastu godzin w zależności od odległości wzbudzenia.

71 Dalszym punktem projektu jaki realizowaliśmy były fale wytwarzane przez kaczkę poruszającą się z prędkością mniejszą, równą, większą od prędkości fali na wodzie oraz fale dziobowe. W tym celu projektowaliśmy doświadczenia i zrobiliśmy zdjęcia kaczką w stanie spoczynku i kiedy poruszały się we wodzie.

72 FALA DZIOBOWA

73 Na powierzchni wody zjawisko to nazywamy falą dziobową. Spotykamy się z nią, kiedy prędkość źródła fal, na przykład płynącej łódki, a nawet kaczki, jest większa niż prędkość fal rozchodzących się na powierzchni wody. Przed płynącą kaczką obserwujemy spiętrzenie fal, nazywane falą dziobową.

74 Później realizowaliśmy temat samolotu naddźwiękowego oraz fali uderzeniowej. Podczas poszukiwań na stronach internetowych znajdowaliśmy wiele ciekawostek, którymi się wymienialiśmy.

75 FALA UDERZENIOWA I SAMOLOTY NADDŹWIĘKOWE

76 FALA UDERZENIOWA Fala uderzeniowa – cienka warstwa, w której następuje gwałtowny wzrost ciśnienia gazu, rozchodząca się szybciej niż dźwięk. Fale uderzeniowe powstają podczas silnego wybuchu, ruchu ciała z prędkością ponaddźwiękową (np. samolot). W powietrzu przelotowi intensywnej fali uderzeniowej w bliskiej odległości od źródła, towarzyszy wytworzenie charakterystycznej mgiełki, zjawisko to jest zauważalne gołym okiem przy wybuchu ładunków MW o masie >0,5kg i średniej sile (TNT) lub w bezpośrednim otoczeniu samolotu poruszającego się z prędkością naddźwiękową.

77 FALA UDERZENIOWA

78 POWSTAWANIE FALI UDERZENIOWEJ Gdy w gazie porusza się ciało to nadaje ono cząsteczkom zderzającym się z nim dodatkową prędkość. Jeżeli prędkość tego ciała jest mniejsza od średniej prędkości cząsteczek gazu, to cząsteczki przekazują sobie w wyniku zderzeń pęd, po zderzeniu powracają i zderzają się cząsteczkami z drugiej strony. Rozchodzące się w ten sposób zaburzenie jest obserwowane jako dźwięk. Jeżeli ciało ma prędkość większą od średniej prędkości cząsteczek gazu, to cząsteczki nie "nadążają z przekazywaniem" energii poprzedzającym je cząsteczkom, powstaje obszar w którym gwałtownie rośnie prędkość cząsteczek (szczególnie w jednym kierunku) co odpowiada wzrostowi ciśnienia. Gdy ciało przestanie gwałtownie się poruszać, następuje gwałtowny spadek ciśnienia.

79 SAMOLOTY NADDŹWIĘKOWE Samolot nazywamy ponaddźwiękowym, jeżeli jest w stanie praktycznie przekroczyć prędkość dźwięku wynoszącą Mach 1. Samoloty ponaddźwiękowe zwykle wyraźnie różnią się konstrukcją od samolotów poddźwiękowych. Rzuca się w oczy profil skrzydeł, które w samolotach naddźwiękowych są pod dużym kątem w stosunku do kadłuba i mają stosunkowo mniejszą siłę nośną. Przekroczenie prędkości dźwięku jest kłopotliwe. Towarzyszy temu wyraźny wzrost oporu ruchu, nazywany barierą dźwięku. Samolot poruszający się z prędkością ponaddźwiękową wytwarza grom dźwiękowy, potężną falę uderzeniową.

80 JAK TO DZIAŁA? Aby oderwać się od pasa startowego, samoloty naddźwiękowe muszą posiadać konwencjonalny silnik odrzutowy albo zostać podczepione do innego samolotu. Po osiągnięciu wysokości, na której gęstość powietrza jest mniejsza, uruchamiane są specjalne silniki strumieniowe.

81 OGRANICZENIA Technologia jest jak na razie niedojrzała. Pokazane do tej pory modele testowe były zbyt małe, aby zmieścił się w nich człowiek. Poza tym zanim będzie możliwe włączenie specjalnych silników, samolot musi się poruszać z prędkością ponaddźwiękową, co również stanowi pewien problem dla inżynierów.

82 CIEKAWOSTKA Stosowanie takich silników pozwala osiągnąć prędkości sięgające nawet 20 Machów (20-krotna prędkość dźwięku).

83 Na kolejnych zajęciach omówiliśmy dokładnie całą anatomię ucha i pojęcie takie jak detektory dźwięku. Było to bardzo ciekawe i rozszerzone tematycznie spotkanie. Po znalezieniu tylu informacji stwierdziliśmy, że projekt pomoże nam podciągnąć się z takich przedmiotów jak biologia.

84 UCHO

85 Ucho – narząd słuchu występujący jedynie u kręgowców. Najbardziej złożone i rozwinięte uszy występują u ssaków. Ucho odbiera fale dźwiękowe, przekształca je w drgania mechaniczne, a drgania w impulsy nerwowe. Odpowiada także za zmysł równowagi (błędnik).

86 BUDOWA UCHA Ucho składa się z trzech części: ucha zewnętrznego, ucha środkowego oraz ucha wewnętrznego. Ucho zewnętrzne występuje jedynie u ssaków. Ucho zewnętrzne i środkowe odpowiadają głównie za słuch, ucho wewnętrzne zawiera także elementy odpowiedzialne za równowagę.

87 UCHO ZEWNĘTRZNE Ucho zewnętrzne wychwytuje fale dźwiękowe, wzmacnia je i kieruje na błonę bębenkową. Składa się z małżowiny usznej, przewodu słuchowego zewnętrznego i powierzchni zewnętrznej błony bębenkowej. Małżowina uszna – jest to fałd skórny rozpięty na elastycznym rusztowaniu z tkanki chrzęstnej. Jej kształt jest przystosowany do zbierania fal dźwiękowych i kierunkowania ich do przewodu słuchowego zewnętrznego. Przewód słuchowy zewnętrzny – kanał doprowadzający fale dźwiękowe do błony bębenkowej, o długości ok mm i średnicy ok. 7 mm. Jest on zbudowany z tkanki chrzęstnej oraz kostnej które dzielą kanał słuchowy zewnętrzny w stosunku 1:2. Pokryty jest od wewnątrz skórą, zawierającą gruczoły woskowinowe, której zadaniem jest wydzielanie woskowiny (wydzieliny zapobiegającej dostaniu się zanieczyszczeń do przewodu słuchowego), oraz włosków rozprowadzających woskowinę. Na jego końcu znajduje się błona bębenkowa. Powierzchnia zewnętrzna błony bębenkowej.

88 UCHO ŚRODKOWE Ucho środkowe to niewielka przestrzeń w czaszce wypełniona powietrzem. Jego zadaniem jest mechaniczne wzmocnienie i doprowadzenie fal dźwiękowych do ucha wewnętrznego (poprzez okienko owalne). Część drgań przechodzi też bezpośrednio na okienko okrągłe. W skład ucha środkowego wchodzi błona bębenkowa, trzy kosteczki słuchowe oraz trąbka Eustachiusza, a także powierzchnia zewnętrzna okienka owalnego. Błona bębenkowa – błona oddzielająca przewód słuchowy zewnętrzny od ucha środkowego, zamienia fale dźwiękowe w drgania mechaniczne, pobudzając kosteczki słuchowe. Trzy kosteczki słuchowe – młoteczek, kowadełko, strzemiączko. Młoteczek z jednej strony łączy się z błoną bębenkową, a z drugiej strony łączy się z kowadełkiem, kowadełko ze strzemiączkiem, a ono z kolei łączy się z błoną okienka owalnego. Ich zadaniem jest wzmocnienie drgań błony bębenkowej i doprowadzenie ich do ucha wewnętrznego. Wzmocnienie jest osiągane dzięki temu, że powierzchnia młoteczka łącząca się z błoną jest większa od powierzchni strzemiączka, tworząc przekładnię wzmacniającą (do około 33

89 UCHO ŚRODKOWE decybeli). Istotną rolę odgrywają tu też dwa mięśnie – napinacz błony bębenkowej, który przy rozluźnieniu osłabia drgania zbyt mocnych dźwięków oraz mięsień strzemiączkowy mający analogiczną rolę. Kosteczki słuchowe są najmniejszymi kośćmi organizmu ludzkiego. Trąbka słuchowa (trąbka Eustachiusza) – kanał łączący ucho środkowe z gardłem, o długości ok. 35 mm. Normalnie otwarta jest jedynie wąska część, ale jej przekrój może się zwiększać w celu wyrównania ciśnienia powietrza w uchu. Jest to droga którą mogą wnikać patogeny lub szerzyć się procesy zapalne (zapalenie ucha środkowego). Powierzchnia zewnętrzna okienka owalnego.

90 UCHO WEWNĘTRZNE To najbardziej skomplikowany odcinek narządu słuchu. Składa się ono z przestrzeni wewnątrz kości czaszki, zwanych błędnikiem kostnym. W jego wnętrzu mieści się błędnik błoniasty wypełniony płynem. Część błędnika przylegającego do ucha środkowego to przedsionek. Łączą się z nim ślimak i kanały półkoliste. Kanały półkoliste służą do rejestrowania zmian położenia ciała. Są narządem zmysłu równowagi. Ucho wewnętrzne: ślimak trzy kanały półkoliste nerw słuchowy

91 BUDOWA UCHA

92 ELEMENTY ODPOWIEDZIALNE ZA SŁUCH Okienko owalne (przedsionka) – błona stykająca się bezpośrednio ze strzemiączkiem, ułatwiająca przejście drgań z ucha środkowego do wnętrza ślimaka. Drgania przechodzą do schodów przedsionka, czyli zewnętrznej komory ślimaka. Okienko okrągłe – błona nie stykająca się z zewnątrz z żadną z kostek, ale również mogąca przekazywać (nie wzmocnione) drgania do wnętrza ślimaka. Stanowi wyłom stykający się ze schodami ślimaka (środkowa komora ślimaka). Ślimak – najważniejsza część ucha wewnętrznego, z wyglądu przypominająca muszlę ślimaka. Jest to długi, zwężający się kanał kostny, zwinięty spiralnie i wypełniony w całości płynem, w którym zawieszone są otolity (kryształki CaCO 3 ). W środku przedzielony jest dwoma błonami – błoną podstawową i błoną Reisnera (inaczej przedsionkową). Dzielą one ślimaka na trzy komory nazywane schodami przedsionka, ślimaka i bębenka. Wewnątrz schodów ślimaka znajduje się narząd Cortiego, który zamienia pobudzenia znajdujących się na nim rzęsek w impulsy nerwowe. Zniszczenie narządu Cortiego powoduje całkowitą głuchotę.

93 ELEMENTY ODPOWIEDZIALNE ZA RÓWNOWAGĘ kanały półkoliste woreczek łagiewka

94 GŁUCHOTA STARCZA Jest skutkiem naturalnego procesu starzenia się części nerwowej, odbiorczej narządu słuchu. W wyniku uszkodzeń i starzenia się neuronów osoby starsze borykają się z niedosłuchem. Trudno jednoznacznie ocenić, wiek w którym słuch zaczyna się pogarszać. Do grupy tak zwanego największego ryzyka zagrożeniem głuchotą starczą zalicza się osoby, które nadmienienie obciążały słuch w młodszym wieku. Przyczyn głuchoty upatruje się również w chorobach, które mają wpływ na komórki nerwowe w uchu. Niedosłuch bywa też dziedziczny. Ważnym krokiem jest w tym przypadku zapewnienie dobrze dopasowanych, wysokiej jakości aparatów słuchowych.

95 ZAPALENIE UCHA ŚRODKOWEGO Ucho środkowe może ulec zakażeniu przez bakterie chorobotwórcze, takie jak gronkowce czy paciorkowce, które wywołują zapalenie ucha środkowego. Jest to najczęstsza choroba tego narządu. Zapalenie ucha środkowego zdarza się zarówno u dzieci jak i u osób dorosłych. W przypadku zapalenia ucha środkowego wypływa z niego płyn zawierający ropę lub ropę wraz ze śluzem. Choroba rozpoczyna się bólem ucha, uczuciem pełności i szumem w uchu. Jednocześnie następuje pogorszenie słuchu. Ból na początku choroby pojawia się co jakiś czas i jest rwący. Wraz z rozwojem choroby ból staje się ciągły i bardzo dokuczliwy. Jednocześnie temperatura ciała ulega podwyższeniu, u dzieci osiągając nawet 40°C. Zapalenie ucha środkowego wymaga intensywnego leczenia i konsultacji u laryngologa.

96 HAŁAS Wpływa bardzo niekorzystnie na układ nerwowy, zarówno dziecka, jak i dorosłego człowieka. Przebywanie w dużym hałasie objawia się zaburzeniami czucia, wzmożoną pobudliwością, bezsennością, kłopotami z koncentracją, bólami i zawrotami głowy itp. Duży wpływa na rodzaj obserwowanych zaburzeń ma wrażliwość osobnicza i wiek człowieka – ludzie starsi są bardziej wrażliwi.

97 Następne zajęcia były przeznaczone na temat: Własności i zastosowania medyczne ultradźwięków w diagnostyce, terapii i chirurgii. Echoencefalogram. Metoda badania mózgu za pomocą ultradźwięków. Technika echa ultradźwiękowego dla zwierząt. Bardzo nas to zainteresowało, ponieważ medycyna jest nauką zadziwiającą.

98 ULTRADŹWIĘKI

99 Ultradźwięki – fale dźwiękowe, których częstotliwość jest zbyt wysoka, aby usłyszał je człowiek. Za górną granicę słyszalnych częstotliwości uważa się wartość około 20 kHz, choć dla wielu osób granica ta jest znacznie niższa. Za umowną, górną, granicę ultradźwięków przyjmuje się częstotliwość 10 GHz. Zaczyna się od niej zakres hiperdźwięków Niektóre zwierzęta mogą emitować i słyszeć ultradźwięki, np. pies, szczur, delfin, wieloryb, chomik czy nietoperz.

100 ZASTOSOWANIA ULTRADŹWIĘKÓW Ultradźwięki dzięki małej długości fali pozwalają na uzyskanie dokładnych obrazów przedmiotów. Urządzenie, które umożliwia obserwację głębin morskich to sonar. Jego zastosowanie to lokalizacja wszystkich obiektów zanurzonych w wodzie. Sonary wykorzystywano w okrętach podwodnych. Ultradźwięki były też stosowane w pamięciach rtęciowych we wczesnych komputerach w latach pięćdziesiątych XX w.

101 ZASTOSOWANIA ULTRADŹWIĘKÓW Ultradźwięki znajdują także zastosowanie w medycynie. Za pomocą urządzenia generującego i rejestrującego fale ultradźwiękowe (ultrasonograf) można uzyskać obraz narządów wewnętrznych.

102 ZASTOSOWANIA ULTRADŹWIĘKÓW Ultradźwięki pozwalają też na pomiar odległości przy pomocy dalmierza ultradźwiękowego, w zakresie od 1 do 10 m. Jeżeli wykorzysta się silne źródło ultradźwięków, to mogą one niszczyć, rozgrzewać niektóre materiały, co pozwala na obróbkę powierzchniową wytwarzanych przedmiotów (obróbka ultradźwiękowa). Wykorzystując je można również prowadzić nieniszczące badania właściwości materiałów i połączeń.

103 ZASTOSOWANIA ULTRADŹWIĘKÓW Ultradźwięki mają zastosowanie również w zabiegach kosmetycznych w takich zabiegach jak peeling kawitacyjny i sonoforeza oraz w rehabilitacji medycznej w zabiegach fizykoterapeutycznych.

104 ZASTOSOWANIA TERAPEUTYCZNE Ultrasonografia (USG) to badanie narządów wewnętrznych za pomocą fal ultradźwiękowych. Metoda diagnostyczna jest oparta na zjawisku echa ultradźwiękowego. Informacje uzyskane tą metodą mogą być przedstawione na ekranie oscyloskopowym w postaci impulsów, lub w postaci obrazu rozkładu tkanek normalnych i patologicznych. Ultrasonograf holograficzny (ultradźwiękowy), biopsja pod kontrolą USG. Ultrasonografia zdobyła szczególną popularność w badaniach serca (echokardiografia), badaniach naczyń krwionośnych metodą ultrasonografii wewnątrznaczyniowej oraz w badaniach prenatalnych.

105 TERAPIA ULTRADŹWIĘKAMI (SONOTERAPIA) Leczenie ultradźwiękami znajduje w medycynie bardzo szerokie zastosowanie, głównie z dolegliwościach bólowych, w leczeniu stanów urazowych, skurczy mięśniowych i w chorobach skóry. Ultradźwięki stymulują różne korzystne procesy, poprawiają mikrokrążenie, zwiększają dotlenienie komórek, uśmierzają ból, przyspieszają gojenie się ran i oczyszczają skórę ze zbędnych produktów organicznych. Pozwalają na przezskórne wprowadzenie do organizmu różnych leków i preparatów (sonoforeza). Zabiegi z wykorzystaniem ultradźwięków stosowane są również w kosmetyce skóry oraz w walce z cellulitem i tkanką tłuszczową.

106 ECHOENCEFALOGRAM Echoencefalograf - elektroniczny aparat ultradźwiękowy służący do badań neurologicznych mózgu. Stosowany jest w diagnostyce w celu umiejscowienia zmian chorobowych, urazów, nowotworów występujących w obrębie mózgu. Składa się z jednej lub dwóch głowic ultradźwiękowych, układów sterujących oraz monitora (ekranu) umożliwiającego wizualizację.

107 NIETOPERZE Nietoperze potrafią wysyłać i odbierać ultradźwięki, czyli fale akustyczne o częstotliwości większej niż Hz (takich dźwięków nie słyszy człowiek). Wykorzystują je do orientacji w terenie (podobnie jak echolokacja). Jeżeli fala ultradźwiękowa natrafia na owada to następuje ugięcie (dyfrakcja) fali na owadzie i nietoperz rejestruje powracającą falę wtórną kulistą i lokalizuje swoją zdobycz.

108 Kolejną sprawą był podział konwencjonalnych instrumentów muzycznych ze względu na sposób wywoływania dźwięków, instrumenty elektroniczne oraz stojące fale dźwiękowe w instrumentach muzycznych. Podczas zajęć szukaliśmy wielu informacji i prowadziliśmy dyskusję na wcześniej wymieniony temat.

109 INSTRUMENTY MUZYCZNE I ICH PODZIAŁ ORAZ SPOSOBY WYDOBYWANIA Z NICH DŹWIĘKU.

110 Strunowe grupa instrumentów muzycznych w systematyce instrumentologicznej opracowanej przez Curta Sachsa oraz Ericha M. von Hornbostela.

111 Instrumenty strunowe należą do najstarszych instrumentów muzycznych. Prawdopodobnie prototypem instrumentów strunowych był łuk z drgającą cięciwą. Najstarszy znany wizerunek instrumentu strunowego pochodzi z malunków odkrytych we francuskich jaskiniach. Przedstawiają one mężczyznę grającego na jednostrunowym instrumencie za pomocą smyczka. W celu wzmacniania dźwięku takiego rodzaju instrumentów początkowo używano ust, a potem innych komór rezonansowych o naturalnym pochodzeniu. Pierwsze instrumenty strunowe, przypominające współczesne odpowiedniki z grupy szarpanych, powstały na Bliskim Wschodzie już w trzecim tysiącleciu p.n.e., skąd w wyniku ekspansji kulturowej dotarły także do Europy.

112 Instrumenty strunowe dzielą się na: instrumenty smyczkowe, np. skrzypce instrumenty smyczkowe, np. skrzypce instrumenty szarpane, np. gitara instrumenty szarpane, np. gitara instrumenty młoteczkowe, np. fortepian instrumenty młoteczkowe, np. fortepian

113 Następnym etapem była prezentacja jaką wspólnie robiliśmy na temat dźwięku. Brzmiał on: Jak można oglądać dźwięk? Przetwarzanie drgań akustycznych na elektryczne. W prezentacji pojawiło się bardzo dużo definicji oraz zdjęć tematycznych.

114 JAK SIĘ WYDOBYWA Z NICH DŹWIĘK? Dźwięk się wydobywa pocierając smyczkiem, palcami albo młoteczkiem o strunę. Z kolei ta drga.

115 Dęte- Podział instrumentów dętych na dwie zasadnicze grupy, drewnianych i blaszanych, nie odnosi się do materiału, z którego są wykonane. Większość instrumentów drewnianych wykonanych jest niemal w całości z metalu, np. saksofon lub flet. Podział odnosi się do elementu wzbudzającego wibrację. W instrumentach dętych drewnianych jest to stroik wykonany z drewna, w instrumentach blaszanych - metalowy ustnik. Ludzki aparat głosowy jest uważany za najdoskonalszy instrument dęty.

116 Instrumenty dęte dzielą się na: instrumenty dęte drewniane instrumenty dęte blaszane instrumenty dęte klawiszowe instrumenty dęte plastikowe

117 JAK WYDOBYĆ Z NICH DŹWIĘK? Źródłem dźwięku jest drgający wewnątrz instrumentu słup powietrza. Wysokość dźwięku zależy od długości rury, która instrument tworzy. Im dłuższa rura, tym niższy maksymalny dźwięk można uzyskać, natomiast dźwięki wyższe uzyskuje się skracając wysokość słupa powietrza na różne sposoby (w zależności od instrumentu). Barwa dźwięków zależy od konstrukcji instrumentu, rodzaju materiału, z którego jest wykonany, rodzaju wibratora, sposobu zadęcia itd. Wybór dźwięku odbywa się poprzez otwieranie lub zamykanie otworów położonych wzdłuż rury (np. flet, klarnet), przełączanie odcinków rur o różnych długościach za pomocą wentyli (np. trąbka) lub regulowanie długości rury w postaci suwaka (np. puzon)

118 PERKUSYJNE Wydobywanie dźwięku: źródłem dźwięku jest drganie całości lub części instrumentu, które jest wywoływane uderzeniem odpowiedniej części instrumentu pałką, szczotką lub dłonią lub też potrząsaniem całym instrumentem.

119 PODZIAŁ INSTRUMENTÓW idiofony, czyli instrumenty perkusyjne samobrzmiące – w których źródłem dźwięku jest drganie całego instrumentu idiofony, czyli instrumenty perkusyjne samobrzmiące – w których źródłem dźwięku jest drganie całego instrumentu membranofony, czyli instrumenty perkusyjne membranowe – w których źródłem dźwięku jest drgająca napięta membrana, tworząca jedną z części instrumentu. membranofony, czyli instrumenty perkusyjne membranowe – w których źródłem dźwięku jest drgająca napięta membrana, tworząca jedną z części instrumentu.

120 Następnym tematem było szukanie informacji na temat widma promieniowania elektromagnetycznego, rodzajów promieniowania, źródła fal elektromagnetycznych z poszczególnych części widma oraz wykorzystania fal w zależności od ich częstotliwości.

121 WIDMO PROMIENIOWANIA ELEKTROMAGNETYCZNEGO

122 Widmo promieniowania elektromagnetycznego Promieniowanie elektromagnetyczne (fala elektromagnetyczna) – rozchodzące się w przestrzeni zaburzenie w postaci pola elektromagnetycznego. Składowa elektryczna i magnetyczna fali indukują się wzajemnie – zmieniające się pole elektryczne wytwarza zmieniające się pole magnetyczne, a z kolei zmieniające się pole magnetyczne wytwarza zmienne pole elektryczne. Właściwości fal elektromagnetycznych zależą od długości fali. Promieniowaniem elektromagnetycznym o różnej długości fali, są fale radiowe, mikrofale, podczerwień, światło, ultrafiolet, promieniowanie rentgenowskie i promieniowanie gamma. W opisie kwantowym promieniowanie elektromagnetyczne jest traktowane jako strumień nie posiadających masy cząstek elementarnych zwanych fotonami. Energia każdego fotonu zależy od długości fali.

123 Widmo promieniowania elektromagnetycznego

124 FALE RADIOWE

125 PODCZERWIEŃ

126 MIKROFALE

127 ULTRAFIOLET

128 HISTORIA POZNANIA WIDMA ELEKTROMAGNETYCZNEGO Historia odkryć związanych z promieniowaniem elektromagnetycznym: W roku 1800 William Herschel odkrył promieniowanie cieplne (podczerwone) i stwierdził, że podobnie jak światło ulega ono odbiciu i załamaniu. W latach Thomas Young zaproponował falową teorię światła. W 1801 Wilhelm Johann Ritter odkrył promieniowanie ultrafioletowe. W latach Augustin Jean Fresnel rozwinął falową teorię światła i za jej pomocą wyjaśnił wiele zjawisk optycznych.

129 POLE MAGNETYCZNE

130 W 1820 Hans Christian Ørsted odkrył, że prąd elektryczny wytwarza pole magnetyczne, wykazując w ten sposób związek między elektrycznością i magnetyzmem. W 1832 Michael Faraday odkrył, że zmienne pole magnetyczne wytwarza pole elektryczne. W 1838 James Forbes stwierdził, że zarówno widzialne, jak i niewidzialne promieniowanie słoneczne ulega polaryzacji. W latach Armand Fizeau oraz Jean Bernard Léon Foucault wykonali pomiary prędkości światła w powietrzu i innych ośrodkach przezroczystych. James Clerk Maxwell w roku 1861 zebrał prawa elektrodynamiki w cztery równania, które opisują również falę elektromagnetyczną. Zasugerował też, że zjawiska elektromagnetyczne i światło mają wspólną naturę.

131 FOTON

132 W 1875 Hendrik Antoon Lorentz wyeliminował koncepcję eteru i nadał równaniom Maxwella sens, jaki znamy dzisiaj. Pierwszej emisji i odbioru fal elektromagnetycznych (w zakresie fal radiowych) dokonał Heinrich Hertz w roku W roku 1895 Wilhelm Conrad Röntgen odkrył promieniowanie, nazwane później rentgenowskim, za co w 1901 otrzymał pierwszą nagrodę Nobla. W 1896 Antoine Henri Becquerel odkrył promieniowanie jądrowe. W 1900 Paul Villard wykrył w promieniowaniu jądrowym promieniowanie gamma. W 1905 Albert Einstein analizując widmo promieniowania elektromagnetycznego ciała doskonale czarnego i zjawisko fotoemisji doszedł do wniosku, że energia tego promieniowania jest skwantowana. Za to osiągnięcie otrzymał w 1921 nagrodę Nobla.

133 POLE ELEKTROMAGNETYCZNE

134 RODZAJE PROMIENIOWANIA promieniowanie fal elektromagnetycznych (według rosnącej energii) promieniowanie radiowe, promieniowanie mikrofalowe – mikrofale, promieniowanie tła (promieniowanie reliktowe), promieniowanie cieplne (termiczne) – promieniowanie elektromagnetyczne wysyłane przez każde ciało o temperaturze większej od zera bezwzględnego, promieniowanie podczerwone podczerwień, promieniowanie świetlne – światło, promieniowanie słoneczne, promieniowanie laserowe promieniowanie ultrafioletowe (nadfioletowe, nadfiolet) ultrafiolet, promieniowanie rentgenowskie (promienie Roentgena, promienie X),

135 PROMIENIOWANIE RELIKTOWE TŁA

136 promieniowanie gamma – promieniowanie elektromagnetyczne wysyłane np. przez jądra atomów, promieniowanie korpuskularne (strumień cząstek) promieniowanie beta - strumień elektronów lub pozytonów powstających z rozpadów beta. promieniowanie alfa – strumień jąder atomów helu. mieszane (definicja nie ogranicza tylko jednego falowego czy korpuskularnego typu) promieniowanie naturalne - promieniowanie radionuklidów zawartych w środowisku naturalnym, promieniowanie kosmiczne, promieniowanie jonizujące promieniowanie niejonizujące promieniowanie jąder – promieniowanie wysyłane przez wzbudzone jądra atomowe,

137 Kolejnym punktem do zrealizowania było zapoznanie się z wiadomościami na temat światłowodów oraz ich zastosowania w medycynie i technice. Dowiedzieliśmy się, że światłowody mają niezwykle duże i ważne zastosowanie.

138 ŚWIATŁOWODY

139 Światłowód – przezroczyste włókno (szklane lub wykonane z tworzyw sztucznych), w którym odbywa się propagacja światła.

140 ŚWIATŁOWÓD WARSTWOWY (PLANARNY) Najprostszy światłowód warstwowy składa się z trzech warstw, z których środkowa ma wyższy współczynnik załamania, niż warstwy zewnętrzne. Światło jest uwięzione w tej warstwie na skutek całkowitego wewnętrznego odbicia, o ile kierunki rozchodzenia się promieni tworzą z płaszczyzną warstwy kąty mniejsze od kąta granicznego.

141 ŚWIATŁOWÓD PASKOWY Światłowód paskowy powstaje, kiedy propagacja wiązki w warstwie zostaje ograniczona w dwóch kierunkach. Światłowody paskowe są wykorzystywane w układach fotoniki zintegrowanej i w laserach półprzewodnikowych. W układach fotoniki zintegrowanej służą do prowadzenia światła, tworząc bardziej rozbudowane struktury jak np. interferometr Macha-Zehndera lub złożone przyrządy jak multipleksery długości fali dla systemów WDM.

142 ŚWIATŁOWÓD WŁÓKNISTY Światłowód włóknisty to zazwyczaj falowód dielektryczny o przekroju kołowym, otoczony przez płaszcz z innego materiału dielektrycznego o mniejszym współczynniku załamania. Włókna światłowodowe wykonywane są najczęściej ze szkła krzemionkowego, czasem z innych szkieł lub z plastiku. Światłowody plastikowe są stosowane na krótkich odległościach.

143 ŚWIATŁOWODY W TECHNICE Światłowody telekomunikacyjne produkowane są z uwzględnieniem szeregu norm, ułatwiających tworzenie systemów transmisji danych.

144 ZASTOSOWANIE W MEDYCYNIE Światłowody znajdują także zastosowanie w medycynie np. w stomatologii. Lasery dentystyczne wyposażone są w lekkie,bardzo cienkie i elastyczne światłowody, przez co możliwa jest nie tylko penetracja każdego zakamarka jamy ustnej ale także kanału zęba. W światłowody wyposażone są również lasery chirurgiczne (np. chirurgia plastyczna) oraz okulistyczne.

145 ZASTOSOWANIE W SIECIACH KOMPUTEROWYCH FDDI (Fiber Distributed Data Interface) umożliwia realizację szybkich połączeń dla różnych rodzajów sieci i jest oparty na technologii światłowodowej. Została ona zaprojektowana dla komputerów, które wymagają szybszych połączeń niż prędkość4Mbps które otrzymuję się w sieciach Token Ring lub 10Mbps w sieciach Ethernet(sieci te nie wykorzystują technologii światłowodowej). Sieć FDDI może obsługiwać szereg sieci LAN, wymagających szybkiego połączenia między nimi.

146 Na zajęciach po raz kolejny robiliśmy ciekawą prezentację. Tym razem na temat natury widzenia, budowy oka ludzkiego oraz optycznych wad oczu. Nawet nie wyobrażaliśmy sobie ile w jednym. Małym oku może zaistnieć wad.

147 OKO Oko (Oko proste, oko złożone, plamka oczna, łac. oculus, l.mn. oculi) – narządy receptorowe umożliwiające wykrywanie kierunku padania światła i jego intensywności oraz, wraz ze wzrostem złożoności konstrukcji, efektywny proces formowania obrazu, czyli widzenie.

148 BUDOWA OKA Zbudowane jest z soczewki ze zmienną i regulowaną ogniskową, tęczówki (przesłony) regulującej średnicę otworu (źrenicy), przez którą wpada światło, oraz światłoczułej siatkówki w głębi oka. Podobnie jak w oku złożonym i plamce ocznej, w oku prostym również obecny jest czarny pigment. Komórki, które go zawierają, przylegają od tyłu do siatkówki (ta część oka nazywana jest naczyniówką, biegną tam także naczynia krwionośne). Służą one do absorbowania nadmiaru światła i zapobieganiu zacieraniu konturów tworzonego obrazu, co może się dziać przez odbijanie się światła wewnątrz oka. Oko proste jest dobrze ukrwione. Budowę oka prostego można skutecznie porównywać z budową aparatu fotograficznego.

149 Twardówka, czyli zewnętrzna warstwa gałki ocznej, jest mocną, matową, nieprzepuszczalną warstwą tkanki łącznej, która chroni oko wewnętrzne i nadaje mu konieczną sztywność. W przedniej części oka znajduje się trochę cieńszy i przezroczysty obszar, zwany rogówką. Dalej, w komorze przedniej oka (pomiędzy tylną powierzchnią rogówki a przednią powierzchnią tęczówki) i w komorze tylnej oka (pomiędzy tylną powierzchnią tęczówki, ciałkiem rzęskowym i przednią powierzchnią soczewki) znajduje się wodnisty płyn – ciecz wodnista oka. Komora ciała szklistego (ograniczona od przodu przez soczewkę i ciało rzęskowe a z pozostałych stron przez siatkówkę) wypełniona jest ciałem szklistym.

150 BUDOWA OKA

151 Ku przodowi naczyniówka wrasta do wnętrza oka w postaci ciała rzęskowego (zbudowanego z wyrostków rzęskowych i mięśnia rzęskowego). Kolejnym elementem budowy oka jest tęczówka, zbudowana z pierścienia mięśni gładkich o różnym kolorze (zależnie od rodzaju i ilości barwnika) – stąd tzw. "kolory oczu". Wyżej wymienioną naczyniówkę pokrywa siatkówka, zajmująca 2/3 powierzchni gałki ocznej. W niej znajdują się ogromne ilości komórek nerwowych, a za nimi kolejne rzesze komórek fotoreceptorowych (pręciki liczniejsze na peryferiach siatkówki i czopki skupione w niewielkim zagłębieniu w centrum siatkówki – plamce żółtej). Od powierzchni gałki ocznej odchodzi sześć mięśni, które ciągną się do różnych punktów w kostnym oczodole, dzięki temu gałka może się poruszać.

152 Oko jest chronione przez różną ilość powiek (w zależności od organizmu) a także trójwarstwowy film łzowy (łzy – wydzielinę gruczołów łzowych). Substancja ta rozprowadzana i odprowadzana jest przez powieki podczas mrugnięcia. Zanieczyszczone warstwy sprowadzane są do kącika oka, gdzie spływają kanałem nosowo - łzowym. Istnieją oczywiście wyjątki, jak np. żyjące w wodzie ryby, dla których zarówno powieki jak i łzy są zbędne (choć niektóre rekiny mają przesłonę migawkową, zapobiegającą oślepieniu przez światło).

153 DZIAŁANIE OKA Światło przechodzi przez przednią część twardówki – rogówkę; wpada do oka przez źrenicę regulowaną tęczówką – kolorową częścią oka; przechodzi przez soczewkę, która załamuje promienie świetlne; przechodzi przez ciało szkliste; promienie padają na wewnętrzną warstwę oka – siatkówkę (gdzie powstaje odwrócony obraz), składającą się z fotoreceptorów – czopków (kolor) i pręcików (kształt i ruch). Plamka żółta – największe skupisko czopków; plamka ślepa – tam nie ma fotoreceptorów, od niej wychodzi nerw wzrokowy; poprzez nerw wzrokowy i dalsze składniki drogi wzrokowej impulsy nerwowe są przekazywane do ośrodków wzrokowych kory mózgowej. Bardzo ważna jest obecność rodopsyny w pręcikach i jej podobnych barwników w czopkach. Elementy ciała rzęskowego, czyli wyrostki rzęskowe, to promieniście ułożone fałdy, które wydzielają ciecz wodnistą (mającą udział w sztywności gałki ocznej), natomiast mięsień rzęskowy umożliwia zmianę krzywizny soczewki, co zmienia jej ogniskową i sprawia, że oko ma zdolność do akomodacji.

154 TĘTNICE W OKU Oko unaczynione jest przez tętnicę oczną będącą gałęzią tętnicy szyjnej wewnętrznej. Tętnica oczna (łac.arteria ophtalmica) wchodzi do oczodołu z jamy czaszki przez kanał oczny i oddaje następujące gałęzie unaczyniające: gałkę oczną: tętnica środkowa siatkówki (łac. arteria centralis retinae), tętnice rzęskowe tylne długie (łac. a.ciliares posterioris longae), tętnice rzęskowe tylne krótkie (łac. a.ciliares posterioris breves), mięśnie ruchowe gałki ocznej: gałęzie mięśniowe (łac. rami musculares), gruczoł łzowy i boczne powierzchnie powiek: tętnica łzowa (łac. a.lacrimalis).

155 ŻYŁY I NACZYNIA CHŁONNE W OKU Z oczodołu i gałki ocznej krew zbierają: żyła oczna górna (łac.vena ophtalimica superior), która w oczodole przebiega równolegle z tętnicą oczną i następnie przez szczelinę oczodołową górną uchodzi do zatoki jamistej opony twardej; żyła oczna dolna (łac.v.ophtalmica inferior) leżąca na dolnej ścianie oczodołu i następnie łączy z żyłą oczną górną. Naczynia chłonne (limfatyczne) to części układu limfatycznego. Można je podzielić na: włosowate naczynia limfatyczne – zaczynają się ślepo, zbudowane są ze śródbłonka, są cienkie, znajdują się w tkankach; żyły limfatyczne – powstają na skutek połączenia naczyń limfatycznych włosowatych, mają grube ściany, w środku mają zastawki, które chronią przed cofaniem się limfy; przewody limfatyczne – powstają na skutek połączenia się żył limfatycznych. Największy przewód limfatyczny to przewód piersiowy, który uchodzi do żyły głównej.

156 NARZĄDY DODATKOWE OKA powieki (palpebrae) spojówka (tunica conjuctiva) narząd łzowy (apparatus lacrimalis) gruczoł łzowy (glandula lacrimalis) kanaliki łzowe (canaliculi lacrimalis) woreczek łzowy (saccus lacrimalis) przewód nosowo-łzowy (ductus nasolacrimalis) brwi (supercilia) rzęsy (cilia) mięśnie zewnętrzne gałki ocznej (musculi externi bulbi oculi)

157 WADY WZROKU miopia/krótkowzroczność hyperopia/nadwzroczność/dalekowzroczność presbyopia/starczowzroczność astygmatyzm/niezborność rogówkowa zez zaćma jaskra kurza ślepota oczopląs zaburzenia widzenia barw

158 DALEKOWZROCZNOŚĆ Nadwzroczność (popularnie: dalekowzroczność; łac. hyperopia; często mylona ze starczowzrocznością) – druga obok krótkowzroczności najczęściej spotykana wadą refrakcyjną wzroku. Jest wynikiem zbyt małych rozmiarów przednio-tylnych oka (zbyt krótką gałką oczną) w stosunku do jego siły łamiącej lub niewystarczającą siłą łamiącą układu optycznego oka (np. zbyt płaską rogówką) w stosunku do jego długości. Promienie równoległe, które w akomodującym oku miarowym ogniskowane są na siatkówce, w nieakomodującym oku nadwzrocznym ogniskowane są za siatkówką. Żeby ostro widzieć przedmiot daleki, dalekowidz musi akomodować. Nieskorygowana nadwzroczność i związane z tym stałe napięcie akomodacji może prowadzić do zaburzeń w całym układzie mięśniowym oka, łącznie z zezem. Zakres ostrego widzenia zależy od wielkości wady i amplitudy akomodacji, która zmniejsza się z wiekiem. Do korekcji nadwzroczności stosuje się okulary korekcyjne lub soczewki kontaktowe. Są to soczewki skupiające. Ich moc optyczną podaje się w dioptriach dodając znak plus. Istnieją też metody chirurgiczne.

159 DALEKOWZROCZNOŚĆ Góra: bieg promieni światła w oku nadwzrocznym. Dół: bieg promieni światła po korekcji przez soczewkę okularów

160 KRÓTKOWZROCZNOŚĆ Krótkowzroczność (miopia, z gr. myopia) - jedna z najczęściej spotykanych wad refrakcyjnych wzroku polegająca na tym, że tor optyczny oka nieprawidłowo skupia promienie świetlne. Promienie równoległe, które w akomodującym oku miarowym ogniskowane są na siatkówce, w nieakomodującym oku krótkowzrocznym ogniskowane są przed siatkówką. Obraz na siatkówce w krótkowzroczności jest zamazany, a wrażenie wzrokowe krótkowidza jest nieostre. Żeby dobrze zobaczyć przedmiot krótkowidz przysuwa go bliżej oczu. Krótkowidz patrząc na obiekty odległe nie może pomóc sobie akomodacją, jak to czyni dalekowidz. Jeśli jednak jest wystarczająco jasno to pomaga sobie mrużąc oczy, zmniejszając rozproszenie obrazu na siatkówce poprzez zwiększenie głębi ostrości. Nazwa krótkowzroczności "miopia" pochodzi z języka greckiego (myopia = mrużyć). W celu poprawy ostrości widzenia krótkowidza stosuje się okulary korekcyjne lub soczewki kontaktowe. Są to soczewki rozpraszające dwuwklęsłe. Ich moc optyczną podaje się w dioptriach dodając znak minus. Możliwy jest również zabieg chirurgiczny (bardzo duża skuteczność, możliwe ciężkie efekty uboczne).

161 KRÓTKOWZROCZNOŚĆ miejsce załamania promieni świetlnych w oku krótkowidza

162 OKULARY I SOCZEWKI W celu poprawy ostrości widzenia krótkowidza stosuje się okulary korekcyjne lub soczewki kontaktowe. Są to soczewki rozpraszające dwuwklęsłe. Ich moc optyczną podaje się w dioptriach dodając znak minus. Możliwy jest również zabieg chirurgiczny (bardzo duża skuteczność, możliwe ciężkie efekty uboczne). Do korekcji nadwzroczności stosuje się okulary korekcyjne lub soczewki kontaktowe. Są to soczewki skupiające. Ich moc optyczną podaje się w dioptriach dodając znak plus. Istnieją też metody chirurgiczne.

163 CHOROBY OCZU jaskra owrzodzenie rogówki skrzydlik światłowstręt wytrzeszcz zaćma zapalenie spojówki zapalenie błony naczyniowej zapalenie woreczka łzowego zwyrodnienie barwnikowe siatkówki (Retinitis pigmentosa)

164 HIGIENA OCZU Higiena oka polega na ochronie przed nieprzyjaznymi czynnikami środowiskowymi oraz nawilżaniu narządu wzroku tak, aby zapewnić mu optymalny poziom filmu łzowego. W tym celu zalecane są następujące działania profilaktyczne: odpowiednie nawilżanie spojówki i rogówki, dostarczanie organizmowi optymalnej ilość płynów, dbanie o poziom wilgotności powietrza w pomieszczeniach, przebywanie na świeżym powietrzu, używanie okularów ochronnych podczas pływania, jazdy na nartach i innych aktywności sportowych, unikanie sztucznego, oślepiającego światła, organizacji stanowiska pracy zgodnie z zasadami ergonomii.

165 SOCZEWKI Soczewki wykorzystywane są przede wszystkim do korekty wzroku, ale również służą jako dodatek lub ozdoba. Można je nosić, aby zmienić kolor oczu albo jako atrybut do przebrania, np. oczy kota.

166 PROMIENIOWANIE CIEPLNE

167 PROMIENIOWANIE SŁONECZNE

168 PROMIENIOWANIE LASEROWE

169 PROMIENIOWANIE RENTGENOWSKIE

170 PROMIENIOWANIE GAMMA

171 PROMIENIOWANIE BETA

172 PROMIENIOWANIE NATURALNE

173 ŹRÓDŁA FAL ELEKTROMAGNETYCZNYCH Promieniowanie elektromagnetyczne demonstruje swe właściwości falowe zachowując się jak każda fala, ulegając interferencji, dyfrakcji, spełnia prawo odbicia i załamania. W wyniku superpozycji fal elektromagnetycznych może powstać fala stojąca.

174 PROMIENIOWANIE JONIZUJĄCE

175 PROMIENIOWANIE NIEJONIZUJĄCE

176 Jednak niektóre właściwości promieniowania elektromagnetycznego (szczególnie jego oddziaływanie z materią) zależą od długości fali (częstotliwości promieniowania) i dlatego dokonano podziału promieniowania elektromagnetycznego na zakresy ze względu na jego częstotliwość. Granice poszczególnych zakresów są umowne i nieostre. Należy je traktować szacunkowo, promieniowanie o tej samej długości może być nazywane falą radiową lub mikrofalą - w zależności od kontekstu. Granice promieniowania gamma i promieniowania rentgenowskiego często rozróżnia się z kolei ze względu na źródło tego promieniowania. Najdokładniej określone są granice dla światła widzialnego, gdyż są one zdeterminowane fizjologią ludzkiego oka.

177 INTERFERENCJA

178 DYFRAKCJA

179 ZAŁAMANIE

180 FALA STOJĄCA

181 WYKORZYSTANIE FAL Fale elektromagnetyczne- zaburzenia pola elektromagnetycznego rozchodzące się w przestrzeni ze skończoną prędkością. Fale te są falami poprzecznymi, tzn. w każdym punkcie pola wektor natężenia pola elektrycznego E i wektor indukcji magnetycznej B są prostopadłe do rozchodzenia się fal elektromagnetycznych. Charakterystyczne dla tych fal są zjawiska interferencji, dyfrakcji, załamania oraz całkowitego wewnętrznego odbicia. Fale elektromagnetyczne znalazły olbrzymie zastosowanie przede wszystkim w urządzeniach takich jak: radia, telewizja, radary. Fale radiowe są to fale elektromagnetyczne wykorzystywane w łączności radiowej. Ze względu na długość fali (czy też częstotliwości) rozróżnia się poszczególne typy fal radiowych.

182 WYKORZYSTANIE FAL istnieją dwa podziały: tradycyjny i dekadowy zalecany przez Regulamin Radiokomunikacyjny. Fale radiowe o częstotliwości od Hz (długości większej od 0,1mm) powstają przez wypromieniowanie energii z anteny nadawczej. Światło jest to promieniowanie elektromagnetyczne (fale elektromagnetyczne) o długości zawartej w przedziale nm. Światło widzialne wywołuje wrażenia barwne, a światło białe jest mieszaniną świateł o różnej długości fal. Promieniowanie X jest podobne do światła widzialnego, lecz o dużo większej energii. Promieniowanie to jest przenikliwe dla ciał o lekkich atomach. Cięższe atomy (np. metali) absorbują to promieniowanie, dzięki czemu widzimy nasze kości na zdjęciach Rentgenowskich. Wykorzystuje się je w medycynie (prześwietlenia i radioterapia nowotworowa).

183 WYKORZYSTANIE FAL Promieniowanie ultrafioletowe- choć jest niewidzialne, ma silne działanie fotochemiczne przy długości fali poniżej 300 nm powoduje już jonizację i jest zabójcze dla organizmów żywych. Znaczne ilości promieniowania ultrafioletowego emituje Słońce – Ziemię chroni przed nim warstwa ozonowa, pochłaniająca promieniowanie ultrafioletowe o długości fali poniżej 285 nm, a także powietrze, które pochłania całkowicie promieniowanie ultrafioletowe w zakresie ultrafioletu dalekiego. Podczerwone promieniowanie, podczerwień, niewidzialne promieniowanie elektromagnetyczne, formalnie zaliczane do fal świetlnych, o długości fali od 760 nm do 2000 µm. Emitowane jest przez rozgrzane ciała.

184 WYKORZYSTANIE FAL Wykorzystuje się je w badaniach strukturalnych (spektroskopia widma cząsteczek organicznych), w lecznictwie (diatermia), a także do obserwacji w ciemności (noktowizor, czujniki alarmowe) i w biologii. Promieniowanie podczerwone odkrył w 1800 F.N. Herschel. Mikrofale, fale elektromagnetyczne znajdujące się w widmie pomiędzy falami ultrakrótkimi a podczerwienią (długość fali ? od 30 cm do 1 mm). Stosowane w radiolokacji, telekomunikacji satelitarnej i w urządzeniach grzewczych (np. kuchenki mikrofalowe). Do generacji mikrofal stosuje się specjalne lampy elektronowe (np. magnetron), masery lub generatory półprzewodnikowe (na bazie arsenku galu). W przesyłaniu mikrofal stosuje się falowody.

185 Na ostatnich zajęciach opisywaliśmy wnioski z naszej pracy w tym semestrze. Podczas całorocznej pracy spotkaliśmy się z wieloma nowymi pojęciami, co rzutuje na naszej nauce w przyszłości, ponieważ znając takie zagadnienia jakich nie znają inni mamy szansę wykazać się na regularnych lekcjach. Także podczas pracy w grupie nauczyliśmy się wielu rzeczy. Teraz tolerujemy się nawzajem i równie łatwiej jest nam chodzić na kompromisy. Każdy z nas nauczył się dobrze porozumiewać w grupie i szanować wzajemnie swą pracę, teraz łatwiej nam dyskutować na równym poziomie oraz wykazywać inicjatywę w wielu ważnych sprawach. Myślimy, że dzięki temu projektowi nauczyliśmy się wielu cennych i dobrych rzeczy.

186 Publikacja jest współfinansowana przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Prezentacja jest dystrybuowana bezpłatnie Projekt Z FIZYKĄ, MATEMATYKĄ I PRZEDSIĘBIORCZOŚCIĄ ZDOBYWAMY ŚWIAT !!! jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Program Operacyjny Kapitał Ludzki CZŁOWIEK – NAJLEPSZA INWESTYCJA


Pobierz ppt "Publikacja jest współfinansowana przez Unię Europejską w ramach środków Europejskiego Funduszu Społecznego Prezentacja jest dystrybuowana bezpłatnie Projekt."

Podobne prezentacje


Reklamy Google