Презентація "Шкала електромагнітних хвиль"

Електромагнітна хвиля — процес розповсюдження електромагнітної взаємодії в просторі у вигляді змінних зв'язаних між собою електричного та магнітного полів. Прикладами електромагнітних хвиль є світло, радіохвилі, рентгенівські промені, гамма-промені. Періодична зміна електричної та магнітної компоненти в електромагнітній хвилі.

Джерело електромагнітних хвиль  – це заряджені частинки, які рухаються прискорено. Усі  відомі  електромагнітні  хвилі  можна  зобразити  у  вигляді шкали  в  порядку  зменшення  довжини  хвилі. Властивості всіх цих хвиль залежать від довжини хвилі. Фізичні властивості хвиль не залежать від способу їх збудження.  Між сусідніми  діапазонами  шкали  немає  різкої  межі.

Низькочастотне випромінювання (наддовгі радіохвилі) виникають, наприклад, навколо провідників, по яких тече змінний струм, і поблизу генераторів електричного струму. Оскільки енергія цих хвиль є дуже малою, то вони можуть поширюватися на невеликі відстані й серйозно не впливають на живі організми, в тому числі на людину. Однак у безпосередній близькості від ліній електропередач (або інших потужних джерел) енергія радіохвиль є досить великою, і тривале перебування в цій зоні небажане. Експерименти, проведені на кроликах, показали, що півгодинний вплив низькочастотних електромагнітних коливань викликає у кроликів почастішання кіркового ритму і збільшення амплітуди коливань напруги на нейронах мозку. Радіохвилі від наддовгих із довжиною понад 10 км до ультра­коротких і мікрохвиль із довжиною менш ніж 0,1 мм породжуються змінним електричним струмом.

Завдяки радіохвилям ми слухаємо радіо, дивимось телебачення, користуємось стільниковими телефонами. Все електромагнітне випромінювання, довжина хвилі якого більше 0,5 мм відноситься до радіохвиль. Це – довгохвильовий кінець електромагнітного спектру. Радіохвилі в значній мірі без проблем проходять крізь земну атмосферу, і лише деякі з радіохвиль, які називають короткими, відбиваються від іонізованого шару земної атмосфери. Завдяки цьому віддзеркаленню можливий зв’язок між радіостанціями, розташованими на протилежних точках планети. Радіохвилі несильно поглинаються середовищем, тому вивчення Всесвіту в радіодіапазоні дуже інформативно для астрономів.

Радіохвилі — діапазон електромагнітних хвиль з довжиною хвилі від 10−5 до 1010 метра. Стільниковий зв'язок — один із видів мобільного радіозв'язку, в основі якого лежить стільникова мережа. Для стільникового зв’язку використовують електромагнітні хвилі частотою від 450 до 3000 МГц. Головна особливість такого зв’язку полягає в тому, що загальна зона покриття ділиться на невеликі ділянки — стільники (їх так називають, оскільки вони мають форму шестикутника). Кожен стільник має площу близько 25 км2 і обслуговується окремою базовою станцією. Стільники, частково перекриваючись, утворюють мережу. Основні складові стільникової мережі: стільникові телефони, базові станції, центри комутації.

Наочний приклад відбиття цілі на екрані ІКО — індикатора колового огляду РЛС

Радіолокація — виявлення об'єктів (цілей) і визначення їх просторових координат та параметрів руху за допомогою радіотехнічних засобів і методів. Цей процес називається радіолокаційним спостереженням, а пристрої такого призначення — радіолокаційними станціями (РЛС) або радіолокаторами. Принцип дії імпульсної радіолокації 

Відомий Вільям Гершель, проводячи вимірювання енергії різних променів видимого світла, випадково виявив, що використовувані ним термометри нагріваються і за межею червоного кінця спектру. Учений зробив висновок, що існують деякі промені, що продовжують спектр за червоним світлом. Ці промені він назвав інфрачервоними. Ще їх називають тепловими, оскільки інфрачервоні промені випромінює будь-яке нагріте тіло, навіть якщо воно не світиться для ока. Діапазон інфрачервоних хвиль досить великий і знаходиться між 760 нм і 0,5 мм. Отже, діапазон теплових променів набагато ширший, ніж видимий спектр.

Земна атмосфера пропускає зовсім невелику частину інфрачервоного випромінювання. Воно поглинається молекулами повітря, і особливо вуглекислим газом. Цей же газ винен в тому, що тепло не достатньо покидає нашу планету. Світлове випромінювання нагріває поверхню, але теплу назад в космос вийти не вдається. Такий ефект називають парниковим. У космосі вуглекислого газу небагато, тому теплові промені з невеликими втратами проходять крізь пилові хмари. Саме завдяки інфрачервоному випромінюванню в нашій країні була одержана перша фотографія центру Галактики, який закритий від Землі газопиловими хмарами.

Світло — електромагнітні хвилі видимого спектру. До видимого діапазону належать електромагнітні хвилі в інтервалі частот, що сприймаються людським оком (7.5×1014 — 4×1014 Гц), тобто з довжиною хвилі від 390 до 750 нанометрів. Видиме світло на електромагнітній шкалі.

Діапазон довжин хвиль видимого світла знаходиться між 400 нм (фіолетовий колір) і 760 нм (червоний колір). Найважливішою характеристикою видимого випромінювання є, зрозуміло, його видимість для людського ока. Саме видимі промені електромагнітного випромінювання земна атмосфера пропускає краще всього, а Сонце найактивніше випромінює у видимих променях. Найвідчутнішими для ока є жовто-зелені промені. Спеціальне покриття на об’єктивах фотоапаратів і відеокамер, яке Ви напевно помічали по бузковому блиску, якраз покликаний пропускати всередину апаратури жовто-зелене світло і відбивати не відчутні для ока промені. Тому нам блиск об’єктиву і здається деякою сумішшю червоного і фіолетового кольорів.

Випромінювання, довжина хвилі якого коротше, ніж у видимих променів фіолетового кольору, називають ультрафіолетовим. Це випромінювання, здебільшого, шкідливо для живих організмів, проте більша частина ультрафіолету не проходить крізь атмосферу Землі − озоновий шар активно поглинає небезпечні промені. Та частина ультрафіолету, яка примикає до видимих променів, доходить до поверхні і викликає у нас загар. У чорношкірих цей загар генетично природжений, адже загар – захисна реакція шкіри на ультрафіолет. Ультрафіолет щедро і на всі боки «розкидається» Сонцем. Але Сонце все ж сильніше всього випромінює у видимих променях. Навпаки, гарячі блакитні зірки – могутнє джерело ультрафіолетового випромінювання. Саме це випромінювання нагріває і іонізує випромінюючі туманності, завдяки чому ми їх і бачимо. Ультрафіолет легко поглинається газовим середовищем і з далеких областей Галактики і Всесвіту майже до нас не доходить, якщо на шляху променів є газопилові перешкоди. Ультрафіолетом вважають електромагнітні хвилі із довжиною хвилі від 100 до 4 000 ангстрем.

Рентгенівське випромінювання, пулюївське випромінювання або Х-промені  — короткохвильове електромагнітне випромінювання з довжиною хвилі від 10 нм до 0.01 нм. В електромагнітному спектрі діапазон частот рентгенівського випромінювання лежить між ультрафіолетом та гамма-променями. Рентгенівське випромінювання виникає від різкого гальмування руху швидких електронів у речовині, при енергетичних переходах внутрішніх електронів атома. Воно використовується у науці, техніці, медицині. У астрономії рентгенівські промені частіше всього згадуються в розмовах про чорні дірки, нейтронні зірки і пульсари. Могутні спалахи на Сонці також є джерелами рентгенівського випромінювання.

Гамма-випромінювання або гамма-промені — електромагнітне випромінювання найвищої енергії з довжиною хвилі меншою за 1 ангстрем. Утворюється в реакціях за участю атомних ядер і елементарних частинок в процесах розпаду, синтезу, анігіляції, за гальмуванні заряджених частинок великої енергії. Гамма-випромінювання не пропускається до Землі її магнітосферою.

Переглянути відеоурокhttps://www.youtube.com/watch?v=amyy. HTW8q. EI2) Заповнити таблицю Домашнє завдання