Rodzaje promieniowania elektromagnetycznego
Promieniowanie elektromagnetyczne (fale elektromagnetyczne) — zaburzenie pól elektrycznych i magnetycznych rozchodzące się w przestrzeni.
Zakresy promieniowania elektromagnetycznego
1 Fale radiowe
2. Podczerwień (termiczna)
3. Promieniowanie widzialne (optyczne)
4. Promieniowanie ultrafioletowe
5. Twarde promieniowanie
Za główne cechy promieniowania elektromagnetycznego uważa się częstotliwość i długość fali. Długość fali zależy od prędkości propagacji promieniowania. Prędkość propagacji promieniowania elektromagnetycznego w próżni jest równa prędkości światła, w innych ośrodkach prędkość ta jest mniejsza.
Cechą charakterystyczną fal elektromagnetycznych z punktu widzenia teorii oscylacji i koncepcji elektrodynamiki jest obecność trzech wzajemnie prostopadłych wektorów: wektora fali, wektora natężenia pola elektrycznego E i wektora pola magnetycznego H.
Widmo promieniowania elektromagnetycznego
Fale elektromagnetyczne - są to fale poprzeczne (fale ścinające), w których wektory pola elektrycznego i magnetycznego oscylują prostopadle do kierunku rozchodzenia się fal, ale znacznie różnią się od fal na wodzie i od dźwięku tym, że mogą być przenoszone od źródła do odbiornik, w tym przez próżnię.
Wspólna dla wszystkich rodzajów promieniowania jest prędkość ich propagacji w próżni równa 300 000 000 metrów na sekundę.
Promieniowanie elektromagnetyczne charakteryzuje się częstotliwością oscylacji, wskazującą liczbę pełnych cykli oscylacji na sekundę lub długość fali, tj. odległość, na jaką rozprzestrzenia się promieniowanie podczas jednej oscylacji (w ciągu jednego okresu oscylacji).
Częstotliwość oscylacji (f), długość fali (λ) i prędkość propagacji promieniowania (c) są powiązane zależnością: c = f λ.
Promieniowanie elektromagnetyczne dzieli się zwykle na zakresy częstotliwości... Między zakresami nie ma ostrych przejść, czasem się nakładają, a granice między nimi są dowolne. Ponieważ szybkość propagacji promieniowania jest stała, częstotliwość jego oscylacji jest ściśle związana z długością fali w próżni.
Ultrakrótkie fale radiowe są zwykle podzielone na metry, decymetry, centymetry, milimetry i submilimetry lub mikrometry. Fale o długości λ mniejszej niż 1 m (częstotliwość powyżej 300 MHz) nazywane są również mikrofalami lub falami mikrofalowymi.
Promieniowanie podczerwone — promieniowanie elektromagnetyczne zajmujące obszar widmowy między czerwonym końcem światła widzialnego (o długości fali 0,74 mikrona) a promieniowaniem mikrofalowym (1-2 mm).
Promieniowanie podczerwone zajmuje największą część widma optycznego.Promieniowanie podczerwone jest również nazywane promieniowaniem „cieplnym”, ponieważ wszystkie ciała stałe i płynne podgrzane do określonej temperatury emitują energię w widmie podczerwieni. W tym przypadku długości fal emitowanych przez ciało zależą od temperatury ogrzewania: im wyższa temperatura, tym krótsza długość fali i większa intensywność emisji. Widmo emisyjne ciała doskonale czarnego w stosunkowo niskich temperaturach (do kilku tysięcy kelwinów) leży głównie w tym zakresie.
Światło widzialne jest kombinacją siedmiu kolorów podstawowych: czerwonego, pomarańczowego, żółtego, zielonego, cyjanowego, niebieskiego i fioletowego. Ale ani podczerwień, ani ultrafiolet nie są widoczne dla ludzkiego oka.
Promieniowanie widzialne, podczerwone i ultrafioletowe tworzą tzw. widmo optyczne w najszerszym tego słowa znaczeniu. Najbardziej znanym źródłem promieniowania optycznego jest Słońce. Jego powierzchnia (fotosfera) nagrzewa się do temperatury 6000 stopni i świeci jasnożółtym światłem. Ta część widma promieniowania elektromagnetycznego jest odbierana bezpośrednio przez nasze zmysły.
Promieniowanie w zakresie optycznym występuje, gdy ciała są ogrzewane (promieniowanie podczerwone jest również nazywane termicznym) w wyniku ruchu termicznego atomów i cząsteczek. Im bardziej ciało się nagrzewa, tym wyższa jest częstotliwość jego promieniowania. Przy pewnym podgrzaniu ciało zaczyna świecić w zakresie widzialnym (żarzenie), najpierw na czerwono, potem na żółto itd. I odwrotnie, promieniowanie z widma optycznego ma wpływ termiczny na ciała.
W naturze najczęściej spotykamy ciała emitujące światło o złożonej kompozycji widmowej składającej się z woli o różnej długości.Dlatego energia promieniowania widzialnego oddziałuje na światłoczułe elementy oka i powoduje inne odczucia. Wynika to z różnej wrażliwości oka. na promieniowanie o różnych długościach fal.
Widoczna część widma strumienia promieniowania
Oprócz promieniowania cieplnego, reakcje chemiczne i biologiczne mogą służyć jako źródła i odbiorniki promieniowania optycznego. W fotografii wykorzystywana jest jedna z najsłynniejszych reakcji chemicznych, jaką jest odbiornik promieniowania optycznego.
Twarde wiązki... Granice obszarów promieniowania rentgenowskiego i gamma można określić tylko bardzo wstępnie. Dla ogólnej orientacji można przyjąć, że energia kwantów promieniowania rentgenowskiego mieści się w przedziale 20 eV — 0,1 MeV, a energia kwantów gamma jest większa niż 0,1 MeV.
Promieniowanie ultrafioletowe (ultrafioletowe, UV, UV) — promieniowanie elektromagnetyczne zajmujące zakres pomiędzy promieniowaniem widzialnym i rentgenowskim (380 — 10 nm, 7,9 × 1014 — 3 × 1016 Hz). Zakres jest warunkowo podzielony na ultrafiolet bliski (380-200 nm) i daleki lub próżniowy (200-10 nm), ten ostatni jest tak nazwany, ponieważ jest intensywnie pochłaniany przez atmosferę i jest badany tylko za pomocą urządzeń próżniowych.
Długofalowe promieniowanie ultrafioletowe ma stosunkowo niską aktywność fotobiologiczną, ale może powodować pigmentację skóry człowieka, ma pozytywny wpływ na organizm. Promieniowanie tego podzakresu może powodować świecenie niektórych substancji, dlatego jest wykorzystywane do analizy luminescencyjnej składu chemicznego produktów.
Promieniowanie ultrafioletowe o średniej długości fali działa tonizująco i leczniczo na organizmy żywe.Ma zdolność wywoływania rumienia i oparzeń słonecznych, przekształca niezbędną do wzrostu i rozwoju witaminę D do postaci przyswajalnej w organizmie zwierząt, ma silne działanie przeciwkrzywicze. Promieniowanie w tym podzakresie jest szkodliwe dla większości roślin.
Obróbka ultrafioletem krótkofalowym Ma działanie bakteriobójcze, dlatego jest szeroko stosowana do dezynfekcji wody i powietrza, dezynfekcji i sterylizacji różnego sprzętu i naczyń.
Głównym naturalnym źródłem promieniowania ultrafioletowego na Ziemi jest Słońce. Stosunek natężenia promieniowania UV-A i UV-B, czyli całkowita ilość promieni UV docierających do powierzchni Ziemi, zależy od różnych czynników.
Sztuczne źródła promieniowania ultrafioletowego są różnorodne. Sztuczne źródła promieniowania ultrafioletowego są dziś szeroko stosowane w medycynie, instytucjach profilaktycznych, sanitarno-higienicznych, rolnictwie itp. zapewnione są znacznie większe możliwości niż przy zastosowaniu naturalnego promieniowania ultrafioletowego.