Elektrický proud v kapalinách
Schopnost rozpouštědel vytvářet vodivé roztoky závisí na jejich relativní permitivitě εr. Čím je
relativní permitivita vyšší, tím je schopnost rozpouštědla vytvářet vodivé roztoky lepší. Např.
voda má εr = 81, kdežto toluen jen εr = 2,4, takže toluen vodivé roztoky prakticky nevytváří.
Kapaliny v čistém stavu jsou zpravidla izolanty. Elektrolyty jsou roztoky iontových sloučenin v
polárních rozpouštědlech nebo jejich taveniny, které vedou elektrický proud. V elektrolytech
nepřenášejí proud elektrony jako u kovů (vodičů I. řádu), ale ionty. Ionty jsou proti elektronům
větší, jejich pohyblivost je menší, takže vodivost je u elektrolytů nižší než u kovů. Proto jsou
elektrolyty označovány jako vodiče II. řádu. K ionizaci elektricky neutrální atomů či molekul je
tedy nutné dodat energii.
Krystalické iontové sloučeniny – soli rovněž mohou vést elektrický proud, a to přenosem iontů
například přes neobsazené uzly (vakance) jejich krystalové mřížky. Takové materiály (obvykle tuhé
roztoky) nazýváme tuhými elektrolyty.
Elektrická vodivost elektrolytů a její aplikace ve výuce chemie

Samotná existence volných nosičů náboje – iontů – však pro vznik elektrického proudu nestačí.
V elektrolytu je třeba vytvořit elektrické pole, které působí elektrickými silami na ionty a uvádí
je do uspořádaného pohybu.
Vznik elektrického proudu v kapalinách
Elektroda je elektrický vodič v kontaktu s nekovovou částí elektrického obvodu (např. vakuem nebo
prostorem naplněným plynem, elektrolytem apod.).
Katoda je elektroda, na které probíhá redukce.
Anoda je elektroda, na které probíhá oxidace.
Elektrické pole, které vznikne v elektrolytu mezi anodou (spojenou s kladným pólem zdroje)
a katodou (spojenou se záporným pólem zdroje), působí na ionty elektrostatickými silami a vyvolává
jejich uspořádaný pohyb: elektrický proud. Kationty se pohybují směrem ke katodě, anionty k anodě.
Každá z obou elektrod může mít různý náboj podle toho, jestli se jedná o elektrolýzu (na elektrody
napětí vkládám), nebo o galvanický článek (napětí vzniká).
Druhy koroze kovů

Silné elektrolyty — obsahují pouze ionty (disociace proběhla zcela).
Slabé elektrolyty — obsahují jak ionty, tak nedisociované molekuly.
Měrná vodivost roztoků γ silně závisí na koncentraci. V oboru malých koncentrací vodivost s jejím
zvyšováním vzrůstá, po dosažení určitého maxima pak dále klesá.
[γ] = S.m-1
Molární vodivost Λ číselně vyjadřuje měrnou vodivost roztoku, v němž na jednotkový objem připadá
jeden mol částic realizujících vodivost.
rovnice 7.42
η je molární koncentrace roztoku.
[Λ] = S.m2.mol-1
Limitní molární vodivost Λo          Λo  ≡ Λ∞ = lim Λ
            c→0

Kohlrauschův zákon o nezávislé vodivosti iontů Λo = ν+λo+ + ν-λo-
měření λi :
1)pohyblivosti iontů Ui :  λi = |zi|.F.Ui
2)
2)převodová čísla ti :  ti = qi/q = νiλi/Λ
3)
využití měření vodivosti – titrace, čistota vody, disociační konstanty, kinetika.
Výsledný elektrický proud v elektrolytu závisí na jeho teplotě, protože s rostoucí teplotou se
pohyblivost iontů zvyšuje. Závisí také na koncentraci roztoku, protože s rostoucí koncentrací
vodivost roztoku roste až k maximální hodnotě, pokud se roztok nestane nasyceným.
Na elektrodách odevzdávají ionty svůj náboj a mění se v elektricky neutrální atomy nebo molekuly,
které se vylučují na povrchu elektrod nebo chemicky reagují s materiálem elektrody nebo
elektrolytem. Látkové změny vyvolané průchodem proudu elektrolytem na elektrodách se
nazývají elektrolýza.

Galvanické články
Elektrochemický článek se skládá ze dvou poločlánků, tvořených např. kovovou elektrodou ponořenou
do roztoku iontu elektrodového kovu. Poločlánky jsou navzájem vodivě propojeny, např. solným
můstkem. V každém poločlánku se nachází oxidovaná a redukovaná složka, které spolu vytvářejí
redoxní pár.
Potenciál kovové elektrody, jež vysílá do roztoku kationty je dán Nernstovou rovnicí:
                 E = – RT/nF . ln c
kde R je univerzální konstanta, n je počet elektronů tvořících rozdíl mezi kovem a iontem,  c je
koncentrace iontu
school:fbmi:bbfch:vypisky [wiki.borovicka.name]
E = E0 – RT/2F ln (c2/c1)
E0 = standardní redoxní potenciál
Koncentrační galvanický článek je tvořen stejnými elektrodami, které se liší pouze koncentrací
elektrolytu.
Druhy koroze kovů

Jestliže k článku připojíme spotřebič, obvodem prochází elektrický proud, napětí na svorkách
zatíženého článku klesne na svorkové napětí. Proud ve vnějším obvodu je tvořen elektrony, v
elektrolytu ionty a na povrchu elektrod probíhá výměna nábojů.
Daniellův článek – se skládá ze zinkové elektrody ponořené do vodného roztoku ZnSO4 a měděné
elektrody ponořené do vodného roztoku CuSO4, oba elektrolyty jsou od sebe odděleny pórovitou
stěnou, která zabraňuje smíchání, ale umožňuje přechod iontů. Elektromotorické napětí tohoto článku
je 1,1V. Z katody uvolňují do roztoku ionty Zn2+ a vzniká síran zinečnatý, článek se postupně
znehodnocuje.
Suchý článek je druh galvanických článků, elektromotorické napětí je asi 1,5V, uvnitř probíhá
elektrolýza, při ní se zinková elektroda rozpouští a na uhlíkové katodě se vylučuje vodík, který
reaguje s burelem za vzniku vody, článek se postupně znehodnocuje.

Galvanická koroze - skutečná zkáza vodníků? TRIBOLÓGIA : Povrchové úpravy spojovacích součástí
Elektrochemická (galvanická) koroze
Katodická ochrana se provádí dvěma způsoby:
- pomocí obětované elektrody z materiálu s nižším elektrodovým potenciálem, než má chráněný
materiál (pro ocel např. Zn, Al, Mg)
- pomocí stejnosměrného elektrického zdroje, kdy chráněný předmět je připojen na katodu a anoda je
zhotovena z relativně málo rozpustného vodivého materiálu (grafit, olovo, titan, korozivzdorné
oceli).
Vzniká spojením dvou odlišných kovů a jejich vystavením koroznímu prostředí. Ušlechtilejší kov
(katoda) koroduje pomaleji než by korodoval sám, kov méně ušlechtilý (anoda) naopak koroduje
rychleji. Tento jev je využíván v praxi při tzv. katodické ochraně obětovanou anodou. Neúmyslná
galvanická koroze je však většinou jevem nežádoucím.

Alessandro Volta
Voltův sloup
Voltův sloup byl sestaven A. Voltou v roce 1800. Šlo se o galvanickou baterii tvořenou několika
sériově zapojenými elektrickými články se zinkovou a měděnou elektrodou. Skládal se z navrstvených
měděných a zinkových plíšků, proložených plátky kůže, textilie či kartonu, které byly provlhčeny
roztokem nebo kyseliny sírové nebo slanou vodou.
Elektrolytický kondenzátor tvoří dvě hliníkové nebo tantalové fólie, mezi nimiž je vrstva papíru
napuštěná elektrolytem, na jedné fólii se elektrochemicky vytvoří tenká vrstva oxidu, která slouží
jako dielektrikum, vzhledem k malé tloušťce dielektrika mají tyto kondenzátory poměrně velkou
kapacitu – řádově 10-6 F až 10-2 F. Zoxidovaná fólie elektrolytického kondenzátoru musí být
zapojována do místa s vyšším potenciálem, jinak by se kondenzátor zničil (může dojít i k výbuchu,
při němž se kondenzátor roztrhne).
Voltaic pile - Wikipedia
Elektrolytický kondenzátor

Supercapacitor
Superkondenzátor (ultrakondenzátor, EDLC)
Superkondenzátory jsou kondenzátory s vysokou kapacitou, ale nízkým limitním napětím. Umožňují
uchovat 10 – 100x více energie než elektrolytické kondenzátory, poskytují elektrický náboj rychleji
než baterie a dovoluje více nabíjecích cyklů než akumulátory.
Perspektivní je jejich využití v  automobilech, autobusech, vlacích, jeřábech a výtazích.

Membránový potenciál
Membránový potenciál (klidový membránový potenciál) je rozdíl elektrického potenciálu mezi dvěma
stranami polarizované polopropustné (biologické) membrány. Průchod některých iontů přes
polopropustnou membránu není možný. Klidový membránový potenciál vzniká jako následek působení
elektrochemického gradientu malých iontů a protonů.
Nernstova rovnice (propustnost jen pro K+ ionty)
Goldmannova rovnice (propustnost i pro ostatní ionty)
Výpočet membránového potenciálu:

Membránový potenciál
Akční potenciál je krátký okamžik, kdy se membránový potenciál buňky rychle zvýší a zase sníží. Je
vytvářen speciálními typy iontových kanálů v membráně buňky. Tyto kanály jsou uzavřeny, když se
hodnota membránového potenciálu pohybuje kolem klidové hodnoty. Otevírají se, když membránový
potenciál dosáhne určité prahové hodnoty. Do buňky jsou vpuštěny Na+, které změní elektrochemický
gradient. To vede ke zvýšení hodnoty membránového potenciálu a otevření dalších kanálů, což vytvoří
vyšší elektrický impuls napříč membránou, a tak dále. Výsledkem je obrovský vzrůst membránového
potenciálu. Přítok Na+ iontů obrátí polaritu a iontové kanály se rychle uzavřou. Ionty Na+ nemohou
vnikat do neuronu a jsou aktivním transportem přemístěny vně buňky. Pak se aktivují kanály pro K+,
jenž začne proudit ven z buňky, a tím vrací membránový potenciál na původní hodnotu.

See the source image See the source image
Paúhoř elektrický (Electrophorus electricus) je sladkovodní dravá ryba která obývá povodí řek
Amazonky a Orinoka. Paúhoř je schopen pomocí přeměněných svalových buněk zvaných elektroplaxy
vygenerovat elektrický výboj o napětí až 600 V a proudu nad 0,5 ampéru. Takto silné napětí je
schopné omráčit i koně. Elektrické napětí ryba používá primárně pro lov potravy. Při něm vysílají
dva po sobě následující výboje. První (ze Sachsova orgánu) je slabší, šíří se všemi směry a kořist
prozradí – ta sebou po zásahu cukne. Následující výboj (z Hunterova orgánu) ji omráčí a paúhoř ji
spolkne.
Paúhoři žijí v kalných vodách, mají velmi slabý zrak. Jsou však schopni elektrické signály i
přijímat, což jim pomáhá při orientaci.

Elektrolýza
Elektrolytická polarizace je jev, kdy se za průchodu proudu mění v důsledku elektrolýzy povrchy
elektrod, elektrody se pokrývají vyloučenými produkty, mění se kvalita a vznikají nové elektrické
dvojvrstvy, elektrody se polarizují
Elektromotorické napětí, které vznikne je tzv. polarizační napětí a má opačnou orientaci než napětí
na původní dvojvrstvě
Technickými úpravami se dá vliv polarizace omezit, elektrody se obalují látkou, která chemicky
reaguje s produkty elektrolýzy, látka se nazývá depolarizátor
Pokud je napětí příliš malé, vznikne v určitém obvodu s elektrolytem velmi malý proud, který za
krátkou dobu opět zanikne v důsledku polarizace elektrod.
Při postupném zvyšování napětí se tento jev opakuje tak dlouho, dokud není překročeno tzv.
rozkladné napětí (Ur). Rozkladné napětí Ur elektrolytu je napětí, od kterého se proud s napětím v
elektrolytu lineárně zvyšuje.
R je odpor elektrolytu, Ur je rozkladné napětí elektrolytu.
Faradayovo první a druhé zákony elektrolýzy

Faradayovy zákony pro elektrolýzu
•1.Faradayův zákon: Hmotnost m vyloučené látky je přímo úměrná součinu stálého proudu I a doby t,
po kterou proud elektrolytem procházel
•                                             m = A.I.t
•2.Faradayův zákon: Elektrochemický ekvivalent látky vypočteme, jestliže její molární hmotnost
vydělíme Faradayovou konstantou a počtem elektronů potřebných k vyloučení jedné
molekuly:
•
•kde F je Faradayova konstanta F = 9,6481×104 C.mol−1 a z je počet (mocenství) elektronů, které
jsou potřeba při vyloučení jedné molekuly, A je elektrochemický ekvivalent látky; jednotkou je
kg·C-1
Látková množství různých látek vyloučených při elektrolýze týmž nábojem jsou chemicky ekvivalentní.
(Mohou se navzájem nahradit v chemické sloučenině nebo se mohou beze zbytku sloučit.)
Vylučování kovů na katodě při elektrolýze se užívá v elektrometalurgii k získávání kovů z roztoků,
v galvanostegii k pokovování, v galvanoplastice k vytváření odlitků, matric na výrobu gramofonových
desek apod.
Galvanické pokovování – Wikipedie

Výrobek je třeba pokrýt vrstvou chromu o tloušťce 50 μm. Roztokem chromité soli (ν = 3) prochází
proud o hustotě 2 kA.m-2. Určete dobu chromování. ρCu =  7,1.103 kg.m-3.
Příklad
d = 50 μm = 50.10-6 m
ν = 3
F = 9,65.104 C.mol-1
M = 58,69 g.mol-1
ρCu =  7,1.103 kg.m-3
j = 2 kA.m-2 = 2000 A.m-2
t = ?
I = j.S
m = A.I.t = M.I.t/(ν.F)
m = S.d.ρCu
t = S.d.ρCu.ν.F/(M.j.S)
t = d.ρCu. ν.F/(M.j)
t = 50.10-6. 7,1.103. 3. 9,65.104/(58,69. 2000) = 16 min.

Akumulátor
Akumulátor (sekundární galvanický článek) je založen na vzniku elektrolytických potenciálů elektrod
po proběhnutí vratných chemických dějů. To znamená, že akumulátor je potřeba nejdříve nabít a
teprve potom je možné jej použít jako zdroj energie.
Akumulátory se využívají v mnoha složitějších strojích jako pomocný zdroj energie. Olověné
akumulátory jsou součástí prakticky každého automobilu jako zdroj pro startér. Akumulátory pohání
klasické ponorky, jsou prováděny i pokusy s pohonem mnoha dalších dopravních prostředků.
Kapacita akumulátoru je celkový elektrický náboj, který akumulátor vydá při vybíjení, než se vybije
resp. jeho napětí poklesne pod přípustnou hodnotu. Udává se v ampérhodinách (Ah).

Plyny jsou tvořeny elektricky neutrálními molekulami. Proto jsou za normálního tlaku a teploty
velmi dobrými izolanty a jejich elektrická vodivost je zanedbatelná. Aby v plynu vznikl elektrický
proud, musí obsahovat volné částice s nábojem a musí být v elektrickém poli. Za těchto podmínek
plyn vede elektrický proud a děje, které v něm probíhají, označujeme jako výboj v plynu.
Nosiči nábojů v plynu jsou kladné ionty, záporné ionty a elektrony, které vznikají při ději zvaném
ionizace plynu. Příčinou ionizace plynu může být silné elektrické pole, vysoká teplota, nízký tlak,
působení ultrafialového nebo radioaktivního záření na molekuly plynu. Při ionizaci se z elektricky
neutrální molekuly uvolňují elektrony a zbytek molekuly tvoří kladný iont. Elektrony se mohou
zachytit na neutrálních molekulách a vznikají záporné ionty.
Současně s ionizací plynu probíhá opačný děj – rekombinace iontů. Ionty s opačným nábojem, popř.
kladné ionty a elektrony, se spojují a vznikají opět neutrální molekuly plynu. Přestanou-li na plyn
působit vlivy, které vedou k ionizaci, nosiče náboje zanikají a plyn se stává nevodivým. Když
naopak ionizace plynu trvá, nastane rovnovážný stav mezi ionizací a rekombinací. Počet nosičů
proudu je pak relativně stálý.
Elektrický proud v plynech

Nesamostatný výboj: elektrický proud prochází pouze za přítomnosti ionizátoru (plamen, UV,
rentgenové nebo γ-záření, proud elektronů ze žhavého kovu nebo β-záření, α-záření). Výboj zanikne v
okamžiku, kdy ionizátor přestane působit. Nesamostatný výboj vzniká při nejnižších napětích. Zprvu
proud stoupá s napětím, až dosáhne hodnoty nasyceného proudu (In).
Oblast 1: většina iontů zaniká než doletí na elektrody (platí Ohmův zákon).
Oblast 2: všechny elektrony vzniklé ionizací doletí na elektrody (proud se nezvyšuje - nasycený
proud IN), rekombinace téměř ustává.
Oblast 3: překročení zápalného napětí UZ - nastává ionizace nárazem (elektrony a ionty vzniklé
ionizací sami předávají část energie neutrálním částicím - výboj probíhá i bez přítomnosti
ionizátoru (samostatný výboj).
K dalšímu zvýšení proudu dojde po překročení tzv. zápalného napětí Uz nastane  ionizace nárazem.

Paschenova křivka pro různé plyny
(1 torr = 133,3 Pa)
Paschenův zákon je rovnice udávající vztah mezi průrazným napětím Uz a tlakem plynu (p) a
vzdáleností mezi elektrodami (d).
Samostatný výboj: výboj v plynu se udrží vlastní ionizací, nepotřebuje přítomnost ionizátoru.
Elektrony, případně i ionty, jsou silným elektrickým polem urychleny natolik, že při srážkách
ionizují neutrální molekuly. Elektrony, vzniklé jako produkty této ionizace, získávají díky
elektrickému poli energii a ionizují další molekuly. Nastává lavinovitá ionizace, iontů i elektronů
přibývá geometrickou řadou. Vysoce ionizovaný plyn v samostatném výboji se nazývá plasma.

Při samostatném výboji se mohou uplatnit i elektrony uvolněné z elektrod dopadem iontů. Tento děj
se nazývá sekundární emise. K uvolnění elektronů z elektrody může dále dojít:
1. tepelnou emisí - rozžhavením elektrody dochází k uvolňování elektronů
2. fotoemisí - dopad ultrafialového záření může také vyvolat emisi elektronů
3. tunelovým jevem - elektrony jsou vytrhovány silným elektrickým polem v blízkosti katody
Samostatný výboj za normálního tlaku: jiskrový výboj, obloukový výboj, koróna, aj.
Samostatný výboj za sníženého tlaku: doutnavý výboj

Plazma obsahuje elektrony, kladné a záporné ionty a neutrální částice, celý soubor částic je pak z
makroskopického hlediska neutrální (= kvazineutralita). Díky přítomnosti volných nabitých částic se
v objemu plazmatu vytváří prostorový náboj a elektrostatické pole, které zpětně silově působí na
nabité částice. Výsledkem je kompenzace fluktuací hustoty náboje a plazma se ve větším měřítku jeví
jako elektricky neutrální.
Plazma
V zemských podmínkách se plazma tvoří za vysoké teploty nebo pomocí vysokého napětí, rozlišujeme
pak izotermické plazma (plamen, polární záře, ionosféra) nebo výbojové plazma (blesk, obloukový
výboj, apod.).

Silné elektrické pole způsobí vytrhávání elektronů z atomů a molekul plynu (ionizaci plynu).
Elektrický proud za této podmínky se nazývá elektrický výboj (jiskrový výboj) a je tvořen směsí
volných elektronů a kladných, příp. záporných iontů v plynu. Nastává, když intenzita elektrického
pole mezi elektrodami  je dostatečné velká a dojde k tzv. lavinovité ionizaci. Výboj trvá většinou
krátce - do vybití vnějšího elektrického pole - ale může jít o velmi velký proud, protože se jedná
o krátkodobé uvolnění nahromaděné potenciální elektrické energie a volných nábojů. Elektrický výboj
pozorujeme ve van de Graafově generátoru, při bouřce jako blesk, kolem elektrického vedení s
vysokým napětím, při spínání nebo vypínání silnějších elektrických spotřebičů, ve svíčkách
zážehových motorů, při vzájemném tření umělohmotných kusů oblečení, apod.
Elektrický (jiskrový) výboj
Elektrický výboj Spark ionization - Wikipedia

Vysoká teplota znamená velkou kinetickou energii částic plynu, při jejichž nárazech může docházet k
vyrážení elektronů z atomů nebo molekul. Elektrický proud v plynu za vysoké teploty se nazývá
elektrický oblouk a je tvořen směsí elektronů a iontů. Vyznačuje se velmi jasným světelným zářením,
které se využívá v obloukových lampách. Vysoké teploty elektrického oblouku se rovněž využívá při
obloukovém svařování, řezání plechů nebo v elektrických tavících pecích.
Elektrický oblouk
Obloukové svařování – Wikipedie

Koróna
Koróna je trsovitý výboj, který vzniká v blízkosti hrotů a hran vodičů s vysokým napětím vůči
okolí. Výboj je slabý a prakticky neviditelný.
Měření průměru výbojového kanálu
Generátor ozonu
Ozone generated by corona discharge

Snížením tlaku v plynu (vyčerpáním částic) dojde ke zvětšení střední volné dráhy částic plynu. Tím
mohou částice dosáhnout větší rychlosti, a tedy kinetické energie dostatečné k ionizaci –
vytrhávání elektronů z atomů a molekul plynu. Elektrický proud za této podmínky se nazývá
elektrický výboj za nízkého tlaku (např. doutnavý výboj) a je způsoben směsí elektronů a iontů.
Tento elektrický výboj se vyvolává v trubicích s vyčerpaným vzduchem (výbojové trubice, katodové
trubice), případně naplněné nějakým plynem. Různé druhy plynu a různé tlaky vyvolávají různé
světelné jevy, které se využívají mj. ve výbojkách, zářivkách a doutnavkách.
Doutnavý výboj
Katodové a kanálové záření, obrazovka :: MEF Josef Khun, Vladimír Scholtz: Nízkoteplotní plazma IV
– doutnavý výboj Zářivka – Wikipedie Úsporné žárovky nebo kompaktní zářivky – Arbitra

Elektrický proud ve vakuu
Katodové záření je proud elektronů vycházející z katody katodové trubice, který vytváří elektrický
proud, k čemuž dojde, pokud se tlak v uzavřeném tělese sníží na hodnotu 1 Pa. Při interakci s
látkami se energie elektronů přeměňuje na následující formy:
    energii mechanickou
    energii elektromagnetického záření: infračervené (tepelné), viditelné, ultrafialové, rentgenové
záření.

    vnitřní energii
Termoemise se využívá v elektronkách nebo častěji v obrazovkách. Katoda ve výbojové trubici je
vyrobena z wolframového vlákna a rozžhavená procházejícím elektrickým proudem. Z vlákna katody se
díky termoemisi uvolňují elektrony s velkou rychlostí. V oblasti mezi katodou a anodou tak vzniká
záporný prostorový náboj, který ale zabraňuje vystupování dalších elektronů z katody. Jestliže je
napětí mezi katodou a anodou dostatečné, pak převládá elektrické pole mezi katodou a anodou a
elektrony vytvoří vodivé spojení.
Termoemise

Klesne-li napětí anody pod určitou hodnotu, zabrání prostorový záporný náboj mezi anodou a katodou
dalšímu pohybu elektronů a proud mezi anodou a katodou ustane.
See the source image
Nejjednodušší elektronkou je dioda, jejíž vzduchoprázdná baňka obsahuje jen katodu a anodu. Používá
se jako usměrňovače střídavého proudu na stejnosměrný.
A simplified diagram of a vacuum tube diode. When the cathode is heated, and a positive voltage is
applied to the anode, electrons can flow from the cathode to the anode. Note: A separate power
source (not shown) is required to heat the cathode.
Trioda navíc obsahuje třetí elektrodu – mřížku. Pomocí napětí na mřížce lze velmi dobře regulovat
anodový proud. Používá se v zesilovačích, vysokofrekvenčních generátorech a detektorech
elektromagnetických vln.
Katodová trubice s luminiscenčním stínítkem se používá v osciloskopech a v obrazovkách.

Pokud dojde k přeměně celé energie elektronu ve foton jedním nárazem, bude fotonu dodáno největší
možné množství energie, tzn.
kde e je elektrický náboj elektronu a U je urychlující potenciál.
Vyjádřením pomocí vlnové délky získáme tzv. Duane-Huntův zákon.
kde c je rychlost světla.
Z tohoto vztahu plyne, že se zvyšováním urychlujícího potenciálu se maximum energie posouvá ke
kratším vlnovým délkám.
Inverzní fotoelektrický jev
Pokud na látku dopadají elektrony, které způsobují vyzařování fotonů, mluví se o inverzním
(obráceném) fotoelektrickém jevu. Energie pohybujícího se elektronu je obvykle podstatně větší než
výstupní práce, proto ji lze zanedbat proti kinetické energii elektronu, tzn.

Rentgenka je zvláštní elektronka určená k produkci rentgenového záření. V nejjednodušším provedení
se skládá z katody a z anody (antikatody). Obě tyto elektrody jsou zataveny ve vakuově těsné,
obvykle skleněné baňce.
Katoda emituje elektrony, které se urychlují vysokým napětím (25 kV až 600 kV) k anodě a pronikají
do materiálu anody. Přitom jsou zbrzděny a vytvářejí různé typy záření.
Charakteristické rentgenové záření: Vysokoenergetické elektrony dopadající na anodu z atomů jejího
materiálu vyrážejí i elektrony z vnitřních slupek elektronového obalu. Do takto vzniklých mezer pak
„skáčou“ buď elektrony z vyšších energetických hladin anebo elektrony volné. Tím vzniká
charakteristické rentgenové záření s diskrétními kvantovanými energiemi (popř. vlnovými délkami),
které jsou typické pro jednotlivé materiály anody.
Vlastnosti rentgenového záření a jejich využití Diplomová práce

ÚSTAV ANALYTICKÉ CHEMIE Stanovení prvků pomocí přenosného rentgenově fluorescenčního analyzátoru
Oto Mestek Šablona -- Diplomová práce (ft)
Brzdné rentgenové záření vzniká zabrzděním elektronů při jejich pronikání kovovým materiálem anody.
Vlnová délka tohoto záření přitom závisí na velikosti zrychlení (popř. zbrzdění), takže při vyšším
urychlovacím (anodovém) napětí vzniká tvrdší rentgenové záření. Spektrum brzdného záření je
ohraničeno minimální vlnovou délkou, při níž se veškerá kinetická energie elektronu předává
jedinému fotonu rentgenového záření. Tato spodní mezní vlnová délka závisí pouze na anodovém napětí
a materiál anody na ni nemá žádný vliv.
Auger effect
Augerův jev: namísto fotonu rentgenového záření je energie předána ve formě kinetické energie
některému elektronu ve vnější slupce. Pravděpodobnost, zda bude uvolněná energie vyzářena fotony
jako rentgenové záření nebo Augerovými elektrony, závisí na atomovém čísle prvku, Augerův jev se ve
výrazné míře projevují u lehčích prvků.

Jakou rychlost získá elektron při dopadu na anodu vyčerpané trubice, pokud U = 3000 V a počáteční
rychlost v0 = 0
Příklad

Magnetismus



Magnet je trvale (permanentní magnet) nebo dočasně zmagnetované těleso, které je zdrojem
magnetického pole.
Magnet má severní pól (N) a jižní pól (S). Nesouhlasné póly dvou magnetů se přitahují, souhlasné se
odpuzují.
Magnetka je trvalý magnet otáčivý okolo svislé osy.
Magnetické pole
Magnetické pole se projevuje silovými účinky na železo, kobalt, nikl a jejich slitiny, na ostatní
magnety a na pohybující se elektrické náboje. Objevuje se
   v okolí magnetů
   v okolí vodičů jimiž prochází elektrický proud
Příčinou magnetického pole v okolí vodiče je pohybující se elektrický náboj. Magnetickou silou na
sebe působí i dva vodiče se stálým proudem.
Magnety

Základy elektrotechniky
Stacionární magnetické pole je magnetické pole, jehož vlastnosti se nemění v čase (veličiny, které
jej charakterizují jsou konstantní). Nachází se v okolí nepohybujících se permanentních magnetů
nebo v okolí nepohybujícího se vodiče se stálým proudem.
Magnetické indukční čáry jsou orientované křivky, jejichž tečna v každém bodě má směr magnetické
indukce a také směr osy velmi malé magnetky umístěné v daném bodě. Směr od jižního k severnímu pólu
magnetky určuje orientaci indukční čáry. Magnetické indukční čáry jsou vždy uzavřené křivky a
procházejí i magnetem. Jejich hustota v daném místě je úměrná velikosti magnetické indukce.

Základy elektrotechniky Magnet – Wikipedie Číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/21.3811 Název DUM:
Indukční čáry magnetického pole Číslo DUM: III/2/FY/2/2/20 Vzděláv Jak funguje magnet?


Šablona: V/2 – Inovace a zkvalitnění výuky v oblasti přírodních věd Číslo výukového materiálu: 96
Sada: Člověk Proving which way magnetic lines on a magnet travel Šablona: V/2 – Inovace a
zkvalitnění výuky v oblasti přírodních věd Číslo výukového materiálu: 96 Sada: Člověk
Ačkoli je to běžnou praxí, neměli bychom zaměňovat siločáry magnetického pole s indukčními čarami.
Indukční čáry vyjadřují směr magnetické indukce a jsou to vždy uzavřené křivky, magnetické siločáry
jsou hustší v prostředí, které přenáší hůře magnetické pole a naopak.
Siločáry magnetického pole

Intenzita magnetického pole
Intenzita magnetického pole (H) vyjadřuje velikost a směr magnetického pole nezávisle na
parametrech prostředí, ve kterém je magnetické pole vytvářeno.
H = B / μ
H = B / (μ0 . μr)
V daném místě má H směr daný tečnou k siločáře a směr podle orientace siločáry. Obecný vztah pro
intenzitu magnetického pole tvořeného proudem I na siločáře o délce l:

[H] = A.m-1
Pro cívku
Electromagnet, Electromagnetic Coil and Permeability

Na vodič kterým protéká proud působí v magnetickém poli magnetická síla Fm. Je-li vodič
Magnetická (Ampérova) síla
Flemingovo pravidlo levé ruky: položíme-li otevřenou levou ruku k přímému vodiči tak, aby prsty
ukazovaly směr proudu a indukční čáry vstupovaly do dlaně, ukazuje odtažený palec směr síly, kterou
působí magnetické pole na vodič s proudem.
Podle směru proudu a orientace magnetických indukčních čar se vodič vychýlí vlevo nebo vpravo.
Změnou směru proudu dojde ke změně výchylky opačným směrem.

Jejich směr se určuje Ampérovým pravidlem pravé ruky:

Ukazuje-li při uchopení vodiče pravou rukou palec dohodnutý směr proudu, pak prsty ukazují
orientaci magnetických indukčních čar.
Magnetické pole dvou rovnoběžných vodičů.
Magnetismus Základy elektrotechniky
Indukční čáry vodičů s proudem

Magnetická indukce B je vektorová fyzikální veličina, charakterizující magnetické pole (směr je
určen tečnou k dané indukční čáře). V místě, kde je magnetická indukce největší, je nejsilnější
magnetické pole a největší hustota indukčních čar.
Fm = B . I . l . sinα
l je aktivní délka vodiče,
I je proud procházející vodičem,
α je úhel, který svírá vodič s indukčními čarami,
B je magnetická indukce.
α = 0°C     potom     Fm = 0
α = 90°C    potom     Fm = max
Pro dané homogenní pole je konstantní, jednotkou je Tesla (T = N.A-1.m-1)
Ampérův zákon

Příklad
Jak velkou silou působí magnetické pole o magnetické indukci 20 mT na vodič o délce 20 cm, kterým
protéká proud 500 mA. Vodič svírá s vektorem magnetické indukce úhel 30°.
B = 20 mT = 20.10-3 T
l = 20 cm = 0,2 m
I = 500 mA = 0,5 A
α = 30°
Fm = ?
Fm = B . I . L . sinα = 20.10-3 . 0,5 . 0,2 . sin30°
Fm = 0,001 N = 1 mN

magnetic force
Částice s nábojem v magnetickém poli
Na částici s nábojem Q pohybující se rychlostí v v magnetickém poli o indukci B působí síla
Fm = B . I . l . sinα = B . v.t . Q/t . sinα = B . v . Q . sinα
Směr pohybu částice s kladným nábojem se určí Flemingovým pravidlem levé ruky (směr proudu se
nahradí směrem pohybu nabité částice).
U částice se záporným nábojem bude směr pohybu opačný.
Směr vektoru F je dán pravidlem pravé ruky resp. pravidlem pravotočivého šroubu.

Vlétne-li do homogenního magnetického pole kolmo k vektoru magnetické indukce B částice s nábojem
Q, bude na ni kolmo na směr pohybu působit magnetická síla
Fm = Q . V . B = m . v2 /r
3.06.Magnetické pole-Tisk DETEKTORY A URYCHLOVAČE
Měřením poloměru trajektorie lze určit hmotnost nabité částice (hmotnostní spektrometrie)
Elektronika.Úvod.Magnetické pole Lorentzova síla – WikiSkripta
Částice se bude pohybovat po kružnici, Fm působí jako dostředivá síla.

static object - Google-мен іздеу | Physics, Magnetic field, Electric field



Discovery of the Atomic Nucleus - Introduction to Physics - OpenStax CNX
Lorentzova síla
V elektromagnetickém poli se pohybuje částice s nábojem, na tuto částici současně působí síla
elektrostatická Fe a magnetická Fm. Proto výsledná síla působící na částici bude dána jejich
vektorovým součtem
Lorentz force - Wikipedia
Katodová rtg. lampa

Barevná televize :: MEF CRT monitory
CRT obrazovka
CRT (Cathode Ray Tube, obrazová elektronka) funguje na následujícím principu:
Obraz se vytváří tak, že z katody v hrdle obrazovky jsou emitovány elektrony, ty následně prochází
trubicí, kde jsou díky anodě usměrňovány do úzkého svazku. Poté prochází štěrbinovou či bodovou
maskou, aby dopadly na dané místo a vytvořily barevný bod ("tečku"). Elektron pak dopadne na
luminofor a ten podle intenzity vyloučí foton (rozsvítí se). Obraz vzniká po tečkách, které jsou
uspořádány do řad a sloupců. K tomu, aby se elektrony mohly takto vychylovat, slouží vychylovací
cívky umístěné za anodou.

Electron microscope- definition, principle, types, uses, images transmission electron microscope
(TEM)
SEM
TEM
Elektronový mikroskop
Elektronový mikroskop je obdoba světelného mikroskopu, ve kterém jsou ale fotony nahrazeny
elektrony a skleněné čočky elektromagnetickými čočkami. Elektromagnetická čočka je v podstatě
cívka, která vytváří vhodně tvarované magnetické pole. Protože mezní rozlišovací schopnost je
úměrná vlnové délce použitého záření a elektrony mají podstatně kratší vlnovou délku (de Broglieho
vlna) než má viditelné světlo, má elektronový mikroskop mnohem vyšší rozlišovací schopnost a může
tak dosáhnout mnohem vyššího efektivního zvětšení (až 1 000 000×) než světelný mikroskop.
Skenovací elektronový mikroskop (SEM)
Transmisní elektronový mikroskop (SEM)

Příklad
Do homogenního magnetického pole vlétne proton rychlostí 5.106 m.s-1 kolmo k magnetickým indukčním
čarám. Velikost magnetické indukce magnetického pole je 20 mT. Určete poloměr kružnicové
trajektorie protonu (m = 1,67.10-27 kg , e = 1,6.10-19 C)
v = 5.106 m.s-1
B = 20 mT = 20.10-3 T
m = 1,67.10-27 kg
e = 1,6.10-19 C
r = ?
Q.v.B = m.v2/r
r = m.v/(e.B) = 1,67.10-27. 5.106 /(1,6.10-19 . 20.10-3)
r = 2,6 m

Biotův - Savartův zákon
Biotův-Savartův zákon (Biotův-Savartův-Laplaceův zákon) popisuje magnetickou indukci, která vzniká
díky pohybujícímu se náboji. Udává vztah mezi magnetickou indukcí B, proudem I a geometrickým
uspořádáním vodiče v prostoru.
Srovnání vztahů pro elektrické a magnetické pole

Magnetické pole přímého vodiče
Permeabilita prostředí μ je veličinou charakterizující prostředí, ve kterém je magnetické pole
vytvářeno elektrickým proudem. Ve vakuu je to permeabilita vakua μ0 = 4.π.10-7 N∙A-2.
μ = μ0 . Μr
μr je relativní permeabilita.
Magnetické pole kolem vodiče s proudem
Magnetické indukční čáry v okolí přímého vodiče s proudem, mají tvar soustředných kružnic. Jejich
směr se určuje pomocí Ampérova pravidla pravé ruky.
Velikost magnetické indukce B ve vzdálenosti l od přímého vodiče, kterým protéká proud I je
B = μ /(2. π) . I/d

Magnetické pole dvou přímých vodičů
Když umístíme blízko sebe dva přímé rovnoběžné vodiče, kterým bude procházet proud, budou na sebe
navzájem působit silou Fm o velikosti
Fm = (μ/2π)·(I1·I2·l)/d.
Použitím Ampérova pravidla pravé ruky lze zjistit orientaci indukčních čar, pro zjištění směru
síly, která bude působit mezi vodiči, lze použít Flemingovo pravidlo levé ruky.
 Vodiči budou procházet proudy stejného směru a oba vodiče se budou navzájem přitahovat.
 Vodiči budou procházet proudy opačného směru a oba vodiče se budou navzájem odpuzovat.
d je vzdálenost mezi vodiči, l je délka vodičů, I1 a I2 jsou proudy protékající vodiči 1 a 2.

Příklad
Dvěma přímými rovnoběžnými vodiči, vzdálenými od sebe 2 cm, prochází proudy 20 A a 25 A. Jaká
magnetická síla působí na část každého vodiče o délce 2,5 m jestliže oba proudy mají a) stejný
směr, b) opačný směr? Permeabilita vakua je 4.π.10-7 N.A-2.
d = 2 cm = 0,02 m
I1 = 20 A
I2 = 25 A
l = 2,5 m
μ = 4.π.10-7 N.A-2
Fm = ?
Fm = μ /(2. π) . (l.I1.I2)/d = 4.π.10-7/(2. π) . (2,5.20.25)/ 0,02
Fm = 0,0125 N = 12,5 mN
a)Vodiče se přitahují silou 12,5 mN.
b)Vodiče se odpuzují silou 12,5 mN.
c)

Cívka (solenoid)
Cívka je elektrotechnická součástka používaná v elektrických obvodech k vytvoření magnetického pole
elektrického proudu (cívka s jádrem slouží jako elektromagnet) a k indukci elektrického proudu
proměnným magnetickým polem (cívka slouží jako induktor, nositel indukčnosti). Cívka s velkým
počtem závitů se nazývá solenoid.
Cívka = více vodičů - jejich magnetická pole se složí -> silnější výsledné pole.
Magnetické pole v okolí cívky je shodné s magnetickým polem tyčového magnetu. Směr magnetických
indukčních čar v okolí cívky se určí pomocí Ampérova pravidla pravé ruky.
Cívka, póly S a J
Velikost magnetické indukce B uvnitř solenoidu ve vakuu
l je délka cívky, N počet závitů cívky, I je proud protékající cívkou.
B = μ0 . N.I/l
Elektrotechnik Fachbuch – Grundlagen der Elektrotechnik – Elektronische Bauelemente im
Gleichstromkreis – Die Spule

Ampérovo pravidlo pravé ruky pro cívku: pokrčené prsty ukazují směr proudu v závitech a orientaci
magnetických indukčních čar pak značí palec.
Ampérovo pravidlo pravé ruky 32 Magnetické pole přímého vodiče a cívky. Magnetické pole Magnetické
pole
Magnetické pole cívky

Elektrotechnik Fachbuch – Grundlagen der Elektrotechnik – Elektronische Bauelemente im
Gleichstromkreis – Die Spule
Pro zesílení elektromagnetického pole cívky se do ní vkládá jádro z oceli, nebo z nějaké jiné měkké
ferromagnetické látky. Cívka navinutá na ferromagnetickém jádře se nazývá elektromagnet. Jako slabý
elektromagnet se chová i cívka s proudem bez ferromagnetického jádra. Elektromagnet je používán
např. v elektrickém zvonku, v jističích, stykačích, v hutním průmyslu, ve sběrnách kovového šrotu
nebo v elektromagnetických relé, v automobilovém průmyslu jako snímač otáček klikového hřídele, pro
brzdění tramvajových vozů, obráběcích strojů a ve zdravotnictví.
See the source image
elektromagnetické relé

Hallův jev
Hallův jev je posun vodivostních elektronů ve vodiči, jímž podélně prochází elektrický proud,
působením magnetické síly a následný vznik příčného elektrického pole ve směru kolmém k vektoru
magnetické indukce a ke směru proudu. Mezi protilehlými stranami vodiče vznikne rozdíl potenciálů,
Hallovo napětí UH.
Hallův jev je generován především v polovodičích, v kovech se vzhledem k vysoké koncentraci
vodivostních elektronů téměř neuplatňuje.
Hallův jev se využívá při měření magnetických polí (Hallova sonda), bezkontaktního měření el.
proudu, apod.
UH = E . d
Pro velikost elektrické síly Fe platí:       Fe = E . e = UH . e / d
Pro velikost magnetické síly Fm platí:   Fm = e . v . B
UH = B . v . d
See the source image




1. diamagnetické látky jsou složeny z diamagnetických atomů, nepatrně zeslabují magnetické pole,
jejich relativní permeabilita je o něco menší než jedna.
N
S
Ve  vnějším  magnetickém  poli  látka  projevuje   slabý magnetismus s polem vektoru indukce
opačného směru vzhledem k vektoru indukce vnějšího pole.
2. paramagnetické látky jsou složeny z paramagnetických atomů, rušivým vlivem tepelného pohybu
nelze dosáhnout paralelního uspořádání jejich magnetických momentů, nepatrně zesilují magnetické
pole. Jejich relativní permeabilita je o něco větší jako jedna.
S
N
Ve  vnějším  magnetickém  poli  látka  projevuje  slabý
magnetizmus  s polem vektoru indukce stejného směru vzhledem k vektoru indukce vnějšího pole.

3. ferromagnetické látky jsou složeny z paramagnetických atomů, v látkách působí tzv. výměnné síly
Þ dochází k paralelnímu uspořádání magnetických momentů Þ vznikají tzv. magnetické domény. Jejich
relativní permeabilita je mnohem větší jako jedna.
Magnetické pole - Elektrotechnika 1. ročník
N
S
Ve  vnějším  magnetickém  poli  látka  projevuje   silný magnetizmus s polem  vektoru indukce
stejného směru vzhledem k vektoru indukce vnějšího pole.
Magnetické momenty v doméně mají stejný směr - domény se projevují silným magnetickým polem. Směry
magnetických polí domén jsou zpravidla rozloženy nahodile - látka se navenek magneticky
neprojevuje.
Spontánní magnetizace - samovolné magnetické nasycení domén, tj. bez působení vnějšího magnetického
pole.

Magnetické vlastnosti látek část 02 - PDF Stažení zdarma
N
S
Magnetizace - magnetické nasycení feromagnetické látky vlivem vnějšího magnetického pole. Atomy se
orientují do směru souhlasného s indukčními čárami vnějšího pole. Čím vyšší je uspořádanost v
doméně, tím silnější je výsledné pole. Vzdálené uspořádání (a výsledné silné magnetické pole) je
hlavním znakem feromagnetických materiálů.
Curieova teplota (Tc) je charakteristická vlastnost feromagnetických a piezoelektrických látek, nad
Curieovou teplotou ztrácí látka své feromagnetické (či piezoelektrické) vlastnosti.

See the source image
Magnetizační křivka je závislost magnetické indukce na intenzitě magnetického pole B = f (H).
B = μ⋅H = μ0⋅μr⋅H
Magnetická susceptibilita (χ) je skalární veličina, popisuje chování materiálu ve vnějším
magnetickém poli.
ELUC
Hysterezní křivka (hysterezní smyčka) vyjadřuje závislost B na H při pomalé, plynulé změně H od
+Hs do -Hs.

Elektromagnetická indukce
Elektromagnetická indukce je jev, při kterém ve vodiči dochází ke vzniku indukovaného
elektromotorického napětí Ui a indukovaného proudu v důsledku časové změny magnetického indukčního
toku, tj. důsledkem umístění vodiče v nestacionárním magnetickém poli.
Image result for Induction Science
Vlastnosti nestacionárního magnetického pole (magnetická indukce) se s časem mění. Mezi zdroje
tohoto pole můžeme zařadit nepohybující se vodič s časově proměnným proudem, pohybující se vodič s
proudem (časově proměnným i konstantním) nebo pohybující se permanentní magnet či elektromagnet.
Velikost indukovaného napětí závisí na velikosti změny magnetického pole a rychlosti této změny.

Magnetický indukční tok
 Φ = B.S.cosα
Magnetický indukční tok  Φ je skalární veličina, která slouží pro kvantitativní popis sumárního
působení magnetického pole a používá se např. ke kvantitativnímu popisu elektromagnetické indukce.
homogenní magnetické pole, rovinnou plochu o obsahu S, normálu n k ploše S, vektor magnetické
indukce B a úhel α, který svírá normála n s vektorem B
Magnetický indukční tok - FYZIKA 007
[Φ] = Wb (weber)
Vyjadřuje úhrnný tok magnetické indukce procházející určitou jednoduše souvislou plochou. Při
názorném zobrazení pomocí indukčních čar je mírou celkového počtu indukčních čar procházejících
touto plochou.
Vlastní indukčnost (indukčnost) L je fyzikální veličina, vyjadřující schopnost dané konfigurace
elektricky vodivých těles protékaných elektrickým proudem vytvářet ve svém okolí magnetické
pole.
Indukčnost
L = Φ / I       [L] = H  (henry)
Magnetic Flux

Vlastní indukčnost cívky:
kde μ je permeabilita prostředí, N je počet závitů cívky, l je délka cívky, S je obsah průřezu
cívky (vztah platí pro cívku, jejíž délka je mnohem větší než poloměr (solenoid), při zanedbání
rozptylu magnetického pole na krajích cívky)
Pro výpočet indukovaného elektromotorického napětí Ui v cívce při změně elektrického proudu v čase
Faradayův - Lenzův zákon (Lenzův zákon) popisuje vztah mezi elektrickým proudem a
změnou magnetického indukčního toku:
Indukovaný elektrický proud v uzavřeném obvodu má takový směr, že svým magnetickým polem působí
proti změně magnetického indukčního toku, která je jeho příčinou.
Energie magnetického pole kolem cívky je vyjádřena vztahem

Geomagnetické pole Země
Magnetické pole Země (geomagnetické pole) je indukované magnetické pole v určitém prostoru okolo
Země, ve kterém působí magnetická síla generovaná geodynamem uvnitř Země. Magnetické pole Země má
převážně dipólový charakter (rozložení siločar je podobné siločarám v okolí tyčového magnetu). Jeho
osa neprochází středem Země, ale je na povrchu Země přibližně o 520 kilometrů odkloněna. Poloha
magnetických pólů driftuje různou rychlostí, v posledních letech i několik desítek km za rok, což
způsobuje problémy v navigaci.
Magnetické pole se vytváří elektrickým proudem vznikajícím prouděním tekutého vnějšího zemského
jádra nacházejícího se mezi pevným vnitřním jádrem planety a zemským pláštěm. Tento proces funguje
jako obrovské hydrodynamické geodynamo (prvky jádra jsou hlavně nikl a železo).
Earth's magnetic poles could be about to FLIP sparking chaos and mass blackouts Earth Magnets |
Earth Changes

Kompas je zařízení k určování světových stran, obsahuje volně pohyblivou magnetickou střelku, která
se vlivem zemského magnetického pole natáčí ve směru magnetického severu a jihu.
Buy PRODUCTMINE®Big Compass Stainless Steel Directional Military Magnetic Compass (7.3 cm) for Feng
Shui/Travel Online at Low Prices in India - Amazon.in Diagram showing the Earth with magnetic field
lines running from the south pole around to the north pole. A region near the Earth circling the
equatorial to mid-latitudes and oriented along a magnetic field line is highlighted and labeled
Inner Van Allen radiation belt. A region farther out circles the Earth, except in the polar
regions, also following the magnetic field lines, and is labeled Outer Van Allen radiation belt.
Magnetosféra Země
Působením magnetického pole Země vzniká zemská magnetosféra.
Van Allenovy radiační pásy jsou oblasti v okolí planety, ve kterých je zachycené korpuskulární
záření (energetické ionty a elektrony ze slunečního větru). Nabité částice zde jsou ovládané
Lorentzovou silou a vykonávají tři různé pohyby:
Kompas
  1. oběh okolo své siločáry s periodou několika mikrosekund až milisekund.
  2. posuvný (při složení s prvním pohybem spirálový) pohyb podél siločar.
  3. pohyb kolmý na rovinu magnetického poledníku.

Peter Pan & His Shadow | Cindy Goeddel Photography, LLC Fleet Foxes Might Hunt with Magnetic Fields
| Mental Floss
Lišky se při lovu hlodavců pod sněhem či ve vysoké trávě přednostně staví severojižně a skoky
provedené tímto směrem mají vyšší pravděpodobnost úspěšného ulovení kořisti. Liška tedy zřejmě
nejen vnímá zemské magnetické pole, ale při lovu ho dokáže využít i k vylepšení odhadu
vzdálenosti.
Na základě terénních záběrů zvěře a satelitních snímků se ukázalo, že pasoucí se nebo odpočívající
krávy, srnci a jeleni nepostávají náhodně, ale nejčastěji se orientují v severojižním směru. Pod
dráty vysokého napětí je poloha zvířat naopak náhodná, tj. indukovaná elektromagnetická pole vedou
k dezorientaci a ztrátě schopnosti vnímat zemské magnetické pole. Čím dále od elektrického vedení,
tím více opět začala u zvířat převládat severojižní orientace.
Magnetorecepce

Mechanismy magnetorecepce

   mechanický, založený na magnetickém minerálu magnetitu
   biochemický, založený na proteinu kryptochromu.

Paleomagnetismus zkoumá rozložení geomagnetického pole a jeho změny v jednotlivých geologických
obdobích na základě studia zbytkového magnetismu některých hornin. Metoda je založena na
magnetizaci kovových částic v horninách, které se buď během fáze roztavení hornin (Tt > Tc)
orientují ve směru geomagnetického pole (převážně magnetit) či na sedimentárních horninách, kde se
částice orientují během sedimentace (hematit).
Paleomagnetismus
See the source image

Vznik střídavého proudu
Jestliže se hodnota napětí na svorkách zdroje nemění, obvodem protéká stálý, tzv. stejnosměrný
proud (DC). Bude-li se polarita obou svorek rychle a periodicky měnit, bude se obdobně měnit i směr
elektrického napětí, čímž získáme tzv. střídavé elektrické napětí. Připojíme-li ke svorkám zdroje
střídavého napětí elektrický obvod, bude jím procházet proud, který periodicky mění směr i
velikost, tzv. střídavý elektrický proud.
Podle Ampérova pravidla pravé ruky určíme, že v první polovině pohybu bude proud směřovat od nás a
v druhé polovině pohybu k nám.
Pohybuje-li se vodič v magnetickém poli po kruhové dráze, můžeme sledovat, kolik indukčních čar
vodič protne za stejnou dobu. Čím více indukčních čar vodič protne, tím větší napětí se v něm
indukuje.

V času 0 s se vodič pohybuje ve směru indukčních čar, neprotíná téměř žádné magnetické indukční
čáry a ve vodiči žádné napětí nevzniká. V čase 0,25 s už vodič protíná více magnetických indukčních
čar, a proto se ve vodiči indukuje napětí a jemu odpovídají proud směřující od nás. V čase 0,5
s protíná vodič nejvíce indukčních čar, a proto se indukuje největší napětí tzv. amplituda napětí.
Průběh napětí indukovaného ve vodiči je o periodický děj. Grafem závislosti střídavého indukovaného
napětí na čase je sinusoida.
u ... okamžitá hodnota napětí
Um ... amplituda napětí
ω ... úhlová frekvence

Alternátor (synchronní generátor) je typ elektrického generátoru, synchronního stroje měnící
točivou mechanickou energii na střídavý elektrický proud. Přeměňuje kinetickou energii (pohybovou
energii) rotačního pohybu na energii elektrickou ve formě střídavého proudu a střídavého napětí,
čímž se liší od dynama generující proud stejnosměrný. Výstupní střídavý proud (a odpovídající
střídavé napětí) může být jednofázový nebo vícefázový (nejčastěji třífázový). Alternátor pracuje na
principu elektromagnetické indukce – ve vodiči je indukováno napětí, pokud se vodič a magnetické
pole vůči sobě pohybují.
Alternátor
Alternátor – Wikipedie

Magneto je generátor elektřiny, který využívá otáčivého pohybu permanentních magnetů k výrobě
střídavého proudu (alternátory používají místo permanentních magnetů elektromagnetické cívky).
Ručně poháněná magneta byla součástí prvních telefonů (poskytovala proud pro vyzvánění), magneta
upravená pro generování pulsů vysokého napětí jsou používána v některých systémech spalovacích
motorů jako zdroj energie pro zapalovací svíčky.
Magneto

Graf závislosti střídavého napětí na čase může mít i jiný než sinusový průběh
Komutátor je v elektrotechnice speciální sběrný kroužek, který je rozdělen na vzájemně izolované
lamely, na něž doléhají kartáče (obvykle grafitové). Zajišťuje přívod a přepínání směru proudu
vedeného do rotorových cívek tak, aby byla napájena vždy cívka pod aktivním pólem a bylo dosaženo
co největší účinnosti stroje (stejnosměrný motor nebo univerzálního motoru − vrtačka, mixér atd.).
U dynama slouží komutátor jako mechanický rotační usměrňovač.
Komutátor
See the source image See the source image

Dynamo je již zastaralý elektrický generátor, který přeměňuje mechanickou energii na stejnosměrný
proud. Mechanickou energii dodává dynamu vnější zdroj (např. turbína, klika). Dynamo se skládá ze
statoru tvořeného magnetem nebo elektromagnetem, rotoru s vinutím a komutátoru. Slouží k přeměně
mechanické energie na stejnosměrný proud. Nevýhodou dynama je přítomnost komutátoru a závislost
výstupního napětí na otáčkách rotoru. Dynamo bylo používáno například ve starých automobilech,
protože při použití permanentních magnetů nepotřebuje buzení (a tedy ani přítomnost akumulátoru) –
staré automobily neměly baterii a startovaly se klikou.
1908-laurin-a-klement-bsc-01
Dynamo

Elektřina a magnetismus
Transformátor
Transformátor umožňuje přenášet elektrickou energii z jednoho obvodu do druhého pomocí
elektromagnetické indukce. Používá se zejména pro transformaci nízkého střídavého napětí na vysoké
(a zpět) nebo pro galvanické oddělení obvodů (ochrana před úrazem elektrickým proudem).
Transformátor je základním prvkem pro zajištění přenosu elektrické energie od místa výroby ke
spotřebiteli, protože při přenosu vysokého napětí jsou ztráty nepoměrně nižší.

Elektrická přenosová soustava
Elektrická přenosová soustava je systém zařízení, která zajišťují přenos elektrické energie od
velkých zdrojů (elektráren) k velkým rozvodnám. Část od rozvoden k jednotlivým uživatelům,
například domácnostem, se nazývá distribuční soustava.
V české elektrické síti nízkého napětí je střídavé napětí o frekvenci 50 Hz a efektivní napětí 230
V. Maximální napětí (amplituda) během periody trvající 0,02 s je asi 325 V. Tato napětí jsou
vztažena vůči zemi (pracovnímu vodiči). Udávané napětí třífázové soustavy je efektivní napětí mezi
jejími každými dvěma fázemi, tzv. sdružené napětí. V evropské soustavě nízkého napětí je sdružené
napětí definováno na 400 V. Každá fáze přitom má efektivní napětí vůči střednímu vodiči (tzv.
fázové napětí) symetricky zhruba 231 V.

Obvod střídavého proudu s odporem
Obvodem prochází střídavý proud, jehož okamžitá hodnota i je dána vztahem :
Im ... amplituda střídavého proudu
Um ... amplituda střídavého napětí
R ... rezistance (odpor)
Odpor R rezistoru v obvodu střídavého proudu je stejný jako v obvodu stejnosměrného proudu a nazývá
se rezistance.
Pro okamžitou hodnotu napětí u platí :
Rezistance střídavého obvodu nemá vliv na fázový rozdíl střídavého napětí a proudu. V jednoduchém
obvodu s odporem mají obě veličiny stejnou fázi a jejich fázový rozdíl je nulový ( ϕ = 0 )

Obvod střídavého proudu s indukčností
Střídavý proud procházející cívkou vytváří měnící se magnetické pole v cívce. V cívce se indukuje
napětí, které podle Faraday - Lenzova zákona má opačnou polaritu než napětí zdroje.
   Pro okamžitou hodnotu střídavého proudu i platí :
Pro okamžitou hodnotu napětí u platí:
Cívka svou indukčností L vytváří v obvodu zdánlivý odpor, který způsobuje předbíhání napětí před
proudem ( ϕ = + π/2 ). Tento odpor nazýváme induktance (XL , jednotka Ω (ohm)).
L ... indukčnost cívky
ω ... úhlová frekvence

Obvod střídavého proudu s kapacitou
Střídavý proud dielektrikem mezi deskami kondenzátoru neprochází. Kondenzátor se střídavě nabíjí a
vybíjí, napětí se zpožďuje za proudem.
   Pro okamžitou hodnotu střídavého proudu i platí:
Pro okamžitou hodnotu napětí u platí:
Kondenzátor svou kapacitou C vytváří v obvodu zdánlivý odpor, který způsobuje zpožďování napětí za
proudem (ϕ = - π/2). Tento odpor nazýváme kapacitance (XC, jednotka: Ω (ohm))
C ... kapacita kondenzátoru
ω ... úhlová frekvence

Složený obvod střídavého proudu - sériový obvod RLC
Vlastnosti vyplývající ze způsobu zapojení:
   1) všemi prvky prochází stejný proud
   2) napětí na jednotlivých prvcích se liší svou velikostí i vzájemnou fází.
   Pro amplitudu výsledného napětí platí:
Fázorový
diagram
UR, UL, UC ... amplitudy napětí na prvcích obvodu
UR = ImR
UL = ImωL
UC = Im/ωC
 Um2 = UR2 + (UL - UC)2
Z ... impedance, parametr charakterizující sériový obvod RLC jako celek (vyjadřuje zdánlivý odpor
celého obvodu), jednotka Ω (ohm)

Fázový rozdíl napětí a proudu v obvodu
viz fázorový diagram
Reaktance (X)
   = veličina charakterizující vlastnost té části obvodu střídavého proudu, v níž
se elektromagnetická energie nemění v teplo, ale jen v energii elektrického a magnetického pole.
X = XL - XC
Rezonance střídavého proudu
      = podmínka, za které proud v obvodu dosahuje největší hodnoty, t.j. pokud je Z nejmenší. To
nastane právě tehdy, když
 XL - XC = 0    =>     XL = XC
podmínka pro rezonanční frekvenci f0

Výkon střídavého proudu
Kvůli neustále se měnící okamžité hodnotě střídavého proudu a napětí se mění také elektrický výkon.
Průměrný elektrický výkon střídavého proudu (harmonický průběh) lze vypočítat:
kde U a I jsou efektivní hodnoty střídavého proudu a napětí, φ je fázový posuv mezi proudem a
napětím, člen cos φ se nazývá účiník.
Efektivní hodnoty střídavého proudu a napětí jsou hodnoty takového stejnosměrného proudu a napětí,
jehož výkon by byl stejný jako je výkon daného střídavého proudu a napětí. Velikost efektivní
hodnoty střídavého proudu a napětí s harmonickým průběhem je
kde Im je amplituda střídavého proudu a Um je amplituda střídavého napětí.

Vířivý (Foucaultův) proud
Vířivý proud (též Foucaultův proud)  vzniká v plošných a objemových vodičích, když se v jejich
okolí mění magnetický indukční tok. Indukované proudy mají charakter proudových smyček.
Indukovaný proud se snaží svým polem zabránit změně, která je vyvolala, tedy zeslabit budící
magnetický tok. Největší zeslabení nastane uprostřed průřezu, protože ten obepínají všechny
indukované proudy.
The difference between inductive proximity, displacement, and eddy-current sensors – Passive
Components Blog

Skin efekt
Skin efekt (povrchový jev) je fyzikální děj, při kterém dochází k vytlačování elektrického proudu k
povrchu vodiče. Elektrický střídavý proud procházející vodičem uzavírá kolem sebe siločáry
magnetického (indukčního) toku. Část tohoto toku prochází i tím samým vodičem a indukuje v něm
uzavřené vířivé proudy. Tyto vířivé proudy mají blíže ke středu vodiče opačný směr než původní
elektrický proud a odečítají se od něj, kdežto blíže k povrchu jsou směry souhlasné a proudy se
sčítají.
K povrchovému jevu nedochází při průchodu stejnosměrného proudu vodičem, při frekvenci 50 Hz
používané v síťových rozvodech je obvykle zanedbatelný.
See the source image See the source image See the source image

Průchodem vířivých proudů vodičem vznikají tepelné ztráty, část energie, kterou dodáme na
magnetování materiálu, se mění v energii tepelnou (Jouleovo teplo). Ztráty vzniklé vířivými proudy
jsou značně závislé na frekvenci:
Ztráty způsobené vířivými proudy se omezují například použitím navzájem izolovaných plechů (např.
jádra cívek), použitím materiálu s velkým elektrickým odporem (přidáním malého množství křemíku do
základního materiálu), nebo snížením indukovaného napětí.
kde Ph jsou ztráty způsobené hysterezní křivkou a Pv jsou ztráty způsobené již zmíněnými vířivými
proudy.
Tohoto jevu se využívá například při stabilizaci ručiček tachometru, pro zastavení elektroměru po
ukončení odběru, nebo v indukční brzdě. Tepelných účinků se využívá například v kuchyňských
indukčních vařičích nebo metalurgii.
laminating an iron core
Celkové ztráty ve feromagnetických materiálech jsou vyjádřeny vztahem:
Tepelné účinky vířivých proudů

Indukční ohřev je ohřev vodivého materiálu (obvykle kovu) vířivými proudy, které se v něm indukují
elektromagnetickým polem. Používá se na pájení, žíhání a tavení kovových materiálů, od malých
laboratorních zařízení až po tavicí pece. Hlavní výhody jsou úspory energie, protože se materiál
ohřívá přímo, možnost provádět ohřev v ochranné atmosféře nebo ve vakuu a čistý provoz.
Indukční ohřev
Ohřev se provádí cívkou s několika málo závity, do níž se umístí ohřívaný materiál buď přímo nebo v
nevodivém kelímku. Cívka je napájena střídavým proudem buď o frekvenci sítě (50 Hz), častěji o
vysoké frekvenci desítek až stovek kHz. Nižší frekvence se používají pro velké předměty, vyšší pro
tenkostěnné a drobné předměty.

Při vaření pomocí indukce se teplo vytváří přímo ve dnu varné nádoby. Sklokeramická deska slouží
pouze jako plocha k postavení hrnce, nikoli k přenosu tepla. Generátor (měnič) převádí proud ze
sítě o frekvenci 50 Hz na vysokofrekvenční proud o asi 25000 Hz.  Vysokofrekvenční proud vytváří v
měděné cívce, tak zvaném induktoru, střídavé magnetické pole. To ovlivňuje pohyb elektronů ve
feromagnetickém dnu hrnce, které se tak zahřívá.
Vaření pomocí indukce

Elektrické křeslo sloužilo k popravám pomocí střídavého elektrického proudu. Tento způsob popravy
je používán téměř výlučně jen v některých státech USA (Alabama, Arkansas, Florida, Kentucky,
Mississippi, Oklahoma, South Carolina, Tennessee a Virginia).
See the source image See related image detail
Účinek elektrického proudu na lidský organismus ovlivňuje řada faktorů. Závisí na druhu proudu,
jeho intenzitě, napětí i frekvenci, impedanci lidského těla, dráze proudu, době průchodu proudu a
na fyziologickém a psychickém stavu organismu.
Účinek elektrického proudu na lidský organismus

Defibrilátor využívá elektrického proudu ke zvrácení fibrilace komor (zhoubné srdeční arytmie), jež
by bez zásahu nevyhnutelně vedla ke smrti. Ta spočívá v chaotické činnosti jednotlivých svalových
buněk myokardu, při níž nedochází k účinné kontrakci srdce vedoucí k vypuzení krve. Princip metody
spočívá v průchodu elektrického výboje pacientovým srdečním svalem (myokardem), který způsobí
depolarizaci všech jeho vláken (dojde k jejich synchronizaci), po níž by se měl obnovit normální
rytmus.
Elektrody musí mít při defibrilaci dokonalý vodivý kontakt s kůží, jinak dojde k jejímu popálení.
Po zapnutí obvodu nastává výboj (vybití kondenzátoru), který trvá 8 až 12 ms.
Monofazické přístroje používají unipolární proud ve tvaru tlumené sinusoidní vlny, která postupně
klesá k nule (častější), nebo seřízlé exponenciální vlny, která je před dosažením nuly náhle
ukončena.
U bifazických přístrojů teče proud po stanovenou dobu jedním směrem, poté se obrací a po zbytek
periody teče směrem opačným. Ve srovnání s monofazickým, dosáhne obdobné účinnosti při použití
přibližně poloviční energie.
Přenosný manuální externí defibrilátor.

Elektromagnetické vlnění



oscillating electric and magnetic fields elektromagnetická vlna
Elektromagnetické vlnění (též elektromagnetické záření) je děj, při němž se prostorem šíří příčné
vlnění elektrického a magnetického pole. Popsáno je pomocí tzv. Maxwellových rovnic.

Elektromagnetické vlnění
http://enpedie.cz/rovnice/maxwell1.png
Zahrnuje dvě složky, které jsou na sebe kolmé:
•Intenzita elektrického pole E
•Magnetická indukce B

Při přenosu elektromagnetické energie dvouvodičovým vedením vzniká v prostoru mezi vodiči časově
proměnné silové pole, které má složku elektrickou a magnetickou ( = elektromagnetické pole).
Energie není přenášena samotnými vodiči, ale elektromagnetickým polem mezi nimi. Tento děj má
charakter vlnění.
Za předpokladu, že veškerá elektromagnetická energie se na konci vedení pohltí dostáváme postupné
elektromagnetické vlnění.
Pokud tomu tak není, nastává na konci vedení odraz vlnění a odražené vlnění se skládá s vlněním
postupujícím a vzniká vlnění stojaté.
Vznik elektromagnetického záření
•Elektromagnetické záření vzniká všude tam, kde se pohybuje náboj s nenulovým zrychlením,  tzn. kde
teče nekonstantní proud, např.
•Střídavý proud (např. anténa)
•Zpomalování nabité částice (např. rentgenka)
•Emise záření podle Planckova vyzařovacího zákona (např.žárovka)
•

Zobrazit zdrojový obrázek
Elektromagnetické kmitání,
elektromagnetický oscilátor
Elektromagnetický oscilátor je obvod tvořený cívkou a kondenzátorem - obvod LC (oscilační obvod)
1.Po nabití kondenzátoru se mezi jeho deskami vytvoří elektrické pole, jehož energie představuje
počáteční energii oscilátoru. Po připojení kondenzátoru k cívce začne oscilačním obvodem procházet
proud, kondenzátor se vybíjí a energie elektrického pole se zmenšuje. Současně se zvětšuje proud
procházející cívkou a kolem ní se vytváří magnetické pole. Energie elektrického pole kondenzátoru
se tedy mění na energii magnetického pole cívky.
2. Kondenzátor se vybije za jednu čtvrtinu periody T kmitání obvodu LC. V tom okamžiku dosahuje
proud maximální hodnoty a celková energie kmitání je dána energií magnetického pole. Kondenzátor je
vybit a proud se začíná zmenšovat. To vede ke vzniku indukovaného napětí, obvodem prochází
indukovaný proud a kondenzátor se opět nabíjí.
3. Polarita jeho napětí je ale opačná a v okamžiku t = T/2 je ukončena přeměna magnetické energie v
energii elektrickou. Ve druhé polovině periody se popsaný děj opakuje - směry proudů a pořadí
polarit napětí kondenzátoru jsou ale opačné.
Zobrazit zdrojový obrázek

Rychlost světla ve vakuu
Rovnice postupné elektromagnetické vlny
c0 = 299 792 458 m/s
c0 = 1 079 252 848,8 km/h
c0 je rychlost světla ve vakuu,
ε0 je permitivita vakua (dielektrická konstanta)
μ0 je permeabilita vakua (magnetická konstanta)
Rychlost šíření světla v jiných prostředích je vždy menší.
vvzduch ≈ c
vvoda = 2.25 .108 m.s-1
vsklo = 2.108 m.s-1 – 1,5 .108 m.s-1
εr relativní permitivita
μ r  relativní permeabilita

Čerenkovovo záření je elektromagnetická obdoba zvukové rázové vlny. Nabitá částice, která se
pohybuje v optickém prostředí rychleji, než je fázová rychlost světla pro toto prostředí, vyvolává
záření, které trvá po tu dobu, kdy je částice rychlejší než světlo.
Typicky lze Čerenkovův efekt pozorovat v nádržích jaderných reaktorů, kde se uranové palivo nachází
v kapalině moderující neutrony, vlivem štěpení jsou produkovány částice záření
beta (vysokoenergetické elektrony), které při pohybu kapalinou emitují fotony s energií několika
málo eV a voda tak získává modravý nádech.
Čerenkovovo záření

This Solar Cell Can Capture All Wavelengths of Solar ...
Vlnová délka
Vztah mezi vlnovou délkou a frekvencí

f – nezávisí na prostředí
λ – se mění podle rychlosti
c (v) – rychlost světla ve vakuu (v daném prostředí)
Elektromagnetické vlny  se odráží i lámou. Jednotlivé druhy elektromagnetického záření se liší
vlnovou délkou a tvoří spektrum elektromagnetického záření.

Zobrazit zdrojový obrázek



Vlnově-korpuskulární vlastnosti elektromagnetického záření
Vlnově-korpuskulární (vlnově-částicový) dualismus - některé jevy u týchž objektů mikrosvěta se daří
lépe vysvětlit pokud na tyto objekty nahlížíme buď jako na vlny, nebo jako na částice (fotony).
   Např. elektromagnetické záření může někdy vykazovat vlnový charakter (např. při ohybu světla), a
jindy se chová jako částicové záření (např. u fotoelektrického jevu). Světlo lze tedy popsat
vlnovou teorií, ale také teorií kvantovou. Částicová povaha elektromagnetického záření se projevuje
především v krátkovlnných oblastech (tzn. při vysokých energiích fotonů), vlnová povaha v oblasti
dlouhovlnné.
 1. Elektromagnetické záření může být pohlcováno, resp. vyzařováno, jen v určitých kvantech
(fotonech), jejichž energie E odpovídá násobkům frekvence záření f (Planck 1999):
kde h je Planckova konstanta, h = 6,626075·10−34 Js.
Elektromagnetická vlna o frekvenci f a vlnové délce λ je soubor světelných kvant (fotonů) o určité
energii a hybnosti (Einstein 1905).

 Rozlišení v elektronovém mikroskopu, závisí na kinetické energii elektronů - vyšší rychlost (i
kinetická energie) odpovídá vyšší hybnosti, čímž se snižuje jejich vlnová délka a lze tedy
dosáhnout vyššího rozlišení.
2. Vlnové vlastnosti vykazují (v určitých situacích) všechny částice (de Broglie 1924). Částice lze
popsat vlnovou délkou o velikosti
kde h je Planckova konstanta a p je hybnost částice.
p =
Příklad
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/quantum/imgqua/wavpar.gif

http://astronuklfyzika.cz/Fotoefekt.gif
Každá mikročástice o hmotnosti m pohybující se rychlostí v, se může chovat jako vlna o vlnové délce
\lambda = \frac{h}{p} = \frac {h}{\gamma mv} = \frac {h}{mv} \sqrt{1 - \frac{v^2}{c^2}}
De Broglieova-Comptonova vlnová délka

Vliv elektromagnetického záření na molekuly






Zobrazit zdrojový obrázek
Elektromagnetické kmitání,
elektromagnetický oscilátor
Elektromagnetický oscilátor je obvod tvořený cívkou a kondenzátorem - obvod LC (oscilační obvod)
1.Po nabití kondenzátoru se mezi jeho deskami vytvoří elektrické pole, jehož energie představuje
počáteční energii oscilátoru. Po připojení kondenzátoru k cívce začne oscilačním obvodem procházet
proud, kondenzátor se vybíjí a energie elektrického pole se zmenšuje. Současně se zvětšuje proud
procházející cívkou a kolem ní se vytváří magnetické pole. Energie elektrického pole kondenzátoru
se tedy mění na energii magnetického pole cívky.
2. Kondenzátor se vybije za jednu čtvrtinu periody T kmitání obvodu LC. V tom okamžiku dosahuje
proud maximální hodnoty a celková energie kmitání je dána energií magnetického pole. Kondenzátor je
vybit a proud se začíná zmenšovat. To vede ke vzniku indukovaného napětí, obvodem prochází
indukovaný proud a kondenzátor se opět nabíjí.
3. Polarita jeho napětí je ale opačná a v okamžiku t = T/2 je ukončena přeměna magnetické energie v
energii elektrickou. Ve druhé polovině periody se popsaný děj opakuje - směry proudů a pořadí
polarit napětí kondenzátoru jsou ale opačné.
Zobrazit zdrojový obrázek

Rádiové záření
Vzniká mimo jiné v obvodu střídavého proudu, k němuž je připojena anténa. Rychlost šíření rádiových
vln je v prostoru přibližně rovna rychlosti světla ve vakuu. V případě jiných prostředí závisí na
indexu lomu. Podle frekvence se radiové vlny dělí na takzvaná vlnová pásma. Jednotlivá pásma se
výrazně liší přenosovou kapacitou i dosahem.
Modulace je nelineární proces, kterým se mění charakter vhodného nosného signálu pomocí
modulujícího signálu.
Frekvenční modulace
Amplitudová modulace
Fázová modulace
Pulzní modulace
Modulace se používá při přenosu nebo záznamu elektrických nebo optických signálů. Nejběžnějšími
příklady jsou například rozhlasový a televizní přijímač, mobilní telefon, různé typy modemů,
satelitní přijímače atd.
Většina zdrojů zpráv generuje signály, které ve své původní podobě nejsou vhodné pro dálkový
přenos. Proto vznikla modulace, která posílí signál (nesenou informaci), lze ho tak přenášet na
delší vzdálenost.
http://www.digitalnitelevize.cz/obrazek/2010_7_plostiny_3_b.jpg http://sweb.cz/radek.jandora/Z2.BMP

Zobrazit zdrojový obrázek Zobrazit zdrojový obrázek
Kilometrové vlny, mají frekvence 30 až 300 kHz. Použití pro rozhlasové dlouhé vlny,
radiokomunikace, meteorologické služby.
Hektometrové vlny, mají frekvence 0,3 – 3 MHz. Použití k přenosu rozhlasového vysílání (SV),
radionavigaci a komunikaci na malé a střední vzdálenosti.
Dekametrové vlny, mají frekvence 3 – 30 MHz. Použití pro radiokomunikace na střední a velké
vzdálenosti, rozhlasové krátké vlny, amatérská pásma. Krátké vlny se odrážejí od ionosféry (začíná
ve výšce 60 – 80 km nad zemským povrchem, obsahuje určité množství molekul vzduchu rozštěpených na
ionty a volné elektrony)

Metrové vlny, mají frekvence 30 – 300 MHz. Na těchto vlnách se vysílá frekvenčně modulované
rozhlasové vysílání (FM) a některé televizní kanály (dnes již opouštěné I., II. a III. tel. pásmo),
různé mobilní radiostanice včetně leteckých a lodních. Vysílač a přijímač musí být přibližně
v přímce, na které není překážka (satelity
Zobrazit zdrojový obrázek
Ultra krátké vlny
decimetrové vlny, o frekvencích 0,3 – 3 GHz. Vysílají se na nich televizní kanály (IV. a V. pásmo),
dnes především digitální televize. Pracují zde i další radiokomunikační služby jako mobilní
telefony, Wi-Fi, GPS, vojenská komunikace. Vysoká frekvence umožňuje přenos velkého množství
informací , mezi mobilem a vysílačem ale nesmí být silná překážka (stavby, kopec).
Super krátké vlny
centimetrové vlny, frekvence 3 až 30 GHz. Radiolokace, radioreléové spoje, telekomunikace,
satelitní spojení, satelitní televize.
Extrémně krátké vlny
milimetrové vlny, frekvence 30 až 300 GHz. Přistávací a říční radiolokátory, letecké výškoměry,
radary.

Mikrovlnné záření
Mikrovlny jsou elektromagnetické vlny o vlnové délce od 1 mm do 1 m, což odpovídá frekvenci 300 MHz
(0,3 GHz) až 300 GHz.
Využívají se v mnoha odvětvích lidské činnosti: k ohřevu potravin, k vysoušení knih či tkanin,
obrábění materiálů, přenosu informací (Wi-Fi, mobilní sítě), radiolokaci, restaurování uměleckých
děl, tavení skla, navigaci a v mnoha dalších.
Radar je elektronické zařízení na detekci polohy pozemních a vzdušných objektů. Princip radiolokace
je založen na přímočarém šíření mikrovln a jejich odrazu od vodivých překážek. Radary pracují v
rozsahu decimetrových nebo centimetrových vln. Radary slouží k detekci kovových objektů (automobil,
letadlo, loď, apod.) a též na předpovídání bouřek (meteorologický radar).
Zobrazit zdrojový obrázek Zobrazit zdrojový obrázek

Maser (mikrovlnný laser) je kvantový paramagnetický zesilovač. Používá se na zesílení citlivosti
radioteleskopů a spojovacích zařízení při kosmických letech a dálkových radiolokátorů, které majú
zachytit tělesa na vzdálenost větší než 1 000 km.
Mikrovlnná trouba. Zdrojem mikrovlnného záření je magnetron. Mikrovlny o vlnové délce kolem 12 cm
mají frekvenci blízkou rezonanční frekvenci některých nesymetrických molekul, hlavně vody. Dipóly
polárních molekul se nepřetržitě natáčejí dle okamžitého směru elektromagnetického pole a takto
mění svoji orientaci až několik miliardkrát za sekundu. Přitom se využívá dvou procesů:
mezimolekulárního tření, k němuž dochází při překonávání mezimolekulárních přitažlivých sil, a
hystereze, která vzniká mezi působícím polem a indukovanou elektrickou odezvou vlivem setrvačnosti,
jež závisí na elektrickém náboji, hmotě a tvaru molekul.
How Foods Get Cooked in the Microwave | Microwave ... Making Caramel Apples in the Microwave -
Discovery Express

Принцип работы микроволновой печи
Rozkmitané molekuly vody takto mění pohybovou energii na tepelnou. Díky těmto jevům je ohřev
produktu velmi rychlý a probíhá v celém objemu, ve kterém působí elektromagnetické pole na polární
materiál. Potraviny obvykle obsahují velké množství vody a navíc mikrovlny nádoby (sklenice,
talíře, keramické hrníčky) neohřívají
Mikrovlny procházejí některými materiály (papír, plast, bavlna, sklo). Propustnost závisí na
materiálu a jeho tloušťce (výraznejší útlum nastává, je-li tloušťka materiálu větší než 1/2 vlnové
délky záření). Dipolárními materiály (voda, tuk) jsou mikrovlny pohlcovány. Kovy mikrovlny
nepropouštějí, protože mají volné elektrony. Vzhledem k vlnové délce nemohou mikrovlny procházet
ani malými otvory v kovech.

Elektromagnetické záření látek
Všechny předměty kolem nás vydávají elektromagnetické záření. To se v případě studených těles
nachází v infračervené části spektra, která není pro lidské oko viditelná. S rostoucí teplotou
tělesa se vyzařování tepelného záření přesouvá ke kratším vlnovým délkám (k vyšším frekvencím).
Nejnižší teplota, při které je záření daného tělesa pozorovatelné pouhým okem, se označuje jako
Draperův bod – ten odpovídá zhruba 525 °C. Při této teplotě vyzařují všechny objekty, bez ohledu na
materiál, z něhož jsou vyrobeny, červené světlo.
Když předmět dále zahříváme, mění se postupně jeho barva z červené přes oranžovou a žlutou k bílé.
Při ještě vyšších teplotách se záření posouvá směrem do ultrafialové oblasti. Naše oči ho pak
vnímají jako namodralé.

Záření černého tělesa
Černé těleso je fyzikální abstrakce tělesa, které dokonale pohlcuje veškerou energii dopadajícího
záření. V absolutně černém tělese je v rovnováze vyzařování a pohlcování záření.
alt: Záření černého tělesa při různých teplotách (v kelvinech; 0 °C je 273,15 kelvinu). Čím je
objekt teplejší, tím více záření vydává. Vlnová délka, na které září nejintenzivněji, se zároveň
posouvá k nižším hodnotám. Viditelné světlo má vlnové délky od 400 (fialové) do 700 nanometrů
(červené). Zdroj Wikimedia Commons, autor 4C, úpravy Jan Kolář, licence CC BY-SA 3.0.
Wienův posunovací zákon
S rostoucí teplotou zářiče se posouvá maximální hodnota spektrální hustoty zářivého toku ke kratším
vlnovým délkám.
b =2,9.10-3 m.K

Stefanův-Boltzmannův zákon
Intenzita záření vyzařovaná absolutně černým tělesem roste úměrně čtvrté mocnině termodynamické
teploty.
I – celková intenzita záření (podíl výkonu a plochy) [W·m−2]
s-Stefan-Boltzmannova konstanta s = 5,67.10-8 W.m-2 .K-4
T - termodynamická teplota
boltzmann constant - DriverLayer Search Engine

Astonishing Astronomy 101 - Chapter 17