Onunla ilişkili dalganın dalga boyu veya frekansı, yalnızca dalgayı değil, aynı zamanda elektromanyetik alanın kuantum özelliklerini de karakterize eder. Buna göre, birinci durumda, elektromanyetik dalga bu derste incelenen klasik yasalarla açıklanmaktadır.
Elektromanyetik dalgaların spektrumu kavramını düşünün. Elektromanyetik dalgaların spektrumu, doğada var olan elektromanyetik dalgaların frekans bandıdır.
Artan frekans sırasına göre elektromanyetik radyasyonun spektrumu:
anten
1) Düşük frekanslı dalgalar(λ>);
2) Radyo dalgaları();
Atom
3) Kızılötesi(m);
4) Işık emisyonu ();
5) X-ışını radyasyonu ();
atom çekirdeği
6) Gama radyasyonu (λ).
Elektromanyetik spektrumun farklı bölümleri, spektrumun bir veya başka bir bölümüne ait dalgaları yayma ve alma biçimleri bakımından farklılık gösterir. Bu sebeple aralarında çeşitli siteler Elektromanyetik spektrumda keskin sınırlar yoktur, ancak her aralık kendi özelliklerine ve doğrusal ölçeklerin oranlarıyla belirlenen kendi yasalarının yaygınlığına göre belirlenir.
Radyo dalgaları klasik elektrodinamik tarafından incelenir. Kızılötesi ışık ve ultraviyole radyasyon hem klasik optik hem de kuantum fiziği tarafından incelenir. X-ışını ve gama radyasyonu kuantum ve nükleer fizikte incelenir.
Kızılötesi radyasyon
Kızılötesi radyasyon, spektrumun görünür bölgesinin kırmızı kısmına doğrudan bitişik olan ve çoğu nesneyi ısıtma yeteneğine sahip olan güneş radyasyonu spektrumunun bir parçasıdır. İnsan gözü tayfın bu bölümünü göremez, ancak sıcaklığı hissedebiliriz. Bildiğiniz gibi, sıcaklığı (-273) santigrat dereceyi aşan herhangi bir nesne ışıma yapar ve radyasyonunun spektrumu yalnızca sıcaklığı ve yayma gücü ile belirlenir. Kızılötesi radyasyonun iki özelliği vardır. önemli özellikler: radyasyonun dalga boyu (frekansı) ve yoğunluğu. Elektromanyetik spektrumun bu kısmı, 1 milimetreden sekiz bin atomik çapa (yaklaşık 800 nm) kadar dalga boyuna sahip radyasyonu içerir.Kızılötesi ışınlar, x-ışınları, ultraviyole veya mikrodalgaların aksine insan vücudu için kesinlikle güvenlidir. Bazı hayvanlar (örneğin, oyuk engerekler), vücudundan gelen kızılötesi radyasyonla sıcak kanlı avın yerini belirlemelerine izin veren duyu organlarına bile sahiptir.
açılış
Kızılötesi radyasyon, 1800 yılında, kırmızı ışık sınırının ötesinde bir prizma ile elde edilen Güneş spektrumunda (yani, spektrumun görünmez kısmında), termometrenin sıcaklığının yükseldiğini keşfeden İngiliz bilim adamı W. Herschel tarafından keşfedildi. (Şek. 1). 19. yüzyılda kızılötesi radyasyonun optik yasalarına uyduğu ve bu nedenle görünür ışıkla aynı doğaya sahip olduğu kanıtlanmıştır.Başvuru
Kızılötesi ışınlar, doktorların yanan kömür, ocak, ısıtılmış demir, kum, tuz, kil vb. kullandığı eski çağlardan beri hastalıkların tedavisi için kullanılmaktadır. donma, ülser, karbunkül, morluk, bere vs.'yi iyileştirmek için Hipokrat, yaraları, ülserleri, soğuk yaralanmalarını vb. tedavi etmek için nasıl kullanıldıklarını anlattı. 1894 yılında Kellogg elektrikli akkor lambaları terapiye soktu ve ardından kızılötesi ışınlar hastalıklarda başarıyla uygulandı. lenf sistemi, eklemler, göğüs(plörezi), organlar karın boşluğu(enterit, kramplar vb), karaciğer ve safra kesesi.Kızılötesi spektrumda, insan vücudu üzerinde gerçekten benzersiz bir yararlı etkiye sahip olan, yaklaşık 7 ila 14 mikron dalga boyuna sahip bir bölge (kızılötesi aralığın uzun dalga boyu kısmı olarak adlandırılır) vardır. Kızılötesi radyasyonun bu kısmı, maksimum yaklaşık 10 mikron dalga boyunda insan vücudunun radyasyonuna karşılık gelir. Bu nedenle, vücudumuz bu tür dalga boylarına sahip herhangi bir dış radyasyonu “kendimiz” olarak algılar. soba ve her kişi yararlı etkilerini test etmiş olmalıdır.
Kızılötesi diyotlar ve fotodiyotlar, uzaktan kumandalarda, otomasyon sistemlerinde, güvenlik sistemlerinde, bazılarında yaygın olarak kullanılmaktadır. cep telefonları vb. Kızılötesi ışınlar, görünmez olmaları nedeniyle bir kişinin dikkatini dağıtmaz.
Kızılötesi yayıcılar, endüstride boya yüzeylerini kurutmak için kullanılır. Kızılötesi kurutma yöntemi, geleneksel konveksiyon yöntemine göre önemli avantajlara sahiptir. Her şeyden önce, bu elbette ekonomik bir etkidir. Kızılötesi kurutma ile harcanan hız ve enerji, geleneksel yöntemlere göre daha azdır.
Kızılötesi dedektörler, kurtarma hizmetleri tarafından yaygın olarak kullanılmaktadır, örneğin, depremler veya diğer olaylardan sonra moloz altında yaşayan insanları tespit etmek için. doğal afetler ve insan yapımı felaketler.
pozitif yan etki sterilizasyon da öyle Gıda Ürünleri, boya kaplı yüzeylerin korozyona karşı direncini arttırır.
Gıda endüstrisinde kızılötesi radyasyon kullanımının bir özelliği, bir elektromanyetik dalganın tahıl, tahıllar, un vb. gibi kılcal gözenekli ürünlere 7 mm derinliğe kadar nüfuz etme olasılığıdır. Bu değer, yüzeyin doğasına, yapısına, malzemenin özelliklerine ve radyasyonun frekans tepkisine bağlıdır. Belirli bir frekans aralığındaki bir elektromanyetik dalga, ürün üzerinde yalnızca termal değil, aynı zamanda biyolojik bir etkiye de sahiptir, biyolojik polimerlerdeki (nişasta, protein, lipitler) biyokimyasal dönüşümleri hızlandırmaya yardımcı olur.
Ultraviyole ışınlar
Ultraviyole ışınları Elektromanyetik radyasyon birkaç binden birkaç atomik çapa (400-10 nm) kadar bir dalga boyuna sahip. Spektrumun bu bölümünde radyasyon, canlı organizmaların yaşamsal faaliyetlerini etkilemeye başlar. Örneğin güneş spektrumundaki yumuşak ultraviyole ışınları (tayfın görünür kısmına yaklaşan dalga boyları ile), orta dozlarda bronzlaşmaya ve aşırı derecede ciddi yanıklara neden olur. Sert (kısa dalga boylu) ultraviyole radyasyon biyolojik hücreler için zararlıdır ve bu nedenle tıpta cerrahi aletleri sterilize etmek için kullanılır ve tıbbi malzeme, yüzeylerindeki tüm mikroorganizmaları öldürür.Dünyadaki tüm yaşam, sert ultraviyole radyasyonun zararlı etkilerinden, sertliğin çoğunu emen dünya atmosferinin ozon tabakası tarafından korunur. ultraviyole ışınlar güneş radyasyonu spektrumunda. Bu doğal kalkan olmasaydı, Dünya'daki yaşam okyanusların sularından karaya pek gelmezdi. Bununla birlikte, koruyucu ozon tabakasına rağmen, sert ultraviyole ışınların bir kısmı Dünya yüzeyine ulaşır ve özellikle doğal olarak solgunluğa eğilimli ve güneşte iyi bronzlaşmayan kişilerde cilt kanserine neden olabilir.
keşif geçmişi
Kızılötesi radyasyonun keşfinden kısa bir süre sonra, Alman fizikçi Johann Wilhelm Ritter, spektrumun karşı ucunda, dalga boyundan daha kısa olan radyasyon aramaya başladı. mor. 1801'de, ışığın etkisi altında ayrışan gümüş klorürün, spektrumun mor bölgesinin dışındaki görünmez radyasyonun etkisi altında daha hızlı ayrıştığını keşfetti. O zamanlar, Ritter de dahil olmak üzere birçok bilim adamı, ışığın üç ayrı bileşenden oluştuğu konusunda hemfikirdi: oksitleyici veya termal (kızılötesi) bileşen, aydınlatıcı bileşen (görünür ışık) ve indirgeyici (ultraviyole) bileşen. O zamanlar ultraviyole radyasyona "aktinik radyasyon" da deniyordu.Başvuru
Ultraviyole kuantum enerjisi, biyolojik molekülleri, özellikle DNA ve proteinleri yok etmek için yeterlidir. Mikropları yok etme yöntemlerinden biri de budur.Ciltte güneş yanığına neden olur ve D vitamini üretimi için gereklidir. Ancak aşırı maruz kalma cilt kanseri gelişimi ile doludur. UV ışınları göze zararlıdır. Bu nedenle suda ve özellikle dağlarda karda mutlaka gözlük takılmalıdır.
Belgeleri sahteciliğe karşı korumak için genellikle yalnızca UV ışık koşullarında görülebilen UV etiketleri bulunur. Çoğu pasaport ve çeşitli ülkelerin banknotları, ultraviyole ışıkta parlayan boya veya iplik şeklinde güvenlik unsurları içerir.
Birçok mineral, ultraviyole radyasyonla aydınlatıldığında görünür ışık yaymaya başlayan maddeler içerir. Her safsızlık kendi yolunda parlar, bu da belirli bir mineralin bileşimini parlamanın doğasına göre belirlemeyi mümkün kılar.
röntgen radyasyonu
X-ışınları, foton enerjisi ultraviyole radyasyon ile gama radyasyonu arasındaki bir enerji ölçeğinde yer alan ve m) ile m arasındaki dalga boylarına karşılık gelen elektromanyetik dalgalardır.Fiş
X-ışınları, yüklü parçacıkların (esas olarak elektronlar) güçlü ivmelenmesiyle veya atomların veya moleküllerin elektron kabuklarındaki yüksek enerjili geçişlerle üretilir. Her iki etki de, sıcak bir katottan yayılan elektronların hızlandırıldığı (ivme çok düşük olduğu için x-ışınları yayılmadığı) ve keskin bir şekilde yavaşladıkları (bu durumda, x-ışınları yayılır: yani n. bremsstrahlung) ve aynı zamanda anotun yapıldığı metalin atomlarının iç elektron kabuklarından elektronları çıkarır. Kabuklardaki boş alanlar, atomun diğer elektronları tarafından işgal edilir. Bu durumda, anot malzemesinin belirli bir enerji karakteristiği ile X-ışını radyasyonu yayılır ( karakteristik radyasyon)Hızlanma-yavaşlama sürecinde elektronun kinetik enerjisinin sadece %1'i X-ışınlarına gider, enerjinin %99'u ısıya dönüşür.
açılış
X ışınlarının keşfi Wilhelm Conrad Roentgen'e atfedilir. X-ışınları (x-ray) adını verdiği X-ışınları üzerine bir makale yayınlayan ilk kişi oydu. Roentgen'in "Yeni bir ışın türü üzerine" başlıklı makalesi 28 Aralık 1895'te yayınlandı.Dikkatli bir inceleme, Roentgen'e "güneşin görünür ve morötesi ışınlarına ya da elektrik arkının ışınlarına karşı şeffaf olmayan siyah kartonun, şiddetli flüoresansa neden olan bir tür madde ile nüfuz ettiğini" gösterdi. Röntgen, kısaca "X-ışınları" adını verdiği bu "ajan"ın nüfuz etme gücünü uzun süre araştırdı. çeşitli maddeler. Işınların kağıt, tahta, ebonit ve ince metal katmanlarından serbestçe geçtiğini, ancak kurşun tarafından büyük ölçüde geciktirildiğini buldu. 
Figure Crookes'un katot ışını ile yaptığı deney
Daha sonra sansasyonel deneyimi anlatıyor: "Elinizi deşarj tüpü ile ekran arasında tutarsanız, elin gölgesinin soluk ana hatlarında kemiklerin koyu gölgelerini görebilirsiniz." bu ilkti röntgen muayenesi insan vücudu. Röntgen çekildi ve ilk röntgen bunları broşürünüze iliştirerek. Bu çekimler büyük bir etki yarattı; keşif henüz tamamlanmamıştı ve X-ışını teşhisi yolculuğuna çoktan başlamıştı. İngiliz fizikçi Schuster, "Laboratuvarım, vücudunun çeşitli yerlerinde iğne olduğundan şüphelenen hastaları getiren doktorlarla dolup taştı" diye yazmıştı.
Roentgen, ilk deneylerden sonra, X ışınlarının katot ışınlarından farklı olduğunu, yük taşımadıklarını ve manyetik alan tarafından sapmadıklarını, ancak katot ışınları tarafından uyarıldığını kesin olarak belirledi. Roentgen, "... X ışınları katot ışınlarıyla aynı değildir, ancak deşarj tüpünün cam duvarlarında onlar tarafından uyarılır" diye yazdı.
Figure İlk röntgen tüpüyle deneyim
Ayrıca sadece camda değil metallerde de heyecanlandıklarını tespit etti.
Katot ışınlarının "eterde meydana gelen bir fenomen" olduğu şeklindeki Hertz-Lenard hipotezinden bahseden Roentgen, "ışınlarımız için benzer bir şey söyleyebileceğimize" dikkat çekiyor. Ancak ışınların dalga özelliklerini tespit edemedi, "şimdiye kadar bilinen ultraviyole, görünür, kızılötesi ışınlardan farklı davranıyorlar." Roentgen'e göre kimyasal ve lüminesan eylemleri bakımından ultraviyole ışınlarına benzerler. İlk iletişimde, daha sonra bırakılan öneriyi, bunların esirde boylamsal dalgalar olabileceği yönündeki önerisini dile getirdi.
Başvuru
X ışınlarının yardımıyla insan vücudunu "aydınlatmak" mümkündür, bunun sonucunda kemiklerin bir görüntüsü elde edilebilir ve modern cihazlarda ve iç organlar.Ürünlerdeki kusurların (raylar, kaynaklar vb.) X-ışınları kullanılarak tespit edilmesine X-ışını kusur tespiti denir.
Mikroelektronik ürünlerin teknolojik kontrolü için kullanılırlar ve elektronik bileşenlerin tasarımındaki ana kusur türlerini ve değişiklikleri belirlemeye izin verirler.
Malzeme bilimi, kristalografi, kimya ve biyokimyada X-ışınları, kırınımlı X-ışını saçılımı kullanılarak atomik düzeyde maddelerin yapısını aydınlatmak için kullanılır.
X-ışınları belirlemek için kullanılabilir kimyasal bileşim maddeler. Havalimanlarında, X-ray televizyon introskopları aktif olarak kullanılmakta ve içerikleri görüntülemenizi sağlamaktadır. el bagajı monitör ekranında tehlikeli olan nesneleri görsel olarak tespit etmek için bagaj ve bagaj.
Röntgen tedavisi - bölüm radyoterapi teori ve pratiği kapsayan terapötik kullanım. Röntgen tedavisi, esas olarak yüzeyel yerleşimli tümörlerde ve cilt hastalıkları dahil olmak üzere diğer bazı hastalıklarda gerçekleştirilir.
biyolojik etki
X-ışınları iyonlaştırıcıdır. Canlı organizmaların dokularını etkiler ve radyasyon hastalığına, radyasyon yanıklarına ve malign tümörler. Bu nedenle X-ışınları ile çalışırken koruyucu önlemler alınmalıdır. Hasarın, absorbe edilen radyasyon dozu ile doğru orantılı olduğuna inanılmaktadır. X-ışını radyasyonu mutajenik bir faktördür.Çözüm:
Elektromanyetik radyasyon, uzayda yayılabilen bir elektromanyetik alanın (pertürbasyon) durumundaki bir değişikliktir.Kuantum elektrodinamiğinin yardımıyla, elektromanyetik radyasyon yalnızca elektromanyetik dalgalar olarak değil, aynı zamanda bir foton akışı, yani bir elektromanyetik alanın temel kuantum uyarımı olan parçacıklar olarak da düşünülebilir. Dalgaların kendileri, uzunluk (veya frekans), polarizasyon ve genlik gibi özelliklerle karakterize edilir. Dahası, parçacıkların özellikleri daha güçlüdür, dalga boyu kısalır. Bu özellikler, 1887'de G. Hertz tarafından keşfedilen fotoelektrik etki (ışık etkisi altında bir metalin yüzeyinden elektronları yok etme) olgusunda özellikle belirgindir.
Böyle bir düalizm, Planck'ın ε = hν formülüyle doğrulanır. Bu formül, bir kuantum özelliği olan bir fotonun enerjisi ile bir dalga özelliği olan salınım frekansını ilişkilendirir.
Frekans aralığına bağlı olarak, çeşitli elektromanyetik radyasyon türleri ayırt edilir. Bu türler arasındaki sınırlar oldukça keyfi olmasına rağmen, dalgaların boşlukta yayılma hızları aynı olduğundan (299.792.458 m/s'ye eşittir), dolayısıyla salınım frekansı elektromanyetik dalganın uzunluğu ile ters orantılıdır.
Elektromanyetik radyasyon türleri, elde edilme biçimlerine göre farklılık gösterir:
Fiziksel farklılıklara rağmen, ister radyoaktif bir madde, ister bir akkor lamba, ister bir televizyon vericisi olsun, tüm elektromanyetik radyasyon kaynaklarında bu radyasyon ivme ile hareket ederek uyarılır. elektrik ücretleri. İki ana kaynak türü vardır . "Mikroskobik" kaynaklarda Yüklü parçacıklar, atomlar veya moleküller içinde bir enerji seviyesinden diğerine atlar. Bu tür radyatörler gama, x-ışınları, ultraviyole, görünür ve kızılötesi ve bazı durumlarda daha da uzun dalga boylu radyasyon yayarlar (ikincisinin bir örneği, hidrojen spektrumunda 21 cm'lik bir dalga boyuna karşılık gelen bir çizgidir. önemli rol radyo astronomisinde). İkinci tip kaynaklarçağrılabilir makroskobik . İçlerinde, iletkenlerin serbest elektronları senkron periyodik salınımlar gerçekleştirir.
Farklı kayıt yöntemleri vardır:
Görünür ışık göz tarafından algılanır. Kızılötesi radyasyon ağırlıklı olarak termal radyasyondur. Termal yöntemlerle ve ayrıca kısmen fotoelektrik ve fotoğrafik yöntemlerle kaydedilir. Ultraviyole radyasyon kimyasal ve biyolojik olarak aktiftir. Bir dizi maddenin fotoelektrik etkisi, floresansı ve fosforesansı (ışıması) olgusuna neden olur. Fotoğrafik ve fotoelektrik yöntemlerle kaydedilir.
Ayrıca aynı ortam tarafından farklı şekilde emilir ve yansıtılırlar:
Farklı dalga boylarındaki radyasyonlar, madde tarafından soğurulmaları bakımından birbirlerinden büyük farklılıklar gösterir. Kısa dalga radyasyon (X-ışınları ve özellikle g-ışınları) zayıf bir şekilde emilir. Optik dalga boylarına opak olan maddeler bu radyasyonlara karşı şeffaftır. Elektromanyetik dalgaların yansıma katsayısı da dalga boyuna bağlıdır.
Aynı radyasyon yoğunluğunda biyolojik nesneler üzerinde farklı etkileri vardır:
Farklı radyasyon türlerinin insan vücudu üzerindeki etkileri farklıdır: gama ve x-ışını radyasyonu nüfuz ederek doku hasarına neden olur, görünür ışık gözde görsel bir his uyandırır, kızılötesi radyasyon insan vücuduna düşer, onu ısıtır, ve radyo dalgaları ve düşük frekanslı elektromanyetik salınımlar insan vücudu ve hiç hissedilmez. Bu bariz farklılıklara rağmen, tüm bu radyasyon türleri özünde aynı fenomenin farklı yönleridir.
Elektromanyetik radyasyon ölçeği şartlı olarak yedi aralık içerir:
1. Düşük frekanslı salınımlar
2. Radyo dalgaları
3. Kızılötesi
4. Görünür radyasyon
5. Ultraviyole radyasyon
6. Röntgenler
7. Gama ışınları
Bireysel radyasyonlar arasında temel bir fark yoktur. Hepsi yüklü parçacıklar tarafından üretilen elektromanyetik dalgalardır. Elektromanyetik dalgalar, nihayetinde, yüklü parçacıklar üzerindeki etkileriyle algılanır. Boşlukta, herhangi bir dalga boyundaki radyasyon 300.000 km/s hızla hareket eder. Radyasyon ölçeğinin bireysel alanları arasındaki sınırlar çok keyfidir.
Farklı dalga boylarındaki radyasyonlar, üretim yöntemlerinde (anten radyasyonu, termal radyasyon, hızlı elektronların yavaşlaması sırasında radyasyon vb.) Ve kayıt yöntemlerinde birbirinden farklıdır.
Listelenen tüm elektromanyetik radyasyon türleri de uzay nesneleri tarafından üretilir ve roketler, Dünya'nın yapay uyduları ve uzay gemileri. Her şeyden önce, bu, atmosfer tarafından güçlü bir şekilde emilen X-ışını ve g-radyasyonu için geçerlidir.
Dalga boyu azaldıkça, dalga boylarındaki nicel farklılıklar önemli niteliksel farklılıklara yol açar.
Farklı dalga boylarındaki radyasyonlar, madde tarafından soğurulmaları bakımından birbirlerinden büyük farklılıklar gösterir. Kısa dalga radyasyon (X-ışınları ve özellikle g-ışınları) zayıf bir şekilde emilir. Optik dalga boylarına opak olan maddeler bu radyasyonlara karşı şeffaftır. Elektromanyetik dalgaların yansıma katsayısı da dalga boyuna bağlıdır. Ancak uzun dalga ve kısa dalga radyasyon arasındaki temel fark, kısa dalga radyasyonun parçacıkların özelliklerini ortaya çıkarmasıdır.
Kızılötesi radyasyon
Kızılötesi radyasyon - görünür ışığın kırmızı ucu (λ = 0.74 mikron dalga boyunda) ile mikrodalga radyasyonu (λ ~ 1-2 mm) arasındaki spektral bölgeyi işgal eden elektromanyetik radyasyon. Bu, belirgin bir termal etkiye sahip görünmez bir radyasyondur.
Kızılötesi radyasyon 1800 yılında İngiliz bilim adamı W. Herschel tarafından keşfedildi.
Artık tüm kızılötesi radyasyon aralığı üç bileşene ayrılmıştır:
kısa dalga bölgesi: λ = 0,74-2,5 µm;
orta dalga bölgesi: λ = 2,5-50 µm;
uzun dalga bölgesi: λ = 50-2000 µm;
Başvuru
IR (kızılötesi) diyotlar ve fotodiyotlar uzaktan kumandalarda, otomasyon sistemlerinde, güvenlik sistemlerinde vb. yaygın olarak kullanılmaktadır. Görünmez olmaları nedeniyle kişinin dikkatini dağıtmazlar. Kızılötesi yayıcılar, endüstride boya yüzeylerini kurutmak için kullanılır.
Olumlu bir yan etki de gıda ürünlerinin sterilizasyonu, boyalarla kaplı yüzeylerin korozyona karşı direncinin artmasıdır. Dezavantajı, bir dizi teknolojik süreçte tamamen kabul edilemez olan, ısıtmanın önemli ölçüde daha fazla tekdüze olmamasıdır.
Belirli bir frekans aralığındaki bir elektromanyetik dalga, ürün üzerinde yalnızca termal değil, aynı zamanda biyolojik bir etkiye de sahiptir ve biyolojik polimerlerde biyokimyasal dönüşümlerin hızlanmasına katkıda bulunur.
Ayrıca kızılötesi radyasyon, odaların ve dış mekanların ısıtılması için yaygın olarak kullanılmaktadır.
Gece görüş cihazlarında: dürbün, gözlük, hafif silahlar için manzaralar, gece fotoğraf ve video kameraları. Burada, nesnenin gözle görülemeyen kızılötesi görüntüsü görünür hale dönüştürülür.
Termal kameralar, yapıların ısı yalıtım özelliklerini değerlendirirken inşaatta kullanılır. Onların yardımıyla, inşaat halindeki bir evde en büyük ısı kaybının olduğu alanları belirlemek ve kullanılan yapı malzemelerinin ve yalıtımın kalitesi hakkında bir sonuca varmak mümkündür.
Yüksek ısı alanlarındaki güçlü kızılötesi radyasyon gözler için tehlikeli olabilir. Radyasyona görünür ışık eşlik etmediğinde en tehlikelidir. Bu tür yerlerde gözler için özel koruyucu gözlük takılması gerekir.
Morötesi radyasyon
Ultraviyole radyasyon (ultraviyole, UV, UV) - görünür radyasyonun mor ucu ile X-ışını radyasyonu (380 - 10 nm, 7,9 × 1014 - 3 × 1016 Hz) arasındaki aralığı kaplayan elektromanyetik radyasyon. Menzil şartlı olarak yakın (380-200 nm) ve uzak veya vakumlu (200-10 nm) ultraviyole olarak ayrılmıştır, ikincisi, atmosfer tarafından yoğun bir şekilde emildiği ve yalnızca vakum cihazları tarafından incelendiği için böyle adlandırılır. Bu görünmez radyasyon, yüksek biyolojik ve kimyasal aktiviteye sahiptir.
Morötesi ışınlar kavramı ilk kez 13. yüzyılda Hintli bir filozof tarafından karşılanmıştır. Tarif ettiği bölgenin atmosferi normal gözle görülemeyen mor ışınlar içeriyordu.
1801'de fizikçi Johann Wilhelm Ritter, ışığın etkisi altında ayrışan gümüş klorürün, spektrumun mor bölgesinin dışındaki görünmez radyasyonun etkisi altında daha hızlı ayrıştığını keşfetti.
UV Kaynakları
doğal kaynaklar
Dünya üzerindeki ultraviyole radyasyonun ana kaynağı Güneş'tir.
yapay kaynaklar
UV LL kullanan ve oldukça hızlı bir bronzluk oluşumuna neden olan UV DU tipi "Yapay solaryum".
Ultraviyole lambalar, insan faaliyetinin tüm alanlarında su, hava ve çeşitli yüzeylerin sterilizasyonu (dezenfeksiyonu) için kullanılır.
Bu dalga boylarındaki antiseptik UV radyasyonu, DNA moleküllerinde timin dimerizasyonuna neden olur. Mikroorganizmaların DNA'sında bu tür değişikliklerin birikmesi, üremelerinde ve yok olmalarında yavaşlamaya yol açar.
Su, hava ve yüzeylerin ultraviyole işlemi uzun süreli bir etkiye sahip değildir.
biyolojik etki
Gözün retinasını tahrip eder, cilt yanıklarına ve cilt kanserine neden olur.
Faydalı özellikler UV ışını
Cilde bulaşmak, koruyucu bir pigment - güneş yanığı oluşumuna neden olur.
D grubu vitaminlerinin oluşumunu destekler.
Patojenik bakterilerin ölümüne neden olur
UV radyasyonu uygulaması
Banka kartlarını ve banknotları sahteciliğe karşı korumak için görünmez UV mürekkeplerinin kullanılması. Haritaya, normal ışıkta görünmeyen veya tüm haritayı UV ışınlarında parlatan görüntüler, tasarım öğeleri uygulanır.
Cihazlar tarafından kaydedilebilen elektromanyetik dalgaların uzunlukları çok geniş bir aralıktadır. Tüm bu dalgaların ortak özellikleri vardır: soğurma, yansıma, girişim, kırınım, dağılma. Ancak bu özellikler kendilerini farklı şekillerde gösterebilir. Dalga kaynakları ve alıcıları farklıdır.
Radyo dalgaları
ν \u003d 10 5 - 10 11 Hz, λ \u003d 10 -3 -10 3 m.
Salınımlı devreler ve makroskobik vibratörler kullanılarak elde edildi. Özellikleri. Farklı frekanslardaki ve farklı dalga boylarındaki radyo dalgaları ortam tarafından farklı şekillerde emilir ve yansıtılır. Başvuru Radyo iletişimi, televizyon, radar. Doğada, radyo dalgaları çeşitli dünya dışı kaynaklar (galaktik çekirdekler, kuasarlar) tarafından yayılır.
Kızılötesi radyasyon (termal)
ν =3-10 11 - 4 . 10 14Hz, λ = 8 10 -7 - 2 . 10 -3 m.
Maddenin atomları ve molekülleri tarafından yayılır.
Kızılötesi radyasyon, herhangi bir sıcaklıkta tüm cisimler tarafından yayılır.
Bir kişi elektromanyetik dalgalar λ≈9 yayar. 10 -6 m.
Özellikleri
- Bazı opak cisimlerin yanı sıra yağmur, pus, kar içinden geçer.
- Fotoğraf klişeleri üzerinde kimyasal bir etki yaratır.
- Madde tarafından emilir, onu ısıtır.
- Germanyumda dahili bir fotoelektrik etkiye neden olur.
- Görünmez.
Termal yöntemlerle, fotoelektrik ve fotoğrafik olarak kaydedin.
Başvuru. Karanlıktaki nesnelerin, gece görüş cihazlarının (gece dürbünü), sisin görüntülerini alın. Adli tıpta, fizyoterapide, sanayide boyalı ürünlerin, bina duvarlarının, ahşabın, meyvelerin kurutulmasında kullanılırlar.
Göz tarafından algılanan elektromanyetik radyasyonun bir kısmı (kırmızıdan mora):
Özellikleri.AT gözü etkiler.
(mor ışıktan daha az)
Kaynaklar: kuvars tüplü deşarj lambaları (kuvars lambalar).
T > 1000°C olan tüm katılar ve ayrıca parlak cıva buharı tarafından yayılır.
Özellikleri. Yüksek kimyasal aktivite (gümüş klorürün ayrışması, çinko sülfit kristallerinin parlaması), görünmez, yüksek nüfuz etme gücü, mikroorganizmaları öldürür, küçük dozlarda insan vücudu üzerinde yararlı bir etkiye sahiptir (güneş yanığı), ancak büyük dozlarda olumsuz bir biyolojik etkiye sahiptir. Etki: göze etki eden maddelerin hücre gelişimi ve metabolizmasındaki değişiklikler.
röntgen
Elektronların yüksek hızlanmaları sırasında, örneğin metallerdeki yavaşlamaları sırasında yayılırlar. Bir X-ışını tüpü kullanılarak elde edildi: bir vakum tüpündeki elektronlar (p = 10 -3 -10 -5 Pa), yüksek voltajda bir elektrik alanı tarafından hızlandırılarak anoda ulaşır ve çarpma anında keskin bir şekilde yavaşlar. Fren yaparken, elektronlar hızlanarak hareket eder ve kısa uzunlukta (100 ila 0,01 nm) elektromanyetik dalgalar yayar. Özellikleri Girişim, kristal kafes üzerinde X-ışını kırınımı, büyük nüfuz etme gücü. Yüksek dozlara maruz kalma neden olur radyasyon hastalığı. Başvuru. Tıpta (iç organ hastalıklarının teşhisi), endüstride (çeşitli ürünlerin iç yapısının kontrolü, kaynaklar).
γ radyasyonu
kaynaklar: atom çekirdeği(nükleer reaksiyonlar). Özellikleri. Muazzam bir nüfuz etme gücüne sahiptir, güçlü bir biyolojik etkiye sahiptir. Başvuru. Tıpta, imalatta γ - kusur tespiti). Başvuru. Tıpta, endüstride.
Elektromanyetik dalgaların ortak bir özelliği de tüm radyasyonların hem kuantum hem de dalga özelliklerine sahip olmasıdır. Bu durumda kuantum ve dalga özellikleri birbirini dışlamaz, aksine tamamlar. Dalga özellikleri, düşük frekanslarda daha belirgindir ve yüksek frekanslarda daha az belirgindir. Tersine, kuantum özellikleri yüksek frekanslarda daha belirgindir ve düşük frekanslarda daha az belirgindir. Dalga boyu ne kadar kısaysa, kuantum özellikleri o kadar belirgindir ve dalga boyu ne kadar uzunsa, dalga özellikleri o kadar belirgindir.
Kemilüminesans Enerji açığa çıkaran bazı kimyasal reaksiyonlarda, ışık kaynağı soğuk kalırken, bu enerjinin bir kısmı doğrudan ışığın yayılmasına harcanır. Ateşböceği Parlak bir miselyum tarafından delinmiş bir tahta parçası Büyük derinliklerde yaşayan bir balık
Elektromanyetik radyasyon Radyo radyasyonu Radyo radyasyonu Kızılötesi radyasyon Kızılötesi radyasyon Görünür radyasyon Görünür radyasyon Ultraviyole radyasyon Ultraviyole radyasyon X-ışını radyasyonu X-ışını radyasyonu Gama radyasyonu Gama radyasyonu
Elektromanyetik Radyasyon Ölçeği Elektromanyetik dalga ölçeği, uzun radyo dalgalarından gama ışınlarına kadar uzanır. Çeşitli uzunluklardaki elektromanyetik dalgalar şartlı olarak aralıklara göre ayrılır. çeşitli işaretler(elde etme yöntemi, kayıt yöntemi, madde ile etkileşimin doğası).
Tüm radyasyon türleri temelde aynı fiziksel yapıya sahiptir Louis de Broglie Tabloyu doldurmak için bağımsız çalışma Radyasyon türleri Dalga boyu aralığı Kaynak Özellikler Uygulama Radyo radyasyonu Kızılötesi radyasyon Görünür radyasyon Ultraviyole radyasyon X-ışını radyasyonu - radyasyon
Radyasyon türleri Dalga boyu aralığı Kaynak Özellikler Uygulama Radyo dalgaları 10 km (310^4 - 310^12 Hz) Transistör devreleri Yansıma, Kırılma Kırılma Polarizasyon İletişim ve navigasyon Kızılötesi radyasyon 0,1 m - 770 nm (310^12 - 4 10^14 Hz ) Elektrikli şömine Yansıma, Kırılma Kırılma Polarizasyon Pişirme Isıtma, kurutma, Termal fotokopi Görünür ışık 770 - 380 nm (410^ 14 - 810 ^14 Hz) Akkor, Yıldırım, Alev Yansıma, Kırılma Kırılma Polarizasyon Gözlem görünür dünya, Temelde yansıma ile Ultraviyole radyasyon 380 - 5 nm (810^ 14 - 610 ^16 Hz) Deşarj tüpü, karbon arkı Fotokimyasal Cilt hastalıklarının tedavisi, bakterileri öldürme, bekçi cihazları X-ışını radyasyonu 5 nm - 10^ -2 nm (610 ^ 16 – 310^19 Hz) X-ışını tüpü Penetrasyon Kırınım X-ışını, radyoloji, sanatta sahtecilik tespiti - 510^^-15 m radyasyon Siklotron Kobalt - 60 Uzay nesneleri tarafından üretilir Kısırlaştırma, İlaç, kanser tedavisi Cevaplarınızı kontrol edin
Konu: “Radyasyon türleri. Işık kaynakları. Elektromanyetik dalgaların ölçeği.
Amaç: "Elektromanyetik radyasyon" konusunda ortak özellikler ve farklılıklar oluşturmak; Farklı radyasyon türlerini karşılaştırır.
Ekipman: sunum "Elektromanyetik dalgaların ölçeği".
Dersler sırasında.
I. Organizasyon anı.
II. Bilgi güncellemesi.
Ön görüşme.
Işık hangi dalgadır? Tutarlılık nedir? Hangi dalgalara tutarlı denir? Dalga girişimi olarak adlandırılan nedir ve bu fenomen hangi koşullar altında gerçekleşir? Yol farkı nedir? Optik seyahat farkı? Girişim maksimum ve minimum oluşum koşulları nasıl yazılır? Teknolojide girişim kullanımı. Işığın kırınımı nedir? Huygens ilkesini formüle edin; Huygens-Fresnel ilkesi. Çeşitli engellerden kırınım modellerini adlandırın. Kırınım ızgarası nedir? Kırınım ızgarası nerede kullanılır? Işık polarizasyonu nedir? Polaroidler ne için kullanılır?
III. Yeni materyal öğrenmek.
Evren bir elektromanyetik radyasyon okyanusudur. İnsanlar, çoğunlukla, çevredeki alana nüfuz eden dalgaları fark etmeden içinde yaşarlar. Şömine başında ısınan veya bir mum yakan kişi, özelliklerini düşünmeden bu dalgaların kaynağını çalışmaya zorlar. Ancak bilgi güçtür: elektromanyetik radyasyonun doğasını keşfeden insanlık, 20. yüzyılda ustalaştı ve en çeşitli türlerini onun hizmetine sundu.
Elektromanyetik dalgaların uzunluğunun çok farklı olduğunu biliyoruz. Işık önemsiz bir parçadır geniş bir yelpazede elektromanyetik dalgalar. Spektrumun bu küçük bölümünün incelenmesinde, sıra dışı özelliklere sahip diğer radyasyonlar keşfedildi. Düşük frekanslı radyasyon, radyo radyasyonu, kızılötesi ışınlar, görünür ışık, ultraviyole ışınları, x-ışınları ve z-radyasyonu ayırt etmek gelenekseldir.
Aslında, yüz yılı aşkın bir süredir, 19. yüzyılın başından itibaren, daha fazla yeni dalganın keşfi devam etti. Dalgaların birliği Maxwell'in teorisi ile kanıtlandı. Ondan önce, birçok dalga farklı nitelikteki fenomenler olarak kabul edildi. Frekansa ve aynı zamanda radyasyon yöntemine göre aralıklara ayrılan elektromanyetik dalgaların ölçeğini düşünün. Bireysel elektromanyetik dalga aralıkları arasında kesin sınırlar yoktur. Aralıkların sınırlarında, dalga tipi radyasyon yöntemine göre ayarlanır, yani aynı frekanstan bir elektromanyetik dalga bir durumda veya başka bir şekilde atfedilebilir. farklı tür dalgalar. Örneğin, dalga boyu 100 mikron olan radyasyon, radyo dalgaları veya kızılötesi dalgalar olarak adlandırılabilir. İstisna, görünür ışıktır.
Radyasyon türleri.
radyasyon türü | dalga boyu, frekans | kaynaklar | özellikleri | başvuru | boşlukta yayılma hızı |
düşük frekanslı | 0 - 2104 Hz 1,5 104'ten ∞ m'ye. | alternatörler. | Yansıma, soğurma, kırılma. | Metallerin eritilmesinde ve sertleştirilmesinde kullanılırlar. | |
Radyo dalgaları | alternatif akım. radyo frekansı üreteci, Güneş dahil yıldızlar, galaksiler ve meta galaksiler. |
parazit yapmak, kırınım. | Çeşitli mesafelerde bilgi iletmek için. Konuşma, müzik (yayın), telgraf sinyalleri (radyo iletişimi), çeşitli nesnelerin görüntüleri (radar) iletilir. | ||
kızılötesi | 3*1011- 3,85*1014 Hz. 780 nm -1 mm. | Termal ve elektriksel etkiler altında moleküllerin ve atomların radyasyonu. Güçlü kızılötesi radyasyon kaynağı - Güneş | yansıma, soğurma, kırılma, parazit yapmak, kırınım. | ||
3,85 1014- 7,89 1014Hz | Uzaydaki konumlarını değiştiren atom ve moleküllerdeki değerlik elektronlarının yanı sıra ücretsiz ücretler hızla hareket ediyor. | yansıma, soğurma, kırılma, parazit yapmak, kırınım. | Fotosentez sürecinin bir sonucu olarak bitkiler tarafından karbondioksitin emilmesi ve oksijenin salınması, Dünya'daki biyolojik yaşamın korunmasına katkıda bulunur. Görünür radyasyon, çeşitli nesneleri aydınlatmak için de kullanılır. | ||
ultraviyole | 0,2 µm ila 0,38 µm 8*1014-3*1016Hz | atomların ve moleküllerin değerlik elektronları, ayrıca hareketli serbest yükleri hızlandırdı. Kuvars tüplü deşarj lambaları (kuvars lambalar) T > 1000 °C olan katılar ve parlak cıva buharı. Yüksek sıcaklık plazması. | Yüksek kimyasal aktivite (gümüş klorürün ayrışması, çinko sülfit kristallerinin parlaması), görünmez, yüksek nüfuz etme gücü, mikroorganizmaları öldürür, küçük dozlarda insan vücudu üzerinde yararlı bir etkiye sahiptir (güneş yanığı), ancak büyük dozlarda olumsuz bir biyolojik etkiye sahiptir. Etki: göze etki eden maddelerin hücre gelişimi ve metabolizmasındaki değişiklikler. | İlaç. Lümenler sent lambaları. Kriminalistik (göre keşfetmek sahtecilik belgeler). Sanat tarihi (ile ultraviyole ışınlar bulunabilir resimlerde olumsuzluk göze görünür restorasyon izleri) | |
röntgen | 10-12- 10-8 m (frekans 3*1016-3-1020 Hz | Bazı Radyoaktif İzotoplar, senkrotronlar elektron akümülatörleri. X-ışınlarının doğal kaynakları Güneş ve diğer uzay nesneleridir. | Yüksek nüfuz gücü. yansıma, soğurma, kırılma, parazit yapmak, kırınım. | X-ışını yapısı- analiz, tıp, kriminoloji, sanat tarihi. | |
gama radyasyonu | Nükleer süreçler. | yansıma, soğurma, kırılma, parazit yapmak, kırınım. | Nükleer süreçlerin çalışmasında, kusur tespitinde. |
Benzerlikler ve farklılıklar.
Elektromanyetik dalgaların genel özellikleri ve özellikleri.
Özellikleri | Özellikler |
Zaman içinde uzayda dağılım | Elektromanyetik dalgaların boşluktaki hızı sabittir ve yaklaşık 300.000 km/s'ye eşittir. |
Tüm dalgalar madde tarafından emilir | Çeşitli absorpsiyon katsayıları |
İki ortam arasındaki arayüzdeki tüm dalgalar kısmen yansıtılır, kısmen kırılır. | Yansıma ve kırılma kanunları. için yansıma katsayıları farklı ortamlar ve farklı dalgalar. |
Tüm elektromanyetik radyasyon, dalgaların özelliklerini sergiler: toplanırlar, engellerin etrafından dolanırlar. Uzayın aynı bölgesinde aynı anda birden fazla dalga bulunabilir. | Süperpozisyon ilkesi. Tutarlı kaynaklar için maksimumları belirleme kuralları. Huygens-Fresnel ilkesi. Dalgalar birbiriyle etkileşime girmez |
Karmaşık elektromanyetik dalgalar, madde ile etkileşime girerken, bir spektrum - dağılıma ayrışır. | Ortamın kırılma indisinin dalganın frekansına bağımlılığı. Maddedeki dalga hızı, ortamın kırılma indisine bağlıdır v = c/n |
Farklı yoğunluktaki dalgalar | Radyasyon Akısı Yoğunluğu |
Dalga boyu azaldıkça, dalga boylarındaki nicel farklılıklar önemli niteliksel farklılıklara yol açar. Farklı dalga boylarındaki radyasyonlar, madde tarafından soğurulmaları bakımından birbirlerinden büyük farklılıklar gösterir. Kısa dalga radyasyonları zayıf bir şekilde emilir. Optik dalga boylarına opak olan maddeler bu radyasyonlara karşı şeffaftır. Elektromanyetik dalgaların yansıma katsayısı da dalga boyuna bağlıdır. Ancak uzun dalga ve kısa dalga radyasyon arasındaki temel fark, kısa dalga radyasyonun parçacıkların özelliklerini ortaya çıkarmasıdır.
1 Düşük frekanslı radyasyon
Düşük frekanslı radyasyon, 0 ila 2104 Hz frekans aralığında meydana gelir. Bu radyasyon, 1.5 104 ila ∞ m arasındaki bir dalga boyuna karşılık gelir.Bu tür nispeten düşük frekanslardaki radyasyon ihmal edilebilir. Düşük frekanslı radyasyonun kaynağı alternatörlerdir. Metallerin eritilmesinde ve sertleştirilmesinde kullanılırlar.
2 Radyo dalgası
Radyo dalgaları 2 * 104-109 Hz frekans aralığını işgal eder. 0.3-1.5 * 104 m dalga boyuna karşılık gelirler Radyo dalgalarının kaynağı ve düşük frekanslı radyasyon alternatif akımdır. Ayrıca, kaynak bir radyo frekansı üreteci, Güneş dahil yıldızlar, galaksiler ve meta galaksilerdir. Göstergeler, Hertz vibratörü, salınım devresidir.
Düşük frekanslı radyasyona kıyasla yüksek radyo dalgaları frekansı, radyo dalgalarının uzaya gözle görülür bir şekilde yayılmasına yol açar. Bu, çeşitli mesafelerde bilgi iletmek için kullanılmalarına izin verir. Konuşma, müzik (yayın), telgraf sinyalleri (radyo iletişimi), çeşitli nesnelerin görüntüleri (radar) iletilir. Radyo dalgaları, maddenin yapısını ve yayıldıkları ortamın özelliklerini incelemek için kullanılır. Uzay nesnelerinden radyo emisyonunun incelenmesi, radyo astronomisinin konusudur. Radyometeorolojide, alınan dalgaların özelliklerine göre süreçler incelenir.
3 Kızılötesi (IR)
Kızılötesi radyasyon 3 * 1011 - 3,85 * 1014 Hz frekans aralığını işgal eder. 780nm -1mm dalga boyuna karşılık gelirler. Kızılötesi radyasyon 1800 yılında astronom William Hershl tarafından keşfedildi. Görünür ışıkla ısıtılan bir termometrenin sıcaklığındaki artışı inceleyen Herschel, termometrenin en büyük ısınmasının görünür ışık bölgesinin dışında (kırmızı bölgenin ötesinde) olduğunu buldu. Spektrumdaki yeri göz önüne alındığında, görünmez radyasyon kızılötesi olarak adlandırıldı. Kızılötesi radyasyonun kaynağı, termal ve elektriksel etkiler altındaki moleküllerin ve atomların radyasyonudur. Güçlü bir kızılötesi radyasyon kaynağı Güneş'tir ve radyasyonunun yaklaşık %50'si kızılötesi bölgede bulunur. Kızılötesi radyasyon, tungsten filamanlı akkor lambaların radyasyon enerjisinin önemli bir bölümünü (%70 ila %80) oluşturur. Kızılötesi radyasyon, bir elektrik arkı ve çeşitli gaz deşarjlı lambalar tarafından yayılır. Bazı lazerlerin radyasyonu, spektrumun kızılötesi bölgesinde yer alır. Kızılötesi radyasyonun göstergeleri, foto ve termistörler, özel foto emülsiyonlardır. Kızılötesi radyasyon, ahşabı, gıda ürünlerini ve çeşitli boya ve vernik kaplamalarını kurutmak (kızılötesi ısıtma), zayıf görüş durumunda sinyal vermek için kullanılır, karanlıkta ve uzaktan görmenizi sağlayan optik cihazların kullanılmasını mümkün kılar kontrol. Kızılötesi ışınlar, kamufle edilmiş bir düşmanı tespit etmek için mermileri ve füzeleri hedefe yönlendirmek için kullanılır. Bu ışınlar, gezegenlerin yüzeyinin ayrı bölümlerinin sıcaklık farkını, bir maddenin moleküllerinin yapısal özelliklerini (spektral analiz) belirlemeyi mümkün kılar. Kızılötesi fotoğrafçılık biyolojide bitki hastalıklarının araştırılmasında, tıpta deri ve damar hastalıklarının teşhisinde, adli tıpta sahteciliğin tespitinde kullanılmaktadır. Bir kişiye maruz kaldığında, insan vücudunun sıcaklığının artmasına neden olur.
Görünür radyasyon (ışık)
Görünür radyasyon, insan gözü tarafından algılanan tek elektromanyetik dalga aralığıdır. Işık dalgaları oldukça dar bir aralıkta yer alır: 380-780 nm (ν = 3,85 1014-7,89 1014 Hz). Görünür radyasyonun kaynağı, uzayda konumlarını değiştiren atomlardaki ve moleküllerdeki değerlik elektronlarının yanı sıra hızlandırılmış bir hızla hareket eden serbest yüklerdir. Spektrumun bu kısmı, bir kişiye etrafındaki dünya hakkında maksimum bilgi verir. Kendi başlarına fiziksel özellikler spektrumun diğer aralıklarına benzer, yalnızca küçük bir parça elektromanyetik dalgaların spektrumu. Görünür radyasyon aralığında farklı bir dalga boyuna (frekansa) sahip radyasyonun farklı bir fizyolojik etki insan gözünün retinasında, psikolojik bir ışık hissine neden olur. Renk, kendi başına bir elektromanyetik ışık dalgasının bir özelliği değil, insanın fizyolojik sisteminin elektrokimyasal etkisinin bir tezahürüdür: gözler, sinirler, beyin. Yaklaşık olarak, insan gözü tarafından görünür aralıkta (artan radyasyon frekansı sırasına göre) ayırt edilen yedi ana renk vardır: kırmızı, turuncu, sarı, yeşil, mavi, çivit mavisi, mor. Spektrumun ana renklerinin sırasını hatırlamak, her kelimesi ana rengin adının ilk harfiyle başlayan bir cümle ile kolaylaştırılır: "Her Avcı Sülün Nerede Oturduğunu Bilmek İster." Görünür radyasyon, bitkilerdeki (fotosentez) ve hayvan ve insan organizmalarındaki kimyasal reaksiyonların seyrini etkileyebilir. Görünür radyasyon, vücuttaki kimyasal reaksiyonlar nedeniyle bireysel böcekler (ateşböcekleri) ve bazı derin deniz balıkları tarafından yayılır. Fotosentez sürecinin bir sonucu olarak bitkiler tarafından karbondioksitin emilmesi, oksijenin salınması, Dünya'daki biyolojik yaşamın korunmasına katkıda bulunur. Görünür radyasyon, çeşitli nesneleri aydınlatmak için de kullanılır.
Işık, Dünya'daki yaşamın ve aynı zamanda çevremizdeki dünya hakkındaki fikirlerimizin kaynağıdır.
5. Ultraviyole radyasyon
Ultraviyole radyasyon, gözle görülemeyen elektromanyetik radyasyon, 10 - 380 nm (ν = 8 * 1014-3 * 1016 Hz) dalga boylarında görünür ve X-ışını radyasyonu arasındaki spektral bölgeyi işgal eder. Ultraviyole radyasyon 1801'de Alman bilim adamı Johann Ritter tarafından keşfedildi. Ritter, görünür ışığın etkisi altında gümüş klorürün kararmasını inceleyerek, gümüşün, görünür radyasyonun olmadığı, spektrumun mor ucunun ötesindeki bölgede daha etkili bir şekilde karardığını buldu. Bu kararmaya neden olan görünmez radyasyona ultraviyole adı verildi. Ultraviyole radyasyonun kaynağı, atomların ve moleküllerin değerlik elektronlarının yanı sıra hızlandırılmış hareketli serbest yüklerdir. Radyasyon - 3000 K sıcaklıklara kadar ısıtıldı katılar yoğunluğu artan sıcaklıkla artan sürekli spektrumlu ultraviyole radyasyonun önemli bir oranını içerir. Daha güçlü bir ultraviyole radyasyon kaynağı, herhangi bir yüksek sıcaklıklı plazmadır. Ultraviyole radyasyonun çeşitli uygulamaları için cıva, ksenon ve diğer gaz deşarjlı lambalar kullanılır. Doğal ultraviyole radyasyon kaynakları - Güneş, yıldızlar, bulutsular ve diğer uzay nesneleri. Bununla birlikte, radyasyonlarının yalnızca uzun dalga boylu kısmı (λ>290 nm) ulaşır. yeryüzü. λ = 230 nm'de ultraviyole radyasyonu kaydetmek için geleneksel fotoğraf malzemeleri kullanılır; daha kısa dalga boyu bölgesinde, özel düşük jelatinli fotoğraf katmanları buna duyarlıdır. Ultraviyole radyasyonun iyonlaşmaya ve fotoelektrik etkiye neden olma yeteneğini kullanan fotoelektrik alıcılar kullanılır: fotodiyotlar, iyonizasyon odaları, foton sayaçları, fotoçoğaltıcılar.
Küçük dozlarda, ultraviyole radyasyonun bir kişi üzerinde faydalı, iyileştirici bir etkisi vardır, vücutta D vitamini sentezini aktive eder ve ayrıca güneş yanığına neden olur. Yüksek dozda ultraviyole radyasyon cilt yanıklarına ve kanserli oluşumlara neden olabilir (%80 tedavi edilebilir). Ayrıca aşırı ultraviyole radyasyon vücudun bağışıklık sistemini zayıflatarak bazı hastalıkların gelişmesine katkıda bulunur. Ultraviyole radyasyon ayrıca bakterisidal etki: Bu radyasyonun etkisi altında, patojenik bakteriler ölür.
Ultraviyole radyasyon, floresan lambalarda, adli tıpta (belgelerde sahtecilik olduğu resimlerden anlaşılır), sanat tarihinde (ultraviyole ışınları yardımıyla tablolarda gözle görülemeyen restorasyon izleri tespit edilebilir) kullanılır. Neredeyse hiç UV radyasyonu yok pencere camı, çünkü camın bir parçası olan demir oksit tarafından emilir. Bu nedenle sıcak ve güneşli bir günde bile güneş banyosu olan bir odada bronzlaşamazsınız. kapalı pencere. İnsan gözü ultraviyole radyasyonu göremez çünkü gözün korneası ve göz merceği ultraviyole radyasyonu emer. Bazı hayvanlar ultraviyole radyasyonu görebilir. Örneğin, bir güvercin bulutlu havalarda bile Güneş tarafından yönlendirilir.
6. Röntgenler
X-ışınları elektromanyetiktir iyonlaştırıcı radyasyon, 10-12-10-8 m (frekans 3 * 1016-3-1020 Hz) dalga boylarında gama ve ultraviyole radyasyon arasındaki spektral bölgeyi işgal eder. X-ışını radyasyonu 1895 yılında bir Alman fizikçi tarafından keşfedildi. En yaygın X-ışını kaynağı, bir elektrik alanı tarafından hızlandırılan elektronların bir metal anodu bombardıman ettiği X-ışını tüpüdür. X-ışınları, bir hedefi yüksek enerjili iyonlarla bombardıman ederek elde edilebilir. Bazı radyoaktif izotoplar ve elektron depolama senkrotronları da X-ışını kaynakları olarak işlev görebilir. X-ışınlarının doğal kaynakları Güneş ve diğer uzay nesneleridir.
X-ışınlarındaki nesnelerin görüntüleri özel bir röntgen filmi üzerinde elde edilir. X-ışını radyasyonu bir iyonizasyon odası, bir parıldama sayacı, ikincil elektron veya kanal elektron çoğaltıcıları, mikro kanal plakaları kullanılarak kaydedilebilir. Yüksek nüfuz etme gücü nedeniyle, X-ışınları X-ışını kırınım analizinde (kristal kafes yapısının incelenmesi), moleküllerin yapısının incelenmesinde, numunelerdeki kusurların tespitinde, tıpta (X -ışınları, florografi, kanser tedavisi), kusur tespitinde (dökümlerdeki, raylardaki kusurların tespiti), sanat tarihinde (son resim katmanının altına gizlenmiş eski resimlerin keşfi), astronomide (X-ışını kaynaklarını incelerken) ve adli tıp. Yüksek dozda X-ışını radyasyonu yanıklara ve insan kanının yapısında değişikliklere yol açar. Röntgen alıcılarının oluşturulması ve yerleştirilmesi uzay istasyonu yüzlerce yıldızın X-ışını emisyonunun yanı sıra süpernova kabukları ve tüm galaksilerin tespit edilmesini mümkün kıldı.
7. Gama radyasyonu (γ - ışınları)
Gama radyasyonu - λ dalga boylarına karşılık gelen ν> Z * 1020 Hz frekans aralığının tamamını kaplayan kısa dalga elektromanyetik radyasyon<10-12 м. Гамма излучение было открыто французским ученым Полем Вилларом в 1900 году. Изучая излучение радия в сильном магнитном поле, Виллар обнаружил коротковолновое электромагнитное излучение, не отклоняющееся, как и свет, магнитным полем. Оно было названо Iгамма излучением. Гамма излучение связано с ядерными процессами, явлениями радиоактивного распада, происходящими с некоторыми веществами, как на Земле, так и в космосе. Гамма излучение можно регистрировать с помощью ионизационных и пузырьковых камер, а также с помощью специальных фотоэмульсий. Используются при исследовании ядерных процессов, в дефектоскопии. Гамма излучение отрицательно воздействует на человека.
IV. İncelenen materyalin konsolidasyonu.
Düşük frekanslı radyasyon, radyo dalgaları, kızılötesi radyasyon, görünür radyasyon, ultraviyole radyasyon, X-ışınları, γ-ışınları çeşitli elektromanyetik radyasyon türleridir.
Bu türleri zihinsel olarak artan frekans veya azalan dalga boyu açısından ayrıştırırsanız, geniş bir sürekli spektrum elde edersiniz - bir elektromanyetik radyasyon ölçeği (öğretmen ölçeği gösterir). Elektromanyetik radyasyonun aralıklara bölünmesi şartlıdır. Bölgeler arasında net bir sınır yoktur. Bölgelerin adları tarihsel olarak gelişmiştir, yalnızca radyasyon kaynaklarını sınıflandırmak için uygun bir araç olarak hizmet ederler.
Elektromanyetik radyasyon ölçeğinin tüm aralıkları ortak özelliklere sahiptir:
- Tüm radyasyonların fiziksel doğası aynıdır.Tüm radyasyonlar boşlukta 3 * 108 m / s'ye eşit aynı hızda yayılır.Tüm radyasyonlar ortak dalga özellikleri sergiler (yansıma, kırılma, girişim, kırınım, polarizasyon).
ANCAK). Radyasyonun türünü ve fiziksel yapısını belirlemek için görevleri tamamlayın.
1. Yanan odun elektromanyetik dalgalar yayar mı? Yanmayan? (Yayın. Yanan - kızılötesi ve görünür ışınlar ve yanmayan - kızılötesi).
2. Karın beyaz rengini, isin siyah rengini, yaprakların yeşil rengini, kağıdın kırmızı rengini ne açıklar? (Kar tüm dalgaları yansıtır, is her şeyi emer, yapraklar yeşili, kağıt kırmızıyı yansıtır).
3. Atmosferin Dünya'daki yaşamda oynadığı rol nedir? (UV koruması).
4. Koyu cam neden kaynakçının gözlerini korur? (Cam ultraviyole ışığı iletmez, koyu cam ve kaynak sırasında oluşan parlak görünür alev radyasyonunu iletir).
5. Uydular veya uzay gemileri atmosferin iyonize katmanlarından geçerken X-ışınları kaynağı olurlar. Neden? Niye? (Atmosferde hızlı hareket eden elektronlar hareketli cisimlerin duvarlarına çarpar ve X-ışınları üretilir.)
6. Mikrodalga radyasyonu nedir ve nerelerde kullanılır? (Süper yüksek frekanslı radyasyon, mikrodalga fırınlar).
B). Doğrulama testi.
1. Kızılötesi radyasyonun bir dalga boyu vardır:
A. 4 * 10-7 m'den az B. 7,6 * 10-7 m'den fazla C. 10 -8 m'den az
2. Ultraviyole radyasyon:
A. Hızlı elektronların keskin bir yavaşlaması sırasında oluşur.
B. Yüksek sıcaklığa kadar ısıtılan cisimler tarafından yoğun olarak yayılır.
B. Isıtılmış herhangi bir cisim tarafından yayılan.
3. Görünür radyasyonun dalga boyu aralığı nedir?
A. 4*10-7- 7.5*10-7 m B. 4*10-7- 7.5*10-7 cm C. 4*10-7- 7.5*10-7 mm .
4. En büyük pas yeteneği:
A. Görünür radyasyon B. Ultraviyole radyasyon C. X-ışını radyasyonu
5. Karanlıktaki bir nesnenin görüntüsü aşağıdakiler kullanılarak elde edilir:
A. Ultraviyole radyasyon. B. X-ışını radyasyonu.
B. Kızılötesi radyasyon.
6. γ-radyasyonunu ilk kim keşfetti?
A. Roentgen B. Villar W. Herschel
7. Kızılötesi radyasyon ne kadar hızlı hareket eder?
A. 3*108 m/s'den fazla B. 3*10 8 m/s'den az C. 3*108 m/s
8. X-ışını radyasyonu:
A. Hızlı elektronların keskin bir yavaşlaması sırasında oluşur
B. Yüksek sıcaklığa ısıtılan katılar tarafından yayılan
B. Isıtılmış herhangi bir cisim tarafından yayılan
9. Tıpta ne tür radyasyon kullanılır?
Kızılötesi radyasyon Ultraviyole radyasyon Görünür radyasyon X-ışını radyasyonu
A. 1.2.4 B. 1.3 C. Tüm radyasyon
10. Sıradan cam pratik olarak aşağıdakileri geçirmez:
A. Görünür radyasyon. B. Ultraviyole radyasyon. C. Kızılötesi Radyasyon Doğru cevaplar: 1(B); 2 (B); 3 A); 4(B); 5(B); 6(B); 7(B); 8(A); 9(A); 10(B).
Notlandırma ölçeği: 5 - 9-10 görev; 4 - 7-8 görev; 3 - 5-6 görev.
IV. Dersin özeti.
V. Ödev: §80,86.