Fale elektromagnetyczne w medycynie i technice

V Edycja
„Od Einsteina Do...”
Temat XI
Podaj własne opracowanie dowolnego
tematu technicznego.
„Fale elektromagnetyczne w
medycynie i technice”
Prace wykonały :
-Marcelina Grąbkowska
-Marcelina Misiak
-Edyta Kisiała
-Iwona Michalska
-Ewelina Nizio
Opiekun P. Marzena Wajda- Parzyk
FALA ELEKTROMAGNETYCZNA
 Fala rozchodząca się w próżni lub ośrodku materialnym wywołana zmianami rozkładu
przestrzennego ładunków elektrycznych, objawiająca się jako zmiany natężenia pól –
elektrycznego E i magnetycznego H. W swobodnej przestrzeni jest ona falą poprzeczną tzw.
Falą TEM (nie ma składowych podłużnych); w falowodach lub światłowodach mogą być typu:
TE (pole elektromagnetyczne ma tylko składową poprzeczną, pole magnetyczne ma tylko
składową poprzeczną).
Wśród fal elektromagnetycznych można wyróżnić takie, dla których wszystkie składowe
pola elektromagnetyczne są stałe w danej chwili na pewnej powierzchni tzw. powierzchnia
stałej fazy. Poszczególne rodzaje to:
-Płaskie
-Kuliste
-Cylindryczne
 Długość fali-najmniejsza odległość pomiędzy dwoma punktami o tej samej fazie drgań. Dwa
punkty fali są w tej samej fazie, jeżeli wychylenie w obu punktach jest takie samo i oba
znajdują się na etapie wzrostu (lub zmniejszania się). Jeżeli w jednym punkcie wychylenie
zwiększa się a w drugim maleje, to punkty te znajdują się w fazach przeciwnych. tradycyjne
długość fali oznacza się ją grecką literą λ. Dla fali sinusoidalnej najłatwiej określić jej
długość wyznaczając odległość między dwoma sąsiednimi grzbietami.
Długość jakiejkolwiek fali wyrażona jest wzorem:
Gdzie:
λ =c/f
 v - prędkość rozchodzenia się fali,
 f - jej częstotliwość,
 c - prędkość światła w próżni [stała fizyczna (c =300 000 000 m/s)]
WIDMO FAL ELEKTROMAGNETYCZNYCH
DZIELIMY TAKŻE NA:
 Fale radiowe – Są najdłuższymi falami elektromagnetycznymi. Fale te są wytwarzane przez szybko
zmienne prądy w antenach. (Długość fali radiowych powyżej 1m)
Zastosowanie:
-radionawigacja
-radiotelegrafia
-radiofonia
-radiolatarnie
-radiokomunikacja lotnicza i morska
-telewizja
-łączność kosmiczna
-radiolokacja
Mikrofale –Wytwarzane są w urządzenia elektronicznych lub przez masery. Stosowane są one w
urządzeniach radarowych. W badaniach fizycznych służą do badania subtelnych efektów w ciałach
stałych i molekułach. (Długość mikrofali od 1m do 1mm)
Zastosowanie:
-radarowy pomiar prędkości
-radary geodezyjne
–łączność radioliniowa
-łączność międzysatelitarna
-kuchenka mikrofalowa
-suszenie mikrofalowe
Promieniowanie Gamma - Wytwarzane są przez jądra
promieniotwórcze, powstają też w wyniku pewnych reakcji jądrowych.
(Długość promieniowania gamma poniżej 5 pm.)
Zastosowania:
-Sterylizacja sprzętów medycznych
-Sterylizacja artykułów spożywczych
-Radioterapia
-Pozytonowa emisyjna tomografia komputerowa
-Pomiary grubości np. metali, papieru
-Geologia otworowa
-Chemia radiacyjna
Promieniowanie podczerwone –Fale takie wytwarzane są
przez rozgrzane ciała stałe oraz gazy molekularne, również
Słońce jest źródłem tych fal. (Długość promieniowania
podczerwonego od 1mm do 780 nm.)
Zastosowanie:
-Przekaz danych w światłowodzie
-Odczyt płyt CD
-Przekaz danych w powietrzu
-Promienniki podczerwieni
-Badanie historii obrazów malarskich
-Spektroskopia
-Sprawdzanie wilgotności budynków
-Pomiar odległości
-Skanery laserowe
Światło widzialne – Jest to stosunkowo wąski zakres długości fal, na które reagują nasze
oczy. (Długość światła widzialnego od 780 nm do 380 nm)
Zastosowanie:
-Baterie słoneczne
-Satelitach
-Spektroskopia
-Możliwość widzenia
Promieniowanie nadfioletowe – Fale te wytwarzane są na ogół przez wyładowania
elektryczne w gazach, również Słońce jest silnym źródłem światła nadfioletowego.
Promieniowanie nadfioletowe Słońca powoduje jonizację górnych warstw atmosfery.
(Długość promieniowania nadfioletowego od 380 nm do 10 nm) Zastosowanie:
-Lampy jarzeniowe
-Lampy kwarcowe
-Fluorescencja
-Analiza banknotów
-Znaczenie substancji organicznych
-Fotolitografia
-Spektroskopia UV
-Solarium
Promieniowanie X (Roentgena) – Wytwarzane są przez specjalne urządzenia zwane
lampami rentgenowskimi. Bardzo silnie oddziałuje z materią, powodując silną
jonizację ośrodka, przez który przechodzą. (Długość promieniowania X 10 nm do 5 pm)
Zastosowanie:
-Medycyna – prześwietlenia rentgenowskie, tomografia komputerowa, radiografia
diagnostyka obrazowa
-Inżynieria – prześwietlanie kadłubów samolotów
-Nauka – Badania struktury cząsteczkowej plastyku
-Astronomia – Satelity krążące wokół Ziemi
-Defektoskopia – Wykrywanie wewnętrznych wad materiału
-Budownictwo – Prześwietlanie konstrukcji
-Lotnisko – Prześwietlanie bagaży w celu znalezienia detektorów
WYWIAD Z DR. RYSZARDEM
SĘDZIAKIEM – NEUROLOGIEM
Marcelina Grąbkowska:
Czy wyobraża sobie Pan teraz pracę bez
użycia fali elektromagnetycznej?
Dr. Ryszard Sędziak:
Nie jestem w stanie. Przede wszystkim nie
wyobrażam sobie diagnostyki, ona jest
wszechobecna i absolutnie konieczna. Byłby to
ogromny krok do tyłu.
Doświadczenie 1
Temat:
Zakłócenia w odbiorze radiowym
przez fale elektromagnetyczne.
Przyrządy:
-telefon komórkowy
-radioodbiornik
Doświadczenie 2
Temat:
Wysyłanie fali podczerwonej
przez pilot telewizyjny.
Przyrządy:
-lustro
-telewizor
-pilot telewizyjny
-kartka papieru
Doświadczenie 3
Temat:
Odbijanie fal elektromagnetycznych
od przewodników.
Przyrządy:
-telefon komórkowy
-folia aluminiowa
-metalowy garnek
Dziękujemy państwu za uwagę.