Sähkömagneettisen säteilyn tyypit

Sähkömagneettinen säteily (sähkömagneettiset aallot) — avaruudessa leviävien sähkö- ja magneettikenttien häiriö.

Sähkömagneettisen säteilyn alueet

1 Radioaallot

2. Infrapuna (lämpö)

3. Näkyvä säteily (optinen)

4. Ultraviolettisäteily

5. Kova säteily

Sähkömagneettisen säteilyn pääominaisuuksiksi katsotaan taajuus ja aallonpituus. Aallonpituus riippuu säteilyn etenemisnopeudesta. Sähkömagneettisen säteilyn etenemisnopeus tyhjiössä on yhtä suuri kuin valon nopeus, muissa väliaineissa tämä nopeus on pienempi.

Sähkömagneettisten aaltojen ominaisuudet värähtelyteorian ja sähködynamiikan käsitteiden kannalta ovat kolmen keskenään kohtisuoran vektorin läsnäolo: vektoriaalto, sähkökentän voimakkuusvektori E ja magneettikenttävektori H.

Sähkömagneettisen säteilyn spektri

Sähkömagneettiset aallot - nämä ovat poikittaisia ​​aaltoja (leikkausaaltoja), joissa sähkö- ja magneettikenttävektorit värähtelevät kohtisuorassa aaltojen etenemissuuntaan nähden, mutta ne eroavat merkittävästi vedessä olevista aalloista ja äänestä siinä, että ne voidaan siirtää lähteestä toiseen vastaanotin, myös tyhjiön kautta.

Kaikille säteilytyypeille yhteistä on niiden etenemisnopeus tyhjiössä, joka on 300 000 000 metriä sekunnissa.

Sähkömagneettiselle säteilylle on tunnusomaista värähtelytaajuus, joka ilmaisee täydellisten värähtelyjaksojen lukumäärän sekunnissa tai aallonpituudessa, ts. etäisyys, jonka säteily leviää yhden värähtelyn aikana (yhden värähtelyjakson aikana).

Värähtelytaajuus (f), aallonpituus (λ) ja säteilyn etenemisnopeus (c) liittyvät toisiinsa suhteella: c = f λ.

Sähkömagneettinen säteily on yleensä jaettu taajuusalueisiin... Alueiden välillä ei ole teräviä siirtymiä, ne menevät joskus päällekkäin ja niiden väliset rajat ovat mielivaltaisia. Koska säteilyn etenemisnopeus on vakio, sen värähtelyjen taajuus on tiukasti suhteessa aallonpituuteen tyhjiössä.

Ultralyhyet radioaallot jaetaan yleisesti metriin, desimetriin, senttimetriin, millimetriin ja submillimetriin tai mikrometriin. Aaltoja, joiden pituus λ on alle 1 m (taajuus yli 300 MHz), kutsutaan myös mikroaaltoiksi tai mikroaaltoaaltoiksi.

Infrapunasäteily — sähkömagneettinen säteily, joka kattaa spektrialueen näkyvän valon punaisen pään (aallonpituus 0,74 mikronia) ja mikroaaltosäteilyn (1-2 mm) välillä.

Infrapunasäteily vie suurimman osan optisesta spektristä.Infrapunasäteilyä kutsutaan myös "lämpösäteilyksi", koska kaikki tiettyyn lämpötilaan kuumennetut kappaleet, kiinteät ja nestemäiset, lähettävät energiaa infrapunaspektrissä. Tässä tapauksessa kehon lähettämät aallonpituudet riippuvat lämmityslämpötilasta: mitä korkeampi lämpötila, sitä lyhyempi aallonpituus ja sitä suurempi emissiointensiteetti. Absoluuttisen mustan kappaleen emissiospektri suhteellisen alhaisissa (jopa muutaman tuhannen kelvinin) lämpötiloissa on pääosin tällä alueella.

Näkyvä valo on yhdistelmä seitsemää pääväriä: punainen, oranssi, keltainen, vihreä, syaani, sininen ja violetti. Mutta ihmissilmä ei näe infrapunaa eikä ultraviolettia.

Näkyvä, infrapuna- ja ultraviolettisäteily muodostavat niin sanotun optisen spektrin sanan laajimmassa merkityksessä. Tunnetuin optisen säteilyn lähde on aurinko. Sen pinta (fotosfääri) kuumennetaan 6000 asteen lämpötilaan ja hehkuu kirkkaankeltaisella valolla. Tämä osa sähkömagneettisen säteilyn spektristä havaitaan suoraan aisteillamme.

Säteilyä optisella alueella tapahtuu, kun kappaleita kuumennetaan (infrapunasäteilyä kutsutaan myös termiseksi) atomien ja molekyylien lämpöliikkeen vuoksi. Mitä enemmän keho lämpenee, sitä korkeampi sen säteilytaajuus. Pienellä lämmityksellä vartalo alkaa hehkua näkyvällä alueella (hehku), ensin punaisena, sitten keltaisena jne. Sitä vastoin optisen spektrin säteilyllä on lämpövaikutus kehoihin.

Luonnossa kohtaamme useimmiten kappaleita, jotka säteilevät monimutkaisen spektrikoostumuksen valoa, joka koostuu eripituisista tahdoista.Siksi näkyvän säteilyn energia vaikuttaa silmän valoherkkiin elementteihin ja aiheuttaa erilaisen tunteen. Tämä johtuu silmän erilaisesta herkkyydestä. eri aallonpituuksille säteilylle.

Näkyvä osa säteilyvuospektristä

Lämpösäteilyn lisäksi kemialliset ja biologiset reaktiot voivat toimia optisen säteilyn lähteinä ja vastaanottajina. Valokuvauksessa käytetään yhtä tunnetuimmista kemiallisista reaktioista, joka on optisen säteilyn vastaanotin.

Kovat säteet... Röntgen- ja gammasäteilyalueiden rajat voidaan määrittää vain alustavasti. Yleistä suuntaamista varten voidaan olettaa, että röntgenkvanttien energia on välillä 20 eV — 0,1 MeV ja gamma-kvanttien energia on yli 0,1 MeV.

Ultraviolettisäteily (ultravioletti, UV, UV) — sähkömagneettinen säteily, joka sijaitsee näkyvän ja röntgensäteilyn välillä (380–10 nm, 7,9 × 1014–3 × 1016 Hz). Alue on ehdollisesti jaettu lähi- (380-200 nm) ja kauko- tai tyhjiö- (200-10 nm) ultraviolettiin, jälkimmäinen on saanut nimensä, koska se imeytyy intensiivisesti ilmakehään ja sitä tutkitaan vain tyhjiolaitteilla.

Pitkäaaltoisella ultraviolettisäteilyllä on suhteellisen alhainen fotobiologinen aktiivisuus, mutta se voi aiheuttaa ihon pigmentoitumista, vaikuttaa myönteisesti kehoon. Tämän ala-alueen säteily pystyy saamaan jotkin aineet hehkumaan, minkä vuoksi sitä käytetään tuotteiden kemiallisen koostumuksen luminesenssianalyysiin.

Keskiaaltoisella ultraviolettisäteilyllä on tonisoiva ja terapeuttinen vaikutus eläviin organismeihin.Se pystyy aiheuttamaan punoitusta ja auringonpolttamaa, muuttamaan kasvulle ja kehitykselle välttämättömän D-vitamiinin imeytyvään muotoon eläinten kehossa, ja sillä on voimakas riisitautia estävä vaikutus. Tämän alaalueen säteily on haitallista useimmille kasveille.

Lyhytaaltoinen ultraviolettikäsittely Sillä on bakterisidinen vaikutus, minkä vuoksi sitä käytetään laajalti veden ja ilman desinfiointiin, desinfiointiin ja erilaisten laitteiden ja astioiden sterilointiin.

Pääasiallinen luonnollinen ultraviolettisäteilyn lähde maapallolla on aurinko. UV-A- ja UV-B-säteilyn intensiteetin suhde, maan pinnalle pääsevien UV-säteiden kokonaismäärä, riippuu useista tekijöistä.

Keinotekoiset ultraviolettisäteilyn lähteet ovat erilaisia. Keinotekoisia ultraviolettisäteilyn lähteitä käytetään nykyään laajalti lääketieteessä, ennaltaehkäisy-, terveys- ja hygienialaitoksissa, maataloudessa jne. tarjotaan huomattavasti paremmat mahdollisuudet kuin käytettäessä luonnollista ultraviolettisäteilyä.