Základní škola a mateřská škola Bzenec

1.

Základní škola a mateřská škola Bzenec
Číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/21.2769
Číslo a název šablony klíčové aktivity:
I/2: čtenářská a informační gramotnost - inovace
Vypracoval/a: Mgr. Jana Presová
Ověřil/a: Mgr. Jana Presová

2.

Název výukového materiálu:
Elektromagnetické záření a zdroje světla - 9. ročník
Vzdělávací obor: fyzika
Tematický okruh: světelné jevy
Téma:
I. Elektromagnetické záření, druhy
II. Zdroje světla, optické prostředí
Stručná anotace:
Prezentace shrnující nejdůležitější informace o vlastnostech jednotlivých druhů
elektromagnetického záření, o zdrojích světla a o prostředích, kterým se může světlo
šířit.

3.

Optika
• část fyziky, která zkoumá podstatu světla a zákonitosti
světelných jevů, které vznikají při šíření světla a při
vzájemném působení světla a látky
• má dlouhou historii a je vedle mechaniky jedním z
nejstarších oborů fyziky
• souvisí s tím, že člověk získává zrakem více než 80 %
informací o světě

4. Rozdělení optiky

Z historických důvodů se dělí:
• Geometrická optika je založena na představě světelných paprsků, které se šíří
prostorem navzájem nezávisle a řídí se zákonem lomu a odrazu. Na jejím základě byla
vybudována teorie optického zobrazování, která je základem pro konstrukci optických
soustav, používaných v řadě oblastí vědy a techniky, nezabývá se vznikem a podstatou
světla a ani nepřihlíží k jeho vlnovým vlastnostem.
Vlnová optika zkoumá otázky související se vznikem, podstatou a šířením světla. Jejím
základem jsou Maxwellovy rovnice. Vlnová optika umožňuje objasnit všechny zákony
geometrické optiky a stanovit meze jejich použitelnosti a platnosti. Vlnová optika nám
umožňuje zkoumat jevy difrakce, interference a polarizace světla a řadu dalších jevů.
Kvantová optika se zabývá mikrostrukturou světelných polí a optickými jevy, které mají
výrazný kvantový (korpuskulární) charakter. Umožňuje pochopit a správně vysvětlit
interakci (vzájemné působení) záření s látkou.

5. Elektromagnetické vlnění a záření

• Jedním z největších objevů fyziky 19. století je poznatek, že světlo
je elektromagnetické vlnění.
• Tento závěr je výsledkem teorie elektromagnetického pole,
kterou vytvořil anglický fyzik James Clerk Maxwell.
• Elektromagnetická vlna je tvořena dvěma složkami - elektrickou a
magnetickou

6. Frekvence a vlnová délka

• Frekvence je nejdůležitější veličinou charakterizující vlnění. Lidské oko
umožňuje vnímat pouze určitý interval frekvencí. Většina frekvencí
elektromagnetického záření je pro nás neviditelná.
• Kromě frekvence f se pro popis elektromagnetických vln používá vlnová
délka λ (v metrech)a rychlost světla v. Základní vztah mezi nimi je

7.

ELEKTROMAGNETICKÉ SPEKTRUM
Pronikavost
zemskou
atmosférou:
Vlnová délka
(v metrech)
Velikost vlny může odpovídat:
Frekvence záření
(v Hz)
Povrchová teplota
zdroje daného
druhu záření (v K)

8. 1. Rádiové vlny

vlnová délka 2000 m - 1 mm
slouží především k přenosu zvukových, obrazových a dalších informací
využívají se při radiotelegrafickém a při rozhlasovém vysílání
slouží i k televiznímu přenosu; používají se kratší vlnové délky než u rozhlasu
rádiové vlny s nejkratší vlnovou délkou (0,1 m - 1 mm) využívají radary, satelitní
televize, mobilní telefony, přístroje GPS, mikrovlnné trouby a další zařízení

9. 2. Infračervené záření

• vyzařováno rozžhavenými tělesy
• je pro nás neviditelné a vnímáme ho jako tepelné záření (sálání)
tepelných zdrojů
• je i součástí slunečního záření
• vlnová délka: 0,1 mm - 790 nm
• využití – dálkové ovladače, noční vidění, tepelné záření

10. 3. Viditelné světlo

• přímo ho vnímáme zrakem jako bílé světlo
• bílé světlo je možno skleněným hranolem rozložit podle
vlnových délek na jednotlivé spektrální barvy
• vlnová délka: 390 nm - 790 nm

11. 4. Ultrafialové záření

• zdrojem – Slunce (většina je však zadržena zemskou atmosférou),
výbojové trubice
• vlnová délka: 10 nm - 390 nm
• působí škodlivě - na oči, vznik rakoviny kůže (při opalování), …
• ničí choroboplodné mikroorganismy - používá se při sterilizaci a
dezinfekci
UV lampa

12. 4. Ultrafialové záření

• UVA – nejméně nebezpečné, vhodné pro
tvorbu vitamínu A a D, asi 99% UV záření,
které dopadne na zemský povrch
• UVB – škodlivé pro živé organismy (poškozuje
kůži) => z většiny absorbováno ozónem
• UVC – zhoubné pro živé organismy, neproniká
na zemský povrch

13. 5. Rentgenové záření

• velká pronikavost
• atmosféra rentgenové záření přicházející z vesmíru nepropouští a
chrání nás tak před jeho účinky
• vlnová délka: 1 pm - 10 nm
• využití - lékařská vyšetření, rentgenové snímky, léčba zhoubných
nádorů, zjišťování skrytých vad materiálu (např. svárů potrubí),
odbavování zavazadel na letišti, …

14. 6. Záření gama

• radioaktivní záření, které vzniká při jaderných reakcích
• velká pronikavost
• vlnová délka: menší než 1 pm
• pro živé organismy je nebezpečné, způsobuje popáleniny,
rakovinu a genové mutace
• použití - účinný prostředek hubení bakterií (sterilizace lékařských
nástrojů nebo ošetřování potravin - masa a zeleniny, aby déle
zůstalo čerstvé), chemoterapie, chirurgie (gama nůž),
diagnostika nemocí, …

15.

4.1. Zdroje světla a optické
prostředí

16. Světelný zdroj

• je to zdroj elektromagnetického záření, tedy
těleso, ve kterém světlo vzniká a šíří se z něj
do okolního prostředí

17.

• Zpravidla rozdělujeme světelné zdroje na:
• přírodní
• umělé (člověkem vytvořené)
• Světelné zdroje lze rozdělit také na:
• vlastní - taková tělesa, ve kterých světlo vzniká, např.
Slunce, žárovka, plamen, …
• nevlastní - tělesa, které samy světlo nevytvářejí, ale pouze
odráží a rozptylují dopadající světlo, např. Měsíc, mraky,
všechny osvětlené předměty, ...

18.

• Další rozdělení souvisí s rozměry, a to na:
• bodové zdroje světla – jsou to zdroje světla, jejichž
rozměry jsou zanedbatelné vůči okolí, např. světluška,
žárovka, hvězda, …
• plošné zdroje světla – zdroje velkým rozměrů, např.
Slunce, zářivka, …

19. Optické prostředí

• Jsou to látky, kterými světlo prochází.
• Šíření světla je ovlivněno vlastnostmi
prostředí, jímž světlo prochází.

20. Z hlediska šíření světla v daném optickém prostředí se prostředí dělí na:

• průhledné - v optickém prostředí nedochází ke zkreslení
(nerozptyluje se), např. vzduch, čiré sklo, …
• průsvitné - světlo prostředím částečně prochází a částečně
se v něm rozptyluje, např. mlha, dým, matné sklo,...
• neprůhledné - vlnění je v prostředí pohlcováno nebo se
odráží od povrchu prostředí zpět, např. beton, závěsy,
zrcadla,…

21. Podle toho, které frekvence prostředím prochází, lze rozdělit optické prostředí na:

barevné (zbarvené) - v prostředí jsou pohlcovány
pouze určité frekvence světla, tzn. prostředí
propouští jen světlo určité barvy, např. barevná
skla
čiré - prostředím prochází všechny frekvence vlnění,
tj. všechny barvy, např. čiré sklo, vzduch, voda,…

22. Jak se světlo šíří?

• Ze zdroje světla se šíří světlo všemi směry
• V opticky homogenním prostředí se šíří
přímočaře, tj. lze znázornit přímkou
• Prochází-li světlo čistým vzduchem, není vidět. Přesto
každý už světelné paprsky jako světlé přímé čáry viděl –
při průchodu světla znečištěným vzduchem – mlhou,
mezi mraky, kouřem,…

23. Na čem závisí velikost osvětlené plochy?

• vzdálenosti stínítka od clony
• velikosti otvoru ve cloně
• vzdálenosti zdroje od clony
clona s otvorem
stínítko

24. Zdroje informací (obrázky a texty):

• Učebnice fyziky pro základní školy
–
–
–
R. Kolářová, J. Bohuněk, I. Štoll, M. Svoboda, M. Wolf, nakladatelství Prometheus 2001
K. Rauner, V. Havel, M. Randa, nakladatelství Fraus 2007
J. Maršák, nakladatelství Kvarta Praha 1993
• Pracovní sešit k učebnici fyziky
–
K. Rauner, V. Havel, M. Randa, nakladatelství Fraus 2007
• Přehled učiva fyziky
–
S. Pople a P.Whitehead, nakladatelství Svojtka&Co. 1999
• Fyzika - přehled učiva základní školy
–
J. Vachek, nakladatelství SPN 1978
• Fyzika I. a II.
–
Z. Horák a F. Krupka, nakladatelství SNTL/ALFA, 1976

25.

• Pohled do vesmíru
–
C. Scottová, nakladatelství Fragment 2006
• Věda – hranice poznání
–
C. A. Ronan, nakladatelství Knižní klub 1997
• Chemie. Fyzika, astronomie
–
Překlad J. Braun, P. Anderle, I. Haverlík,
nakladatelství Albatros 1978

26. Internetové zdroje:

http://www.aldebaran.cz
http://fyzweb.cz
http://www.youtube.com
encyklopedie – wikipedie
http://www.physics.isu.edu/radinf/properties.htm
http://geologie.vsb.cz/loziska/suroviny/vyuziti_radioaktivnich.html
http://www.cez.cz/edee/content/microsites/nuklearni/index.htm
www.jreichl.com/fyzika/vyuka/vyuka.htm
http://www.ian.cz/index.php
http://mynasadata.larc.nasa.gov/ElectroMag.html
http://www.army.cz/images/id_8001_9000/8753/radar/k21.htm
http://www.osel.cz/index.php?kat=2
http://radek.jandora.sweb.cz/f11.htm
http://www.scienceminusdetails.com/2011/03/what-is-nuclear-radiation-and-howcan.html