Шкала электромагнитных излучений.

Изучите тему и заполните таблицу.

1. Таблица

Что такое шкала электромагнитных волн

Электромагнитные излучения существенно отличаются по своим свойствам, хотя и имеют единую физическую природу. Все виды электромагнитного излучения в той или иной степени проявляют волновые свойства (интерференцию, дифракцию, поляризацию) и квантовые (корпускулярные) свойства.

Ø Шкала электромагнитных волн - непрерывная последовательность частот и длин волн электромагнитных излучений, представляют собой переменное электромагнитное поле, которое распространяется в пространстве.

По способу излучения волн различают: низкочастотное излучение и радиоволны; инфракрасное излучение; видимый свет и ультрафиолетовое излучение; рентгеновское излучение; гамма-излучение.

Все эти виды излучений представляют собой электромагнитные волны, имеющие одинаковую скорость распространения, равную скорости света, а порождают их заряженные частицы, движущиеся с ускорением.

2. Низкочастотное излучение и радиоволны

Низкочастотные излучения (сверхдлинные радиоволны) возникают у проводников, по которым течет переменный ток, и вблизи генераторов электрического тока. Эти волны могут распространяться на незначительные расстояния и серьезно не влияют на живые организмы.

Переменный электрический ток порождает радиоволны с длиной волны от 10 км до ультракоротких и микроволн (длиной менее 0,1 мм).

Необходимо обратить внимание на воздействие мощных электромагнитных волн на здоровье человека. Медики утверждают, что сотовый телефон - это опасный источник электромагнитного излучения, потому что оно слишком близко примыкает к голове человека. Поглощаясь тканями головного мозга, волны передают им энергию, что приводит к нарушению нервной, эндокринной и сердечно-сосудистой систем.

3. Инфракрасное излучение

Естественными источниками инфракрасного излучения являются: солнце, звезды, планеты. Искусственным источником инфракрасного излучения является любое тело, температура которого выше температуры окружающей его среды.

Приемниками инфракрасного излучения является болометри, термометры и фото-резисторы, фотоэлементы и др.

Механизм образования инфракрасного излучения такой. В нагретом теле энергия теплового движения превращается во внутреннюю энергию. Это происходит в результате столкновения частиц между собой. При этом увеличивается энергия преимущественно колебательного и вращательного движения частиц, т.е. частицы возбуждаются. Возбужденные атомы и молекулы испускают энергию в виде электромагнитных волн и при этом переходят из возбужденного состояния в нормальное. Поглотив энергию теплового движения, атомы снова переходят в возбужденное состояние, а затем возвращаются в нормальное состояние и др. Описанное излучение называется тепловым излучением и по природе является электромагнитным. Оно существует при любой температуре, отличной от абсолютного нуля.

Свойства инфракрасного излучения: проходит через картон, черная бумага, тонкий слой эбонита, через асфальт, через атмосферу Земли, его сильно поглощают пары воды.

Применение инфракрасного излучения:

1) фотографирование земных объектов в тумане и темноте;

2) прогревание тканей живого организма;

3) сушки древесины, окрашенных поверхностей, подогрева материалов;

4) сигнализация, которую используют во время охраны помещений;

5) медицина, геодезия, криминалистика;

6) военное дело (приборы ночного видения и др.).

4. Видимое и ультрафиолетовое излучения

При высоких температурах атомы и молекулы начинают излучать видимый свет (длина волны от 380 до 760 нм). Атомы излучают видимый свет только в возбужденном состоянии.

Излучения, что проявляется непосредственно за фиолетовой частью видимого спектра, называется ультрафиолетовым излучением. Ультрафиолетовое излучение входит в состав солнечного света, света электрической дуги. Оно выпускается также специальными газоразрядными лампами. Ультрафиолетовое излучение обнаруживают с помощью фотоэлементов, люминесцентных веществ, по его химическим и биологическим действием.

Свойства и применение ультрафиолетового излучения:

1) вызывает люминесценцию (используют в люминесцентных лампах; люминесцентном анализе и дефектоскопии);

2) вызывает фотоэффект (применяют в промышленной электронике и автоматике);

3) вызывает фотохимические реакции (применяют в текстильном производстве, играет важную роль в физиологии животных и растений);

4) оказывает бактерицидное действие (используют для стерилизации воздуха в промышленных помещениях и в медицинской практике);

5) влияет на центральную нервную систему, стимулируя ряд важных жизненных функций в организме;

6) разные дозы ультрафиолетового излучения, действуя на ткани кожи, способствуют образованию защитного пигмента - загара (витамин D2).

5. Рентгеновское и гамма-излучения

Рентгеновское излучение возникает в результате столкновения быстрых электронов с препятствием: со стеклом стенки трубки с анодом рентгеновской трубки. Это можно объяснить на основании теории Максвелла: во время столкновения электроны движутся с очень значительными ускорениями, в результате чего излучают электромагнитные волны высокой частоты (тормозное излучение). Квантовая теория тоже объясняет этот процесс: в результате столкновения кинетическая энергия электрона переходит в энергию рожденных фотонов.

Малая длина волны рентгеновских лучей, их значительная «твердость» является причиной, которая обусловливает основные свойства рентгеновского излучения:

1) обладает высокой проникающей и ионизирующую способность;

2) не отклоняется электрическим и магнитным полями;

3) вызывает люминесценцию;

4) имеет фотохимическую действие;

5) оказывает заметное биологическое действие на живые клетки, ткани и организм в целом;

6) распространение, отражение, преломление, интерференция и дифракция происходят аналогично видимого излучения.

Некоторые из этих свойств получили практическое применение в медицине и рентгеноструктурному анализу.

Гамма-излучение (длина волны менее 0,05 нм) излучают возбужденные атомные ядра при ядерных реакциях, радиоактивных преобразований и превращений элементарных частиц.

Гамма-излучение используют в дефектоскопии; радиационной химии; сельском хозяйстве и пищевой промышленности; медицине.