Vytisknout jednu kapitoluVytisknout jednu kapitolu

Vlnění a optika

Druhy elektromagnetického vlnění

Elektromagnetické spektrum

Viditelné světlo je jedním z mnoha druhů elektromagnetického vlnění, rozlišujeme je podle vlnové délky (hranice nezi jednotlivými druhy nejsou ostré, mohou se lehce překrývat):

http://www.dnr.sc.gov/ael/personals/pjpb/lecture/spectrum.gif

Radiové vlny
Tak označujeme elektromagnetické vlnění největších délek od 10-1 m (dm) po kilometry. Vznikají přirozeně v některých vesmírných tělesech nebo z zemské atmosféře (blesky). Uměle je vytváříme v elektrických obvodech a používají se k přenosu rozhlasu a televize, nejkratší vlnové délny slouží sítím mobilních telefonů. Protože jejich rozsah vlnových délek je velmi veliký, dělí se dále na dlouhé vlny, střední vlny (AM), krátké vlny a velmi krátké vlny (rozhlasové FM vysílání a TV vysílání, mobilní sítě).

Mikrovlny
Jejich rozsah je od 10-1 m do 10-4 m (od 1 dm po 0,1 mm). Jejich frekvence je srovnatelná s frekvencí kmitání molekul látky a jsou proto schopné předávat energii některým druhům molekul, především vody. Mikrovlny vytváříme v zařízení zvaném generátor mikrovlnného záření (magnetron), používají se k radiolokaci, ohřevu potravin v mikrovlnných troubách, stimulaci některých chemických reakcí.

Mikrovlny procházejí téměř bez omezení řadou látek, nepřekonatelnou překážkou však jsou pro ně kovové plochy (které toto záření dokonale pohltí), rovněž jsou pohlcováy látkami obsahujícími vodu.

Živá tkáň je mikrovlnami zahřívána, může být i pohlceným teplem nevratně poškozena!

Inračervené (tepelné) záření (infrared, IR)
Představuje rozsah od 10-4 m do 8.10-7 m (od 0,1 mm do přibližně 0,001 mm). Vzniká tepelným vyzařováním těles s nízkou teplotou - dokud ještě nezáří ve viditelném světle (infrazáření vysílají tedy prakticky všechna tělesa, i lidské tělo), jeho nejkratší vlnové délky vnímáme našimi tepelným receptory.

V praxi se využívá jeho prostupnost mlhou, kouřem - infralokátory, rovněž jej lze použít pro "noční vidění", dále se využívají v dálkových ovladačích přístrojů, posuzování úrovně tepelné izolace budov. 

Viditelné záření
Nachází se v úzkém rozsahu vlnových délek od 8.10-7 do 4.10-7 m (od 800 nm do 400 nm) a je schopno vyvolat reakci světločivných buněk na sítnici oka. Vzniká v tělesech zahřátých na vysokou teplotu. V závislosti na vlnové délce vnímáme různé barvy světla (viz obrázek nahoře).

Ultrafialové záření (ultraviolet, UV)
Jde o záření v rozsahu 4.10-7 m do 10-8 m (od 400 nm do 10 nm). Jeho zdrojem jsou tělesa o velmi vysoké teplotě (největším přirozeným zdrojem je Slunce), popř. speciální výbojky - zařízení, ve kterých jsou atomy látky přinuceny průchodem elektrického proudu zářit na požadovaných vlnových délkách.

Jedná se o poměrně energetické záření, je proto schopno např. ionizovat plyny, poškozovat živé buňky - je nebezpečné pro oči (šedý zákal, poškození buněk sítnice), v malých dávkách působí hnědnutí kůže, ve větších dávkách ji poškozuje (úžeh), je považováno za původce vzniku rakoviny kůže. Pro ochranu před UV zářením je třeba vědět, že je pohlcováno obyčejným sklem i tenkou vrstvou látky.

Používá se k dezinfekci látek, stimulaci některých chemických reakcí.

Rentgenové záření (RTG, X-ray)
Jedná se o vysoce energetické záření s vlnovou délkou od 10-8 m do 10-12 m (od 10 nm do 1 pm). Vzniká ve speciálních zařízeních - rentgenových (popř. katodových) trubicích působením velmi vysokých elektrických napětí (stovky tisíc voltů), jeho zdrojem jsou i některá vesmírná tělesa včetně Slunce.

Pro lidský organismus je velmi nebepečné a proto je nutno při práci s rentgenovými přístroji dodržovat přísná pravidla - stínění např. olověnými pláty, minimalizace doby působení na organismus, ...

Využití RTG záření je velmi rozmanité díky jeho energetičnosti a pronikavosti - ionizace některých látek, lékařská diagnostika, léčba nádorů ničením zhoubných buněk, defetoskopie (prozařování materiálů za účelem hledání vnitřních vad), zkouání vnitřní struktury látek. 

Gama záření
Jde o záření s vlnovými délkami kratšími než 10-12 m (1 pm). Dalo by se říci, že se jedná o energetičtější RTG záření, podstatný rodíl je v původu obou druhů záření - zatímco RTG vzniká v atomovém (elektronovém) obalu, gama záření má původ v samotném jádře atomu a vzniká tedy při jaderných reakcích.

Jeho nebezpečnost pro lidský organismus a ochrana proti němu je obdobná jako u RTG, rovněž možnosti využití jsou obdobné, vzhledem k vyšším energiím jsou potřebné menší dávky gama záření.

Díky kratší vlnové délce lze gama záření přesněji cílit a tak usměrnit jeho účinky - Leksellův gama nůž.

Zajímavé informace o elektromagnetickém záření najdete např. na stránkách NASA