Zákony záření, fotometrie a spektroskopie: zákony záření černého tělesa, fotometrické veličiny a zákony; rozklad světla hranolem a mřížkou, spektrometr, význam spektroskopie, rozdělení elektromagnetických záření podle vlnové délky a podle způsobu vzniku.
1) ROZDĚLENÍ ELEKTROMAGNETICKÉHO ZÁŘENÍ
a) radiové vlny ( = 30 km - 0,03 mm)
- dlouhé vlny - = 2000 m - 1000m
- střední vlny - = 600 m - 150 m
- krátké vlny - = 50 m - 15 m
- velmi krátké vlny - = 15 m - 1 m
- mikrovlny - = 1 m - 0,03 mm
b) infračervené záření IR ( = 10-3 m - 790 nm)
- neviditelné
- zdroj - tělesa zahřátá na vyšší teplotu
- absorpcí se tělesa zahřívají
- platí pro něj zákony optiky
- proniká kalným prostředím (mlha,...)
- využití - televizní ovladače, teplomety,...
c) viditelné světlo ( = 790 nm - 390 nm)
- rozhodující zdroj informací pro člověka
d) ultrafialová záření UV ( = 390 nm - 10 nm)
- neviditelné
- může být škodlivé, způsobuje pigmentaci kůže
- zdroj - tělesa zahřátá na vysokou teplotu (Slunce, obloukový výboj, rtuťové výbojky...)
- fyziologické účinky - ničí choroboplodné zárodky, mutagenní a karcinogenní účinky
- pohlcován atmosférou
- ionizuje vzduch
- prochází křemenným sklem
e) rentgenové záření RTG ( = 10-8 - 10-12 m)
- objevitel K. W. Roentgen (skvrny na fotografickém papíře - paprsky X)
- dělení na měkké RTG (malá průraznost) a tvrdé RTG (velká průraznost)
- vznik v rentgenkách (vyčerpaná trubice s katodou a anodou; katoda je žhavená emituje elektrony dopad na anodu vyvolání RTG záření)
- vyvolává fluorescenci
- s rostoucím protonovým číslem látky roste pohltivost využití v lékařství
- využití - RTG defektoskopie, rentgenová strukturní analýza
f) záření GAMA ( méně než 10-12 m)
- vzniká při radioaktivních přeměnách v jádrech atomů
2) FOTOMETRICKÉ VELIČINY A ZÁKONY
- popisují účinek energie optického záření na zrak
Svítivost I vyjadřuje vlastnost zdroje světla. Jednotkou je kandela (cd) a odpovídá přibližně jedné svíčce. (100W žárovka má svítivost asi 200cd)
Světelný tok vyjadřuje intenzitu zrakového vjemu normálního oka, vyvolaného energií světelného záření, která projde za jednotku času určitou plochou. Jednotkou je lumen (lm).
Osvětlení E závisí na části světelného toku , který dopadá na plochu o obsahu
jednotkou je lux (lx)
osvětlení závisí na vzdálenosti zdroje světla a na úhlu dopadu:
Luminiscence – fyz. jev při kterém záření o kratší vlnové délce vyvolá v určité látce emisi záření o delší vlnové délce. (např. luminofory v zářivce)
Bílé světlo se při průchodu optickým hranolem rozkládá na své spektrum.
(UV, fialová, modrá, zelená, žlutá, oranžová, červená, IR)
Spektrum záření, které látka pohlcuje se nazývá absorpční spektrum, a které vyzařuje emisní spektrum. Může být spojité (látka vyzařuje záření všech vlnových délek), nebo čárové (pokud jen určité). Speciálním případem je spektrum pásové (charakteristické).
Tohoto jevu se užívá při spektrální analýze – spektrální určení látek, na základě toho, že každý prvek pohlcuje vlnové délky, které sám vysílá. (provádí se hranolovým, mřížkovým spektrometrem)
3) RADIOMETRICKÉ VELIČINY
- posuzují energii elektromagnetického záření
- zářivost
- zářivý tok
- intenzita záření
4) TEPELNÉ ZÁŘENÍ
- každé těleso (především tělesa zahřátá na vysokou teplotu) vyzařují záření
- spektrum je spojité
- rozdělení vlnových délek v záření závisí na teplotě záření
- absolutně černé těleso - pohlcuje všechno dopadající záření vyzařuje je v podobě tepelného
(ve skutečnosti každé těleso část záření odráží)
- vlastnosti černého tělesa se podařilo objasnit M. Planckovi (kvantová fyzika)
Energie elektromagnetického záření je vyzařována nebo pohlcována jen po kvantech energie E.
- pro pozorování definujeme hustotu energie vyzařované černým tělesem (energie záření vycházející z jednotky povrchu za jednotku času, která připadá na malý interval vlnových délek
S rostoucí teplotou se vyzařování tepelného záření přesouvá ke kratším vlnovým délkám. (k vyšším frekvencím)
- Wienův posunovací zákon:
- pro intenzitu vyzařování platí Stefanův - Boltzmanův zákon:
19. březen 2008
5 373×
558 slov
