Optiskā spektra staru īpašības un pielietojums

Pēc ģenerēšanas principiem elektromagnētiskā radiācija ir sadalīts šādos veidos: gamma starojums, rentgena starojums, sinhrotrons, radio un optiskais starojums.

Viss optiskā starojuma diapazons ir sadalīts trīs reģionos: ultravioletais (UV), redzamais un infrasarkanais (IR). Savukārt ultravioletā starojuma diapazons ir sadalīts UV-A (315-400 nm), UV-B (280-315) un UV-C (100-280 nm). Ultravioleto gamma starojumu reģionā, kura viļņu garums ir mazāks par 180 nm, bieži sauc par vakuumu, jo gaiss šajā spektra reģionā ir necaurspīdīgs. Radiāciju, kas var izraisīt vizuālu sajūtu, sauc par redzamu. Redzamais starojums ir šaurs optiskā starojuma spektrālais diapazons (380-760 nm), kas atbilst cilvēka acs jutības diapazonam.

Ir redzams starojums, kas var tieši izraisīt redzes sajūtu. Redzamā starojuma diapazona robežas nosacīti tiek pieņemtas šādi: apakšējā 380 — 400 nm, augšējā 760 — 780 nm.

Šī diapazona emisija tiek izmantota, lai radītu nepieciešamo apgaismojuma līmeni rūpnieciskajās, administratīvajās un sadzīves telpās.Nepieciešamo līmeni nosaka redzamības apstākļi. Šajā gadījumā apstarošanas procesa enerģētiskais aspekts ir mazāk svarīgs.

Taču, piemēram, tajā pašā lauksaimnieciskajā ražošanā gaismu izmanto ne tikai kā apgaismojuma līdzekli. Mākslīgi apstarojot augus, piemēram, siltumnīcās, apstarojošo iekārtu redzamais starojums ir vienīgais enerģijas avots, kas tiek uzkrāts augā fotosintēzes procesā un pēc tam tiek izmantots cilvēkiem un dzīvniekiem. Šeit apstarošana ir enerģētisks process.

Redzamā starojuma ietekme uz dzīvniekiem un putniem vēl nav pietiekami pētīta, taču ir noskaidrots, ka tā ietekme uz produktivitāti ir atkarīga ne tikai no apgaismojuma līmeņa, bet arī no gaismas perioda ilguma diennaktī, gaismas perioda maiņas. gaišie un tumšie periodi utt.

Infrasarkanais starojums spektrā aptver apgabalu no 760 nm līdz 1 mm un ir sadalīts IR-A (760-1400 nm), IR-B (1400-3000 nm) un IR-C (3000-106 nm).

Pašlaik infrasarkanais starojums tiek plaši izmantots ēku un būvju apkurei, tāpēc to bieži sauc par termisko starojumu. To izmanto arī krāsu žāvēšanai. Lauksaimniecībā infrasarkano starojumu plaši izmanto arī dārzeņu un augļu žāvēšanai, jaunu dzīvnieku karsēšanai.

Nakts redzamībai ir speciālas ierīces – termokameras. Šajās ierīcēs jebkura objekta infrasarkanais starojums tiek pārvērsts redzamā starojumā. Infrasarkanais attēls parāda temperatūras lauku sadalījuma attēlu.

Infrasarkanā starojuma diapazons sākas no redzamās gaismas augšējās robežas (780 nm) un parasti beidzas pie viļņa garuma 1 mm. Infrasarkanie stari ir neredzami, kas nozīmē, ka tie nevar radīt redzes sajūtu.

Infrasarkano staru galvenā īpašība ir termiskā darbība: kad infrasarkanie stari tiek absorbēti, ķermeņi uzsilst. Tāpēc tos galvenokārt izmanto dažādu priekšmetu un materiālu apsildīšanai un žāvēšanai.

Apstarojot augus, jāpatur prātā, ka infrasarkano staru pārpalikums var izraisīt pārmērīgu augu pārkaršanu un nāvi.

Dzīvnieku apstarošana ar infrasarkanajiem stariem uzlabo to vispārējo attīstību, vielmaiņu, asinsriti, samazina uzņēmību pret slimībām u.c. IR-A zonas efektīvākie stari. Viņiem ir vislabākā iespiešanās spēja ķermeņa audos. Infrasarkano staru pārpalikums izraisa dzīvo audu šūnu pārkaršanu un nāvi (temperatūrā virs 43,5 ° C). Šo apstākli izmanto, piemēram, graudu dezinsekcijai. Apstarošanas laikā kūts kaitēkļi tiek uzkarsēti daudz spēcīgāk nekā graudi un iet bojā.

Sīkāku informāciju skatiet šeit: Apstarotāji un iekārtas dzīvnieku infrasarkanajai apkurei

Ultravioletais starojums aptver viļņu garuma diapazonu no 400 līdz 1 nm. Intervālā no 100 līdz 400 nm izšķir trīs zonas: UV -A (315 - 400 nm), UV -B (280 - 315 nm), UV -C (100 - 280 nm). Šo zonu sijām ir dažādas īpašības, un tāpēc tām ir atšķirīgs pielietojums. Ultravioletais starojums arī ir neredzams, taču bīstams acīm. Ultravioletais starojums, kura viļņa garums ir īsāks par 295 nm, iedarbojas uz augiem nomācoši, tādēļ, to mākslīgi apstarojot, tas ir jāizslēdz no avota vispārējās plūsmas.

Apstarots UV-A starojums var izraisīt noteiktu vielu spīdumu. Šo mirdzumu sauc par fotoluminiscenci vai vienkārši luminiscenci.

Par luminiscenci sauc ķermeņu spontānu mirdzumu, kura ilgums pārsniedz gaismas svārstību periodu un ierosina uz jebkura veida enerģijas rēķina, izņemot siltumu. Cietās vielas, šķidrumi un gāzes var luminiscēt. Ar dažādām ierosināšanas metodēm un atkarībā no ķermeņa kopējā stāvokļa luminiscences laikā tie var iziet dažādus procesus.

Šīs zonas stari tiek izmantoti atsevišķu vielu ķīmiskā sastāva luminiscences analīzei, produktu bioloģiskā stāvokļa (graudu dīgtspēja un bojājums, kartupeļu puves pakāpe u.c.) novērtēšanai un citos gadījumos, kad viela var spīdēt ar redzamu gaismu ultravioleto staru plūsmā.

Starojumam no UV-B zonas ir spēcīga bioloģiskā ietekme uz dzīvniekiem. Apstarošanas laikā D provitamīns tiek pārveidots par D vitamīnu, kas atvieglo fosfora-kalcija savienojumu uzsūkšanos organismā. Skeleta kaulu stiprums ir atkarīgs no kalcija uzsūkšanās pakāpes, tāpēc UV-B starojums tiek izmantots kā līdzeklis pret rahītu jauniem dzīvniekiem un putniem.

Tai pašai spektra daļai piemīt vislielākā eritēmas iedarbība, tas ir, tā var izraisīt ilgstošu ādas apsārtumu (eritēmu). Eritēma ir asinsvadu paplašināšanās sekas, kas izraisa citas labvēlīgas ķermeņa reakcijas.

UV-C zonas ultravioletais starojums spēj iznīcināt baktērijas, tas ir, tam ir baktericīda iedarbība un to izmanto ūdens, trauku, gaisa u.c. dezinfekcijai.