APZPAT51 Fyzikální metody měření veličin v životním prostředí II

Fyzikální ústav v Opavě
zima 2023
Rozsah
2/2/0. 5 kr. Ukončení: zk.
Vyučující
RNDr. Daniel Charbulák, Ph.D. (přednášející)
RNDr. Daniel Charbulák, Ph.D. (cvičící)
Garance
RNDr. Daniel Charbulák, Ph.D.
Fyzikální ústav v Opavě
Rozvrh
Út 9:45–11:20 B1
  • Rozvrh seminárních/paralelních skupin:
APZPAT51/A: Čt 13:55–15:30 404, D. Charbulák
Předpoklady
(FAKULTA(FU) && TYP_STUDIA(B))
Úspěšné absolvování předmětu "Fyzikální metody měření veličin v životním prostředí I"
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Předmět poskytne posluchačům základní fyzikální znalosti v oblasti fyzikálních veličin determinujících životní prostředí a měřících metod a principů měření aplikovatelných na jejich měření. Tato část II zahrnuje fyzikální teorii, fyzikální metody a principy měření, které jsou relevantní pro problematiku měření neionizujícího záření. Důraz je kladen na fyzikální podstatu problému a aplikaci fyzikální teorie na oblasti měření neionizujícího záření a ochrany před nepříznivými účinky tohoto záření.
Výstupy z učení
Student bude schopen definovat fyzikální veličinu charakterizující daný druh EM záření, popsat měřicí metodu a vysvětlit fyzikální podstatu problému.
Osnova
  • 1. Neionizující a ionizující záření. Vymezení zdrojů záření (přirozené, umělé), částicová a vlnová teorie světla (záření), kvantová podstata záření. Základy teorie pole. Neionizující pole a záření, elektrické a magnetické pole - fyzikální veličiny, jednotná teorie elektromagnetického pole EMP - Maxwellovy rovnice, jednotná teorie elektroslabých sil. Energetické účinky EMP – Poytingův vektor. EMP a jeho spektrum, rozdělení podle vlnových délek (kmitočtů).

  • 2. Optické záření. Oblast viditelného světla VIS a okrajové části spektra, ultrafialové UV a infračervené IR záření. Monochromatické záření a problematika záření laserů.

  • 3. Fyziologie vidění. Světlo jako specifická část EMP. Oko a jeho anatomie. Oční nerv a vnímání světelného záření. Terminologie a základní jednotky v osvětlování. Viditelnost předmětu, kontrast, oslnění, zraková únava. Polarizace záření. Akutní poškození oka zdroji záření značné intenzity (lasery II, IV tř.) a zdroji se širokým spektrem (UV a RTG).

  • 4. Vliv světla a osvětlení na biologické systémy. Vliv na člověka a jeho biologické rytmy. Denní a umělé osvětlení, podmínky vidění pro různé zrakové úkoly. Kruihofův diagram světelné pohody, teplota světelného zdroje, barevné podání. Požadavky na denní, umělé a smíšené osvětlení pracovišť. Hygienická minima. Deficit světla syndrom SAD. Vliv okrajových části viditelného spektra ultrafialové a infrafialové záření.

  • 5. Problematika měření optického VIS záření a jeho okrajových spekter IR a UV. Měření expozice osob neionizujícím zářením od technologických zdrojů s frekvencí 3.10EE11 až 1,7.10EE15 Hz. Intenzita světla, hustota zářivého toku, měření UV záření, dávka záření, měření v užších pásmech IR spektra, měření parametrů záření laserů. Hodnocení expozice záření a ochrana zdraví před jeho nepříznivými účinky.

  • 6. Umělé zdroje EMP a zdravotní rizika. NF a VF zdroje. Vymezení oblasti průmyslových kmitočtů a rádiových vln a jejich specifika šíření EMP. Přehled zdrojů EMG ve vztahu ke znečišťování prostředí EMP (elektro smog). Biologické účinky EMP. Měrný absorbovaný výkon, jednotka SAR, expozice EMP, hloubka vniku. Problematika vysílačů KV, VKV a GSM - mobilních telefonů. Působení EMP velkého výkonu na biologický systém. EM impuls (zbraňové systémy). Úraz elektrickou energií.

  • 7. Problematika měření EMP. Monitorovací přijímače a analyzátory spektra. Osobní dozimetry EMP. Hodnocení expozice působení EMP a ochrana zdraví před jeho nepříznivými účinky, hygienické normy.

Literatura
    povinná literatura
  • Svačina, J.: Elektromagnetická kompatibilita. Brno, 2001.
  • Vala M.: Fyzikální metody a principy měření veličin I. Opava, 2008.
  • Vala M.: Fyzikální metody a principy měření veličin II. Opava, 2008.
    doporučená literatura
  • Main I. G.: Kmity a vlny ve fyzice. Academia, Praha, 1990.
  • König H.: Neviditelná hrozba?. Praha, 2002. ISBN 80-86167-15-1.
Výukové metody
Přednášky Demonstrace, projekce Cvičení Diskuse Individuální konzultace
Metody hodnocení
Účast na cvičeních min. 75%, vypracování zadané seminární práce.
Další komentáře
Předmět je vyučován každoročně.
Předmět je zařazen také v obdobích zima 2020, zima 2021, zima 2022, zima 2024.