Song o elektromagnetickém spektru

7. leden 2009 | 06.00 |

Kolem nás se šíří nepřeberné množství nejrůznějšího vlnění (rozhlasové, televizní signály či frekvence mobilních operátorů), které naštěstí svými receptory všechno nevnímáme. Označujeme jej jako elektromagnetické spektrum.Elektromagnetické spektrum (někdy zvané Maxwellova duha) tedy zahrnuje elektromagnetické záření všech možných vlnových délek. Vnímáme z něj dostatečným způsobem pouze světlo. Další druhy tohoto spektra nám představí fyzikální song.

Přestože je dělení celkově přesné, může občas dojít k překryvům sousedních typů. Například některé záření gama může mít delší vlnovou délku než některé rentgenové záření. To je možné proto, že záření gama je název pro fotony vzniklé při jaderném štěpení a jiných jaderných a procesech, zatímco rentgenové záření vzniká jako brzdné záření či charakteristické záření elektronu. Překryv tu tedy nastává proto, že paprsky určujeme dle původu a nikoli dle frekvence. A čím je elektromagnetické spektrum tvořeno?
Radiové vlny
Jsou většinou vyzařovány anténami běžných délek, takže jejich vlnové délky jsou v rozmezí milimetrů až stovek metrů; tedy mají frekvence nižší než asi 300 GHz. Užívají se pro rozličné přenosy dat jako je rádio, televize, mobilní telefony, amatérské rádio a mnoho jiných. Aby mohly přenášet data, nemůže být signál stále stejný, ale musí být modulován.
Radiové vlny se dále dělí na:
Extrémně dlouhé vlny (anglicky Extremely low frequency - ELF), o frekvencích 3 až 3000 Hz.
Velmi dlouhé vlny – VDV (anglicky Very low frequency - VLF), o frekvencích 3 až 30 kHz. Námořní a letecká navigace, meteorologické služby.
Dlouhé vlny DV – (anglicky Low frequency - LF). mají frekvence 30 až 300 kHz. Použití pro rozhlasové dlouhé vlny, radiokomunikace, meteorologické služby.
Střední vlny SV – (anglicky Medium Wave - MW), někdy také zkratka AM (z anglického Amplitude Modulation), která nepopisuje vlnovou délku, ale vztahuje se ke způsobu modulace signálu používaného při přenosu rozhlasového vysílání. SV mají frekvence 0,3 - 3 MHz a běžně se používají k přenosu rozhlasového vysílání (SV), radionavigaci a komunikaci na malé a střední vzdálenosti.

Krátké vlny KV – (anglicky High Frequency - HF), o frekvencích 3 - 30 MHz. Radiokomunikace na střední a velké vzdálenosti, rozhlasové krátké vlny, amatérská pásma.
Velmi krátké vlny - VKV – (anglicky Very High Frequency - VHF), o frekvencích 30 - 300 MHz. Na těchto vlnách se vysílá frekvenčně modulované rozhlasové vysílání (FM) a některé televizní kanály (I., II. a III. tel. pásmo).
Ultra krátké vlny – UKV – (anglicky Ultra High Frequency – UHF), o frekvencích 0,3 - 3 GHz. Vysílají se na nich další televizní kanály (IV. a V. pásmo) a digitální televize.
Super krátké vlny - SKV – (anglicky super high frequency – SHF). Frekvence 3 až 30 GHz. Radiolokace, radioreléové spoje, telekomunikace, satelitní spojení.
Extrémně krátké vlny – EKV – (anglicky extremely high frequency – EHF). Frekvence 30 až 300 GHz. Přistávací a říční radiolokátory, letecké výškoměry.
Mikrovlny
Mikrovlny o frekvencích 3 – 300 GHz dělíme na SHF (3-30 GHz) a EHF (30-300 GHz). Mikrovlny jsou absorbovány molekulami tekutin, jež mají dipólový moment, zvláště vody; toho se využívá k ohřívání v mikrovlnné troubě. Mikrovlny se rovněž využívají pro bezdrátovou komunikaci zvanou Wi-Fi.
Infračervené záření
Infračervené záření pokrývá frekvence 300 GHz až 400 THz.
Infračervené záření (infra-red) (objeveno britským astronomem Williamem Fredericem Herschelem 1800) se dělí z technologického hlediska dle vlnového rozsahu na pásma A, B, C (hranice jednotlivých pásem nejsou vymezeny jednoznačně):
·        krátkovlnné pásmo (A) od 120 do 300 THz (0,8 až 2.5 μm) – svými fyzikálními vlastnostmi se blíží viditelnému záření
·        střední pásmo (B) od 30 do 120 THz (2.5 až 10 μm) – oblast silného tepelného vyzařování, výrazná absorpce na molekulárních vibračních hladinách
·        vzdálená IR (C) od 300 GHz (1 mm) do 30 THz (10 μm) - nejnižší část pásma lze ještě zahrnout do mikrovln, záření je výrazně absorbováno tzv. rotačními módy plynných molekul, molekulárními pohyby v kapalinách i fonony v pevných látkách. Díky přítomnosti vodních par je téměř zcela absorbováno v zemskou atmosférou s výjimkou určitých "oken" , která umožňují částečný průchod některých vlnových délek a jsou využívána v astronomii.
Viditelné světlo
Viditelné světlo o vlnových délkách 390 - 760 nm je záření, na které je citlivé lidské oko. Viditelné světlo a blízké infračervené záření je absorbováno a emitováno elektrony v atomech a molekulách, když přecházejí mezi energetickými hladinami.
Tato část elektromagnetického spektra se také označuje jako světelné spektrum (duha). Jednotlivé barvy, vyskytující se ve světelném spektru se nazývají spektrálními barvami a odpovídají jim určité intervaly vlnových délek elektromagnetického záření.
Ultrafialové záření (UV)
je především přírodního původu, dělí se na oblast blízkou a vzdálenou  od rozhraní se světlem, přičemž celý interval UV je asi 10 až 380 nm (3.1016 Hz až 790.1012 Hz), z hlediska biologických účinků se dělí na spektrální oblasti UVA (> 315 nm), UVB (280 až 315) a UVC (< 280 nm), pod 200 nm silně roste absorpce ve vzduchu, UVB je absorbováno v ozonosféře. UV záření je velmi energetické, v důsledku toho narušuje chemické vazby, zvyšuje reaktivitu molekul nebo působí jejich ionizaci, podstatně mění jejich obecné vlastnosti. V důsledku přílišného opálení způsobeného ničivým vlivem UV záření na kožní buňky může docházet ke vzniku rakoviny kůže, pokud dojde k poškození buněčné DNA.
Rentgenové záření
Vzniká v důsledku dopadu katodového záření na těžké kovy nebo např. při brždění urychlených elektronů v betatronu. Měkké rtg. záření se používá k diagnostice (lékařství, defektoskopie), tvrdé při jaderném výzkumu nebo v astronomii při pozorování černých děr a neutronových hvězd.Má vlnové délky 10 – 0,1 nm. 
Gama záření
Záření gama je tvořeno fotony nejvyšších energií, dolní hranice jejich vlnových délek není vymezena. V astronomii se využívá při studiu vysokoenergetických objektů, v mikrofyzice díky své vysoké pronikavosti a souvislosti s výzkumem radioizotopů. Vlnovou délku g záření lze s vysokou přesností měřit pomocí Comptonova rozptylu.Vzniká při radioaktivních a jiných jaderných dějích (jako je například anihilace). Název vychází ze značení ionizujícího záření (ostatní druhy ionizujícího záření nejsou elektromagnetické povahy). Využívá se v neurochirurgii v přístroji zvaném Leksellův gama nůž.

Zpět na hlavní stranu blogu

Hodnocení

1 · 2 · 3 · 4 · 5
známka: 2 (3x)
známkování jako ve škole: 1 = nejlepší, 5 = nejhorší

Komentáře