AZ ELEKTROMÁGNESES HULLÁMOK Hasznosak? Veszélyesek?
AZ ELEKTROMÁGNESES HULLÁMOK Az elektromágneses hullámokkal kapcsolatban a legtöbb úttörő kísérletet Heinrich Hertz (1857-1894) német fizikus végezte. Az 1880-as években kimutatta valamennyi tulajdonságukat.
AZ ELEKTROMÁGNESES HULLÁMOK Az elektromágneses hullámok elméletét viszont James Clerk Maxwell (1831 1879) skót fizikus írta le.
A MAXWELL-EGYENLETEK
AZ ELEKTROMÁGNESES HULLÁMOK ELŐÁLLÍTÁSA http://www.falstad.com/circuit/ http://www.walter-fendt.de/ph14hu/osccirc_hu.htm http://www.falstad.com/emwave1/
AZ ELEKTROMÁGNESES HULLÁMOK ELŐÁLLÍTÁSA Az elektromágneses hullámok váltakozó áramú áramkör segítségével állíthatók elő. A kondenzátorban az elektromos és mágneses tér váltakozik, ez az elektromágneses rezgés. A sugárzást kibocsátó antenna rezgőkör szétnyitott kondenzátorának felel meg.
AZ ELEKTROMÁGNESES HULLÁMOK JELLEMZŐI Bennük az elektromos és mágneses tér erőssége váltakozik periodikusan, egymásra merőlegesen. A terjedés iránya mindkét vektorra merőleges.
AZ ELEKTROMÁGNESES HULLÁMOK JELLEMZŐI Egyenes vonalban terjednek. m Terjedési sebességük vákuumban: c 3 10 s 8 (a fénysebesség) Más közegben ennél kisebb. Terjedésükhöz nincs szükség anyagi közegre. Vákuumban terjednek a legnagyobb sebességgel.
AZ ELEKTROMÁGNESES HULLÁMOK JELLEMZŐI Az elektromágneses hullámokra is érvényesek a mechanikai hullámok tulajdonságai. Eleget tesznek a visszaverődési és a törési törvényeknek. Fémekről visszaverődnek.
ÁRNYÉKOLÁS
AZ ELEKTROMÁGNESES HULLÁMOK JELLEMZŐI interferenciára és elhajlásra képesek,
AZ ELEKTROMÁGNESES HULLÁMOK JELLEMZŐI állóhullámokat tudnak létrehozni,
AZ ELEKTROMÁGNESES HULLÁMOK JELLEMZŐI polarizálhatók, LCD TV-nél is fontos szerepet játszik.
AZ ELEKTROMÁGNESES HULLÁMOK JELLEMZŐI Doppler-effektus is megfigyelhető velük kapcsolatban.
AZ ELEKTROMÁGNESES SZÍNKÉP http://nagysandor.eu/asimovteka/lon/electromagn_ spectrum/index.html http://hu.wikipedia.org/wiki /Elektrom%C3%A1gneses_sug%C3%A1rz%C3%A1s http://www.youtube.com/watch?v=kfs5qn0wn2o
RÁDIÓHULLÁMOK Hosszúhullámok: > 1000 m, f < 300 khz A Föld felszíne mentén terjednek, több ezer km-re is. Az 50 khz alatti jelek még a tengervízbe is behatolnak, ezért a nagyobb államok hadseregei előszeretettel használják, elsősorban a tengeralattjárókkal való kommunikációra. Ebben a sávban üzemelnek a pontosidő-jelet kódolva sugárzó adók is.
RÁDIÓHULLÁMOK Középhullámok: 200 m < < 1000 m, 300 khz < f < 1,5 MHz A Föld felszíne mentén és az ionoszféráról visszaverődve is terjednek, több ezer km-re. Kossuth Rádió: 540 khz. Alacsony rezgésszámuk miatt akár 3000 km-re is eljuthatnak.
RÁDIÓHULLÁMOK Rövidhullámok: 10 m < < 100 m, 3 MHz < f < 30 MHz Az ionoszféráról akár többször is visszaverődve terjednek, több ezer km-re. Ultrarövid hullámok: 1 m < < 10 m, 30 MHz < f < 300 MHz Csak egyenes vonalban terjed.
MIKROHULLÁMOK Egyenes vonalban terjednek, így jeltovábbító tornyok illetve műholdak nélkül a Földön legfeljebb 50-60 km-re terjednek.
MIKROHULLÁMOK - RADAR RADAR (Radio Detection And Ranging): a vizsgált mozgó tárgyra irányítják. A róla visszaverődő hullámok frekvenciája a Doppler-effektus miatt eltér a kibocsátott frekvenciától. Az eltérés nagyságából következtetnek a mozgó tárgy sebességére. Bay Zoltánnak (1900-1992) sikerült a Holdról visszaverődött radarhullámokat kimutatnia 1946-ban, függetlenül az amerikai kísérletektől, amelyek csupán egy hónappal előzték meg Bay Zoltánt.
MIKROHULLÁMOK - MOBILTELEFON GSM(Global System for Mobil communication) : 900, 1800 és 1900 MHz sávban működő rendszer. Átjátszótornyokon keresztül tartják egymással a kapcsolatot a készülékek.
MIKROHULLÁMOK - MOBILTELEFON Nagy cellák: Nagy kiterjedésű és kis forgalmú vidéki területeken használják. Sugara 10-30 km. Közepes méretű cellák: Általában nagyvárosi agglomerációkban alkalmazott cellák. A cellasugár 1-5 km. Kis cellák: Városokban és nagy forgalomigényű területeken használják. A cellaméret 300-1000 méter. Mikrocellák: Vasúti pályaudvarok, repülőterek, nagyobb üzletközpontok területe. Sugara 300 m nél kisebb.
MIKROHULLÁMOK - GPS A mai GPS rendszer alapjait 1973-ban fektették le 24 Navstar műhold segítségével, amelyek mindegyike naponta kétszer kerüli meg a Földet 20 200 km-es magasságban. Elhelyezkedésük olyan, hogy minden pillanatban a Föld minden pontjáról legalább négy látszódjon egyszerre.
MIKROHULLÁMOK - GPS A GPS alkalmazható lövedékek pontos célba juttatására is, ezért a kereskedelemben kapható GPS-vevők képességeit úgy korlátozzák, hogy ha a vevőkészülék egy bizonyos sebességnél gyorsabban halad (pár száz km/h), akkor a vevő nem szolgáltat jelet.
MIKROHULLÁMOK - GPS A GPS műholdak két frekvencián sugároznak, ezeket L1-nek (1575,42 MHz) és L2-nek (1227,6 MHz) nevezik. közlekedési (civil, teherszállítás, rendőrség, tűzoltóság, mentők, autóbuszok) gépjárművédelem (lopás ellen) geodézia, földmérés természetjárás környezeti kutatás (madármegfigyelés, vonuláskövetés) játékok (geocaching.hu, Index.hu embervadászat, gpsgames.hu)
MIKROHULLÁMÚ SÜTŐ A mikrohullámú sütő 2,45 GHz-es rádióhullámok segítségével forgatja és rezgeti a melegítendő anyag dipólus molekuláit, aminek következtében hő fejlődik és ez melegíti fel az ételt.
MIKROHULLÁMÚ SÜTŐ A legtöbb mikrosütőben forgó tányért találunk. Ugyanis a melegítőtérben állóhullámok alakulnak ki, melyek hullámhossza kb. 12 cm, vagyis 6 cm-enként találunk egy csomópontot. Ennek duzzadóhelyén nagyon, csomópontján pedig egyáltalán nem melegszik az étel. A forgatás hatására az étel minden pontja eljut a duzzadóhelyre, és így lesz egyenletesen meleg.
MIKROHULLÁMÚ SÜTŐ Egészen kis keresztmetszetű fémekben (pl. fémmel festett tányérok, alumíniumfólia) a nagyfrekvenciás tér hatására áram indukálódik, amely felhevíti és elégeti a fémet. A hullámhossz méretét meghaladó tárgyak (pl. egy lábos) a mikrohullámokat visszaverik, bennük az étel nem melegszik, az állóhullámokat elhangolhatják. Ennek eredményeként túlhevülhet és tönkremehet a Készítette: Porkoláb Tamás magnetroncső.
MIKROHULLÁMOK - WIFI A Wi-Fi semmilyen angol kifejezésnek nem rövidítése (csupán szójáték a Hi-Fi/hifi szóra) 802.11g: 2,4 GHz-en működő eszközök, a 802.11b-vel sok tekintetben megegyezik. Nagyobb sávszélességet képes átvinni, de a távolság növekedésével lényegesen romlik a hatásfoka és érzékenyebb az interferenciára. Átviteli sebessége max. 54 Mbit/s.
INFRAVÖRÖS SUGÁRZÁS (IR) 760 nm < < 420 m, 715 GHz < f < 400 THz William Herschel 1799 -a hősugárzás ebben a tartományban megy végbe, hőfotók házakról hőmérséklet mérése
INFRAVÖRÖS SUGÁRZÁS (IR) -infravörös lámpa -infravörös távcső -távirányítók -adatátvitel (mobiltelefonok közt, számítógépre)
LÁTHATÓ FÉNY 380 nm < < 760 nm 400 1012Hz < f < 800 1012Hz
LÁTHATÓ FÉNY A fény emberi szemmel érzékelhető elektromágneses sugárzás. Az ember számára a legtöbb információ fény formájában érkezik. Azokat a tárgyakat látjuk, amelyekről fény verődik vissza a szemünkbe. Transzverzális hullám: mind az elektromos, mind a mágneses térerőség vektora fény terjedési irányára merőlegesen rezeg. A fény színét a frekvenciája határozza meg, a fény erősségét pedig a térerősségvektorok amplitudója. A hullám-részecske kettősség alapján a fény hullám- és részecsketulajdonságokkal is jellemezhető. A részecskéket fotonoknak nevezzük. Nyugalmi tömegük zérus, vákuumban pedig fénysebességgel mozognak.
A SZÍNEK
A SZÍNEK Az elsődleges szivárvány: A másodlagos szivárvány:
A SZÍNEK Paint Additív színkeverés - Szubtraktív színkeverés
A SZÍNEK A civilizált világ férfi lakosságának 8 %-a, a nők 0.5 %-a színtévesztő. RGB CMYK
A FÉNYERŐSÉG - az adatoknál valójában a fényáram értéke szerepel - a fényáram egysége: lumen (lm), az egység jele: lm egy 230 V feszültségű, 60 W teljesítményű, opálburájú lámpa fényárama 710 lm. Izzólámpa 230 V, 60 W - 710 lm Izzólámpa 230 V, 100 W - 1 400 lm Izzólámpa 230 V, 1000 W - 20 000 lm Halogén izzólámpa 12 V, 100W - 2 350 lm Fénycső 18W, F33-1 150 lm Fénycső 36W, F33-3 000 lm Fémhalogénlámpa, HgMI 250 W - 19 000 lm
A FÉNYERŐSÉG
ULTRAIBOLYA SUGÁRZÁS (UV) 10 nm < < 380 nm, 800 THz < f < 30 1015 Hz az élő sejtekre veszélyes a D-vitamin-képződéshez szükséges a bőr barnulásához is kell az ózonréteg megszűri a káros komponenseit, ezért veszélyes az ózonlyuk
ULTRAIBOLYA SUGÁRZÁS (UV) sterilizálás fluoreszcenciát okoz
ULTRAIBOLYA SUGÁRZÁS (UV)
ULTRAIBOLYA SUGÁRZÁS (UV)
ULTRAIBOLYA SUGÁRZÁS (UV)
RÖNTGENSUGÁRZÁS (X-RAY) 0,01 nm < < 20 nm 1,5 1016 Hz < f < 3 1021 Hz Wilhelm Conrad Röntgen (18451923) az 1895ben tett felfedezéséért 1901-ben megkapta az első Nobel díjat.
A RÖNTGENSUGÁRZÁS TULAJDONSÁGAI a sugárzás áthatol fán, papíron, ruhán, sőt, a legtöbb fémen is, kivéve az ólmot. ionoizálják a levegőt ionizáló sugárzás sugarait sem elektromos, sem mágneses mező útjából el nem téríti fluoreszcenciát okoz
A RÖNTGENSUGÁRZÁS ALKALMAZÁSAI orvosi diagnosztika
A RÖNTGENSUGÁRZÁS ALKALMAZÁSAI anyagvizsgálat
A RÖNTGENSUGÁRZÁS ALKALMAZÁSAI CT (Computed Tomography, komputertomográfia) A tomográfiás felvétel esetében vékony, síkszerű röntgensugár-nyalábbal világítják át a vizsgált objektumot. Az egyes rétegfelvételek elkészítésekor a szkennerdob 360 -os fordulatot végez.
A RÖNTGENSUGÁRZÁS ALKALMAZÁSAI CT (Computed Tomography, komputertomográfia) Az áteresztőképességeket összesítik egy 5x5ös mátrixban. Itt pl. 25 ismeretlent kell meghatározni, ehhez 25 egyenlet szükséges:
Υ SUGÁRZÁS < 0,01 nm, f >3 1021 Hz fluoreszcenciá t okoznak a levegőt ionizálják ionizáló sugárzás
Υ SUGÁRZÁS A gamma-sugarak (mint minden más ionizáló sugárzás) előidézhetnek égési sebeket, rákot és genetikai mutációkat. A gamma-sugarak elleni védekezés nagy atomtömegű és sűrűségű elemekkel a leghatásosabb. Erre a célra általában az ólmot használják. De például a reaktorok aktív zónáját több méter vastag nehézbeton fallal veszik körül, ami egy magas kristályvíz tartalmú, nehézfémmel, például báriummal (barit) adalékolt beton. Minél nagyobb energiájú a gammasugárzás, annál vastagabb réteg szükséges a védekezéshez.
A Υ SUGÁRZÁS ALKAMAZÁSA sugárkezelésnél használják anyagvizsgálat, fémek átvilágítása radiológia radioaktív izotópok nyomon követése a szervezetben
FORRÁSOK Wikipédia Google http://www.lamparendeles.hu/fenyerosseg.html