Шкала электромагнитных волн

 

План реферата

1. Шкала электромагнитных волн
2. Инфракрасное излучение (тепловое)
3. Видимое излучение
4. Ультрафиолетовое  излучение
5. Рентгеновские лучи
6. γ-излучение

 

 

 

 

Шкала электромагнитных волн

Длины электромагнитных волн, которые могут быть зарегистрированы приборами, лежат в очень широком  диапазоне. Все эти волны обладают общими свойствами: поглощение, отражение, интерференция, дифракция, дисперсия. Свойства эти могут, однако, проявляться  по-разному. Различными являются источники  и приемники волн.

Радиоволны

ν=10⁵- 10¹¹ Гц, λ=10^-3-10³ м.

Получают с помощью  колебательных контуров и макроскопических вибраторов. 

Свойства. Радиоволны различных частот и с различными длинами волн по-разному поглощаются и отражаются средами. 

Применение Радиосвязь, телевидение, радиолокация. В природе радиоволны излучаются различными внеземными источниками (ядра галактик, квазары).

 

Инфракрасное  излучение (тепловое)

ν=3-10¹¹- 4^.10¹⁴ Гц, λ=8^.10^-7 - 2^.10^-3 м.

Излучается атомами и  молекулами вещества.

Инфракрасное излучение  дают все тела при любой температуре.

Человек излучает электромагнитные волны λ≈9^.10^-6  м.

Свойства

1. Проходит через некоторые непрозрачные тела, а также сквозь дождь, дымку, снег.
2. Производит химическое действие на фотопластинки.
3. Поглощаясь веществом, нагревает его.
4. Вызывает внутренний фотоэффект у германия.
5. Невидимо.

Регистрируют тепловыми  методами, фотоэлектрическими и фотографическими.

 

Применение. Получают изображения предметов в темноте, приборах ночного видения (ночные бинокли), тумане. Используют в криминалистике, в физиотерапии, в промышленности для сушки окрашенных изделий, стен зданий, древесины, фруктов.

 

Видимое излучение

Часть электромагнитного  излучения, воспринимаемая глазом (от красного до фиолетового):

Свойства. Воздействует на глаз.

При разложении луча белого цвета в призме образуется спектр, в котором излучения разных длин волн преломляются под разными углами. Цвета, входящие в спектр, то есть такие  цвета, которые могут быть получены с помощью света одной длины волны (точнее, с очень узким диапазоном длин волн), называются спектральными цветами. Основные спектральные цвета (имеющие собственное название), а также характеристики излучения этих цветов, представлены в таблице:

цвет	Диапазон длин  волн, нм	Диапазон частот,  ТГц	Диапазон энергии  фотонов, эВ
фиолетовый	380-440	790-680	2,82-3,26
синий	440-485	680-620	2,56-2,82
голубой	485-500	620-600	2,48-2,56
зеленый	500-565	600-530	2,19-2,48
желтый	565-590	530-510	2,10-2,19
оранжевый	590-625	510-480	1,98-2,10
красный	625-740	480-400	1,68-1,98

 

 

 

 

Ультрафиолетовое  излучение

(меньше, чем у фиолетового  света)

Источники: газоразрядные  лампы с трубками из кварца (кварцевые  лампы).

Излучается всеми твердыми телами, у которых T>1000°С, а также светящимися парами ртути.

Свойства. Высокая химическая активность (разложение хлорида серебра, свечение кристаллов сульфида цинка), невидимо, большая проникающая способность, убивает микроорганизмы, в небольших дозах благотворно влияет на организм человека (загар).

Негативное  воздействие ультрафиолетового  облучения:

•   острые, вызванные большой дозой облучения, полученной за короткое время (например, солнечный ожог или острые фотодерматозы). Они происходят преимущественно за счет лучей УФ-В, энергия которых многократно превосходит энергию лучей УФ-А.
• отсроченные, вызванные длительным облучением умеренными (субэритемными) дозами (например, к таким повреждениям относятся фотостарение, новообразования кожи, некоторые фотодерматиты). Они возникают преимущественно за счет лучей спектра А, которые несут меньшую энергию, но способны глубже проникать в кожу, и их интенсивность мало меняется в течение дня и практически не зависит от времени года. Как правило, этот тип повреждений - результат воздействия продуктов свободнорадикальных реакций.

 

 

 

 

Рентгеновские лучи

Излучаются при большом  ускорении электронов, например их торможение в металлах. Получают при  помощи рентгеновской трубки: электроны  в вакуумной трубке (р= 10^-3-10^-5 Па) ускоряются электрическим полем при высоком напряжении, достигая анода, при соударении резко тормозятся. При торможении электроны движутся с ускорением и излучают электромагнитные волны с малой длиной (от 100 до 0,01 им). Свойства Интерференция, дифракция рентгеновских лучей на кристаллической решетке, большая проникающая способность. Облучение в больших дозах вызывает лучевую болезнь.  Применение. В медицине (диагностика заболеваний внутренних органов), в промышленности (контроль внутренней структуры различных изделий, сварных швов).

Радиоволны (радиочастоты), используемые в радиотехнике, занимают область, или более научно – спектр от 10 000 м (30 кГц) до 0.1 мм (3 000 ГГц). Это  только часть обширного спектра  электромагнитных волн. За радиоволнами (по убывающей длине) следуют тепловые или инфракрасные лучи. После них  идет узкий участок волн видимого света, далее – спектр ультрафиолетовых, рентгеновских и гамма лучей  – все это электромагнитные колебания  одной природы, отличающиеся только длиной волны и, следовательно, частотой. Хотя весь спектр разбит на области, границы  между ними намечены условно. Области  следуют непрерывно одна за другой, переходят одна в другую, а в  некоторых случаях перекрываются. Международными соглашениями весь спектр радиоволн, применяемых в радиосвязи, разбит на диапазоны:

Но эти диапазоны весьма обширны и, в свою очередь, разбиты  на участки, куда входят так называемые радиовещательные и телевизионные  диапазоны, диапазоны для наземной и авиационной, космической и  морской связи, для передачи данных и медицины, для радиолокации и  радионавигации и т.д. Каждой радиослужбе  выделен свой участок диапазона  или фиксированные частоты.

 

γ-излучение

Источники: атомное ядро (ядерные реакции). Свойства. Имеет огромную проникающую способность, оказывает  сильное биологическое воздействие. 

Применение. В медицине, производстве (γ-дефектоскопия). 

Применение. В медицине, в промышленности.

Общим свойством электромагнитных волн является также то, что все  излучения обладают одновременно квантовыми и волновыми свойствами. Квантовые  и волновые свойства в этом случае не исключают, а дополняют друг друга. Волновые свойства ярче проявляются при малых частотах и менее ярко - при больших. И наоборот, квантовые свойства ярче проявляются при больших частотах и менее ярко — при малых. Чем меньше длина волны, тем ярче проявляются квантовые свойства, а чем больше длина волны, тем ярче проявляются волновые свойства.