V této úvodní kapitole se pokusíme nastínit některé metodologické aspekty stavby fyziky a jejího začlenění do kontextu ostatní přírodovědy a vědeckého poznání vůbec. Tyto metodologické poznámky mohou být zajímavé např. pro studenty a zájemce nefyzikálních profesí, kteří si chtějí udělat ucelený obraz o fyzikálních aspektech zkoumání přírody.
Když elektromagnetická vlna prochází materiálem, elektrony atomech
a molekulách působí elektrické magnetické síly, pod jejichž vlivem pohybují.
Elektro-mechanické, elektro-termické, elektro-chemické, elektro-optické jevy
Vzájemné elektromagnetické interakce atomů molekul jejich interakce vnějším elektrickým magnetickým polem jsou
příčinou řady dalších souvisejících jevů pomezí elektřiny mechaniky, termiky, chemie, optiky, biofyziky. naopak
vznik tepelných gradientů při průchodu elektrického proudu.RNDr. Huygensova zákona vlnění pak plyne,
že rozhraní dvou optických materiálů různou rychlostí šíření vln bude docházet změně
směru šíření lomu světla podle Snellova zákona sinα/sinβ c1/c2 kde index lomu dán
právě permitivou permeabilitou √εµ.
Je třeba uvědomit, rozměry atomů látky jsou podstatně menší (asi řády) než vlnová
délka viditelného světla. materiály volně se
pohybujícími elektrony, jako jsou kovy). Pokud zářivá energie absorbovaná elektronem valenční pásu, může dojít jeho přeskoku
do vodivostního pásu vnitřní fotoelektrický jev, čímž vzniknou volné nosiče elektrického náboje nastane (či
http://astronuklfyzika. růstem energie fotonů, začíná již
interakce jednotlivými atomy molekulami látky postupně mizí zákonitosti geometrické optiky.htm (44 58) [15.
♦ Termoelektrický jev vznik elektrického napětí proudu při zahřátí materiálů různou teplotu. naopak, přiložíme-li protilehlým stěnám krystalu elektrody opačnými náboji, krystal se
v tomto směru nepatrně zdeformuje (elektrostrikce). Příčinou těchto jevů tepelný pohyb difúze
volných nositelů elektrického náboje. Při
dopadu elektromagnetického vlnění látku dochází interakci atomy elektrony valenčním nebo
vodivostním pásu. Těmito pohyby předává část energie vlny, což ovlivní vlastnosti vlny její šíření. Tyto prosté zákonitosti jsou však
na mikroskopické úrovni důsledkem podstatně komplikovanějších interakcí elektromagnetického vlnění
s atomy molekulami látky. Optické jevy lomu odrazu světla jsou makroskopické
úrovni popsány jednoduchými zákony geometrické optiky. křemene) způsobují vznik opačných nábojů
na stěnách těchto krystalů.
Můžeme vyjmenovat např. Taková elekromagnetická vlna proto "nevidí" jednotlivé atomy molekuly,
ale interaguje "kolektivní" odezvou milionů atomů nebo molekul. Obdobný elektrický účinek nastává při ohřívání krystalů
- pyroelektrický jev. Reakcí na
elektrickou složku vlny kmitavý pohyb elektronů materiálu, magnetické pole vyvolává kruhový
pohyb.
♦ Fotoelektrický jev emise elektronů změna elektrických vlastností látky při ozařování světlem. Vojtěch Ullmann: Jaderná radiační fyzika
Jak bylo shora uvedeno části "Elektromagnetické pole záření", světlo elektromagnetické vlnění o
krátké vlnové délce (cca 360-750nm).
Při zkracování vlnové délky elektromagnetického vlnění, tj. makroskopického hlediska lze proto
odezvu materiálu takto "dlouhé" elektromagnetické vlny popsat dvěma standardními parametry
známými nauky elektřině magnetismu:
- elektrickou permitivitou charakterizující polarizační odezvu elektrické pole;
- magnetickou permeabilitou která vyjadřuje reakci obíhajících elektronů (tvořících
elementární "proudové smyčky") magnetické pole. téhož Huygensova zákona plyne zákon odrazu od
prostředí, jehož nitra nemohou elektromagnetické vlny proniknout (což jsou např.10.cz/JadRadFyzika.2008 12:13:17]
. Při absorbci této energie slabě vázaným elektronem vodivostním pásu může dojít jeho fotoemisi
- vnější fotoelektrický jev.:
♦ Piezoelektrický jev mechanické deformace některých krystalů (např. Patří sem Thomsonův jev vodiči, němž teplotní gradient, nebo Seebeckův
a Peltierův jev rozhraní dvou vodičů různou Fermiho hladinou, kdy vzniká kontaktní potenciál.
Pro oblast měkčího X-záření uplatňují efekty difrakce krystalové mřížce látky, pro tvrdší záření X
a záření již žádné optické jevy odrazu lomu neprojevují, toto ionizující záření tvrdě interaguje
s jednotlivými atomy prostřednictvím fotoefektu, Comptonova rozptylu tvorby elektron-pozitronových
párů (viz §1.
♦ Magnetostrikce změna délkových rozměrů objemu způsobená zmagnetováním feromagnrtických látek.6 "Ionizující záření", pasáž "Interakce záření gama").
Většina materiálů kladné Pokud jedná dielektrické prostředí průzračné pro vlnění
příslušné vlnové délky, bude rychlost šíření vlnění c´= 1/√εµ
