Ультрафиолетовое излучение – электромагнитное излучение, занимающее диапазон между видимым излучением и рентгеновским излучением. Коротковолновая часть ультрафиолета, излучаемого Солнцем, не достигает поверхности Земли. Из-за наличия озонового слоя в атмосфере Земли, поглощающего ультрафиолетовые лучи, спектр солнечного излучения вблизи поверхности Земли обрывается на длине волны 290 нм.
Ультрафиолетовый спектр разделяют на ультрафиолет-А (УФ-A) с длиной волны 315–400 нм, ультрафиолет-В (УФ-B) – 280–315 нм и ультрафиолет-С (УФ-С) – 100–280 нм, которые различаются по проникающей способности и биологическому воздействию на организм.
УФ-A не задерживается озоновым слоем и проходит роговой слой кожи. Под действием ультрафиолета в коже вырабатывается особый пигмент, интенсивно отражающий эту часть солнечного спектра. При этом кожа приобретает характерный оттенок, известный как загар. Спектральный максимум пигментации соответствует длине волны 340 нм. Оконное стекло практически не пропускает ультрафиолетовые лучи в диапазоне 310–340 нм и тем самым защищает кожу от загара.
Почти весь УФ-C и приблизительно 90% УФ-B поглощаются озоном, а также водяным паром, кислородом и углекислым газом при прохождении солнечного света через земную атмосферу.
На организм человека вредное влияние оказывает как недостаток ультрафиолетового излучения, так и его избыток. Воздействие на кожу больших доз УФ-излучения приводит к кожным заболеваниям. Повышенные дозы УФ-излучения воздействуют и на центральную нервную систему. Ультрафиолетовое излучение с длиной волны менее 0,32 мкм отрицательно влияет на сетчатку глаз, вызывая болезненные воспалительные процессы.
Недостаток УФ-лучей опасен для человека, так как эти лучи являются стимулятором основных биологических процессов организма. Наиболее выраженное проявление «ультрафиолетовой недостаточности» – авитаминоз, при котором нарушается фосфорно-кальциевый обмен и процесс костеобразования, а также происходит снижение работоспособности и защитных свойств организма от заболеваний. Подобные проявления характерны для осенне-зимнего периода при недостатке естественной ультрафиолетовой радиации («световое голодание»). Ультрафиолетовое излучение с длиной волны 0,28–0,2 мкм обладает способностью убивать микроорганизмы.
На рисунке представлены спектры оптического пропускания синтетического кварцевого стекла Suprasil 300, оптического стекла BK 7 и обычного оконного стекла.
Согласно приведённым данным можно утверждать, что
1) оконное стекло по сравнению с другими стеклами в наибольшей степени пропускает инфракрасное излучение
2) очки с оптическими стеклами BK 7 полностью защищают глаза от ультрафиолета-А (УФ-A)
3) кварцевое стекло Suprasil 300 пропускает все ультрафиолетовое излучение, достигающее поверхности Земли
4) все стекла одинаково хорошо пропускают инфракрасную часть солнечного спектраКонец формы
Начало формы
Для получения максимального бактерицидного эффекта целесообразно использовать
1) ультрафиолет-А 2) ультрафиолет-В
3) ультрафиолет-С 4) естественный ультрафиолетКонец формы
Начало формы
Термин «световое голодание» связывают с
1) недостаточной освещённостью в помещении
2) недостаточным уровнем видимого излучения
3) недостатком ультрафиолетового излучения с длиной волны менее 290 нм
4) недостатком ультрафиолетового излучения с длиной волны более 290 нм
Конец формы
Тепловое зрение змей
Некоторые виды змей обладают способностью улавливать тепловое излучение, невидимое для 
человеческого глаза. Для этого у них есть расположенные около глаз ямочки, чувствительные к тепловому излучению. Строение такого органа следующее. Рядом с каждым глазом располагается отверстие диаметром около миллиметра. За ним находится небольшая полость. Стенки полости состоят из теплочувствительной плёнки, содержащей матрицу размером примерно 40 на 40 клеток, которые реагируют на температуру плёнки.
Этот орган работает как камера-обскура (см. рисунок). Теплокровное животное испускает во все стороны инфракрасное излучение длиной волны примерно 10 микрометров. Проходя через отверстие-объектив, лучи создают «тепловое изображение» и нагревают мембрану. Благодаря высокой чувствительности клеток змея может заметить мышь с довольно большого расстояния. И как показывают опыты со змеями, они могут определять направление на точечный источник тепла с точностью до 5 угловых градусов.
Хорошее угловое разрешение объяснить трудно. Для повышения чувствительности природа увеличила размер входного отверстия. Однако чем больше отверстие, тем более размытым получается изображение, если оно, разумеется, без линз. У змей размер отверстия и глубина камеры примерно равны, поэтому изображение должно быть настолько размытым, что из него можно определить только то, что где-то поблизости есть теплокровное животное.
Учёные предположили, что в мозгу у змей происходит дополнительная обработка изображения, в результате которой каждый зрительный нейрон получает информацию не только из одной точки на сетчатке, как при обычном зрении, а со всей теплочувствительной поверхности. Такое преобразование сигнала довольно часто применяется при компьютерной обработке изображений.
Частота теплового излучения, воспринимаемого змеёй, примерно равна
1) 3·1010 Гц 2) 9·1013 Гц 3) 3·1013 Гц 4) 9·1016 Гц
Конец формы
Начало формы
Тепловое излучение относится к
1) видимому
2) ультрафиолетовому
3) инфракрасному
4) рентгеновскому
Конец формы
Начало формы
На стенках полости, состоящих из теплочувствительной плёнки, появляется изображение
1) перевёрнутое мнимое
2) перевёрнутое действительное
3) прямое мнимое
4) прямое действительное
5. Оптика
Давление света
Тончайшие химические реакции порождают свет. Одновременно свет производит простые механические действия. Он давит на окружающие тела, хотя это давление очень невелико. На квадратный метр земной поверхности в ясный солнечный день действует сила давления солнечного света всего 0,5·10-5Н. На весь земной шар действует довольно значительная сила, около 600 000 Н, но она ничтожно мала по сравнению с гравитационной силой
(в 1014 раз меньше).
Световое давление было экспериментально обнаружено и исследовано российским учёным П.Н.Лебедевым в начале прошлого века.
Несмотря на то, что световое давление очень мало, его иногда можно наблюдать непосредственно невооружённым глазом. Так, уже давно было замечено, что хвост кометы, состоящей их мельчайших частиц, при движении её вокруг Солнца, всегда направлен в противоположную от Солнца сторону.
Интересный случай произошёл с американским спутником «Эхо». После выхода спутника на орбиту сжатым газом была наполнена большая полиэтиленовая оболочка. Образовался лёгкий шар диаметром 80 метров. Неожиданно выяснилось, что за один оборот давление солнечных лучей смещает его на 5 метров. В результате вместо 20 лет, как было запланировано, спутник удержался на орбите меньше года.
Внутри звёзд при температуре несколько миллионов градусов давление электромагнитных волн должно достигать огромной величины. Оно наряду
с гравитационными силами и обычным давлением играет существенную роль во внутризвёздных процессах.
Механизм возникновения светового давления сравнительно прост. Электрическое поле падающей на вещество световой волны раскачивает электроны. Они начинают колебаться в перпендикулярном направлении
к направлению распространения волны. На пришедшие в движение электроны действует магнитное поле волны. Оно и толкает электроны
в направлении распространения светового луча, что и приводит в итоге
к появлению давления на поверхность.
В какую сторону отклоняется хвост кометы, пролетающей мимо Солнца? Ответ поясните.
Конец формы
Начало формы
Сила светового давления, действующая на поверхность Земли
1) больше действующей на неё гравитационной силы
2) сравнима с действующей на неё гравитационной силой
3) в 105 раз меньше действующей на неё гравитационной силы
4) В 1014 меньше действующей на неё гравитационной силы
Конец формы
Начало формы
Причиной светового давления является действие на электроны
А. электрической составляющей электромагнитной световой волны
Б. магнитной составляющей электромагнитной световой волны
Правильный ответ
1) только А
2) только Б
3) и А, и Б
4) ни А, ни Б
Конец формы
Цвет предметов1
Цвет различных предметов, освещённых одним и тем же источником света (например, солнцем), бывает весьма разнообразен. Основную роль в таких эффектах играют явления отражения и пропускания света. При рассмотрении непрозрачного предмета мы воспринимаем его цвет в зависимости от того излучения, которое отражается от поверхности предмета и попадает к нам в глаз. При рассмотрении прозрачного тела на просвет его цвет будет зависеть от пропускания лучей различных длин волн.
Световой поток, падающий на тело, частично отражается (рассеивается), частично пропускается и частично поглощается телом. Доля светового потока, участвующего в каждом из этих процессов, определяется с помощью соответствующих коэффициентов: отражения ρ, пропускания τ и поглощения α. Так, например, коэффициент отражения равен отношению светового потока, отражённого телом, к световому потоку, падающему на тело.
Каждый из указанных коэффициентов может зависеть от длины волны (цвета), благодаря чему и возникают разнообразные эффекты при освещении тел.
Тела, у которых для всех лучей поглощение велико, а отражение и пропускание очень малы, будут чёрными непрозрачными телами (например, сажа). Для красных непрозрачных лепестков розы коэффициент отражения близок к единице для красного цвета (для других цветов очень мал), коэффициент поглощения, наоборот, близок к единице для всех цветов, кроме красного, коэффициент пропускания практически равен нулю для всех длин волн. Прозрачное зелёное стекло имеет коэффициент пропускания, близкий к единице, для зелёного цвета, тогда как коэффициенты отражения и поглощения для зелёного цвета близки к нулю. Прозрачные тела могут иметь разный цвет в проходящем и отраженном свете.
Различие в значениях коэффициентов ρ, τ и α и их зависимость от длины световой волны обусловливает чрезвычайное разнообразие в цветах и оттенках различных тел.
Коэффициент поглощения равен
1) световому потоку, падающему на тело
2) световому потоку, поглощённому телом
3) отношению светового потока, падающего на тело, к световому потоку, поглощённому телом
4) отношению светового потока, поглощённого телом, к световому потоку, падающему на тело
Конец формы
Начало формы
Хлорофилл – зелёное вещество, содержащееся в листьях растений и обусловливающее их зелёный цвет. Спиртовой раствор (вытяжка) хлорофилла оказывается на просвет красным, а в отраженном свете – зелёным. Это означает, что в растворе
1) коэффициенты пропускания и отражения для зелёного цвета близки к единице
2) коэффициенты пропускания и отражения для красного цвета близки к единице
3) коэффициенты пропускания для красного цвета и отражения для зелёного цвета близки к единице
4) коэффициенты пропускания для зелёного цвета и отражения для красного цвета близки к единице
Конец формы
Начало формы
Для белого непрозрачного тела
1) коэффициенты пропускания и отражения близки к единице для всех длин волн
2) коэффициенты пропускания и поглощения близки к единице для всех длин волн
3) коэффициенты пропускания и отражения близки к нулю для всех длин волн
4) коэффициенты пропускания и поглощения близки к нулю для всех длин волн
Цвет предметов2
Цвет различных предметов, освещённых одним и тем же источником света (например, солнцем), бывает весьма разнообразен. Основную роль в таких эффектах играют явления отражения и пропускания света. При рассмотрении непрозрачного предмета мы воспринимаем его цвет в зависимости от того излучения, которое отражается от поверхности предмета и попадает к нам в глаз. При рассмотрении прозрачного тела на просвет его цвет будет зависеть от пропускания лучей различных длин волн.
Световой поток, падающий на тело, частично отражается (рассеивается), частично пропускается и частично поглощается телом. Доля светового потока, участвующего в каждом из этих процессов, определяется с помощью соответствующих коэффициентов: отражения ρ, пропускания τ и поглощения α. Так, например, коэффициент отражения равен отношению светового потока, отражённого телом, к световому потоку, падающему на тело.
Каждый из указанных коэффициентов может зависеть от длины волны (цвета), благодаря чему и возникают разнообразные эффекты при освещении тел.
Тела, у которых для всех лучей поглощение велико, а отражение и пропускание очень малы, будут чёрными непрозрачными телами (например, сажа). Для красных непрозрачных лепестков розы коэффициент отражения близок к единице для красного цвета (для других цветов очень мал), коэффициент поглощения, наоборот, близок к единице для всех цветов, кроме красного, коэффициент пропускания практически равен нулю для всех длин волн. Прозрачное зелёное стекло имеет коэффициент пропускания близкий к единице для зелёного цвета, тогда как коэффициенты отражения и поглощения для зелёного цвета близки к нулю. Прозрачные тела могут иметь разный цвет в проходящем и отраженном свете.
Различие в значениях коэффициентов ρ, τ и α и их зависимость от длины световой волны обусловливает чрезвычайное разнообразие в цветах и оттенках различных тел.
Хлорофилл – зелёное вещество, содержащееся в листьях растений и обусловливающее их зелёный цвет. Чему равны коэффициенты поглощения и отражения зеленого цвета лучей для зеленых листьев? Ответ поясните.
Конец формы
Начало формы
Для белого непрозрачного тела
1) коэффициенты пропускания и поглощения близки к нулю для всех длин волн
2) коэффициенты пропускания и отражения близки к нулю для всех длин волн
3) коэффициенты пропускания и отражения близки к единице для всех длин волн
4) коэффициенты пропускания и поглощения близки к единице для всех длин волн
Конец формы
Начало формы
Коэффициент поглощения равен
1) световому потоку, поглощённому телом
2) отношению светового потока, падающего на тело, к световому потоку, поглощённому телом
3) световому потоку, падающему на тело
4) отношению светового потока, поглощённого телом, к световому потоку, падающему на тело
Конец формы
Конец формы