Elektromagnētiskā starojuma veidi

Elektromagnētiskais starojums (elektromagnētiskie viļņi) — telpā izplatīšanās elektrisko un magnētisko lauku traucējumi.

Elektromagnētiskā starojuma diapazoni

1 Radio viļņi

2. Infrasarkanais (termiskais)

3. Redzamais starojums (optiskais)

4. Ultravioletais starojums

5. Cietais starojums

Elektromagnētiskā starojuma galvenās īpašības tiek uzskatītas par frekvenci un viļņa garumu. Viļņa garums ir atkarīgs no starojuma izplatīšanās ātruma. Elektromagnētiskā starojuma izplatīšanās ātrums vakuumā ir vienāds ar gaismas ātrumu, citos medijos šis ātrums ir mazāks.

Elektromagnētisko viļņu īpašības no svārstību teorijas un elektrodinamikas jēdzienu viedokļa ir trīs savstarpēji perpendikulāru vektoru klātbūtne: vektora vilnis, elektriskā lauka intensitātes vektors E un magnētiskā lauka vektors H.

Elektromagnētiskā starojuma spektrs

Elektromagnētiskie viļņi - tie ir šķērsviļņi (bīdes viļņi), kuros elektriskā un magnētiskā lauka vektori svārstās perpendikulāri viļņu izplatīšanās virzienam, taču tie būtiski atšķiras no viļņiem uz ūdens un no skaņas ar to, ka tos var pārraidīt no avota uz uztvērējs, tostarp caur vakuumu.

Visiem starojuma veidiem kopīgs ir to izplatīšanās ātrums vakuumā, kas vienāds ar 300 000 000 metriem sekundē.

Elektromagnētisko starojumu raksturo svārstību frekvence, kas norāda pilno svārstību ciklu skaitu sekundē vai viļņa garumā, t.i. attālums, kādā starojums izplatās vienas svārstības laikā (vienā svārstību periodā).

Svārstību frekvence (f), viļņa garums (λ) un starojuma izplatīšanās ātrums (c) ir savstarpēji saistīti ar sakarību: c = f λ.

Elektromagnētisko starojumu parasti iedala frekvenču diapazonos... Starp diapazoniem nav asu pāreju, tie dažkārt pārklājas, un robežas starp tiem ir patvaļīgas. Tā kā starojuma izplatīšanās ātrums ir nemainīgs, tā svārstību biežums ir stingri saistīts ar viļņa garumu vakuumā.

Ultraīsos radioviļņus parasti iedala metros, decimetros, centimetros, milimetros un submilimetros vai mikrometros. Viļņus, kuru garums λ ir mazāks par 1 m (frekvence virs 300 MHz), sauc arī par mikroviļņiem vai mikroviļņu viļņiem.

Infrasarkanais starojums — elektromagnētiskais starojums, kas aizņem spektrālo apgabalu starp redzamās gaismas sarkano galu (ar viļņa garumu 0,74 mikroni) un mikroviļņu starojumu (1-2 mm).

Infrasarkanais starojums aizņem lielāko optiskā spektra daļu.Infrasarkano starojumu sauc arī par "termisko" starojumu, jo visi ķermeņi, cietie un šķidrie, uzkarsēti līdz noteiktai temperatūrai, izstaro enerģiju infrasarkanajā spektrā. Šajā gadījumā ķermeņa izstarotie viļņu garumi ir atkarīgi no sildīšanas temperatūras: jo augstāka temperatūra, jo īsāks viļņa garums un lielāka emisijas intensitāte. Absolūtā melnā ķermeņa emisijas spektrs salīdzinoši zemā (līdz dažiem tūkstošiem Kelvinu) temperatūrām galvenokārt atrodas šajā diapazonā.

Redzamā gaisma ir septiņu pamatkrāsu kombinācija: sarkana, oranža, dzeltena, zaļa, ciāna, zila un violeta. Bet cilvēka acij nav redzams ne infrasarkanais, ne ultravioletais starojums.

Redzamais, infrasarkanais un ultravioletais starojums veido tā saukto optisko spektru šī vārda plašākajā nozīmē. Slavenākais optiskā starojuma avots ir Saule. Tās virsma (fotosfēra) tiek uzkarsēta līdz 6000 grādu temperatūrai un spīd ar spilgti dzeltenu gaismu. Šo elektromagnētiskā starojuma spektra daļu mūsu maņas uztver tieši.

Optiskā diapazona starojums rodas, kad ķermeņi tiek uzkarsēti (infrasarkano starojumu sauc arī par termisko) atomu un molekulu termiskās kustības dēļ. Jo vairāk ķermenis uzsilst, jo augstāks ir tā starojuma biežums. Ar nelielu karsēšanu ķermenis sāk mirdzēt redzamajā diapazonā (kvēls), vispirms sarkans, pēc tam dzeltens utt. Un otrādi, optiskā spektra starojumam ir termiska ietekme uz ķermeņiem.

Dabā mēs visbiežāk sastopamies ar ķermeņiem, kas izstaro sarežģītas spektrālās kompozīcijas gaismu, kas sastāv no dažāda garuma gribām.Tāpēc redzamā starojuma enerģija ietekmē acs gaismas jutīgos elementus un izraisa atšķirīgu sajūtu. Tas ir saistīts ar atšķirīgo acs jutību. dažāda viļņa garuma starojumam.

Radiācijas plūsmas spektra redzamā daļa

Papildus termiskajam starojumam ķīmiskās un bioloģiskās reakcijas var kalpot kā optiskā starojuma avoti un uztvērēji. Viena no slavenākajām ķīmiskajām reakcijām, kas ir optiskā starojuma uztvērējs, tiek izmantota fotogrāfijā.

Cietie stari... Rentgena un gamma starojuma apgabalu robežas var noteikt tikai ļoti provizoriski. Vispārējai orientācijai var pieņemt, ka rentgenstaru kvantu enerģija ir diapazonā no 20 eV — 0,1 MeV, bet gamma kvantu enerģija ir lielāka par 0,1 MeV.

Ultravioletais starojums (ultravioletais, UV, UV) — elektromagnētiskais starojums, kas aizņem diapazonu starp redzamo un rentgena starojumu (380–10 nm, 7,9 × 1014–3 × 1016 Hz). Diapazons nosacīti tiek iedalīts tuvajā (380-200 nm) un tālajā jeb vakuuma (200-10 nm) ultravioletajā, pēdējais tā nosaukts, jo to intensīvi absorbē atmosfēra un pēta tikai ar vakuumierīcēm.

Garo viļņu ultravioletajam starojumam ir salīdzinoši zema fotobioloģiskā aktivitāte, bet tas var izraisīt cilvēka ādas pigmentāciju, pozitīvi iedarbojas uz organismu. Šī apakšdiapazona starojums spēj izraisīt dažu vielu spīdumu, tāpēc to izmanto produktu ķīmiskā sastāva luminiscences analīzei.

Vidēja viļņa ultravioletajam starojumam ir tonizējoša un ārstnieciska iedarbība uz dzīviem organismiem.Tas spēj izraisīt eritēmu un saules apdegumus, pārvēršot augšanai un attīstībai nepieciešamo D vitamīnu absorbējamā formā dzīvnieku organismā, un tam ir spēcīga pretrahīta iedarbība. Radiācija šajā apakšgrupā ir kaitīga lielākajai daļai augu.

Īsviļņu ultravioletā apstrāde Tam piemīt baktericīda iedarbība, tāpēc to plaši izmanto ūdens un gaisa dezinfekcijai, dažādu iekārtu un trauku dezinfekcijai un sterilizācijai.

Galvenais dabiskais ultravioletā starojuma avots uz Zemes ir Saule. UV-A un UV-B starojuma intensitātes attiecība, kopējais UV staru daudzums, kas sasniedz Zemes virsmu, ir atkarīgs no dažādiem faktoriem.

Mākslīgie ultravioletā starojuma avoti ir dažādi. Mākslīgie ultravioletā starojuma avoti mūsdienās tiek plaši izmantoti medicīnā, profilaktiskajās, sanitārajās un higiēnas iestādēs, lauksaimniecībā utt. tiek nodrošinātas ievērojami lielākas iespējas nekā izmantojot dabisko ultravioleto starojumu.