﻿<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<!--ce kaj ni jasno me najdes na 041 905 576 ali skype: eludnasud@gmail.com-->
<fizika>
	<tema naslov="Uvod" ><!--meni na levi strani-->
			<VideoSlika podnaslov='06_2_2_1.jpg'></VideoSlika><!--poimenuje se samo slika ki se nahaja v folderju slike ali video-->
			<VideoSlika podnaslov='06_2_2_1.swf'></VideoSlika>
			<NizjiNivo><!--spodni text-->
				<![CDATA[Elektromagnetno valovanje je pojav pri katerem se nihajoče električno in magnetno polje izvira valovanja ločita in se sama od sebe gibljeta skozi prostor. 
Teoretično je elektromagnetno valovanje utemeljil J. C. Maxwell (1864).Na osnovi enačb za električno in magnetno polje je dokazal, da se električna motnja skozi prazen prostor širi s hitrostjo enaki hitrosti svetlobe. Zato je domneval, da je tudi svetloba elektromagnetno valovanje.
Elektromagnetno valovanje je s poskusi proučeval H. Hertz (1887). Valovanja v območju radijskih valov, ki jih je oddajal električni nihajni krog, je odkrival z drugim, sprejemnim nihajnim krogom, uglašenim na isto frekvenco. S pomočjo stoječega valovanja je z merjenjem razdalje med vozli določal valovno dolžino. Z poznano frekvenco nihajnega kroga in izmerjeno valovno dolžino je izračunal hitrost valovanja in tako preveril teoretično vrednost.]]>
			</NizjiNivo>
		</tema>
		
		
		<tema naslov="Nastanek in širjenje radijskih valov"><!--meni na levi strani--> 
			<VideoSlika podnaslov='2_3_1a.png' v_s_name='Oscilator1'></VideoSlika>
			<VideoSlika podnaslov='2_3_1b.png' v_s_name='Oscilator2'></VideoSlika>
			<VideoSlika podnaslov='2_3_1c.png' v_s_name='Oscilator3'></VideoSlika>
			<NizjiNivo><!--spodni text-->
				<![CDATA[V električnem nihajnem krogu niha električni naboj z določeno frekvenco. V bližino nihajnega kroga položimo ravno kovinsko palico – dipolno anteno. Pri izbrani dolžini dipolne antene tudi po njej niha električni naboj z enako frekvenco. Dipolni anteni rečemo tudi odprt nihajni krog. V neposredni bližini oddajne dipolne antene nastane močno spreminjajoče se električno in magnetno polje, ki se od dipolne antene razširjata v prostor. 
S sprejemno dipolno anteno, na sredi katere je žarnica, ugotavljamo smer električnega polja glede na orientacijo oddajne dipolne antene. 
Spreminjajoče električno polje okrog sprejemne dipolne antene povzroči nihanje električnega naboja v njej, zato žarnica sveti. V izbrani medsebojni oddaljenosti dipolnih anten žarnica sveti najmočneje, ko sta dipolni anteni vzporedni. 
Smer električnega polja ravnega elektromagnetnega valovanja je vzporedna z oddajno dipolno anteno. Pri medsebojni pravokotni legi dipolnih anten žarnica ne sveti. Elektromagnetno valovanje je polarizirano.
Smer spreminjajočega magnetnega polja ugotavljamo z krožno zanko, ki z žarnico in kondenzatorjem sestavljajo električnim nihajnim krog. Spreminjajoče magnetno polje skozi krožno zanko v nihajnem krogu inducira napetost, ki povzroči nihanje naboja nihajnem krogu, zato žarnica sveti. V izbrani oddaljenosti krožne zanke od oddajne dipolne antene žarnica sveti najmočneje, ko leži dipolna antena v ravnini krožne zanke. 
Smer magnetnega polja ravnega elektromagnetnega valovanja je prečna glede na smer oddajne dipolne antene.
Poskus kaže, da je pri ravnem elektromagnetnem valovanju smer električnega polja vzporedna z lego oddajna dipolne antene, smer magnetnega polja pa leži v ravnini, ki je na dipolno anteno pravokotna. 
Elektromagnetno valovanje ni enakomerno porazdeljeno po prostoru. Amplitudi jakosti električnega polja in gostote magnetnega polja sta največji v pravokotnih, radialnih smereh glede na oddajno dipolno anteno. Z oddaljenostjo se amplitudi manjšata.
<b>Primer:</b>
Dolžina dipolne antene l je 90 cm. Določimo frekvenco elektromagnetnega valovanja, ki ga dipolna antena oddaja. Nihanje elektronov v dipolni anteni je analogno stoječemu valovanju zvoka v zaprti piščali. Valovna dolžina elektromagnetnega valovanja je torej enaka dvojni dolžini dipolne antene.
<img src="slike/enacbe/02_3_1.png"> 
Frekvenca EM valovanja je 170 MHz.]]>
			</NizjiNivo>
			
				<kviz><!--prizkus znanja-->
				<!--vprasanje-->
				<![CDATA[Električno  polje EM valovanja, ki ga oddaja dipolna antena ima smer:]]>
				<odgovor pravilen="true"><!--ali je odgovor pravilen povemo v odgovor tagu pod pravilen atributom-->
					<![CDATA[vzporedno z dipolno anteno]]><!--dodamo mozen odgovor-->
				</odgovor>
				<odgovor pravilen="false">
					<![CDATA[prečno na dipolno anteno]]>
				</odgovor>
				<odgovor pravilen="false">
					<![CDATA[širjenja valovanja]]>
				</odgovor>
			</kviz>
		
			<kviz><!--prizkus znanja-->
				<!--vprasanje-->
				<![CDATA[Radijski oddajnik pri Domžalah oddaja valove z valovno dolžino 918 kHz. Kako visoka je enopolna oddajna antena (drugi pol predstavlja Zemlja)]]>
				<odgovor pravilen="false"><!--ali je odgovor pravilen povemo v odgovor tagu pod pravilen atributom-->
					<![CDATA[41 m]]><!--dodamo mozen odgovor-->
				</odgovor>
				<odgovor pravilen="true">
					<![CDATA[82 m]]>
				</odgovor>
				<odgovor pravilen="false">
					<![CDATA[164 m]]>
				</odgovor>
			</kviz>
		</tema>	
		
		
		
		<tema naslov="Vrste EM valovanja"><!--meni na levi strani-->
			<VideoSlika podnaslov='02_3_2a.flv' v_s_name='Video4'></VideoSlika><!--poimenuje se samo slika ki se nahaja v folderju slike ali video-->
			<VideoSlika podnaslov='02_3_2b.flv' v_s_name='Video4'></VideoSlika>
			<VideoSlika podnaslov='02_3_2c.flv' v_s_name='Video4'></VideoSlika>
			<NizjiNivo><!--spodni text-->
				<![CDATA[Porazdelitvi elektromagnetnih valov glede na valovne dolžine rečemo elektromagnetni spekter. Spekter elektromagnetnega valovanja se razteza od radijskih valov z valovno dolžino nekaj kilometrov vse do sevanja gama, katerega valovno dolžino lahko primerjamo z velikostjo jedra. Določene vrste valovanja predstavimo z raje valovnimi dolžinami, druge s raje frekvencami.
Območje elektromagnetnega valovanja, ki ga uporabljamo za prenos informacij in v komunikacijski tehniki delimo na radijske valove s frekvencami od 30 kHz do 300 MHz (valovne dolžine od 10 km do 1,0 m) in mikrovalove s frekvencami od 300 MHz do 300 GHz (valovne dolžine pod 1,0 m in nad 1,0 mm). Viri in sprejemniki valovanj so antene.
Svetloba kot elektromagnetno valovanje v širšem pomenu obstaja tudi izven meja vidnega dela spektra. Večje valovne dolžine od rdeče svetlobe imenujemo infrardeča svetloba in manjše valovne dolžine od vijolične barve ultravijolična svetloba. 
Elektromagnetno valovanje, ki ga oddaja telo le zaradi svoje temperature imenujemo toplotno sevanje. Energijski spekter sevanja vsebuje zvezno porazdelitev valovnih dolžin, valovno dolžino pri največjem izsevanem svetlobnem toku lahko določimo z Wienovim zakonom.
<b>Primer:</b>
Določimo valovno dolžino za največji izsevani toplotni tok iz našega telesa.
<img src="slike/enacbe/02_3_2a.png"><br /><br /> 
Valovna dolžina je enaka 9400 nm, kar je v infrardečem delu spektra.
Manjšo valovno dolžino od ultravijolične svetlobe ima rentgensko sevanje in sevanje gama.
Elektromagnetna valovanja lahko ločimo med seboj tudi glede njihovih učinkov. Običajno jih delimo v dva dela – ionizirajoča in neionizirajoča. Med ionizirajoča spadajo gama sevanje, rentgensko sevanje in delno ultravijolična svetloba. Energija tega valovanja je tolikšna, da lahko povzroča ionizacijo v snovi.]]>
			</NizjiNivo>
			
			
						<kviz><!--prizkus znanja-->
				<!--vprasanje-->
				<![CDATA[Katero frekvenčno območje uporablja mobilna telefonija]]>
				<odgovor pravilen="false"><!--ali je odgovor pravilen povemo v odgovor tagu pod pravilen atributom-->
					<![CDATA[30 MHz  -  300 MHz]]><!--dodamo mozen odgovor-->
				</odgovor>
				<odgovor pravilen="true">
					<![CDATA[300 MHz  -  3 GHz]]>
				</odgovor>
				<odgovor pravilen="false">
					<![CDATA[3 GHz  -  30 GHz]]>
				</odgovor>
			</kviz>
			
			
						<kviz><!--prizkus znanja-->
				<!--vprasanje-->
				<![CDATA[Gostota energijskega toka mobilnega telefona v bližini ušesa je 300 W/m2. Za koliko meniš, da se poviša temperatura  glave do globine 3 cm, pri komunikaciji, ki traja 6 minut?]]>
				<odgovor pravilen="true"><!--ali je odgovor pravilen povemo v odgovor tagu pod pravilen atributom-->
					<![CDATA[0,50<font face='GG Superscript'>0</font>C]]><!--dodamo mozen odgovor-->
				</odgovor>
				<odgovor pravilen="false">
					<![CDATA[0,05<font face='GG Superscript'>0</font>C]]>
				</odgovor>
				<odgovor pravilen="false">
					<![CDATA[0,005<font face='GG Superscript'>0</font>C]]>
				</odgovor>
			</kviz>
		</tema>	
		
		
		
		<tema naslov="Prenos informacij z EM valovanjem" ><!--meni na levi strani-->
			<VideoSlika podnaslov='02_3_3a.flv' v_s_name='Video1'></VideoSlika>
			<VideoSlika podnaslov='02_3_3b.flv' v_s_name='Video2'></VideoSlika>
			<VideoSlika podnaslov='02_3_3c.flv' v_s_name='Video3'></VideoSlika>
			<VideoSlika podnaslov='02_3_3d.flv' v_s_name='Video4'></VideoSlika>
			<NizjiNivo><!--spodni text-->
				<![CDATA[Elektromagnetna valovanja, s katerimi prenašamo zvočne ali slikovne informacije so sestavljena iz nosilnega vala, v katerega vtisnemo sporočilo z procesom modulacije. 
Pri amplitudni modulaciji (AM) se amplituda nosilnega valovanja spreminja v skladu s spreminjanjem amplitude signala sporočila. Pri prenosu zvočnega zapisa frekvence do 5,0 kHz s srednjimi radijskimi valovi je frekvenca nosilnega vala velikostnega reda 1,0 Mhz. Električni nihanji oscilatorja kot izvira nosilnega vala in nosilca zvočnega zapisa se v modulatorju seštejeta, modulirano valovanje se od oddajne antene širi po prostoru. 
Sestavljeno električno nihanje se iz sprejemne antene prenese v demodulator, kjer se nihanje nosilnega vala izloči, ostane le nihanje zvočnega zapisa. 
Pri širjenju po prostoru so amplitudno modulirani valovi občutljivi na električne in magnetne motnje v atmosferi. Da se motnjam izognemo, pri prenosu zvoka z ultrakratkimi radijskimi valovi (UKV) frekvence 100 MHz uporabljamo frekvenčno modulacijo (FM). Pri frekvenčni modulaciji se v taktu nihanja signala sporočila spreminja frekvenca nosilnega vala.
Zaradi moduliranja nihanje v oddajni anteni ni več sinusno. Okrog nosilne frekvence sta frekvenčna pasova električnih nihanj poslanega zvočnega zapisa. Pri UKV radijskem oddajniku je celotna širina frekvenčnega pasu 30 kHz (dve električni nihanji frekvence do 15 kHz). 
UKV radijsko območje frekvenc je od 86 do 107 MHz. Zaradi frekvenčnih pasov posameznega oddajnika je v tem območju teoretično možnih 700 oddajnikov, da se med seboj ne prekrivajo. Samo v Sloveniji je 120 UKV radijskih oddajnikov. Zaradi omejenega dosega se medsebojno zelo oddaljeni oddajniki ne motijo, čeprav imajo isto frekvenco nosilnega vala. 
<b>Primer:</b>
Sporočila, ki jih pošiljajo TV oddajniki so slike. Ocenimo frekvenčni pas nosilnega vala pri prenosu TV programa. 
Trije curki elektronov 25 krat v sekundi preletijo 800 krat 600 točk na ekranu, vsaka točka ima lahko 1000 odtenkov. Frekvenca prikaza slik je 210 MHz. Frekvenčni pas signala TV programa bi bil 210 MHz, kar je 10 krat več kot celotno UKV radijsko območje.
Za prenos TV programov so nosilni valovi v frekvenčnem območju od 300 MHz do 3 GHz. Dogovorjena frekvenčna širina v tem območju je 8,0 MHz, zato je potrebno pred prenosom slik njihove podatke o z ustreznimi algoritmi stisniti.]]>
			</NizjiNivo>
			
							<kviz><!--prizkus znanja-->
				<!--vprasanje-->
				<![CDATA[Zvok sirene intervencijskega vozila predstavlja:]]>
				<odgovor pravilen="false"><!--ali je odgovor pravilen povemo v odgovor tagu pod pravilen atributom-->
					<![CDATA[amplitudno modulacijo]]><!--dodamo mozen odgovor-->
				</odgovor>
				<odgovor pravilen="false">
					<![CDATA[frekvenčno modulacijo ]]>
				</odgovor>
				<odgovor pravilen="true">
					<![CDATA[amplitudno in frekvenčno modulacijo]]>
				</odgovor>
			</kviz>
			
							<kviz><!--prizkus znanja-->
				<!--vprasanje-->
				<![CDATA[Mobilne komunikacije uporabljajo frekvenčno območje:]]>
				<odgovor pravilen="false"><!--ali je odgovor pravilen povemo v odgovor tagu pod pravilen atributom-->
					<![CDATA[30 MHz – 300 MHz]]><!--dodamo mozen odgovor-->
				</odgovor>
				<odgovor pravilen="true">
					<![CDATA[300 MHz – 3 GHz]]>
				</odgovor>
				<odgovor pravilen="false">
					<![CDATA[3 GHz – 30 GHz]]>
				</odgovor>
			</kviz>
		</tema>	
		
		
		<tema naslov="Mikrovalovi" ><!--meni na levi strani-->
			<VideoSlika podnaslov='02_3_4a.flv' v_s_name='Video1'></VideoSlika>
			<VideoSlika podnaslov='02_3_4b.flv' v_s_name='Video1'></VideoSlika>
			<VideoSlika podnaslov='02_3_4c.flv' v_s_name='Video1'></VideoSlika>
			<VideoSlika podnaslov='02_3_4d.flv' v_s_name='Video1'></VideoSlika>
			<VideoSlika podnaslov='02_3_4e.flv' v_s_name='Video1'></VideoSlika>
			<NizjiNivo><!--spodni text-->
				<![CDATA[Mikrovalovi so elektromagnetno(EM) valovanje s frekvenco od 300 MHZ do 300 GHz, torej v območju med radijskimi valovi in infrardečo svetlobo. Valovne dolžine mikrovalov so torej v območju med metrom in milimetrom. Izvir valovanja predstavljajo specifično sestavljeni nihajni krogi ali polprevodniška vezja, ki ustvarjajo visokofrekvenčno nihanje elektronov v dipolni anteni. 
Mikrovalove uporabljamo za prenos informacij (TV, radio, GMS), pri navigacijskih sistemih, radarjih. V mikrovalovnih pečicah z njimi pripravljamo hrano
Oddajnik mikrovalov za izvajanje poskusov je dipolna antena, vgrajena v piramidni lijak – kovinski žaromet, s katerim so mikrovalovi usmerjeni v ozek prostorski kot.
<b>Odboj mikrovalov</b>
Oddajnik mikrovalov usmerimo proti kovinski plošči. S sprejemnikom ugotovimo se mikrovalovi od kovinske plošče odbijejo. Kovinska plošča je za mikrovalove zrcalo. Z merjenjem vpadnega in odbojnega kota ugotovimo, da sta kota enaka, velja odbojni zakon. 
Lastnost, da se mikrovalovi odbijajo od kovinskih teles, uporabljajo radarji. Za iskanje zelo oddaljenih kovinskih predmetov, kot so letala ali ladje, radar v ravnini vrtenja oddaja pulze mikrovalov. Iz razlike časov oddanega in prejetega pulza in hitrosti mikrovalov se izračuna razdalja do iskanega predmeta. 
Z radarjem lahko hitrost kovinskega telesa določimo z razliko frekvenc oddanega in po odboju od telesa prejetega valovanja. Delovanje radarja sloni na Dopplerjevem pojavu. Ko se sprejemnik valovanja – kovinsko telo giblje proti radarju s hitrostjo v, katerega oddajna antena niha s frekvenco ν<font face='GG Subscript'>0</font>, telo prejema valovanje s frekvenco ν<font face='GG Subscript'>1</font>.
Iz enačbe, ki podaja zvezo med frekvencama
<img src="slike/enacbe/02_3_4a.png"><br /><br /><br />dobimo za razliko frekvenc<br /><img src="slike/enacbe/02_3_4b.png"><br />
Kovinsko telo se ob odboju valovanja giblje, zato je celotna razlika frekvenc med prejetim in oddanim valovanjem radarja enaka <img src="slike/enacbe/02_3_4c.png"><br /><br />
Razlika frekvenc je sorazmerna z vzdolžno komponento hitrosti telesa glede na lego radarja.
<b>Primer:</b> 
Dopplerski merilnik hitrosti oddaja mikrovalove na frekvenci 34 GHz. Merilniku se približuje avto s hitrostjo 120 km/h. Določimo razliko frekvenc oddanih in prejetih mikrovalov.
<img src="slike/enacbe/02_3_4d.png"><br /><br />
Razlika frekvenc je 7,5 kHz.
Razliko frekvenc dobimo s pomočjo vsote nihanj oddajne in sprejemne dipolne antene. Vsota nihanj predstavlja utripanje, kjer je frekvenca utripanja ravno razlika frekvenc oddanega in prejetega valivanja. 
<b>Lom mikrovalov</b>
Oddajnik mikrovalov usmerimo proti prizmi iz umetne snovi – bakelita. Mikrovalovi pri širjenju skozi prizmo spremenijo smer, se lomijo. Umetna snov je za mikrovalove prozorna. Lom valovanja je posledica različnih hitrosti mikrovalov v zraku in umetni snovi. Izmerjeni kot odklova omogoča določiev hitrosti mikrovalov v umetni snovi.
<b>Primer:</b>
Ko je pri prizmi z lomečim kotom (γ) 60<font face='GG Subscript'>0</font> vpadni kot na prvi ploskvi 30<font face='GG Subscript'>0</font>, je izmerjeni kot odklona na drugi ploskvi pri prehodu mikrovalov enak 70<font face='GG Subscript'>0</font>. Ocenimo hitrosti mikrovalov v umetni snovi.
Kot odklona smeri mikrovalov ε je 40<font face='GG Subscript'>0</font>. 
Za oceno hitrosti mikrovalov v snovi uporabimo enačbo za optično prizmo:
<img src="slike/enacbe/02_3_4e.png"><br />
kjer je c<font face='GG Subscript'>0</font> hitrost EM valovanja zraku 3.108 m/s in cs iskana hitrost.
<img src="slike/enacbe/02_3_4f.png"><br />
Ko vstavimo v enačbo vrednosti za kote (v radianih!), dobimo za razmerje hitrosti vrednost 1,7. Hitrost mikrovalov v snovi je 1,8.108 m/s
Stoječe valovanje mikrovalov
Oddajnik mikrovalov usmerimo pravokotno na kovinsko ploščo. Plošča valovanje odbije, med ploščo in oddajnikom valovanja nastane stoječe EM valovanje. Z dipolno anteno ugotavljamo, na katerih mestih se nihajoče se električno polje prvotnega in odbitega valovanja ojači – hrbti stoječega valovanja in na katerih mestih oslabi. Razdalja med sosednjima vozloma stoječega valovanja je enaka polovici valovne dolžine.
<b>Primer:</b> Razdalja med petimi vozli stoječega valovanja je 6,6 cm. Valovna dolžina mikrovalov je 3,3 cm.
<b>Uklon mikrovalov</b>
Oddajnik mikrovalov usmerimo proti kovinskima ploščama, med katerima je reža. V prostoru za ploščama s sprejemnikom mikrovalov ugotavljamo navzočnost mikrovalov. Z preučevanjem smeri mikrovalov za ploščama ugotovimo, da je reža oddajnik mikrovalov. Pri prehodu mikrovalov skozi režo v kovinski oviri pride do uklona valovanja.
<b>Interferenca mikrovalov</b>
Oddajnik mikrovalov usmerimo proti kovinskima ploščama, med katerima sta dve vzporedni reži. V prostoru za ploščama s sprejemnikom mikrovalov ugotavljamo navzočnost mikrovalov. Ugotovimo, da je v določenih smereh od rež kot oddajnika mikrovalov za ploščama sprejemnik prejema valovanje, med njimi pa so smeri kjer valovanja ni. Pri prehodu mikrovalov skozi reži v kovinski oviri pride do interference valovanj. valo
<b>Primer:</b> Pri opazovanju interference mikrovalov je razdalja med režama 7,0 cm, kot smeri prve ojačitve je 25<font face='GG Subscript'>0</font>. Določimo valovno dolžino in frekvenco mikrovalov.
<img src="slike/enacbe/02_3_4g.png"><br /> 
Valovna dolžina mikrovalov je 3,0 cm, frekvenca pa 10GHz.
<b>Polarizacija</b> 
EM valovanje, ki ga oddaja dipolna antena je polarizirano. Preverimo to lastnost pri mikrovalovih. Med oddajnik in sprejemnik mikrovalov vtaknemo kovinsko rešetko in jo vrtimo. V legi, ko je rešetka pravokotna dipolni anteni oddajnika, rešetka ne moti sprejema mikrovalov. Ko rešetko zavrtimo za četrt obrata, da je rešetka vzporedna z anteno oddajnka, sprejemnik mikrovalov ne registrira več. V tej legi rešetke potujoče električno polje oslabi, ker se v njenih palicah inducira napetost.]]>
			</NizjiNivo>
			<kviz><!--prizkus znanja-->
				<!--vprasanje-->
				<![CDATA[Radar oddaja signale v pulzih. Časovni interval med oddanim in prejetim odbitim signalom od kovinskega predmeta je 0,5 ms. Kako daleč je predmet od radarja?]]>
				<odgovor pravilen="false"><!--ali je odgovor pravilen povemo v odgovor tagu pod pravilen atributom-->
					<![CDATA[180 km]]><!--dodamo mozen odgovor-->
				</odgovor>
				<odgovor pravilen="false">
					<![CDATA[120 km]]>
				</odgovor>
				<odgovor pravilen="true">
					<![CDATA[90 km]]>
				</odgovor>
			</kviz>
			<kviz>
			<![CDATA[Valovna dolžina mikrovalov v mikrovalovni pečici je 1,2 dm. Kolika je frekvenca mikrovalov?]]>
				<odgovor pravilen="false"><!--ali je odgovor pravilen povemo v odgovor tagu pod pravilen atributom-->
					<![CDATA[250 MHz]]><!--dodamo mozen odgovor-->
				</odgovor>
				<odgovor pravilen="false">
					<![CDATA[2,5 GHz]]>
				</odgovor>
				<odgovor pravilen="true">
					<![CDATA[25 GHz]]>
				</odgovor>
			</kviz>
		</tema>	
</fizika>