FALE DŹWIĘKOWE I ELEKTROMAGNETYCZNE PRZYGOTOWAŁ: MACH MATEUSZ

SPIS TREŚCI CO TO SĄ FALE DŹWIĘKOWE PODZIAŁ FAL DŹWIĘKOWYCH CO TO SĄ FALE ELEKTROMAGNETYCZNE WIDMO FAL ELEKTROMANETYCZNYCH FALE RADIOWE MIKROFALE ZASTOSOWANIE MIKROFALI PODCZERWIEŃ ZASTOSOWANIE PODCZERWIENI ŚWIATŁO WIDZIALNE ULTRAFIOLET ZAKRESY PROMIENIOWANIA ULTRAFIOLETOWEGO PROMIENIOWANIE X PROMIENIOWANIE GAMMA ŹRÓDŁA PROMIENIOWANIA GAMMA

FALE DŹWIĘKOWE

CO TO SĄ 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. Drgania mają kierunek oscylacji zgodny z kierunkiem ruchu fali (fala podłużna).

PODZIAŁ FAL DŹWIĘKOWYCH: Ze względu na zakres częstotliwości Ze względu na ogromne amplitudy i medium

Ze względu na zakres częstotliwości można rozróżnić cztery rodzaje tych fal: infradźwięki - poniżej 20 Hz, dźwięki słyszalne 20 Hz - 20 kHz - słyszy je większość ludzi, ultradźwięki - powyżej 20 kHz, hiperdźwięki - powyżej 10^10 Hz.

Ze względu na ogromne amplitudy i medium fale sejsmiczne, które wytwarza troposfera okrywająca Ziemię.

FALE ELEKTRO-MAGNETYCZNE

CO TO SĄ FALE ELEKTROMAGNETYCZNE To rozchodzące się w przestrzeni zaburzenie pola elektromagnetycznego, zaburzenie to ma charakter fali poprzecznej w której składowa elektryczna i magnetyczna prostopadłe do siebie i kierunku ruchu, nawzajem się przekształcają. Zmieniające się pole elektryczne wytwarza pole magnetyczne, a zmieniające się pole magnetyczne wytwarza pole elektryczne.

WIDMO FAL ELEKTROMANETYCZNYCH Fale elektromagnetyczne zależnie od długości fali (częstotliwości) przejawiają się jako (od fal najdłuższych do najkrótszych): fale radiowe, podczerwień, światło widzialne, ultrafiolet, promieniowanie rentgenowskie (promieniowanie X), promieniowanie gamma. Kwantem fali elektromagnetycznej jest foton.

FALE RADIOWE Fale radiowe (promieniowanie radiowe) - promieniowanie elektromagnetyczne o częstotliwości 3 kHz - 3 THz (3*103 - 3*1012 Hz). Zakres częstotliwości często jest podawany znacznie szerszy. Zależnie od długości dzielą się na pasma radiowe. Źródłami naturalnymi są wyładowania atmosferyczne, gwiazdy, a sztucznymi nadajniki, silniki komutatorowe, komputery.

MIKROFALE Mikrofale to rodzaj promieniowania elektromagnetycznego o długości fali pomiędzy podczerwienią i falami radiowymi, co oznacza zakres 1mm-30cm (częstotliwość 1-300 GHz). Mikrofale odkrył James Clerk Maxwell w 1864 roku.

ZASTOSOWANIE MIKROFALI Kuchenka mikrofalowa używa magnetronu do wytwarzania fal o częstotliwości ok. 2,4 GHz, co pozwala na gotowanie jedzenia; taki rodzaj promieniowania działa na cząsteczki wody, które zaczynają drgać wytwarzając przez to ciepło. Maser to urządzenie podobne do lasera, tyle że działa w zakresie mikrofalowym Mikrofale pozwalają na transmisję danych do satelitów, bo nie są pochłaniane przez atmosferę Radar Telefony komórkowe standardu GSM pracują w częstotliwościach 870-960 MHz oraz 1710-1880 MHz System globalnego pozycjonowania (GPS) wykorzystuje fale o częstotliwości 1575 MHz Bezprzewodowe sieci komputerowe (WLAN) albo bluetooth użwaja mikrofal w zakresie 2,4 GHz Transmisja danych w telewizji kablowej albo poprzez internetowe modemy kablowe (DSL) odbywa się w tym samym zakresie, tyle że medium jest kabel, a nie powietrze

PODCZERWIEŃ Podczerwień (IR) to promieniowanie elektromagnetyczne mieszczące się w zakresie długości fal pomiędzy światłem widzialnym i mikrofalami. Oznacza to zakres od 700nm do 1 mm. Podczerwień często dzieli się na bliską (NIR, 0,7-5µm), średnią (MIR 5-30µm) oraz daleką (FIR 30 - 1000 µm), ale są to tylko umowne granice. Podczerwień często wiąże się z ciepłem, co wynika z faktu, że obiekty w temperaturze pokojowej samoistnie emitują promieniowanie o takiej długości.

ZASTOSOWANIE PODCZERWIENI Są dwa sposoby wykorzystania podczerwieni. Można zbudować bierny detektor, który odbiera to promieniowanie i na jego podstawie zbiera informacje o temperaturze emitujących je przedmiotów. Zasada ta umożliwia zbudowanie noktowizora, który pozwala widzieć w ciemności obiekty cieplejsze od otoczenia. Inne zastosowanie to pirometr służący do zdalnego pomiaru temperatury. Druga metoda wykorzystania podczerwieni polega na sztucznej emisji tego promieniowania i obserwacji zwróconego z detektora sygnału. Najpopularniejszym źródłem podczerwieni jest fotodiodaLED, ale czasami wykorzystuje się też półprzewodnikowe lasery podczerwone. Oto kilka przykładów zastosowania: odczyt płyt CD laserem o długościach 650 - 790nm, pomiar odległości - dalmierz podczerwony w zakresie 0,25 -1,5 m przekaz danych w światłowodzie - prędkości powyżej 1 Gb/s przekaz danych w powietrzu, zdalne sterowanie z pilota komunikacja w standardzie IrDA

ŚWIATŁO WIDZIALNE Światłem widzialnym nazywamy tę część promieniowania elektromagnetycznego, która jest odbierana przez siatkówkę oka ludzkiego. Zawiera się ona w przybliżeniu w zakresie długości fal 380-780 nm. Światło widzialne wraz z sąsiednimi zakresami, czyli ultrafioletem (o długościach mniejszych od światła widzialnego), oraz podczerwienią (o długościach większych) zalicza się z fizycznego punktu widzenia do światła.

ULTRAFIOLET Ultrafiolet (UV) to promieniowanie elektromagnetyczne o długości fali krótszej niż światło widzialne i dłuższej niż promieniowanie X. Oznacza to zakres długości od 10 nm do 380 nm. Słowo "ultrafiolet" oznacza "powyżej fioletu" i utworzone jest z łacińskiego słowa "ultra" (ponad) i słowa "fiolet" oznaczającego barwę o najmniejszej długości fali w świetle widzialnym.

ZAKRESY PROMIENIOWANIA ULTRAFIOLETOWEGO Wyróżnia się dwa schematy podziału promieniowania ultrafioletowego na zakresy: TECHNICZNY: daleki ultrafiolet - długość 10-200 nm bliski ultrafiolet - długość 200-380 nm ze względu na działanie na człowieka ZE WZGLĘDU NA DZIAŁANIE CZŁOWIEKA: UV-C - długość 10-280nm UV-B - długość 280-315nm UV-A - długość 315-380nm

Zakresy promieniowania X: PROMIENIOWANIE X Promieniowanie X to rodzaj promieniowania elektromagnetycznego, którego długość fali mieści się w zakresie od 5 pm do 10 nm. Promieniowanie X znajduje się pomiędzy ultrafioletem promieniowaniem gamma. Zakresy promieniowania X: twarde promieniowanie X - długość od 5 pm do 100 pm miękkie promieniowanie X - długość od 0,1 nm do 10 nm

PROMIENIOWANIE GAMMA Promieniowanie gamma to wysokoenergetyczna forma promieniowania elektromagnetycznego o długości fali poniżej 10 pm. Fale elektromagnetyczne większej długości fali to promieniowania X. Zgodnie z teorią fotonową można obliczyć, że foton promieniowania gamma ma energię większą niż 100 keV. Promieniowanie gamma jest zaliczane do promieniowania jonizującego razem z promieniowaniem alfa oraz promieniowaniem beta. Nazwa promieniowania gamma pochodzi od greckiej litery γ. Rozróżnienie promieniowania gamma oraz promieniowania X opiera się na ich źródłach a nie na długości fali.

ŹRÓDŁA PROMIENIOWANIA GAMMA REAKCJA ROZPADU - jądra atomowe izotopów promieniotwórczych ulegają rozpadowi, co powoduje emisję fotonu gamma. REAKCJA SYNTEZY - dwa jądra atomowe zderzają się tworząc nowe jądro i emitując foton gamma. ANIHILACJA - zderzenie cząstki i antycząstki, np. elektronu i pozytronu powoduje anihilację obu tych cząstek i emisję dwóch fotonów gamma.

BIBLIOGRAFIA www.mojaenergia.pl www.wikipedia.pl www.georadar.pl www.fizyka.ckumm.edu.pl

DZIĘKUJE ZA UWAGĘ Mateusz Mach