Optisen spektrin säteiden ominaisuudet ja sovellukset

Sukupolven periaatteiden mukaan elektromagneettinen säteily on jaettu seuraaviin tyyppeihin: gammasäteily, röntgensäteily, synkrotronisäteily, radio- ja optinen säteily.

Optisen säteilyn koko alue on jaettu kolmeen alueeseen: ultravioletti (UV), näkyvä ja infrapuna (IR). Ultraviolettisäteilyn alue puolestaan ​​jakautuu UV-A:han (315-400 nm), UV-B:hen (280-315) ja UV-C:hen (100-280 nm). Ultraviolettista gammasäteilyä alueella, jonka aallonpituudet ovat alle 180 nm, kutsutaan usein tyhjiöksi, koska tällä spektrin alueella oleva ilma on läpinäkymätöntä. Säteilyä, joka voi aiheuttaa visuaalisen tunteen, kutsutaan näkyväksi. Näkyvä säteily on optisen säteilyn kapea spektrialue (380-760 nm), joka vastaa ihmissilmän herkkyysaluetta.

Säteily, joka voi suoraan aiheuttaa visuaalisen tunteen, on näkyvissä. Näkyvän säteilyn alueen rajat hyväksytään ehdollisesti seuraavasti: alempi 380 - 400 nm, ylempi 760 - 780 nm.

Tämän alueen säteilyä käytetään tarvittavan valaistustason luomiseen teollisuus-, hallinto- ja kotitalouksiin.Vaadittu taso määräytyy näkyvyysolosuhteiden mukaan. Tässä tapauksessa säteilytysprosessin energianäkökohta on vähemmän tärkeä.

Kuitenkin esimerkiksi samassa maataloustuotannossa valoa ei käytetä vain valaistuskeinona. Kasvien keinotekoisessa säteilytyksessä, esimerkiksi kasvihuoneissa, säteilyttävien laitosten näkyvä säteily on ainoa energianlähde, joka varastoituu kasviin fotosynteesin aikana ja jota ihmiset ja eläimet käyttävät. Tässä säteilytys on energinen prosessi.

Näkyvän säteilyn vaikutusta eläimiin ja lintuihin ei ole vielä tutkittu riittävästi, mutta on todettu, että sen vaikutus tuottavuuteen ei riipu pelkästään valaistuksen tasosta, vaan myös vuorokauden valojakson pituudesta, valon vuorottelusta. valoisat ja pimeät kaudet jne.

Infrapunasäteily spektrissä kattaa alueen 760 nm - 1 mm ja jakautuu IR-A:ksi (760-1400 nm), IR-B:ksi (1400-3000 nm) ja IR-C:ksi (3000-106 nm).

Nykyään infrapunasäteilyä käytetään laajalti rakennusten ja rakenteiden lämmittämiseen, minkä vuoksi sitä kutsutaan usein lämpösäteilyksi. Sitä käytetään myös maalien kuivaamiseen. Maataloudessa infrapunasäteilyä käytetään laajalti myös vihannesten ja hedelmien kuivaamiseen, nuorten eläinten lämmittämiseen.

Pimeänäköön on olemassa erityisiä laitteita - lämpökameroita. Näissä laitteissa minkä tahansa kohteen infrapunasäteily muunnetaan näkyväksi säteilyksi. Infrapunakuva näyttää kuvan lämpötilakenttien jakautumisesta.

Infrapunasäteilyn alue alkaa näkyvän valon ylärajasta (780 nm) ja päättyy tavanomaisesti 1 mm:n aallonpituuteen. Infrapunasäteet ovat näkymättömiä, eli ne eivät voi aiheuttaa visuaalista tunnetta.

Infrapunasäteiden pääominaisuus on lämpövaikutus: kun infrapunasäteet imeytyvät, kehot kuumenevat. Siksi niitä käytetään pääasiassa erilaisten esineiden ja materiaalien lämmittämiseen ja kuivaamiseen.

Kasveja säteilytettäessä on pidettävä mielessä, että infrapunasäteiden ylimäärä voi johtaa kasvien liialliseen ylikuumenemiseen ja kuolemaan.

Eläinten säteilytys infrapunasäteillä parantaa niiden yleistä kehitystä, aineenvaihduntaa, verenkiertoa, vähentää alttiutta sairauksille jne. IR-A-alueen tehokkaimmat säteet. Niillä on paras läpäisykyky kehon kudoksiin. Infrapunasäteiden ylimäärä johtaa elävien kudosten solujen ylikuumenemiseen ja kuolemaan (yli 43,5 ° C:n lämpötiloissa). Tätä seikkaa käytetään esimerkiksi viljan desinsektioon. Säteilytyksen aikana navetan tuholaiset kuumenevat paljon voimakkaammin kuin vilja ja kuolevat.

Katso lisätietoja täältä: Säteilyttimet ja laitteistot eläinten infrapunalämmitykseen

Ultraviolettisäteily kattaa aallonpituusalueen 400-1 nm. Välillä 100 - 400 nm erotetaan kolme vyöhykettä: UV -A (315 - 400 nm), UV -B (280 - 315 nm), UV -C (100 - 280 nm). Näiden alueiden palkeilla on erilaiset ominaisuudet ja siksi niillä on erilaisia ​​käyttökohteita. Ultraviolettisäteily on myös näkymätöntä, mutta vaarallista silmille. Ultraviolettisäteilyllä, jonka aallonpituus on alle 295 nm, on kasveja estävä vaikutus, joten kun se on keinotekoisesti säteilytetty, se on jätettävä lähteen yleisestä virtauksesta pois.

UV-A-säteily voi säteilytettynä saada tietyt aineet hehkumaan. Tätä hehkua kutsutaan fotoluminesenssiksi tai yksinkertaisesti luminesenssiksi.

Luminesenssiksi kutsutaan kappaleiden spontaania hehkua, jonka kesto ylittää valon värähtelyjakson ja virittyneen minkä tahansa energian kustannuksella, paitsi lämpöä. Kiinteät aineet, nesteet ja kaasut voivat luminesoida. Erilaisilla viritysmenetelmillä ja kehon kokonaistilasta riippuen ne voivat käydä läpi erilaisia ​​prosesseja luminesenssin aikana.

Tämän vyöhykkeen säteitä käytetään tiettyjen aineiden kemiallisen koostumuksen luminesenssianalyysiin, tuotteiden biologisen tilan arvioimiseen (jyvien itävyys ja vauriot, perunoiden mätänemisaste jne.) ja muissa tapauksissa, joissa aine voi hehkua näkyvällä valolla ultraviolettisäteiden virrassa.

UV-B-vyöhykkeen säteilyllä on voimakas biologinen vaikutus eläimiin. Säteilytyksen aikana D-provitamiini muuttuu D-vitamiiniksi, mikä helpottaa fosfori-kalsiumyhdisteiden imeytymistä elimistöön. Luuston luiden vahvuus riippuu kalsiumin absorptioasteesta, minkä vuoksi UV-B-säteilyä käytetään nuorten eläinten ja lintujen riisitautilääkkeenä.

Samalla spektrin osalla on kyky saada suurin eryteemavaikutus, eli se voi aiheuttaa pitkäaikaista ihon punoitusta (eryteema). Eryteema on seurausta verisuonten laajentumisesta, mikä johtaa muihin suotuisiin reaktioihin kehossa.

UV-C-vyöhykkeen ultraviolettisäteily pystyy tappamaan bakteereja, eli sillä on bakterisidinen vaikutus ja sitä käytetään veden, astioiden, ilman jne. desinfiointiin.