VY_32_INOVACE_76.notebook

1

November 12, 2012

II 3­11:17

Základní škola Nový Bor, náměstí Míru 128, okres Česká Lípa, příspěvková organizace

e­mail: info@zsnamesti.cz; www.zsnamesti.cz; telefon: 487 722 010; fax: 487 722 378Registrační číslo: CZ.1.07/1.4.00/21.3267 Název: Pomocí techniky k novým poznatkům

Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky.

VY_32_INOVACE_76

Název materiálu: Elektromagnetické vlnyŠablona: III/2 ­ Inovace ve výuce prostřednictvím ICTČíslo výukového materiálu: 76Sada: ElektrodynamikaAutor: ing. Veronika Šolcová

Ověření ve výuce: Fyzika

Třída: 9.B Datum ověření: 12.11.2012

II 3­11:17

Elektromagnetické vlnyPředmět: FyzikaRočník: 9. ročníkTematický okruh: Elektrodynamika Anotace:

1. J. C. Maxwell2. kmitavý obvod LC, vznik elektromagnetické vlny3. dipól u antény4. způsob šíření elektromagnetické vlny5. vzorec pro výpočet frekvence elektromagnetického vlnění6. příklad na výpočet7. průchod, odraz a ohyb elektromagnetického vlnění8. magnetron9. přehled vlnových délek různých elektromagnetických vln

VII 20­18:22

ELEKTROMAGNETICKÉ VLNY

• skotský fyzik J.C.Maxwell• slavné matematické rovnice• dospěl k poznatku, že změny elektrického pole mohou být příčinou pole magnetického• možnost existence elektromagnetických vln• existenci dokázal H. Hertz

11 8­9:54

elektrické pole

magnetické pole

Elektromagnetické vlnění

VII 20­18:22

Kmitavý obvod LC

• kmity uvnitř kondenzátoru představují proměnné elektrické pole

• v cívce a jejím okolí vzniká proměnné magnetické pole

• elektrické a magnetické pole spolu často souvisí, zvláště, když se některé z polí mění

• pak mluvíme o elektromagnetickém poli

VII 20­18:22

kmitavý obvod LC, který kmitá netlumeně

• magnetické pole se znázorňuje pomocí magnetických indukčních čar

• elektrické pole se znázorňuje pomocí elektrických siločar

• obě pole se setkávají a časově mění

• v kondenzátoru se mění elektrické pole a v cívce magnetické pole

• pronikání obou polí do okolí je zanedbatelné, obě pole jsou v prostoru oddělena

VY_32_INOVACE_76.notebook

2

November 12, 2012

VII 20­18:22

• když z cívky odstraníme jádro, indukční čáry se projeví i v okolí cívky

• aby do okolí pronikly elektrické siločáry, musí se otevírat desky kondenzátoru

• když natáhneme cívku, změní se na vodič• horní a dolní část vodiče jsou zároveň

opačně nabitými elektrodami kondenzátoru

VII 24­20:00

• obě pole se stále mění a šíří se do prostoru

• vzniká elektromagnetická vlna

• přímý vodič jako zdroj elektromagnetických vln - anténa u osobní vysílačky, satelitů, uvnitř mobilů ...

• systém GPS - šíření elektromagnetických vln mezi družicemi a navigačním přístrojem

• radary - vyzařují elektromagnetické vlny a ty se odrážejí od vodivých předmětů

vysílačka

VII 24­20:05

Dipól u antény

• část antény kolmá k vysílači• k anténě přichází příčné vlnění

VII 24­20:14

Způsob šíření harmonického elektromagnetického vlnění

• elektromagnetické vlnění je příčné• může se šířit i ve vakuu• šíří se rychlostí světla

elektrické pole

magnetické pole

VII 24­20:21

http://www.aldebaran.cz/animace/em_plane.gif

animace elektromagnetické vlny

VII 24­20:15

f = cλ f

λ = c

f ... frekvence (Hz)λ ... vlnová délka (m)c ... rychlost světla (m/s)

Jaká je rychlost světla ve vakuu?

300 000 km/s

VY_32_INOVACE_76.notebook

3

November 12, 2012

VII 24­20:23

Příklad:

Jaká je vlnová délka elektromagnetického vlnění, které se užívá pro přenos rozhlasového signálu na frekvenci 100 MHz?

VII 24­20:23

f = 100 MHz = 100 000 000 Hzc = 300 000 km/s = 300 000 000 m/s

λ = ? (m)

λ =

λ =

λ = 3 m

Vlnová délka je 3 m.

cf

300 000 000100 000 000

VII 24­20:28

• elektromagnetické vlnění může procházet určitými látkami, může se odrážet a ohýbat

• odráží se od kovů• od izolantů se částečně odráží a

částečně jimi prochází

• starý šlehač ruší televizi - zdrojem je jiskření mezi kontakty kartáčků a komutátorem

• u motocyklu vzniká rušení v obvodu zapalovací svíčky

VII 24­20:31

Magnetron

• zdroj elektromagnetických vln s vysokou frekvencí

• např. v mikrovlnce

VII 24­20:37

Vlnové délky elektromagnetických vln

pozemní vysílání rozhlasu a televize:od několika km po několik desítek cm

mobilní telefony: 33 - 17 cm

mikrovlnka: 12,24 cm

satelitní televizní vysílače: několik cm

tepelné (infračerv.) záření: 1 mm až 760 nm

viditelné světlo: 760 nm až 370 nm

VII 24­20:45

Vypočti frekvence, které mají elektromagnetické vlny přijímané a vysílané mobilními telefony.Vlnové délky jsou od 33 do 17 cm.

λ1 = 33 cm = 0,33 m f1 =λ2 = 17 cm = 0,17 m c = 300 000 000 m/s f1 =

f1 = ? (Hz) f1 = 909 000 000 Hz = 909 MHzf2 = ? (Hz) f2 =

f2 = f2 = 1 765 000 000 Hz = 1,76 GHz

Frekvence, na kterých pracují mobily, je od 909 MHZ po 1,76 GHz.

cλ1

300 000 0000,33

cλ2

300 000 0000,17

VY_32_INOVACE_76.notebook

4

November 12, 2012

VII 27­9:08 II 3­11:23

Citace:

RAUNER, Karel. Fyzika 9 učebnice pro základní školy a víceletá gymnázia. Plzeň: Nakladatelství Fraus, 2007. ISBN 978­80­7238­617­8.

KOLÁŘOVÁ, Růžena a Jiří BOHUNĚK. Fyzika pro 9. ročník základní školy. Praha: Nakladatelství Prometheus spol. s r. o., 2000. ISBN 80­7196­193­0.

J.C.Maxwell (list 3)Http://scienceworld.wolfram.com/biography/Maxwell.html. Wolfram.com [online]. 2012 [cit. 2012­07­24]. Dostupné z: http://scienceworld.wolfram.com/biography/pics/Maxwell.jpg

Vysílačka (list 7)Http://www.po­bp.cz/3117/1765/prenosna­radiostanice­e­tech­es­100.html. Po­bp.cz [online]. 2012 [cit. 2012­07­24]. Dostupné z: http://www.po­bp.cz/upload/foto/prenosna­radiostanice­e­tech­es­100­7007­2.gif

Dipólová kruhová anténa (list 8)Http://www.dnaelektro.cz/venkovni­tv­a­radiove­anteny/kruhov%C1­dip%D3lov%C1­ant%C9na­uks­2.8165. Dnaelektro.cz [online]. 2012 [cit. 2012­07­24]. Dostupné z: http://www.dnaelektro.cz/images­maxi/279005_LB_00_FB.EPS.jpg

Elektromagnetická vlna (list 9)Http://www.gymhol.cz/projekt/fyzika/11_elmag/11_elmag.htm. Gymhol.cz [online]. 2009 [cit. 2012­07­24]. Dostupné z: http://www.gymhol.cz/projekt/fyzika/11_elmag/11_elmag_soubory/image001.jpg

VII 24­20:34

Magnetron (list 15)Http://en.wikipedia.org/wiki/File:Magnetron2.jpg. Wikipedia.org [online]. 2012 [cit. 2012­07­24]. Dostupné z: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/16/Magnetron2.jpg

Materiál byl vytvořen v programu SMART Notebook verze 10.8.864.0 z roku 2011

Magnetron ­ schema (list 15)Http://www.britannica.com/EBchecked/media/137/Typical­elements­of­a­magnetron. Britannica.com [online]. 2012 [cit. 2012­07­24]. Dostupné z: http://media­3.web.britannica.com/eb­media/05/205­004­F27EDE44.jpg

II 3­11:23

Metodický list

Téma: Elektromagnetické vlny

Autor: ing. Veronika ŠolcováPředmět: fyzikaRočník: 9. ročníkUčebnice: Fyzika 9 učebnice pro základní školy a víceletá gymnázie, Doc. Dr. Ing. Karel Rauner, Nakladatelství Fraus

Metody výuky: výklad, procvičování

Formy výuky: frontální výuka, skupinová práce

Pomůcky: dálkový ovladač k televizi

Poznámky:list č.3č.11 ­ výkladlist č.13 až č.14 ­ příklad, žáci řeší a učitel postupně odkrývá správné řešenílist č.15 až č.17 ­ výkladlist č.18 ­ příklad, žáci řeší a učitel postupně odkrývá správné řešenílist č.19 ­ test Lesson Activity Toolkit k prověření znalostí