Đề tài Sóng điện từ- Một vài ứng dụng

welcome Moân Phöông phaùp nghieân cöùu khoa hoïc Ñeà taøi: SOÙNG ÑIEÄN TÖØ- MOÄT VAØI ÖÙNG DUÏNG Giaùo vieân höôùng daãn: Thaày Leâ Vaên Hoaøng Sinh vieân thöïc hieän: Nguyeãn Leâ Thuûy An Phuøng Thu Haèng Nguyeãn Thò Trung Kieân Noäi dung Lòch söû soùng ñieän töø Phaân loaïi soùng ñieän töø ÖÙng duïng: * Radio waves * Microwaves * T-rays * Infrared * Visible light * Ultraviolet * X-rays * Gamma rays Lòch söû soùng ñieän töø Năm 1873 Maxwell đề ra hệ phương trình dùng để mô tả trường điện từ. Năm 1884 được Heaviside và Gibbs viết lại dưới dạng các phương trình vectơ. Hệ phương trình này cho phép đoán trước được sự tồn tại của sóng điện từ. Lòch söû soùng ñieän töø Năm 1888, Heinrich Hertz đã làm thí nghiệm phát sóng điện từ xác nhận ý tưởng của Maxwell. Phaân loaïi Radio waves: Định nghĩa Lịch sử phát hiện Ứng dụng Sóng radio có tần số trong khoảng từ 30 KHz (dải tần LF) đến 300MHz (dải tần VHF), bước sóng từ 1m đến 103 m. Năm 1878, David E. Hughes là người đầu tiên truyền và nhận sóng radio khi ông nhận thấy cân cảm ứng tạo ra âm thanh trong đầu thu của điện thoại tự chế của ông. 1. Sóng radio chủ yếu dùng trong thông tin liên lạc: Sóng dài (30KHz-300KHz): thường được dùng liên lạc trong các thành phố. Sóng trung (300KHz-3000KHz): thường dùng liên lạc trong thành phố lớn. Sóng ngắn (3000KHz-30MHz): có thể liên lạc đi rất xa. Sóng cực ngắn: Thường dùng trong phát truyền hình và phát thanh FM, liên lạc ra vũ trụ. 2. Radar: Radar phát hiện vật ở một khoảng cách bằng sự phản hồi các sóng radio, ngoài ra còn có thể cho biết bề mặt của vật đó. Microwaves: Định nghĩa Ứng dụng Sóng viba là có tần số từ 300MHz đến 3000MHz , có bước sóng từ 10-1 m đến 1m (UHF) Sóng vi ba được sinh ra từ nguồn magnetron, bị phản xạ qua lại giữa các bức tường của ngăn nấu, và bị hấp thụ bởi thức ăn, từ đó làm nóng thức ăn. Percy Lebaron Spencer là người đầu tiên phát minh ra lò viba * Sóng viba chủ yếu được dùng trong lò vi sóng T-rays: Định nghĩa Lịch sử phát hiện Ứng dụng T-rays (tia T) được biết đến như là bức xạ viễn- hồng ngoại, nằm trong vùng phạm vi điện từ 300 gigahertz (3x10¹¹ Hz) và 3 terahertz (3x10¹² Hz), nằm trong dải sóng 1 millimeter và 100 micrometer. Tia T được phát hiện cách đây  một thế kỷ, nhưng mới được phát triển thành một kỹ thuật có thể sử dụng được trong vài năm gần đây. Giáo sư Xi-Cheng Zhang thuộc Viện Kỹ thuật Rensselaer ở New York được xem là cha đẻ của tia T. Tia T ban đầu được giới nghiên cứu thiên văn học khám phá và sử dụng để quan sát các vì sao và thiên hà và phải đến năm 1995 thì tia T mới được tạo ra trong phòng thí nghiệm. 1.Tia T cho phép nhìn xuyên vật thể: để có thể phát hiện ra các chất nguy hiểm trong các bưu kiện hoặc được che giấu. Tia T có khả năng trở thành một lọai vũ khí mới rất mạnh trong cuộc chiến chống tội ác và cũng có thể chiếu xuyên qua thời tiết xấu, bụi bặm hoặc khói tốt hơn tia hồng ngọai hoặc các hệ thống dò tìm khác. Tia T có năng lượng thấp, cho nên có thể được dùng an toàn đối với người, không giống như tia X. Do khả năng thâm nhập nông cạn vào cơ thể con người, tia T sẽ có thể được dùng để scan lớp biểu bì hoặc, nhờ ống thông, scan ruột và các cơ phận khác để dò tìm những dấu hiệu của ung thư 2. T-rays scanner Infrared: Định nghĩa Lịch sử phát hiện Ứng dụng Là bức xạ điện từ có bước sóng dài hơn ánh sáng khả kiến nhưng ngắn hơn tia bức xạ vi ba. "hồng ngoại" có nghĩa là "dưới mức đỏ. Được phân chia thành ba vùng theo bước sóng, trong khoảng từ 700 nanômét tới 1 milimét: cận hồng ngoại, hồng ngoại trung bình và nhiệt hồng ngoại. Vào năm 1800, nhà Thiên văn học, Sir William Herschel đã khám phá ra một loại tia không nhìn thấy được nằm ngoài vùng màu đỏ của ánh sáng khả kiến được ông gọi là calorific ray. Ngày nay được gọi là tia hồng ngoại. 1. Tia hồng ngoại được dùng trong y học: Tia hồng ngoại chiếu vào cơ thể giúp phá hủy các tế bào và các mô bị tổn thương. Ngoài ra tia hồng ngoại còn có thể giúp chuẩn đoán bệnh. 2. Kính nhìn đêm Để biến ánh sáng hồng ngoại (mắt thường không nhìn thấy được) thành ảnh mà con người có thể nhìn thấy rõ, kính nhìn đêm sử dụng kỹ thuật tăng cường ảnh (image enhancement) hoặc kỹ thuật chụp ảnh nhiệt (thermal imaging).  Ultraviolet: Định nghĩa Lịch sử phát hiện Ứng dụng Tia tử ngoại là bức xạ có bước sóng từ 10-8m đến 10-7 m và tần số từ 3000THz đến 3.1016Hz. Năm 1801, Johann Wilhelm Ritter nhờ vào các phản ứng hóa học đã khám phá ra một loại ánh sáng nằm ngoài vùng màu tím của quang phổ mặt trời. Ngày nay, tia này được gọi là tia tử ngoại. Để khắc phục tình trạng các kháng thể đơn dòng (được xem là vũ khí hữu hiệu để tiêu diệt ung thư) có thể tấn công cả những tế bào lành mạnh, người ta đã sử dụng ánh sáng tia cực tím (ultraviolet) để kiểm soát hoạt động của các loại thuốc có nguồn gốc từ kháng thể. 1. Dùng trong điều trị ung thư: Các loại virus, vi khuẩn trong nguồn nước là thủ phạm chính gây ra 85% các bênh nhi khoa và 65% bênh tật của người lớn. Rất may là hầu hết các loại virus, vi khuẩn đều có thể dễ dàng bị tia cực tím (UV) tiêu diệt Tia cực tím ở một tần số nhất định có thể diệt 99,99% vi khuẩn nhưng không loại bỏ bất kỳ tạp chất gì có trong nước. Phương pháp này sử dụng điện và thường được ứng dụng ở công đoạn cuối cùng của hệ thống lọc nước. Khác với đun sôi, phương pháp này tiết kiệm điện và nhanh hơn nhiều. Đây là phưong pháp xử lý an toàn nếu kết hợp thêm với loại lọc than hoạt tính. 2. Tiệt trùng diệt khuẩn: X-rays: Định nghĩa Lịch sử phát hiện Ứng dụng Tia X hay quang tuyến X hay X quang là một sóng điện từ có bước sóng trong khoảng 10 nanômét đến 100 picômét (tức là tần số từ 30 PHz đến 3EHz). Tháng 11/1895, Wilhelm C. Röntgen phát hiện ra tia X. Tháng 12/1895, ông chụp bàn tay của vợ mình. Đó là “bản chụp hình xương người đầu tiên trong lịch sử y học”. Tia X được sử dụng nhiều nhất để chiếu điện, chụp điện, để chẩn đoán bệnh hoặc tìm chỗ xương gãy, mảnh kim loại trong người…, để chữa bệnh. 1. Dùng trong y học: Tia X năng lượng cao dùng trong quá trình chế tạo và nghiên cứu động cơ, giúp nâng cao độ bền, giảm trọng lượng và tiết kiệm nhiên liệu. Tia X giúp các kỹ sư tìm ra những điểm cục bộ có độ mềm không mong muốn trong khối máy nhôm đúc, chủ yếu do quá trình làm lạnh có tốc độ hạ nhiệt không ổn định. 2. Dùng trong chế tạo động cơ Gamma rays: Định nghĩa Ứng dụng Tia gamma có bước sóng vào khoảng 10-14 m đến 10-10 m. Sự khác nhau giữa bức xạ gamma và tia X là ở nguồn gốc: bức xạ gamma phát ra từ trong hạt nhân nguyên tử, còn tia X sinh ra ở ngoài nhân. 1. Dao gamma: là phương tiện phẫu thuật bằng bức xạ gamma tập trung, định vị ba chiều, cho phép xác định chính xác và điều trị các khối u hoặc các khối dị dạng động tĩnh mạch chỉ bằng một lần phẫu thuật trong điều kiện gây tê cục bộ. Glast sẽ rọi ánh sáng vào một số những hoạt động mãnh liệt nhất trong vũ trụ, làm thoát ra năng lượng khổng lồ dưới dạng các tia Gamma. Nó có thể quét bầu trời với những vụ nổ vũ trụ khối lượng lớn,những lỗ đen khổng lồ và những ngôi sao trung hòa điện tử 2.Kính viễn vọng tia gamma Chân thành cảm ơn thầy và các bạn đã quan tâm theo dõi!