Τύποι ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας

Ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία (ηλεκτρομαγνητικά κύματα) — διαταραχή των ηλεκτρικών και μαγνητικών πεδίων που διαδίδονται στο διάστημα.

Εύρος ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας

1 Ραδιοκύματα

2. Υπέρυθρες (θερμικές)

3. Ορατή ακτινοβολία (οπτική)

4. Η υπεριώδης ακτινοβολία

5. Σκληρή ακτινοβολία

Τα κύρια χαρακτηριστικά της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας θεωρούνται η συχνότητα και το μήκος κύματος. Το μήκος κύματος εξαρτάται από την ταχύτητα διάδοσης της ακτινοβολίας. Η ταχύτητα διάδοσης της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας στο κενό είναι ίση με την ταχύτητα του φωτός, σε άλλα μέσα αυτή η ταχύτητα είναι μικρότερη.

Τα χαρακτηριστικά των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων από την άποψη της θεωρίας των ταλαντώσεων και των εννοιών της ηλεκτροδυναμικής είναι η παρουσία τριών αμοιβαία κάθετων διανυσμάτων: διανυσματικό κύμα, διάνυσμα έντασης ηλεκτρικού πεδίου Ε και διάνυσμα μαγνητικού πεδίου Η.

Φάσμα ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας

Ηλεκτρομαγνητικά κύματα - αυτά είναι εγκάρσια κύματα (διατμητικά κύματα) στα οποία τα διανύσματα ηλεκτρικού και μαγνητικού πεδίου ταλαντώνονται κάθετα προς την κατεύθυνση διάδοσης των κυμάτων, αλλά διαφέρουν σημαντικά από τα κύματα στο νερό και από τον ήχο στο ότι μπορούν να μεταδοθούν από την πηγή στο δέκτη, συμπεριλαμβανομένου του κενού.

Κοινή για όλα τα είδη ακτινοβολίας είναι η ταχύτητα διάδοσής τους στο κενό ίση με 300.000.000 μέτρα ανά δευτερόλεπτο.

Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία χαρακτηρίζεται από μια συχνότητα ταλάντωσης, που δείχνει τον αριθμό των πλήρων κύκλων ταλάντωσης ανά δευτερόλεπτο ή μήκος κύματος, δηλ. την απόσταση που εξαπλώνεται η ακτινοβολία κατά τη διάρκεια μιας ταλάντωσης (σε μια περίοδο ταλάντωσης).

Η συχνότητα της ταλάντωσης (f), το μήκος κύματος (λ) και η ταχύτητα διάδοσης της ακτινοβολίας (γ) σχετίζονται μεταξύ τους με τη σχέση: c = f λ.

Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία συνήθως χωρίζεται σε περιοχές συχνοτήτων... Δεν υπάρχουν απότομες μεταβάσεις μεταξύ των περιοχών, μερικές φορές επικαλύπτονται και τα όρια μεταξύ τους είναι αυθαίρετα. Δεδομένου ότι ο ρυθμός διάδοσης της ακτινοβολίας είναι σταθερός, η συχνότητα των ταλαντώσεων της σχετίζεται αυστηρά με το μήκος κύματος στο κενό.

Τα υπερμικρά ραδιοκύματα συνήθως χωρίζονται σε μέτρα, δεκατόμετρα, εκατοστά, χιλιοστά και υποχιλιοστά ή μικρόμετρο. Τα κύματα με μήκος λ μικρότερο από 1 m (συχνότητα πάνω από 300 MHz) ονομάζονται επίσης μικροκύματα ή κύματα μικροκυμάτων.

Υπέρυθρη ακτινοβολία — ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία που καταλαμβάνει τη φασματική περιοχή μεταξύ του κόκκινου άκρου του ορατού φωτός (με μήκος κύματος 0,74 μικρά) και της ακτινοβολίας μικροκυμάτων (1-2 mm).

Η υπέρυθρη ακτινοβολία καταλαμβάνει το μεγαλύτερο μέρος του οπτικού φάσματος.Η υπέρυθρη ακτινοβολία ονομάζεται επίσης «θερμική» ακτινοβολία επειδή όλα τα σώματα, στερεά και υγρά, που θερμαίνονται σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία εκπέμπουν ενέργεια στο υπέρυθρο φάσμα. Σε αυτή την περίπτωση, τα μήκη κύματος που εκπέμπονται από το σώμα εξαρτώνται από τη θερμοκρασία θέρμανσης: όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία, τόσο μικρότερο είναι το μήκος κύματος και τόσο μεγαλύτερη είναι η ένταση εκπομπής. Το φάσμα εκπομπής ενός απόλυτου μαύρου σώματος σε σχετικά χαμηλές (έως μερικές χιλιάδες Kelvin) θερμοκρασίες βρίσκεται κυρίως σε αυτό το εύρος.

Το ορατό φως είναι ένας συνδυασμός επτά βασικών χρωμάτων: κόκκινο, πορτοκαλί, κίτρινο, πράσινο, κυανό, μπλε και βιολετί. Αλλά ούτε το υπέρυθρο ούτε το υπεριώδες είναι ορατό στο ανθρώπινο μάτι.

Η ορατή, η υπέρυθρη και η υπεριώδης ακτινοβολία συνθέτουν το λεγόμενο οπτικό φάσμα με την ευρεία έννοια της λέξης. Η πιο διάσημη πηγή οπτικής ακτινοβολίας είναι ο Ήλιος. Η επιφάνειά του (φωτόσφαιρα) θερμαίνεται σε θερμοκρασία 6000 βαθμών και λάμπει με έντονο κίτρινο φως. Αυτό το τμήμα του φάσματος της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας γίνεται αντιληπτό άμεσα από τις αισθήσεις μας.

Η ακτινοβολία στο οπτικό εύρος συμβαίνει όταν τα σώματα θερμαίνονται (η υπέρυθρη ακτινοβολία ονομάζεται επίσης θερμική) λόγω της θερμικής κίνησης των ατόμων και των μορίων. Όσο περισσότερο θερμαίνεται το σώμα, τόσο μεγαλύτερη είναι η συχνότητα της ακτινοβολίας του. Με κάποια θέρμανση, το σώμα αρχίζει να λάμπει στο ορατό εύρος (πυρακτώσεως), πρώτα κόκκινο, μετά κίτρινο κ.λπ. Αντίθετα, η ακτινοβολία από το οπτικό φάσμα έχει θερμική επίδραση στα σώματα.

Στη φύση, συναντάμε συχνότερα σώματα που εκπέμπουν το φως μιας σύνθετης φασματικής σύνθεσης που αποτελείται από βούληση διαφορετικού μήκους.Επομένως, η ενέργεια της ορατής ακτινοβολίας επηρεάζει τα φωτοευαίσθητα στοιχεία του ματιού και προκαλεί διαφορετική αίσθηση. Αυτό οφείλεται στη διαφορετική ευαισθησία του ματιού. σε ακτινοβολίες διαφορετικών μηκών κύματος.

Ορατό τμήμα του φάσματος ροής ακτινοβολίας

Εκτός από τη θερμική ακτινοβολία, οι χημικές και βιολογικές αντιδράσεις μπορούν να χρησιμεύσουν ως πηγές και δέκτες οπτικής ακτινοβολίας. Μια από τις πιο διάσημες χημικές αντιδράσεις, που είναι δέκτης οπτικής ακτινοβολίας, χρησιμοποιείται στη φωτογραφία.

Σκληρές δέσμες... Τα όρια των περιοχών ακτίνων Χ και ακτινοβολίας γάμμα μπορούν να καθοριστούν μόνο πολύ δοκιμαστικά. Για γενικό προσανατολισμό, μπορεί να υποτεθεί ότι η ενέργεια των κβαντών ακτίνων Χ βρίσκεται στην περιοχή 20 eV — 0,1 MeV και η ενέργεια των κβαντών γάμμα είναι μεγαλύτερη από 0,1 MeV.

Υπεριώδης ακτινοβολία (υπεριώδης, UV, UV) — ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία που καταλαμβάνει το εύρος μεταξύ της ορατής και της ακτινοβολίας ακτίνων Χ (380 — 10 nm, 7,9 × 1014 — 3 × 1016 Hz). Το εύρος χωρίζεται υπό όρους σε υπεριώδη ακτινοβολία κοντά (380-200 nm) και μακριά ή σε κενό (200-10 nm), το τελευταίο ονομάζεται έτσι επειδή απορροφάται εντατικά από την ατμόσφαιρα και μελετάται μόνο με συσκευές κενού.

Η υπεριώδης ακτινοβολία μακρού κύματος έχει σχετικά χαμηλή φωτοβιολογική δραστηριότητα, αλλά μπορεί να προκαλέσει μελάγχρωση του ανθρώπινου δέρματος, έχει θετική επίδραση στο σώμα. Η ακτινοβολία αυτού του υπο-εύρος μπορεί να προκαλέσει λάμψη ορισμένων ουσιών, γι' αυτό και χρησιμοποιείται για ανάλυση φωταύγειας της χημικής σύνθεσης των προϊόντων.

Η υπεριώδης ακτινοβολία μεσαίου κύματος έχει τονωτική και θεραπευτική δράση στους ζωντανούς οργανισμούς.Είναι ικανό να προκαλέσει ερύθημα και ηλιακά εγκαύματα, μετατρέποντας τη βιταμίνη D, απαραίτητη για την ανάπτυξη και την ανάπτυξη, σε απορροφήσιμη μορφή στο σώμα των ζώων και έχει ισχυρή δράση κατά της ραχίτιδας. Η ακτινοβολία σε αυτή την υποπεριοχή είναι επιβλαβής για τα περισσότερα φυτά.

Επεξεργασία με υπεριώδη ακτινοβολία βραχέων κυμάτων Έχει βακτηριοκτόνο δράση, γι' αυτό χρησιμοποιείται ευρέως για την απολύμανση νερού και αέρα, την απολύμανση και την αποστείρωση διαφόρων εξοπλισμών και αγγείων.

Η κύρια φυσική πηγή υπεριώδους ακτινοβολίας στη Γη είναι ο Ήλιος. Η αναλογία της έντασης της ακτινοβολίας UV-A και UV-B, η συνολική ποσότητα των ακτίνων UV που φτάνουν στην επιφάνεια της Γης, εξαρτάται από διάφορους παράγοντες.

Οι τεχνητές πηγές υπεριώδους ακτινοβολίας είναι ποικίλες. Οι τεχνητές πηγές υπεριώδους ακτινοβολίας σήμερα χρησιμοποιούνται ευρέως στην ιατρική, την πρόληψη, τα ιδρύματα υγιεινής και υγιεινής, τη γεωργία κ.λπ. παρέχονται σημαντικά μεγαλύτερες ευκαιρίες από ό,τι όταν χρησιμοποιείται φυσική ακτινοβολία υπεριώδους ακτινοβολίας.