Загальна характеристика шкали електромагнітних випромінювань

Шкала електромагнітних хвиль — неперервна послідовність частот і довжин хвиль електромагнітних випромінювань, які являють собою змінне електромагнітне поле, що поширюється у просторі.

Оптичне випромінювання разом із γ-випромінюванням із боку коротких хвиль оптичного діапазону та радіовипромінювання з боку довгих хвиль цього діапазону складають усю шкалу електромагнітних випромінювань. Прийнято виділяти низькочастотне радіо- та γ -випромінювання, інфрачервоні, ультрафіолетові та рентгенівські промені, видиме світло.

Принципової різниці між цими видами випромінювання немає. Всі вони являють собою електромагнітні хвилі, збуджувані зарядженими частинками. Врешті-решт, електромагнітні хвилі виявляються за їхньою дією на заряджені частинки.

Випромінювання різної довжини хвилі відрізняються одне від одного за способами їх одержання і методами реєстрації.

Електричні коливання низької частоти. Електромагнітні хвилі завдовжки більш як 10 км називаються низькочастотними. Електричні коливання низької частоти створюються генераторами в електричних мережах (50 Гц), машинними генераторами підвищеної частоти (до 200 Гц), а також у телефонних мережах (5000Гц).

Радіохвилі. Весь радіодіапазон електромагнітних хвиль розподіляється на довгі, середні, короткі та ультракороткі радіохвилі. Вперше електромагнітні хвилі одержав Г. Герц. За допомогою електромагнітних хвиль здійснюється радіомовлення, радіолокація, радіо- і космічний зв'язок тощо.

Інфрачервоне випромінювання. Природними джерелами інфрачервоного випромінювання є Сонце, зірки, планети. Штучним джерелом інфрачервоного випромінювання є будь-яке тіло, температура якого вища за температуру навколишнього середовища.

Приймачами інфрачервоного випромінювання є болометри, термометри, фоторезистори, фотоелементи та ін.

Механізм утворення інфрачервоного випромінювання такий. У нагрітому тілі енергія теплового руху перетворюється на внутрішню енергію під час зіткнення частинок між собою. При цьому збільшується енергія, головним чином, коливального й обертального руху частинок, тобто частинки збуджуються. Збуджені атоми та молекули випускають енергію у вигляді електромагнітних хвиль і при цьому переходять зі збудженого стану в нормальний. Поглинувши енергію теплового руху, атоми знову переходять у збуджений стан, а потім повертаються до нормального і т. д. Описане випромінювання називається тепловим і за природою є електромагнітним. Воно існує за будь-якої температури, відмінної від абсолютного нуля.

Властивості інфрачервоного випромінювання: проходить крізь картон, чорний папір, тонкий шар ебоніту, асфальт, атмосферу Землі, сильно поглинається водяною парою.

Застосування інфрачервоного випромінювання:

1)фотографування земних об'єктів у тумані й темряві;

2)прогрівання тканин живого організму;

3)сушіння деревини, пофарбованих поверхонь, підігрівання матеріалів;

4)встановлення охоронної сигналізації у приміщеннях;

5)застосування у сфері медицини, геодезії, криміналістики;

6)у військовійсправі (прилади нічного бачення тощо).

Видиме випромінювання — частина електромагнітного випромінювання, яке сприймається оком. Оскільки колір світлового пучка визначається частотою коливань, то так зване біле світло складається з набору електромагнітних хвиль різних частот, які постійно переходять одна в одну. Корисно вказати приблизні межі, що займають окремі кольори видимого спектра:

Властивості видимого випромінювання: відбивається, заломлюється, діє на око, для нього характерні явища дисперсії, інтерференції, дифракції.

Ультрафіолетове випромінювання. Випромінювання, що виявляється безпосередньо за фіолетовою частиною видимого спектра, називається ультрафіолетовим. Ультрафіолетове випромінювання входить до складу сонячного світла, світла електричної дуги. Воно випускається також спеціальними газорозрядними лампами. Ультрафіолетове випромінювання виявляється за допомогою фотоелементів, фотомножувачів, люмінесцентних речовин, за його хімічною та біологічною дією.

Властивості ультрафіолетового випромінювання:

1)викликає люмінесценцію;

2)викликає фотоефект;

3)спричиняє фотохімічні реакції;

4)справляє бактерицидну дію;

5)впливає на центральну нервову систему, стимулюючи багато важливих життєвих функцій в організмі;

6)різні дози ультрафіолетового випромінювання, діючи на тканини шкіри, спричиняють утворення захисного пігменту — засмаги (вітамін D₂).

Застосування ультрафіолетового випромінювання:

1)в люмінесцентних лампах; люмінесцентному аналізі та дефектоскопії;

2)у промисловій електроніці й автоматиці;

3)у текстильному виробництві; відіграє важливу роль у фізіології тварин і рослин;

4)для стерилізації повітря в промислових приміщеннях;

5)у медичній практиці.

Рентгенівські промені. Спочатку пояснюємо механізм виникнення рентгенівського випромінювання. Звертаємо увагу на існування електромагнітного поля поблизу електрона, який летить із великою швидкістю. Під час різкого гальмування електрона відбувається зміна електромагнітного поля, у результаті чого виникає електромагнітна хвиля довжиною від 5 до 0,01 нм. Ці хвилі й являють собою рентгенівське випромінювання.

Мала довжина хвилі рентгенівських променів, велика їх «жорсткість» є причиною, що зумовлює основні властивості рентгенівського випромінювання.

Властивості рентгенівського випромінювання:

1)має високу проникаючу й іонізуючу здатність;

2)не відхиляється електричним і магнітним полями;

3)викликає люмінесценцію;

4)справляє фотохімічну дію;

5)справляє досить сильну біологічну дію на живі клітини, тканини й організм у цілому;

6)поширення, відбивання, заломлення, інтерференція та дифракція відбуваються аналогічно видимому випромінюванню.

Деякі з цих властивостей знаходять практичне застосування в медицині та рентгеноструктурному аналізі.

γ -випромінювання. За своїми властивостями γ -промені дуже нагадують рентгенівські, але їхня проникаюча здатність є набагато більшою.

Властивості випромінювання: мають величезну проникаючу здатність, чинять сильну біологічну дію.

Застосування γ-випромінювання: у медицині, на виробництві (γ-дефектоскопія).

ІV. Закріплення нового матеріалу: (10хв)

Дата добавления: 2014-01-04