Projekt „Era inżyniera – pewna lokata na przyszłość” jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Materiały pomocnicze 12
do zajęć wyrównawczych z Fizyki dla Inżynierii i Gospodarki Wodnej
1. Podział fal ze względu na ich naturę.
a. Fale mechaniczne.
b. Fale elektromagnetyczne.
c. Fale materii (fale de Broglie`a).
2. Definicja fali elektromagnetycznej.
Jest to rozchodzące się w przestrzeni zaburzenie natężenia pola elektrycznego E oraz zaburzenie indukcji magnetycznej B.
Zmienne pole magnetyczne powoduje powstanie wokół siebie zmiennego pola elektrycznego.
Zmienne pole elektryczne powoduje powstanie pola magnetycznego.
3. Własności fali elektromagnetycznej.
Fala elektromagnetyczna rozchodzi się w każdym ośrodku również w próżni.
Prędkość fali elektromagnetycznej w próżni:
c=3∙10
8m/s
Prędkość c jest największą znaną prędkością we Wszechświecie.
Jest to największa prędkość przekazywania informacji.
4. Równanie fali elektromagnetycznej.
⋅ − ⋅
= λ
π
π x
T E t
E 2 2
0
sin
⋅ − ⋅
= π π λ x
T B t
B 2 2
0
sin
Projekt „Era inżyniera – pewna lokata na przyszłość” jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Gdzie E
0i B
0to amplituda natężenia pola elektrycznego i indukcji magnetycznej,
x- odległość od źródła,
T, λ – okres i długość fali elektromagnetycznej.
5. Widmo fal elektromagnetycznych.
Fale elektromagnetyczne różnią się długością fali λ oraz częstotliwością f.
Wszystkie fale elektromagnetyczne mają w próżni tą samą prędkość c.
6. Przegląd fal elektromagnetycznych.
Nazwa λ(m) f(Hz) Fale o niskich 10
11-10
43∙10
-3-3∙10
4częstotliwościach.
Fale radiowe 10
4-10
-43∙10
4-3∙10
12długie 10
4-10
3średnie 10
3-10
2krótkie 10
2-10
1UKF 10
1-10
-1mikrofale 10
-1-10
-4Fale optyczne 10
-4-10
-93∙10
12-3∙10
17Podczerwone 10
-4-7.5∙10
-710
-4-750nm widzialne 750nm – 350nm Nadfioletowe 350nm – 10
-93.5∙10
-7-10
-9Fale X 10
-9-10
-123∙10
17-3∙10
20
Projekt „Era inżyniera – pewna lokata na przyszłość” jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
Promieniowanie γ
10
-12-10
-143∙10
20-3∙10
22Promieniowanie kosmiczne
10
-13-10
-163∙10
21-3∙10
24Zadania:
1. Energia fotonów wynosi a. E=1 Mev
b. E=10 keV c. E=1 eV d. E=0.001 eV
Obliczyć długości fal λ oraz pędy p tych fotonów. Do jakiej części widma elektromagnetycznego należą długości fal tych fotonów? Stała Plancka h=6.62∙10
-34J∙s.
2. Obliczyć prędkość v, którą uzyskałby, początkowo spoczywający:
a. Neutron (m
n=) b. Elektron (m
e=)
który przejąłby pęd fotonu promieniowania gamma o energii 1 MeV.
3. Jak działa policyjny radar służący do pomiaru prędkości?
4. Jaki rodzaj promieniowania powoduje opalanie naszego ciała. Jakie są pozytywne, a jakie negatywne skutki tego zjawiska?
5. Na czym polega prześwietlanie ciała promieniami rentgenowskimi?
Dlaczego na kliszy rentgenowskiej kości są jasne, a miękka tkanka ciemna?
6. Radar za pomocą którego naprowadza się samoloty na lotniska, wysyła falę
o długości 4 cm. Oblicz jak daleko od radaru znajduje się samolot, jeżeli
Projekt „Era inżyniera – pewna lokata na przyszłość” jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
