Elektromagnetické spektrum

Cvičení 1

Obtížnost 1

Jaké jsou hlavní charakteristiky elektromagnetických vln? Jak se liší elektromagnetické vlny od zvukových vln?

Elektromagnetické vlny můžeme charakterizovat jejich: frekvencí, vlnovou délkou, rychlostí (\(c\) ve vakuu). Jejich vlastnosti jsou velmi široké – viz tabulku ve výkladu.

Cvičení 2

Obtížnost 1

Při rentgenu zubů se obvykle používá záření o vlnové délce 0,30 nm. Vypočítejte jeho frekvenci.

1018 Hz

Cvičení 3

Obtížnost 1

Ultrafialové záření obvykle dělíme do tří kategorií. Vlnové délky záření UV-A, UV-B a UV-C najdete na následujícím obrázku. UV-A záření je spojováno se vznikem maligních melanomů (nádorů kůže), záření UV-B je primární příčinou popálenin od Slunce a dalších kožních nádorů.

26.43 – Vlnové délky ultrafialového záření.
Zdroj
  1. Určete rozsah frekvencí záření UV-B.
  2. Do které z těchto kategorií patří záření s frekvencí 7,9 ⋅ 1014 Hz?
  1. 9,52 ⋅ 1014 Hz až 1,07 ⋅ 1015 Hz;
  2. UV-A (380 nm)

Cvičení 4

Obtížnost 1

Na povrchu Marsu nyní operuje vozítko Perseverance. V říjnu 2022 k nám signál z vozítka cestoval 5 minut a 19 s. Jak daleko od Země se v té době planeta Mars nacházela?

26.44 – Vozítko Perseverence na povrchu Marsu.
Zdroj
96 mil. km

Cvičení 5

Obtížnost 1

Radiový signál je vyslán ze Země k Měsíci. Jeho vzdálenost je 376 290 km. Za jaký nejkratší čas můžeme očekávat odražený signál?

2,51 s

Cvičení 6

Obtížnost 1

Přijímač signálu rádia ladíme pomocí LC obvodu, jehož rezonanční frekvence se mění kondenzátorem s proměnnou kapacitou. Rozsah frekvencí, které je možné pomocí tohoto obvodu naladit, je 84 až 145 MHz.

Jaký je odpovídající rozsah vlnových délek?

2,1 až 3,6 m

Cvičení 7

Obtížnost 1

Nouzový signál SOS na lodích je podle dohody vysílán na vlnové délce 600 m. Určete frekvenci tohoto signálu.

5 ⋅ 105 Hz

Cvičení 8

Obtížnost 1

K uvedeným druhům elektromagnetického vlnění uveďte jejich zdroje.

  1. rádiové vlny,
  2. mikrovlny,
  3. infračervené záření,
  4. světlo,
  5. UV záření,
  6. rentgenové záření,
  7. záření gama.

Astronomie

Cvičení 1

Obtížnost 1

Určete vlnové délky vyzařování pro hvězdy spektrální třídy O (teplota 40 000 K), F (6 700 K) a K (3 500 K).

7,25 ⋅ 10−8 m, 4,33 ⋅ 10−7 m, 8,18 ⋅ 10−7 m

Cvičení 2

Obtížnost 1

Vlnová délka reliktního záření je 1,06 mm. Jaká je teplota odpovídající tomuto záření?

2,73 K

Cvičení 3

Obtížnost 1

Červený obr má povrchovou teplotu 3 500 K, poloměr \(R=36R_\mathrm{S}\), hmotnost \(M=3{,}6M_\mathrm{S}\). Vypočítejte jeho průměrnou hustotu a zářivý výkon \(L\). (\(\sigma=5{,}67\cdot10^{-8}\ \mathrm{W}\cdot\mathrm{m}^{-2}\cdot\mathrm{K}^{-4}\))

26.45 – Umělecké znázornění hvězdy typu červeného obra.
Zdroj
1,1 ⋅ 10−1 kg ⋅ m−3; 6,7 ⋅ 1030 W

Cvičení 4

Obtížnost 2

Vodíkový atom ve vzdálené galaxii se spolu s ní pohybuje rychlostí 6,55 ⋅ 106 m/s směrem od Země. Vlnová délka světla vyslaného vůči pozorovateli v klidu je 486 nm. Jakou vlnovou délku budeme pozorovat při měření zde na Zemi?

497 nm

Cvičení 5

Obtížnost 1

Radiová stanice vysílá v pásmu FM na frekvenci 88,5 MHz. Jestliže jedete autem rychlostí 32,0 m/s vzhledem k vysílači, jakou změnu frekvence stanice zaznamenáte?

9,4 Hz

Cvičení 6

Obtížnost 2

Policie používá k měření rychlosti automobilů radary. Radar vyšle elektromagnetický signál vysoké frekvence, který se odrazí od pohybujícího se automobilu. Přijatý signál má vyšší frekvenci než vyslaný signál. Tento jev nazýváme Dopplerův jev a můžeme ho využít právě k měření rychlosti.

Vypočítejte, jaká je rychlost automobilu, jestliže původní frekvence radarového signálu 10,525 GHz se změnila o 1850 Hz.

16 m/s = 59 km/h

Cvičení 7

Obtížnost 2

Dopplerův jev je využíván nejmodernějším meteorologickým radarem Nexrad. Tento radar pracuje na frekvenci 2,7 GHz. Vypočítejte rozdíl frekvencí vysílané vlny a vlny odražené od oblačnosti, která se k radaru přibližuje rychlostí 28 m/s.

26.46 – Meteorologický radar v San Jose, Kalifornie.
Zdroj
−380 Hz

Cvičení 8

Obtížnost 2

Pozorujeme vzdálenou galaxii, která sa od naší Galaxie vzdaluje rychlostí 6 000 km ⋅ s−1. Jakou vlnovou délku spektrální čáry vodíku naměříme, jestliže její původní vlnová délka je 656,3 nm? V jaké vzdálenosti od nás se tato galaxie nachází?

669,43 nm; 80 Mpc

Cvičení 9

Obtížnost 2

Dvě vesmírné lodi, Enterprise a Constitution, se k sobě přibližují z velké vzdálenosti. Vzdálenost mezi nimi se mění s rychlostí 782,5 km/s. Loď Enterprise vyšle směrem k lodi Constitution laserový signál. Jaká byla vlnová délka vyslaného signálu, jestliže loď Constitution detekuje signál o vlnové déle 670,3 nm?

668,6 nm

Architektura

Cvičení 1

Obtížnost 1

Jaké je osvětlení desky pracovního stolu, jestliže žárovka vytvářející světelný tok 1750 lm je 2,5 m nad deskou stolu? Je tato intenzita osvětlení dostatečná pro čtení?

22,3 lx; není

Cvičení 2

Obtížnost 2

Jak se změní osvětlení stránek knihy, kterou čtete, když si zdroj osvětlení posunete ze vzdálenosti 90 cm na 30 cm?

zvýší se 9krát

Cvičení 3

Obtížnost 1

Zakreslete graf znázorňující osvětlení vytvářené světlem o svítivém toku 2275 lm ve vzdálenostech od 0,50 m do 5,0 m.

26.47 – Intezita osvětlení v závislosti na vzdálenosti.
Zdroj

Cvičení 4

Obtížnost 1

Zdroj o svítivosti 64 cd je umístěn 3,0 m od olejomalby. Vypočítejte osvětlení malby v lx. Je toto osvětlení dostatečné? Odpověď diskutujte. (Pokud se chcete dozvědět více, podívejte se na tento odkaz.)

7,1 lx

Cvičení 5

Obtížnost 1

Určete světelný tok všesměrového zdroje, který má osvítit pracovní stůl ve škole. Minimální požadavek na osvětlení je 200 lx. Světelný zdroj je umístěn ve výšce 2,0 m nad pracovním stolem.

10 000 lm

Cvičení 6

Obtížnost 2

Veřejná knihovna plánuje rekonstrukci počítačového sálu. Dodavatel vybral zářivky se jmenovitým světelným tokem 1750 lm. Požadované osvětlení klávesnice je 175 lx. Předpokládejme, že každá klávesnice je osvětlena jednou zářivkou.

  1. Do jaké vzdálenosti od klávesnice je potřeba umístit tuto zářivku, aby byla klávesnice správně osvětlena?
  2. Dodavatel se rozhodl využít již instalované držáky, které jsou ve výšce 1,5 m nad klávesnicí. Vypočítejte intenzitu osvětlení v tomto případě.
  3. V případě, že osvětlení není dostatečné a dodavatel chce využít stávající držáky světla, jaký musí být světelný tok použitých zdrojů, aby splnil nároky knihovny?
  1. 0,89 m;
  2. 62 lx;
  3. 5000 lm

Cvičení 7

Obtížnost 2
26.48 – Stropní světlo a jeho charakteristiky.
Zdroj

Rozměry a hmotnost výrobku
Výška: 7,94 cm
Délka: 28 cm
Čistá hmotnost: 0,478 kg
Šířka: 28 cm

Charakteristika světla
Index podání barev (CRI): 80

Technické údaje
Životnost až: 20 000 h
Průměr: 280 mm
Celkový světelný tok svítidla: 1100 lm
Barva světla: 4000 K
Napájení ze sítě: 220-240 V
Ztlumitelné svítidlo: Ne
LED: Ano
Zabudovaný LED zdroj: Ano
Příkon žárovky: 12 W
Kód IP: IP20
Třída ochrany: Třída I

Servis
Záruka: 5 let

Rozměry a hmotnost balení
EAN/UPC – výrobek: 8718291533085
Čistá hmotnost: 0,345 kg
Hrubá hmotnost: 0,583 kg
Výška: 324,000 mm
Délka: 86,000 mm
Šířka: 321,000 mm
Číslo materiálu (12NC): 915004469001

Různé
Speciálně navrženo pro: Funkční
Styl: Nadčasový
Typ: Stropní světlo
EyeComfort: Ne

Určete co nejvíce důležitých parametrů ze specifikace osvětlovacího tělesa: typ zdroje, jmenovité napětí, spotřebu zdroje za jeden rok a podobně.

Cvičení 8

Obtížnost 2

Na následujícím obrázku 26.49 jsou charakteristiky světelného zdroje.

26.49 – Charakteristiky světelného zdroje.
Zdroj

Určete co nejvíce důležitých parametrů ze specifikace osvětlovacího tělesa: typ zdroje, jmenovité napětí, spotřebu zdroje za jeden rok a podobně.

Tlačítko pro návrat zpět nahoru na stránce (back to top)