Тема: „Видове радиация. Източници на светлина. Скала на електромагнитните вълни. Презентация на тема "мащаб на електромагнитно излъчване"

Слайд 18

Приемници Инфрачервен космически телескоп Spitzer

Основното огледало с диаметър 85 см е направено от берилий и е охладено до температура от 5,5 K, за да се намали собственото инфрачервено излъчване на огледалото. Телескопът беше изстрелян през август 2003 г. по програмата на НАСА Четири големи обсерватории, която включва: Обсерваторията за гама лъчи Комптън (1991–2000 г., 20 keV-30 GeV), вижте небето в гама лъчи от 100 MeV, рентгеновата обсерватория Чандра » (1999, 100 eV-10 keV), космически телескоп Хъбъл (1990, 100–2100 nm), инфрачервен телескоп Spitzer (2003, 3–180 µm). Очаква се животът на телескопа Spitzer да бъде около 5 години. Телескопът получи името си в чест на астрофизика Лиман Спицър (1914-97), който през 1946 г., много преди изстрелването на първия спътник, публикува статията „Предимства за астрономията на извънземна обсерватория“, а 30 години по-късно убеди НАСА и Конгреса на САЩ да започнат разработването на космически телескоп "Хъбъл".

Слайд 19

Наземно приложение: Устройство за нощно виждане

Устройството се основава на електронно-оптичен преобразувател (IOC), който позволява значително (от 100 до 50 хиляди пъти) усилване на слаба видима или инфрачервена светлина. Лещата създава изображение върху фотокатода, от който, както в случая на PMT, се избиват електрони. След това те се ускоряват от високо напрежение (10–20 kV), фокусирани от електронна оптика (електронна магнитно полеспециално подбрана конфигурация) и падат върху флуоресцентен екран, подобен на телевизора. На него изображението се гледа през окулярите. Ускоряването на фотоелектроните дава възможност при условия на слаба светлина да се използва буквално всеки квант светлина за получаване на изображение, но при пълна тъмнина е необходимо осветление. За да не се издава присъствието на наблюдател, за това се използва прожектор в близък инфрачервен диапазон (760–3000 nm).

Слайд 20

Има и устройства, които улавят собственото топлинно излъчване на обекти в средния IR диапазон (8-14 микрона). Такива устройства се наричат ​​термични изображения, те ви позволяват да забележите човек, животно или загрят двигател поради топлинния им контраст с околния фон.

слайд 21

Радиатор

Цялата енергия, консумирана от електрическия нагревател, в крайна сметка се преобразува в топлина. Значителна част от топлината се отвежда от въздуха, който влиза в контакт с горещата повърхност, разширява се и се издига, така че се нагрява основно таванът. За да се избегне това, нагревателите са оборудвани с вентилатори, които насочват топъл въздух, например, на краката на човек и допринасят за смесването на въздуха в помещението. Но има и друг начин за пренос на топлина към околните обекти: инфрачервеното излъчване на нагревателя. То е толкова по-силно, колкото по-гореща е повърхността и колкото по-голяма е нейната площ. За да се увеличи площта, радиаторите са направени плоски. Въпреки това температурата на повърхността не може да бъде висока. В други модели нагреватели се използва спирала, нагрята до няколкостотин градуса (червена топлина) и вдлъбнат метален рефлектор, който създава насочен поток от инфрачервено лъчение.

слайд 22

Рентгенов

1. Източници, приложение

слайд 23

2. Открояване нов типизследване, Вилхелм Рьонтген го нарече рентгенови лъчи (рентгенови лъчи). Под това име е известен в целия свят, с изключение на Русия. Най-характерният източник на рентгенови лъчи в космоса са горещите вътрешни области на акреционните дискове около неутронни звезди и черни дупки. Също така в рентгеновия диапазон слънчевата корона свети, нагрята до 1–2 милиона градуса, въпреки че на повърхността на Слънцето има само около 6 хиляди градуса. Но рентгеновите лъчи могат да бъдат получени без екстремни температури. В излъчващата тръба на медицински рентгенов апарат електроните се ускоряват от напрежение от няколко киловолта и се блъскат в метален екран, излъчвайки рентгенови лъчи по време на спиране. Тъканите на тялото абсорбират рентгеновите лъчи по различни начини, което ви позволява да изучавате структурата на вътрешните органи. Рентгеновите лъчи не проникват през атмосферата, източниците на космически рентгенови лъчи се наблюдават само от орбита. Твърдите рентгенови лъчи се записват от сцинтилационни сензори. При поглъщане на рентгенови кванти в тях за кратко време се появява сияние, което се улавя от фотоумножители. Меките рентгенови лъчи се фокусират от метални огледала с косо падане, от които лъчите се отразяват под ъгъл по-малък от един градус, като камъчета от повърхността на водата.

слайд 24

Източници Рентгенови източници близо до центъра на нашата Галактика

Фрагмент от изображение на околностите на центъра на Галактиката, получено от рентгеновия телескоп "Чандра". Уидън цяла линияярки източници, които най-вероятно са акреционни дискове около компактни обекти - неутронни звезди и черни дупки.

Слайд 25

Обкръжение на пулсар в мъглявината Рак

Мъглявината Рак е остатък от свръхнова, избухнала през 1054 г. Самата мъглявина е обвивка на звезда, разпръсната в космоса, а нейното ядро ​​се компресира и образува свръхплътна въртяща се неутронна звезда с диаметър около 20 km. Въртенето на тази неутронна звезда се проследява чрез строго периодични колебания на нейното излъчване в радиообхвата. Но пулсарът излъчва и във видимия и рентгеновия диапазон. В рентгенови лъчи телескопът Chandra успя да изобрази акреционен диск около пулсар и малки струи, перпендикулярни на неговата равнина (вж. акреционен диск около супермасивна черна дупка).

слайд 26

Слънчеви протуберанци в рентгенови лъчи

Видимата повърхност на Слънцето се нагрява до около 6 хиляди градуса, което съответства на видимия диапазон на радиация. Короната около Слънцето обаче се нагрява до температура над един милион градуса и следователно свети в рентгеновия диапазон на спектъра. Тази снимка е направена по време на максималната слънчева активност, която варира с период от 11 години. Самата повърхност на Слънцето в рентгеновите лъчи практически не излъчва и затова изглежда черна. По време на слънчевия минимум рентгеновото излъчване от Слънцето е значително намалено. Изображението е получено от японския спътник Yohkoh (" Слънчев лъч“), известен също като Solar-A, който работи от 1991 до 2001 г.

Слайд 27

Приемници Рентгенов телескоп "Чандра"

Една от четирите „Големи обсерватории“ на НАСА, кръстена на американския астрофизик от индийски произход Субраманян Чандрасекар (1910–95), носител на Нобелова награда (1983), специалист по теория на структурата и еволюцията на звездите. Основният инструмент на обсерваторията е рентгенов телескоп с косо падане с диаметър 1,2 m, съдържащ четири вложени параболични огледала с косо падане (виж схемата), които преминават в хиперболични. Обсерваторията е изведена в орбита през 1999 г. и работи в мекия рентгенов диапазон (100 eV-10 keV). Многото открития на Чандра включват първото изображение на акреционен диск около пулсар в мъглявината Рак.

Слайд 28

Земно приложение

Електронна лампа, която служи като източник на меки рентгенови лъчи. Между два електрода в запечатана вакуумна колба се прилага напрежение от 10–100 kV. Под действието на това напрежение електроните се ускоряват до енергия 10–100 keV. В края на пътеката се натъкват на полиран метална повърхности рязко се забавят, отделяйки значителна част от енергията под формата на радиация в рентгеновия и ултравиолетовия диапазон.

Слайд 29

Рентгенов

Изображението се получава поради неравномерната пропускливост на тъканите на човешкото тяло за рентгенови лъчи. IN конвенционална камералещата пречупва отразената от обекта светлина и я фокусира върху филма, където се формира изображението. Рентгеновите лъчи обаче се фокусират много трудно. Следователно работата на рентгеновата машина е по-скоро като контактен печат на снимка, когато негативът се поставя върху фотографска хартия и върху кратко времеосветен. Само в този случайчовешкото тяло действа като негатив, специален фотографски филм, чувствителен към рентгенови лъчи, действа като фотографска хартия, а вместо източник на светлина се взема рентгенова тръба.

слайд 30

Радиоизлъчване и микровълни

Приложение

Слайд 31

Обхватът на радиоизлъчването е противоположен на гама лъчението и също е неограничен от една страна - от дълги вълни и ниски честоти. Инженерите го разделят на много секции. Най-късите радиовълни се използват за безжично предаванеданни (интернет, клетъчна и сателитна телефония); метрови, дециметрови и ултракъси вълни (УКВ) заемат местните телевизионни и радиостанции; късите вълни (HF) се използват за глобална радиокомуникация - те се отразяват от йоносферата и могат да обикалят около Земята; за регионално излъчване се използват средни и дълги вълни. Много дългите вълни (VLF) - от 1 км до хиляди километри - проникват в солена вода и се използват за комуникация с подводници, както и за търсене на минерали. Енергията на радиовълните е изключително ниска, но те възбуждат слаби трептения на електрони в метална антена. След това тези трептения се усилват и записват. Атмосферата пропуска радиовълни с дължина от 1 мм до 30 м. Те позволяват да се наблюдават ядрата на галактиките, неутронните звезди и други планетарни системи, но най-впечатляващото постижение на радиоастрономията са рекордно детайлните изображения на космически източници, резолюцията на което надвишава десет хилядна от дъговата секунда.

слайд 32

Микровълнова печка

Микровълните са поддиапазон на радиоизлъчване, близък до инфрачервения. Нарича се още микровълново лъчение, защото има най-високата честота в радиообхвата. Микровълновият диапазон представлява интерес за астрономите, тъй като записва реликтовото лъчение, останало от времето на Големия взрив (друго име е микровълновият космически фон). Излъчен е преди 13,7 милиарда години, когато горещата материя на Вселената е станала прозрачна за собственото си топлинно излъчване. С разширяването на Вселената CMB се е охладил и днес температурата му е 2,7 K. CMB идва към Земята от всички посоки. Днес астрофизиците се интересуват от нееднородностите на небесното сияние в микровълновия диапазон. Те се използват, за да се определи как галактическите купове са започнали да се формират в ранната вселена, за да се тества правилността на космологичните теории. А на Земята микровълните се използват за обикновени задачи като затопляне на закуска и разговори по мобилен телефон. Атмосферата е прозрачна за микровълните. Те могат да се използват за комуникация със сателити. Има и проекти за пренос на енергия на разстояние с помощта на микровълнови лъчи.

Слайд 33

Източници на мъглявината Рак в радиообхвата

Това изображение, което е създадено от наблюдения на Американската национална радиоастрономическа обсерватория (NRAO), може да се използва, за да се прецени природата на магнитните полета в мъглявината Рак. Мъглявината Рак е най-изследваният остатък от експлозия на свръхнова. Това изображение показва как изглежда в радиообхвата. Радиоизлъчването се генерира от бързи електрони, движещи се в магнитно поле. Полето кара електроните да се въртят, тоест да се движат с ускорена скорост, а когато се ускорят, зарядите излъчват електромагнитни вълни.

слайд 34

Компютърен модел на разпределение на материята във Вселената

Първоначално разпределението на материята във Вселената е било почти идеално равномерно. Но все пак малки (може би дори квантови) колебания на плътността в продължение на много милиони и милиарди години доведоха до факта, че веществото беше фрагментирано. Подобни резултати се получават от наблюдателни изследвания на разпределението на галактиките в космоса. За стотици хиляди галактики се определят координатите в небето и червените отмествания, по които се изчисляват разстоянията до галактиките. Фигурата показва резултата от компютърна симулация на еволюцията на Вселената. Изчислено е движението на 10 милиарда частици под действието на взаимна гравитация за 15 милиарда години. В резултат на това се образува пореста структура, смътно наподобяваща гъба. В неговите възли и краища са концентрирани клъстери-галактики, а между тях има обширни пустини, където почти няма обекти - астрономите ги наричат ​​кухини (от англ. void - празнота).

Слайд 35

Въпреки това е възможно да се постигне добро съответствие между изчисленията и наблюденията само ако приемем, че видимата (светеща в електромагнитния спектър) материя е само около 5% от цялата маса на Вселената. Останалото се пада на т.нар тъмна материяи тъмна енергия, които се проявяват само чрез своята гравитация и чиято природа все още не е установена. Тяхното изследване е едно от най реални задачисъвременна астрофизика.

слайд 36

Квазар: активно галактическо ядро

В радиоизображението на квазара областите с висок интензитет на радиоизлъчване са показани в червено: в центъра е активното ядро ​​на галактиката, а отстрани на него има две струи. Самата галактика практически не излъчва в радиообхвата. Когато твърде много материал се натрупа върху свръхмасивната черна дупка в центъра на галактика, се освобождава огромно количество енергия. Тази енергия ускорява част от материята до скорост, близка до светлинната, и я изхвърля с релативистични плазмени струи в две противоположни посоки, перпендикулярни на оста на акреционния диск. Когато тези струи се сблъскат с междугалактическата среда и се забавят, частиците, които влизат в тях, излъчват радиовълни.

Слайд 37

Радио галактика: карта на изолиниите на радио яркостта

Контурните карти обикновено се използват за представяне на изображения, направени на една дължина на вълната, което е особено вярно за радиообхвата. По принципа на изграждане те са подобни на контурните линии на топографска карта, но вместо точки с фиксирана височина над хоризонта, те свързват точки със същата радио яркост на източника в небето. За изобразяване на космически обекти в радиационни диапазони, различни от видимия, се използват различни техники. Най-често това изкуствени оцветителии контурни карти. Изкуствените цветове могат да се използват, за да се покаже как би изглеждал даден обект, ако светлочувствителните рецептори на човешкото око бяха чувствителни не към определени цветове във видимия диапазон, а към други честоти от електромагнитния спектър.

Слайд 38

Приемници Микровълнова орбитална сонда WMAP

Изследването на микровълновия фон е започнато от наземни радиотелескопи, продължено от съветския инструмент "Реликт-1" на борда на спътника "Прогноз-9" през 1983 г. и от американския спътник COBE (Cosmic Background Explorer) през 1989 г., но най-подробната карта на разпределението на микровълновия фон от небесната сфера е изградена през 2003 г. от сондата WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe). Получените данни налагат значителни ограничения върху моделите на образуване на галактики и еволюция на Вселената. Космическият микровълнов фон, наричан още CMB, създава радиошум, който е почти еднакъв във всички посоки на небето. И все пак има много малки вариации в интензитета - около хилядна от процента. Това са следи от нееднородности на плътността в младата Вселена, които са послужили като семена за бъдещи клъстери от галактики.

Слайд 39

проучвания на небето

Енергията на невъзбуден водороден атом зависи от взаимната ориентация на завъртанията на протона и електрона. Ако са успоредни, енергията е малко по-висока. Такива атоми могат спонтанно да преминат в състояние с антипаралелни завъртания, излъчвайки квант на радиоизлъчване, който отнася малък излишък от енергия. С един атом това се случва средно веднъж на 11 милиона години. Но огромното разпределение на водорода във Вселената прави възможно наблюдението на газови облаци при тази честота. Известната спектрална линия от 21,1 cm е друг начин за наблюдение на неутрален атомен водород в космоса. Линията възниква поради така нареченото свръхфино разцепване на основното енергийно нивоводороден атом.

Слайд 40

Радио небе на вълна от 73,5 см, 408 MHz (Бон)

Един от най-големите в света радиотелескопи с пълно въртене, 100-метровият радиотелескоп Бон, беше използван за изграждането на изследването. Това е най-дългата дължина на вълната от всички изследвания на небето. Извършено е на дължина на вълната, при която в Галактиката се наблюдават значителен брой източници. Освен това изборът на дължина на вълната се определя от технически причини.

Слайд 41

Земно приложение

Микровълнова фурна Така се извършва микровълново (MW) сушене на храна, размразяване, готвене и нагряване. Освен това променливите електрически токове възбуждат токове висока честота. Тези токове могат да възникнат във вещества, в които присъстват подвижни заредени частици. Но остър и тънък метални предметине трябва да се поставят в микровълнова фурна (това важи особено за съдове с шприцовани метални декорации за сребро и злато). Дори тънък пръстен от позлата по ръба на плочата може да причини мощен електрически разряд, който ще повреди устройството, което създава електромагнитна вълна в пещта (магнетрон, клистрон). Основното предимство на микровълновата фурна е, че с течение на времето продуктите се нагряват в целия обем, а не само от повърхността. Микровълновото лъчение с по-голяма дължина на вълната прониква по-дълбоко от инфрачервеното под повърхността на продуктите. Вътре в храната електромагнитните вибрации възбуждат ротационните нива на водните молекули, движението на които основно кара храната да се нагрява.

Слайд 42

Мобилен телефон

В стандарта GSM една базова станция може да осигури не повече от 8 телефонни разговора едновременно. На публични събития и природни бедствияброят на обаждащите се увеличава драстично, това претоварва базовите станции и води до прекъсвания на клетъчните комуникации. За такива случаи клетъчните оператори разполагат с мобилни базови станции, които могат бързо да бъдат доставени до многолюдно място. Много спорове са около възможна вредамикровълново излъчване от мобилни телефони. По време на разговор предавателят е в непосредствена близост до главата на човека. Многобройни проучвания все още не са успели да регистрират надеждно отрицателно въздействиерадиоизлъчването на мобилен телефон върху здравето. Въпреки че е невъзможно напълно да се изключи влиянието на слабото микровълново лъчение върху телесните тъкани, няма основания за сериозно безпокойство. Принципът на действие на клетъчната телефония се основава на използването на радиоканал (в микровълновия диапазон) за комуникация между абоната и една от базовите станции. Информацията се предава между базовите станции, като правило, чрез цифрови кабелни мрежи. Обхватът на базовата станция - размер на клетката - от няколко десетки до няколко хиляди метра. Зависи от пейзажа и от силата на сигнала, който е избран така, че да няма твърде много активни абонати в една клетка.

слайд 43

телевизор

Предавателят на телевизионна станция постоянно излъчва радиосигнал със строго фиксирана честота, тя се нарича носеща честота. Приемната верига на телевизора е настроена към него - в него включено желаната честотавъзниква резонанс, което ви позволява да улавяте слаби електромагнитни вибрации. Информацията за изображението се предава от амплитудата на трептенията: голяма амплитуда - висока яркост, ниска амплитуда - тъмна област на изображението. Този принцип се нарича амплитудна модулация. Радиостанциите (с изключение на FM станциите) предават звук по същия начин. С прехода към цифрова телевизияПравилата за кодиране на изображението се променят, но самият принцип на носещата честота и нейната модулация остават същите. Телевизионното изображение се предава на метрови и дециметрови вълни. Всеки кадър е разделен на линии, по които яркостта се променя по определен начин.

Слайд 44

сателитна чиния

Параболична антена за приемане на сигнал от геостационарен сателит в микровълновия и VHF диапазона. Принципът на действие е същият като този на радиотелескопа, но не е необходимо антената да бъде подвижна. По време на инсталирането се изпраща до спътника, който винаги остава на едно и също място спрямо земните структури. Това се постига чрез поставяне на сателита в геостационарна орбита на височина около 36 000 км над екватора на Земята. Периодът на въртене по тази орбита е точно равен на периода на въртене на Земята около оста й спрямо звездите - 23 часа 56 минути 4 секунди. Размерът на антената зависи от мощността на сателитния предавател и неговата диаграма на излъчване. Всеки сателит има основна обслужваща зона, където сигналите му се приемат от антена с диаметър 50–100 cm, и периферна зона, където сигналът отслабва бързо и може да е необходима антена до 2–3 m, за да го приеме .

Слайд 45

Видим диапазон

Земно приложение

Слайд 46

Обхватът на видимата светлина е най-тесният в целия спектър. Дължината на вълната в него се променя по-малко от два пъти. Видимата светлина представлява максималното излъчване в спектъра на Слънцето. Нашите очи в хода на еволюцията са се адаптирали към неговата светлина и са в състояние да възприемат излъчване само в тази тясна част от спектъра. Почти всички астрономически наблюдения до средата на 20 век се извършват във видима светлина. Основният източник на видима светлина в космоса са звездите, чиято повърхност се нагрява до няколко хиляди градуса и следователно излъчва светлина. На Земята се използват и нетермични източници на светлина, като флуоресцентни лампи и полупроводникови светодиоди. Огледалата и лещите се използват за събиране на светлина от слаби космически източници. Приемници на видима светлина са ретината на окото, фотографски филм, използван в цифрови фотоапаратиполупроводникови кристали (CCD матрици), фотоклетки и фотоумножители. Принципът на действие на приемниците се основава на факта, че енергията на квант видима светлина е достатъчна, за да предизвика химическа реакция в специално подбрано вещество или да избие свободен електрон от вещество. Тогава количеството получена светлина се определя от концентрацията на реакционните продукти или от големината на освободения заряд.

Слайд 47

Източници

Една от най-ярките комети в края на 20 век. Открит е през 1995 г., когато все още е бил извън орбитата на Юпитер. Това е рекордно разстояние за откриване на нова комета. Той премина перихелий на 1 април 1997 г. и в края на май достигна максималната си яркост - около нулева величина. Кометата Хейл-Боп Като цяло кометата остава видима с невъоръжено око в продължение на 18,5 месеца - два пъти повече от предишния рекорд, поставен от голямата комета от 1811 г. На изображението се виждат две опашки на кометата – прахова и газообразна. Налягането на слънчевата радиация ги насочва далеч от Слънцето.

Слайд 48

Планета Сатурн

Втората по големина планета в Слънчевата система. Принадлежи към класа на газовите гиганти. Снимката е направена от междупланетната станция "Касини", която от 2004 г. провежда изследвания в системата на Сатурн. В края на 20 век системи от пръстени са открити във всички планети гиганти – от Юпитер до Нептун, но само в Сатурн те са лесно достъпни дори с малък любителски телескоп.

Слайд 49

слънчеви петна

Те живеят от няколко часа до няколко месеца. Броят на петната служи като индикатор за слънчевата активност. Наблюдавайки петната в продължение на няколко дни, е лесно да забележите въртенето на Слънцето. Снимката е направена с любителски телескоп. Области с ниска температура на видимата повърхност на Слънцето. Тяхната температура е 4300-4800 K - около хиляда и половина градуса по-ниска от тази на останалата повърхност на Слънцето. Поради това тяхната яркост е 2–4 пъти по-ниска, което за разлика от тях създава впечатление за черни петна. Слънчевите петна се появяват, когато магнитното поле забави конвекцията и по този начин отнемането на топлина в горните слоеве на слънчевата материя.

Слайд 50

Приемници

Любителски телескоп В съвременния свят любителската астрономия се е превърнала в завладяващо и престижно хоби.Най-простите инструменти с диаметър на лещата 50–70 mm, най-големите с диаметър 350–400 mm, са сравними по цена с престижна кола и изискват постоянен монтаж върху бетонна основа под купол. В умели ръце такива инструменти могат да допринесат за голяма наука.

Слайд 51

лампа с нажежаема жичка

Той излъчва видима светлина и инфрачервено лъчение чрез нагряване на волфрамова спирала, поставена във вакуум с електрически ток. Емисионният спектър е много близък до черното тяло с температура от около 2000 К. При тази температура емисията достига пикове в близката инфрачервена област и следователно се губи безполезно за целите на осветлението. Не е възможно значително да се повиши температурата, тъй като в този случай спиралата бързо се проваля. Следователно лампите с нажежаема жичка са неикономично осветително устройство. Флуоресцентните лампи са много по-ефективни при преобразуването на електричеството в светлина.

Слайд 52

ултравиолетово

Земно приложение

Слайд 53

Ултравиолетовият диапазон на електромагнитното излъчване се намира отвъд виолетовия (късовълнов) ръб на видимия спектър. Близкият ултравиолетов лъч от Слънцето преминава през атмосферата. Той причинява слънчево изгаряне на кожата и е необходим за производството на витамин D. Но прекомерното излагане е изпълнено с развитието на рак на кожата. UV радиацията е вредна за очите. Затова на вода и особено на сняг в планината е задължително носенето на очила. По-твърдата UV радиация се абсорбира в атмосферата от молекулите на озона и други газове. Може да се наблюдава само от космоса, поради което се нарича вакуумен ултравиолетов. Енергията на ултравиолетовите кванти е достатъчна за унищожаване на биологични молекули, по-специално ДНК и протеини. Това е един от методите за унищожаване на микроби. Смята се, че докато в атмосферата на Земята няма озон, който поглъща значителна част от ултравиолетовото лъчение, животът не може да напусне водата на сушата. Ултравиолетовите лъчи се излъчват от обекти с температури, вариращи от хиляди до стотици хиляди градуси, като млади, горещи, масивни звезди. UV радиацията обаче се абсорбира от междузвездния газ и прах, така че често виждаме не самите източници, а космическите облаци, осветени от тях. За събиране на UV радиация се използват огледални телескопи и фотоумножители за регистрация, а в близката UV, както и във видимата светлина, се използват CCD матрици.

Слайд 54

Източници

Сиянието се получава, когато заредени частици в слънчевия вятър се сблъскат с молекули в атмосферата на Юпитер. Повечето от частиците под въздействието на магнитното поле на планетата навлизат в атмосферата близо до нейните магнитни полюси. Следователно сиянието се появява в относително малка площ. Подобни процеси протичат на Земята и на други планети с атмосфера и магнитно поле. Изображението е направено от космическия телескоп Хъбъл. Аврора на Юпитер в ултравиолетово

Слайд 55

проучвания на небето

Небе в твърд ултравиолет (EUVE) Изследването е изградено от орбиталната ултравиолетова обсерватория Extreme Ultraviolet Explorer Линейната структура на изображението съответства на орбиталното движение на сателита, а нееднородността на яркостта на отделните ленти е свързана с промени в калибриране на оборудването. Черните ивици са области от небето, които не могат да бъдат наблюдавани. Малкият брой подробности в този преглед се дължи на факта, че има сравнително малко източници на твърди ултравиолетови лъчи и в допълнение ултравиолетовото лъчение се разпръсква от космическия прах.

Слайд 56

Земно приложение

Солариум Инсталация за дозирано облъчване на тялото с близки ултравиолетови лъчи за придобиване на тен. Ултравиолетовото лъчение води до освобождаване на пигмент меланин в клетките, което променя цвета на кожата.

Слайд 57

Детектор на валута

Ултравиолетовото лъчение се използва за определяне на автентичността на банкнотите. В банкнотите се пресоват полимерни влакна със специално багрило, което абсорбира ултравиолетовите кванти и след това излъчва по-малко енергийно видимо лъчение. Под въздействието на ултравиолетова светлина влакната започват да светят, което е един от признаците за автентичност. Ултравиолетовото излъчване на детектора е невидимо за окото, синьото сияние, което се забелязва при работа на повечето детектори се дължи на факта, че използваните ултравиолетови източници излъчват и във видимия диапазон.

Вижте всички слайдове

Тема: „Видове радиация. Източници на светлина. Скала на електромагнитните вълни.

Цел: установяване на общи свойства и разлики по темата "Електромагнитно излъчване"; сравнете различни видове радиация.

Оборудване: презентация "Скала на електромагнитните вълни".

По време на часовете.

I. Организационен момент.

II. Актуализация на знанията.

Фронтален разговор.

Каква вълна е светлина? Какво е съгласуваност? Какви вълни се наричат ​​кохерентни? Какво се нарича вълнова интерференция и при какви условия възниква това явление? Каква е разликата в пътя? Разлика в оптичното пътуване? Как се изписват условията за образуване на максимуми и минимуми на смущение? Използването на смущения в технологиите. Какво представлява дифракцията на светлината? Формулирайте принципа на Хюйгенс; принципът на Хюйгенс-Френел. Назовете дифракционните картини от различни препятствия. Какво е дифракционна решетка? Къде се използва дифракционна решетка? Какво е поляризация на светлината? За какво се използват полароидите?

III. Учене на нов материал.

Вселената е океан от електромагнитно излъчване. Хората живеят в него в по-голямата си част, без да забелязват вълните, проникващи в околното пространство. Затопляйки се до камината или запалвайки свещ, човек принуждава източника на тези вълни да работи, без да мисли за техните свойства. Но знанието е сила: след като е открило природата на електромагнитното излъчване, човечеството през 20-ти век усвои и постави на служба най-разнообразните му видове.

Знаем, че дължината на електромагнитните вълни е много различна. Светлината е незначителна част от широкия спектър на електромагнитните вълни. При изследването на тази малка част от спектъра са открити други лъчения с необичайни свойства. Обичайно е да се разграничават нискочестотно лъчение, радио лъчение, инфрачервени лъчи, видима светлина, ултравиолетови лъчи, рентгенови лъчи и z-лъчение.

Всъщност повече от сто години, от началото на 19-ти век, продължава откриването на нови и нови вълни. Единството на вълните е доказано от теорията на Максуел. Преди него много вълни се смятаха за явления различно естество. Помислете за скалата на електромагнитните вълни, която е разделена на диапазони по честота, но също и по метода на излъчване. Няма строги граници между отделните диапазони на електромагнитните вълни. В границите на обхватите типът на вълната се задава според метода на нейното излъчване, т.е. електромагнитна вълна със същата честота може в един или друг случай да бъде отнесена към различен тип вълна. Например радиация с дължина на вълната 100 микрона може да се нарече радиовълни или инфрачервени вълни. Изключение прави видимата светлина.

Видове радиация.

Прилики и разлики.

Общи свойства и характеристики на електромагнитните вълни.

Тъй като дължината на вълната намалява, количествените разлики в дължините на вълните водят до значителни качествени разлики. Излъчванията с различни дължини на вълните се различават значително едно от друго по отношение на тяхното поглъщане от материята. Късовълновите лъчения се абсорбират слабо. Веществата, които са непрозрачни за оптичните дължини на вълните, са прозрачни за тези лъчения. Коефициентът на отражение на електромагнитните вълни също зависи от дължината на вълната. Но основната разлика между дълговълновата и късовълновата радиация е, че късовълновата радиация разкрива свойствата на частиците.

1 Нискочестотно лъчение

Нискочестотното излъчване се среща в честотния диапазон от 0 до 2104 Hz. Това излъчване съответства на дължина на вълната от 1,5 104 до ∞ м. Излъчването на такива относително ниски честоти може да бъде пренебрегнато. Източник на нискочестотно излъчване са алтернаторите. Използват се при топене и закаляване на метали.

2 Радиовълни

Радиовълните заемат честотния диапазон 2 * 104-109 Hz. Те съответстват на дължина на вълната от 0,3-1,5 * 104 м. Източникът на радиовълни, както и нискочестотно излъчване, е променлив ток. Освен това източникът е радиочестотен генератор, звезди, включително Слънцето, галактики и метагалактики. Индикаторите са херцовият вибратор, колебателният кръг.

Високата честота на радиовълните, в сравнение с нискочестотното излъчване, води до забележимо излъчване на радиовълни в космоса. Това им позволява да се използват за предаване на информация на различни разстояния. Предават се реч, музика (радиоразпръскване), телеграфни сигнали (радиовръзка), изображения на различни обекти (радар). Радиовълните се използват за изследване на структурата на материята и свойствата на средата, в която се разпространяват. Изследването на радиоизлъчването от космически обекти е предмет на радиоастрономията. В радиометеорологията процесите се изучават според характеристиките на получените вълни.

3 Инфрачервен (IR)

Инфрачервеното лъчение заема честотния диапазон 3 * 1011 - 3,85 * 1014 Hz. Те отговарят на дължина на вълната от 780nm -1mm. Инфрачервеното лъчение е открито през 1800 г. от астронома Уилям Хершъл. Изучавайки повишаването на температурата на термометър, нагрят от видима светлина, Хершел открива най-голямото нагряване на термометъра извън областта на видимата светлина (отвъд червената област). Невидимото лъчение, предвид мястото му в спектъра, се нарича инфрачервено. Източникът на инфрачервено лъчение е излъчването на молекули и атоми под термични и електрически въздействия. Мощен източник на инфрачервено лъчение е Слънцето, около 50% от неговата радиация е в инфрачервената област. Инфрачервеното лъчение представлява значителна част (от 70 до 80%) от енергията на излъчване на лампи с нажежаема жичка с волфрамова жичка. Инфрачервеното лъчение се излъчва от електрическа дъга и различни газоразрядни лампи. Излъчването на някои лазери е в инфрачервената област на спектъра. Индикатори за инфрачервено лъчение са фото и термистори, специални фотоемулсии. Инфрачервеното лъчение се използва за сушене на дървесина, хранителни продукти и различни бояджийски и лакови покрития (инфрачервено отопление), за сигнализиране при лоша видимост, дава възможност за използване на оптични устройства, които ви позволяват да виждате на тъмно, както и с дистанционно контрол. Инфрачервените лъчи се използват за насочване на снаряди и ракети към целта, за откриване на камуфлиран враг. Тези лъчи позволяват да се определи разликата в температурите на отделните участъци от повърхността на планетите, структурните характеристики на молекулите на веществото (спектрален анализ). Инфрачервената фотография се използва в биологията при изследване на болести по растенията, в медицината при диагностика на кожни и съдови заболявания, в криминалистиката при откриване на фалшификати. Когато е изложен на човек, той предизвиква повишаване на температурата на човешкото тяло.

Видима радиация (светлина)

Видимата радиация е единственият диапазон от електромагнитни вълни, възприемани от човешкото око. Светлинните вълни заемат доста тесен диапазон: 380-780 nm (ν = 3,85 1014-7,89 1014 Hz). Източникът на видима радиация са валентните електрони в атомите и молекулите, които променят позицията си в пространството, както и свободните заряди, движещи се с ускорена скорост. Тази част от спектъра дава на човек максимална информация за света около него. От техните собствени физични свойстватой е подобен на други диапазони от спектъра, като е само малка част от спектъра на електромагнитните вълни. Радиацията с различни дължини на вълните (честоти) във видимия диапазон има различни физиологични ефекти върху ретината на човешкото око, причинявайки психологическо усещанеСвета. Цветът не е свойство на електромагнитната светлинна вълна сам по себе си, а е проява на електрохимичното действие на човешката физиологична система: очи, нерви, мозък. Има приблизително седем основни цвята, които се различават от човешкото око във видимия диапазон (във възходящ ред на честотата на излъчване): червено, оранжево, жълто, зелено, синьо, индиго, виолетово. Запомнянето на последователността на основните цветове на спектъра се улеснява от фраза, всяка дума от която започва с първата буква от името на основния цвят: „Всеки ловец иска да знае къде седи фазанът“. Видимата радиация може да повлияе на хода на химичните реакции в растенията (фотосинтеза) и в животинските и човешките организми. Видимата радиация се излъчва от отделни насекоми (светулки) и някои дълбоководни риби поради химични реакции в тялото. Усвояването на въглероден диоксид от растенията в резултат на процеса на фотосинтеза, освобождаването на кислород, допринася за поддържането на биологичния живот на Земята. Видимата радиация се използва и за осветяване на различни обекти.

Светлината е източникът на живота на Земята и в същото време източникът на нашите представи за света около нас.

5. Ултравиолетова радиация

Ултравиолетово лъчение, електромагнитно лъчение, невидимо за окото, заемащо спектралната област между видимото и рентгеновото лъчение в рамките на дължини на вълните от 10 - 380 nm (ν = 8 * 1014-3 * 1016 Hz). Ултравиолетовото лъчение е открито през 1801 г. от немския учен Йохан Ритер. Изследвайки почерняването на сребърния хлорид под действието на видимата светлина, Ритер открива, че среброто почернява още по-ефективно в областта отвъд виолетовия край на спектъра, където няма видима радиация. Невидимото лъчение, което причинява това почерняване, се нарича ултравиолетово. Източник на ултравиолетово лъчение са валентните електрони на атомите и молекулите, както и ускорено движещите се свободни заряди. Радиация, нагрята до температури - 3000 К твърди веществасъдържа значителна част от ултравиолетовото лъчение с непрекъснат спектър, чийто интензитет се увеличава с повишаване на температурата. По-мощен източник на ултравиолетово лъчение е всяка високотемпературна плазма. За различни приложения на ултравиолетовото лъчение се използват живачни, ксенонови и други газоразрядни лампи. Естествени източници на ултравиолетово лъчение - Слънцето, звездите, мъглявините и други космически обекти. До земната повърхност обаче достига само дълговълновата част от тяхното излъчване (λ>290 nm). За регистриране на ултравиолетово лъчение при λ = 230 nm се използват конвенционални фотографски материали; в областта с по-къса дължина на вълната специални фотографски слоеве с ниско съдържание на желатин са чувствителни към него. Използват се фотоелектрични приемници, които използват способността на ултравиолетовото лъчение да предизвиква йонизация и фотоелектричния ефект: фотодиоди, йонизационни камери, броячи на фотони, фотоумножители.

В малки дози ултравиолетовото лъчение има благоприятен, лечебен ефект върху човек, активирайки синтеза на витамин D в организма, а също и причинявайки слънчево изгаряне. Голяма доза ултравиолетова радиация може да причини изгаряния на кожата и ракови образувания (80% лечими). В допълнение, прекомерното ултравиолетово лъчение отслабва имунна системаорганизъм, което допринася за развитието на определени заболявания. Ултравиолетовото лъчение също има бактерициден ефект: патогенните бактерии умират под въздействието на това лъчение.

Ултравиолетовото лъчение се използва в луминесцентни лампи, в криминалистиката (по снимките се открива фалшифициране на документи), в историята на изкуството (с помощта на ултравиолетови лъчи в картините могат да се открият невидими за окото следи от реставрация). Стъклото на прозореца практически не пропуска ултравиолетова радиация, тъй като се абсорбира от железен оксид, който е част от стъклото. Поради тази причина дори в горещ слънчев ден не можете да почернявате в стая с затворен прозорец. Човешкото око не може да види ултравиолетовото лъчение, тъй като роговицата на окото и очната леща абсорбират ултравиолетовото лъчение. Някои животни могат да виждат ултравиолетова радиация. Например, гълъбът се ръководи от Слънцето дори при облачно време.

6. Рентгенови лъчи

Рентгеновото лъчение е електромагнитно йонизиращо лъчение, което заема спектралната област между гама и ултравиолетовото лъчение в рамките на дължини на вълните от 10-12-10-8 m (честота 3 * 1016-3-1020 Hz). Рентгеновото лъчение е открито през 1895 г. от немски физик. Най-често срещаният източник на рентгенови лъчи е рентгеновата тръба, в която електрони, ускорени от електрическо поле, бомбардират метален анод. Рентгеновите лъчи могат да бъдат получени чрез бомбардиране на цел с високоенергийни йони. Някои радиоактивни изотопи и синхротрони за съхранение на електрони също могат да служат като източници на рентгенови лъчи. Естествените източници на рентгенови лъчи са Слънцето и други космически обекти

Изображенията на обектите в рентгеновите лъчи се получават върху специален рентгенов филм. Рентгеновото лъчение може да се регистрира с помощта на йонизационна камера, сцинтилационен брояч, вторични електронни или канални електронни умножители, микроканални плочи. Поради високата си проникваща способност, рентгеновите лъчи се използват в рентгеновия дифракционен анализ (изследване на структурата на кристалната решетка), при изследване на структурата на молекулите, откриване на дефекти в проби, в медицината (X -лъчи, флуорография, лечение на рак), в откриването на дефекти (откриване на дефекти в отливки, релси) , в историята на изкуството (откриването на древни картини, скрити под слой от късна живопис), в астрономията (при изучаване на рентгенови източници) , и криминалистика. Голяма доза рентгеново лъчение води до изгаряния и промени в структурата на човешката кръв. Създаването на рентгенови приемници и поставянето им на космически станции направи възможно откриването на рентгеновото излъчване на стотици звезди, както и черупките на свръхнови и цели галактики.

7. Гама радиация (γ - лъчи)

Гама лъчение - късовълново електромагнитно лъчение, заемащо целия честотен диапазон ν> Z * 1020 Hz, което съответства на дължини на вълните λ<10-12 м. Гамма излучение было открыто французским ученым Полем Вилларом в 1900 году. Изучая излучение радия в сильном магнитном поле, Виллар обнаружил коротковолновое электромагнитное излучение, не отклоняющееся, как и свет, магнитным полем. Оно было названо Iгамма излучением. Гамма излучение связано с ядерными процессами, явлениями радиоактивного распада, происходящими с некоторыми веществами, как на Земле, так и в космосе. Гамма излучение можно регистрировать с помощью ионизационных и пузырьковых камер, а также с помощью специальных фотоэмульсий. Используются при исследовании ядерных процессов, в дефектоскопии. Гамма излучение отрицательно воздействует на человека.

IV. Затвърдяване на изучения материал.

Нискочестотно лъчение, радиовълни, инфрачервено лъчение, видимо лъчение, ултравиолетово лъчение, рентгенови лъчи, γ-лъчи са различни видове електромагнитно лъчение.

Ако мислено разложите тези типове по отношение на нарастваща честота или намаляваща дължина на вълната, получавате широк непрекъснат спектър - скала на електромагнитно излъчване (учителят показва скалата). Разделянето на електромагнитното излъчване на диапазони е условно. Няма ясна граница между регионите. Имената на регионите са се развили исторически, те служат само като удобно средство за класифициране на източници на радиация.

Всички диапазони на скалата на електромагнитното излъчване имат общи свойства:

Физическата природа на всички лъчения е една и съща.Всички лъчения се разпространяват във вакуум с еднаква скорост, равна на 3 * 108 m / s.Всички лъчения проявяват общи вълнови свойства (отражение, пречупване, интерференция, дифракция, поляризация).

А). Изпълнете задачи за определяне вида на лъчението и физичната му същност.

1. Горящите дърва излъчват ли електромагнитни вълни? Неизгаряне? (Излъчват. Горещи - инфрачервени и видими лъчи, а негорящи - инфрачервени).

2. Какво обяснява белия цвят на снега, черния цвят на саждите, зеления цвят на листата, червения цвят на хартията? (Снегът отразява всички вълни, саждите поглъщат всичко, листата отразяват зелено, хартията е червена).

3. Каква роля играе атмосферата в живота на Земята? (UV защита).

4. Защо тъмното стъкло предпазва очите на заварчика? (Стъклото не пропуска ултравиолетова светлина, а тъмно стъкло и ярко видимо пламъчно лъчение, което се получава по време на заваряване).

5. Когато сателитите или космическите кораби преминават през йонизираните слоеве на атмосферата, те се превръщат в източници на рентгенови лъчи. Защо? (В атмосферата бързо движещите се електрони удрят стените на движещи се обекти и се произвеждат рентгенови лъчи.)

6. Какво е микровълново лъчение и къде се използва? (Супер високочестотно лъчение, микровълнови фурни).

Б). Тест за проверка.

1. Инфрачервеното лъчение има дължина на вълната:

A. По-малко от 4 * 10-7 m B. Повече от 7,6 * 10-7 m C. По-малко от 10 -8 m

2. Ултравиолетово лъчение:

А. Възниква при рязко забавяне на бързите електрони.

Б. Интензивно излъчвани от нагрети до висока температура тела.

Б. Излъчван от всяко нагрято тяло.

3. Какъв е обхватът на дължината на вълната на видимото лъчение?

А. 4*10-7- 7.5*10-7 м. Б. 4*10-7- 7.5*10-7 см. В. 4*10-7- 7.5*10-7 мм.

4. Най-голяма способност за подаване има:

A. Видимо лъчение B. Ултравиолетово лъчение C. Рентгеново лъчение

5. Изображение на обект в тъмното се получава с помощта на:

А. Ултравиолетово лъчение. Б. Рентгеново лъчение.

Б. Инфрачервено лъчение.

6. Кой пръв откри γ-лъчение?

A. Roentgen B. Villar W. Herschel

7. Колко бързо се разпространява инфрачервеното лъчение?

A. Повече от 3*108 m/s B. По-малко от 3*10 8 m/s C. 3*108 m/s

8. Рентгеново лъчение:

А. Възниква при рязко забавяне на бързите електрони

Б. Излъчва се от твърди вещества, нагрети до висока температура

Б. Излъчван от всяко нагрято тяло

9. Какъв вид радиация се използва в медицината?

Инфрачервено лъчение Ултравиолетово лъчение Видимо лъчение Рентгеново лъчение

A. 1.2.4 B. 1.3 C. Цялата радиация

10. Обикновеното стъкло практически не пропуска:

А. Видима радиация. Б. Ултравиолетово лъчение. C. Инфрачервено лъчение Верни отговори: 1(B); 2 (B); 3(А); 4(В); 5(B); 6(B); 7(B); 8(А); 9(А); 10(Б).

Скала за оценяване: 5 - 9-10 задачи; 4 - 7-8 задачи; 3 - 5-6 задачи.

IV. Обобщение на урока.

V. Домашна работа: §80,86.

Земцова Екатерина.

Изследователска работа.

Изтегли:

Преглед:

За да използвате визуализацията на презентации, създайте акаунт в Google (акаунт) и влезте: https://accounts.google.com

Надписи на слайдове:

"Мащаб на електромагнитно излъчване." Работата е извършена от ученик от 11 клас: Екатерина Земцова Ръководител: Фирсова Наталия Евгениевна Волгоград 2016 г.

Съдържание Въведение Електромагнитно излъчване Електромагнитно излъчване Скала Радиовълни Влияние на радиовълните върху човешкото тяло Как човек може да се предпази от радиовълните? Инфрачервено лъчение Ефектът на инфрачервеното лъчение върху тялото Ултравиолетово лъчение Рентгеново лъчение Ефектът на рентгеновите лъчи върху човек Ефектът на ултравиолетовото лъчение Гама лъчение Ефектът на радиацията върху живия организъм Заключения

Въведение Електромагнитните вълни са неизбежни спътници на домашния комфорт. Те проникват в пространството около нас и телата ни: източници на електромагнитно лъчение топлят и светят къщи, служат за готвене, осигуряват незабавна комуникация с всяка точка на света.

Уместност Влиянието на електромагнитните вълни върху човешкото тяло днес е обект на чести спорове. Но опасни са не самите електромагнитни вълни, без които нито едно устройство не би могло да работи, а техният информационен компонент, който не може да бъде открит от конвенционалните осцилоскопи.* Осцилоскопът е устройство, предназначено да изследва амплитудните параметри на електрически сигнал *

Цели: Да се ​​разгледа всеки тип електромагнитно излъчване в детайли Да се ​​определи какъв ефект има върху човешкото здраве

Електромагнитното излъчване е смущение (промяна на състоянието) на електромагнитното поле, разпространяващо се в пространството. Електромагнитното лъчение се разделя на: радиовълни (започвайки с много дълги), инфрачервено лъчение, ултравиолетово лъчение, рентгеново лъчение гама лъчение (твърдо)

Мащабът на електромагнитното излъчване е съвкупността от всички честотни диапазони на електромагнитното излъчване. Като спектрална характеристика на електромагнитното излъчване се използват следните величини: Дължина на вълната Честота на трептене Енергия на фотон (квант на електромагнитно поле)

Радиовълните са електромагнитно излъчване с дължини на вълните в електромагнитния спектър, по-дълги от инфрачервената светлина. Радиовълните имат честоти от 3 kHz до 300 GHz и съответните дължини на вълните от 1 милиметър до 100 километра. Както всички други електромагнитни вълни, радиовълните се разпространяват със скоростта на светлината. Естествени източници на радиовълни са мълнии и астрономически обекти. Изкуствено генерираните радиовълни се използват за фиксирани и мобилни радиокомуникации, радиоразпръскване, радарни и други навигационни системи, комуникационни сателити, компютърни мрежи и безброй други приложения.

Радиовълните се разделят на честотни диапазони: дълги вълни, средни вълни, къси вълни и ултракъси вълни. Вълните в този диапазон се наричат ​​дълги, защото тяхната ниска честота съответства на дълга дължина на вълната. Те могат да се разпространяват на хиляди километри, тъй като са в състояние да се огъват около земната повърхност. Поради това много международни радиостанции излъчват на дълги вълни. Дълги вълни.

Те не се разпространяват на много дълги разстояния, тъй като могат да бъдат отразени само от йоносферата (един от слоевете на земната атмосфера). Предаванията на средни вълни се приемат по-добре през нощта, когато отразяващата способност на йоносферния слой се увеличава. средни вълни

Късите вълни се отразяват многократно от повърхността на Земята и от йоносферата, поради което се разпространяват на много големи разстояния. Предавания от късовълнова радиостанция могат да се приемат от другата страна на земното кълбо. - могат да се отразяват само от повърхността на Земята и затова са подходящи за излъчване само на много къси разстояния. На вълните на VHF обхвата често се предава стерео звук, тъй като смущенията са по-слаби върху тях. Ултракъси вълни (VHF)

Влияние на радиовълните върху човешкото тяло Какви параметри се различават при въздействието на радиовълните върху тялото? Топлинното действие може да се обясни с примера на човешкото тяло: срещайки препятствие по пътя - човешкото тяло, вълните проникват в него. При хората те се абсорбират от горния слой на кожата. В същото време се генерира топлинна енергия, която се отделя от кръвоносната система. 2. Нетермично действие на радиовълните. Типичен пример са вълните, идващи от антената на мобилен телефон. Тук можете да обърнете внимание на експериментите, проведени от учени с гризачи. Те успяха да докажат въздействието върху тях на нетермичните радиовълни. Те обаче не успяха да докажат вредата си върху човешкото тяло. Това, което успешно се използва както от поддръжниците, така и от противниците на мобилните комуникации, манипулиращи съзнанието на хората.

Кожата на човека, по-точно външните й слоеве, абсорбира (поглъща) радиовълни, в резултат на което се отделя топлина, която може да бъде абсолютно точно регистрирана експериментално. Максимално допустимото повишаване на температурата на човешкото тяло е 4 градуса. От това следва, че за сериозни последствия човек трябва да бъде изложен на доста мощни радиовълни за дълго време, което е малко вероятно в ежедневните условия на живот. Широко известно е, че електромагнитното излъчване пречи на приемането на висококачествен телевизионен сигнал. Радиовълните са смъртоносно опасни за собствениците на електрически пейсмейкъри - последните имат ясно прагово ниво, над което електромагнитното излъчване около човек не трябва да се повишава.

Устройства, с които човек се сблъсква в хода на живота си: мобилни телефони; радиопредавателни антени; радиотелефони от системата DECT; мрежови безжични устройства; Bluetooth устройства; скенери за тяло; бебефони; домакински електроуреди; електропроводи с високо напрежение.

Как можете да се предпазите от радиовълните? Единственият ефективен метод е да стоите далеч от тях. Дозата на радиация намалява пропорционално на разстоянието: колкото по-малко е, толкова по-далеч от излъчвателя е човек. Домакинските уреди (бормашини, прахосмукачки) генерират електрически магнитни полета около захранващия кабел, при условие че електрическото окабеляване е инсталирано неграмотно. Колкото по-голяма е мощността на устройството, толкова по-голямо е неговото въздействие. Можете да се предпазите, като ги поставите възможно най-далече от хората. Уредите, които не се използват, трябва да бъдат изключени от контакта.

Инфрачервеното лъчение се нарича още "топлинно" лъчение, тъй като инфрачервеното лъчение от нагрети предмети се възприема от човешката кожа като усещане за топлина. В този случай дължините на вълните, излъчвани от тялото, зависят от температурата на нагряване: колкото по-висока е температурата, толкова по-къса е дължината на вълната и толкова по-висок е интензитетът на излъчване. Спектърът на излъчване на абсолютно черно тяло при относително ниски (до няколко хиляди Келвина) температури се намира главно в този диапазон. Инфрачервеното лъчение се излъчва от възбудени атоми или йони. Инфрачервено лъчение

Дълбочината на проникване и съответно нагряването на тялото от инфрачервеното лъчение зависи от дължината на вълната. Късовълновата радиация е в състояние да проникне в тялото на дълбочина от няколко сантиметра и загрява вътрешните органи, докато дълговълновата радиация се задържа от влагата, съдържаща се в тъканите, и повишава температурата на кожата на тялото. Особено опасно е влиянието на интензивното инфрачервено лъчение върху мозъка - то може да причини топлинен удар. За разлика от други видове лъчения, като рентгеново, микровълново и ултравиолетово, инфрачервеното лъчение с нормален интензитет не влияе неблагоприятно на тялото. Ефектът на инфрачервеното лъчение върху тялото

Ултравиолетовото лъчение е невидимо за окото електромагнитно лъчение, разположено в спектъра между видимото и рентгеновото лъчение. Ултравиолетова радиация Диапазонът на ултравиолетовото лъчение, достигащо земната повърхност, е 400 - 280 nm, докато по-късите дължини на вълните от Слънцето се абсорбират в стратосферата с помощта на озоновия слой.

Свойства на ултравиолетовата радиация химическа активност (ускорява протичането на химични реакции и биологични процеси) проникваща способност унищожаване на микроорганизми, благоприятен ефект върху човешкото тяло (в малки дози) способност да предизвикват луминесценция на вещества (светенето им с различни цветове на излъчваните) светлина)

Излагане на ултравиолетово лъчение Излагането на кожата на ултравиолетово лъчение, което превишава естествената защитна способност на кожата да почернява, води до различни по степен изгаряния. Ултравиолетовата радиация може да доведе до образуване на мутации (ултравиолетова мутагенеза). Образуването на мутации от своя страна може да причини рак на кожата, кожен меланом и преждевременно стареене. Ефективно средство за защита срещу ултравиолетовото лъчение са дрехите и специалните слънцезащитни продукти с SPF номер над 10. Ултравиолетовото лъчение от средния вълнов диапазон (280-315 nm) е почти незабележимо за човешкото око и се абсорбира главно от епитела на роговицата, което причинява радиационно увреждане при интензивно облъчване - изгаряне на роговицата (електрофталмия). Това се проявява чрез повишено сълзене, фотофобия, оток на епитела на роговицата.За защита на очите се използват специални очила, които блокират до 100% ултравиолетово лъчение и са прозрачни във видимия спектър. За още по-къси дължини на вълните няма подходящ материал за прозрачността на лещите на обектива и трябва да се използва отразяваща оптика - вдлъбнати огледала.

Рентгеново лъчение - електромагнитни вълни, фотонната енергия на които лежи в скалата на електромагнитните вълни между ултравиолетовото лъчение и гама лъчение Използването на рентгеново лъчение в медицината Причината за използването на рентгеново лъчение в диагностиката е тяхната висока проникваща способност. В ранните дни на откриването рентгеновите лъчи са били използвани главно за изследване на костни фрактури и локализиране на чужди тела (като куршуми) в човешкото тяло. В момента се използват няколко диагностични метода с помощта на рентгенови лъчи.

Флуороскопия След като рентгеновите лъчи преминат през тялото на пациента, лекарят наблюдава изображение в сянка на пациента. Между екрана и очите на лекаря трябва да се постави оловен прозорец, за да се предпази лекарят от вредното въздействие на рентгеновите лъчи. Този метод позволява да се изследва функционалното състояние на някои органи. Недостатъците на този метод са недостатъчно контрастните изображения и относително високите дози радиация, получени от пациента по време на процедурата. Флуорография Те се използват, като правило, за предварително изследване на състоянието на вътрешните органи на пациенти, използващи ниски дози рентгенови лъчи. Рентгенография Това е метод на изследване с помощта на рентгенови лъчи, по време на който изображението се записва върху фотолента. Рентгеновите снимки съдържат повече детайли и следователно са по-информативни. Може да се запази за допълнителен анализ. Общата доза радиация е по-малка от тази, използвана при флуороскопия.

Рентгеновите лъчи са йонизиращи. Той засяга тъканите на живите организми и може да причини лъчева болест, радиационни изгаряния и злокачествени тумори. Поради тази причина трябва да се вземат предпазни мерки при работа с рентгенови лъчи. Смята се, че щетите са правопропорционални на погълнатата доза радиация. Рентгеновото лъчение е мутагенен фактор.

Ефектът на рентгеновите лъчи върху тялото Рентгеновите лъчи имат висока проникваща способност; те могат свободно да проникват през изследваните органи и тъкани. Ефектът на рентгеновите лъчи върху тялото се проявява и от факта, че рентгеновите лъчи йонизират молекулите на веществата, което води до нарушаване на първоначалната структура на молекулярната структура на клетките. Така се образуват йони (положително или отрицателно заредени частици), както и молекули, които стават активни. Тези промени по един или друг начин могат да причинят развитието на радиационни изгаряния на кожата и лигавиците, лъчева болест, както и мутации, което води до образуването на тумор, включително злокачествен. Тези промени обаче могат да настъпят само ако продължителността и честотата на излагане на тялото на рентгенови лъчи са значителни. Колкото по-мощен е рентгеновият лъч и колкото по-дълго е експозицията, толкова по-голям е рискът от негативни ефекти.

В съвременната радиология се използват апарати, които имат много малка енергия на лъча. Смята се, че рискът от развитие на рак след еднократно стандартно рентгеново изследване е изключително малък и не надвишава 1 хилядна от процента. В клиничната практика се използва много кратък период от време, при условие че потенциалната полза от получаването на данни за състоянието на тялото е много по-висока от потенциалната му опасност. Рентгенолозите, както и техниците и лаборантите трябва да спазват задължителните предпазни мерки. Лекарят, извършващ манипулацията, поставя специална защитна престилка, която представлява защитна оловна пластина. Освен това рентгенолозите разполагат с индивидуален дозиметър и щом установи, че дозата на облъчване е висока, лекарят се отстранява от работа с рентген. По този начин рентгеновото лъчение, въпреки че има потенциално опасни ефекти върху тялото, е безопасно на практика.

Гама лъчение - вид електромагнитно лъчение с изключително къса дължина на вълната - по-малко от 2·10−10 m има най-голяма проникваща способност. Този вид радиация може да бъде блокиран от дебела оловна или бетонна плоча. Опасността от радиацията се крие в нейното йонизиращо лъчение, взаимодействайки с атоми и молекули, които този ефект превръща в положително заредени йони, като по този начин разрушава химичните връзки на молекулите, които изграждат живите организми, и причинява биологично важни промени.

Мощност на дозата - показва каква доза радиация ще получи обект или жив организъм за определен период от време. Мерна единица - сиверт / час. Годишни ефективни еквивалентни дози, μSv/година Космическа радиация 32 Облъчване от строителни материали и на земята 37 Вътрешно облъчване 37 Радон-222, радон-220 126 Медицински процедури 169 Тестване на ядрени оръжия 1,5 Ядрена енергия 0,01 Общо 400

Таблица с резултатите от еднократно облъчване на човешкото тяло с гама-лъчение, измерено в сиверти.

Въздействието на радиацията върху живия организъм предизвиква различни обратими и необратими биологични изменения в него. И тези промени са разделени на две категории - соматични промени, причинени директно в хората, и генетични промени, които се случват в потомците. Тежестта на въздействието на радиацията върху човек зависи от това как се проявява този ефект - веднага или на части. Повечето органи имат време да се възстановят до известна степен от радиацията, така че те понасят серия от краткотрайни дози по-добре от същата обща доза радиация, получена наведнъж. Червеният костен мозък и органите на хемопоетичната система, репродуктивните органи и органите на зрението са най-изложени на радиация. Децата са изложени на радиация в по-голяма степен от възрастните. Повечето органи на възрастен човек не са толкова изложени на радиация - това са бъбреците, черния дроб, пикочния мехур, хрущялните тъкани.

Изводи Подробно са разгледани видовете електромагнитно лъчение Установено е, че инфрачервеното лъчение при нормален интензитет не влияе неблагоприятно на организма Рентгеновото лъчение може да причини лъчеви изгаряния и злокачествени тумори Гама лъчението предизвиква биологично важни промени в организма.

Благодаря за вниманието

Източник на електромагнитно излъчване винаги е материята, но различните нива на организация на материята в материята имат различен механизъм за възбуждане на електромагнитните вълни.

Така че електромагнитните вълни имат за източник токове, протичащи в проводници, електрически променливи напрежения върху метални повърхности (антени) и т.н. Инфрачервеното лъчение има за източник нагрети обекти и се генерира от вибрации на молекули на тялото. Оптичното излъчване възниква в резултат на прехода на електроните на атомите от едни възбудени орбити към други (стационарни). Рентгеновите лъчи се основават на възбуждането на електронните обвивки на атомите от външни влияния, например бомбардиране с електронни лъчи. Гама лъчението има източник на възбудени ядра на атоми, възбуждането може да бъде естествено или може да бъде резултат от индуцирана радиоактивност.

Скала на електромагнитната вълна:

Електромагнитните вълни са известни още като радиовълни. Радиовълните са разделени на поддиапазони (виж таблицата).

Дългите и средните вълни се огъват около повърхността, добри са за радиокомуникации на къси и далечни разстояния, но имат малък капацитет;

къси вълни - отразяват се от повърхността и имат по-голям капацитет, използват се за радиовръзки на дълги разстояния;

VHF - разпространява се само в пряката видимост, използва се за радиокомуникации и телевизия;

IKI - използват се за всички видове термични устройства;

видима светлина - използва се във всички оптични инструменти;

UVI - използва се в медицината;

Рентгеновото лъчение се използва в медицината и в устройствата за контрол на качеството на продуктите;

гама лъчи - вибрации на повърхността на нуклоните, които изграждат ядрото. използвани в парамагнитния резонанс за определяне на състава и структурата на материята.

2. Смяна на полетата при преместване на обекти. Ефектът на Доплер и приложението му в техниката

Когато един обект се движи в каквото и да е силово поле - електрическо, магнитно или електромагнитно, неговото възприятие за действията на това поле се променя. Това се дължи на факта, че взаимодействието на обекта и полето зависи от относителната скорост на материята на полето и обекта и следователно не остава постоянна стойност. Това се проявява най-ясно в така наречения ефект на Доплер.

Ефектът на Доплер е промяна в честотата на трептенията и дължината на вълната, възприемана от приемника на трептенията, поради движението на източника на вълна и наблюдателя един спрямо друг. Основната причина за ефекта е промяна в броя на вълните, които се вписват в пътя на разпространение между източника и приемника.

Ефектът на Доплер за звуковите вълни се наблюдава директно. Проявява се в повишаване на тона (честотата) на звука при приближаване на източника на звука и наблюдателя и съответно в намаляване на тона на звука при отдалечаване.

Ефектът на Доплер е използван за определяне на скоростта на обектите – при определяне на скоростта на движеща се кола, при измерване на скоростта на самолети, при измерване на скоростта на приближаване или отдалечаване на самолети един от друг.

В първия случай контролерът на трафика насочва лъча на преносим радар към автомобила и определя скоростта му по честотната разлика между изпратения и отразения лъч.

Във втория случай самият доплеров измервател на компонентите на скоростта е инсталиран директно на самолета. Пускат се три-четири лъча косо надолу - наляво напред, надясно напред, наляво назад и надясно назад. получените честоти на сигнала се сравняват с честотите на излъчените сигнали, честотните разлики дават представа за компонента на движението на самолета в посоката на лъча и след това, чрез преизчисляване на получената информация, като се вземе предвид позицията на лъчите спрямо самолета се изчисляват скоростта и ъгълът на дрейфа на самолета.

В третия случай радарът, инсталиран на самолета, определя не само разстоянието до друг самолет, както при конвенционалните радари, но и доплеровото изместване на честотата, което позволява не само да се знае разстоянието до друг самолет (цел), но също и неговата скорост. На фона този метод ви позволява да разграничите движеща се цел от неподвижна.

Използването на ефекта на Доплер заедно със спектрометрите в астрономията позволява да се получи голямо количество информация за поведението на звездни обекти и образувания далеч от нас.