Электромагниттік сәулелену шкаласы. Физика, 11 сынып, қосымша материал 2.

 Қосымша 3

 Электромагниттік толқындардың ұзындығы әртүрлі болады: шамамен 10¹³ м (төмен жиілікті тербелістер) мәндерінен 10^-10 м ( - сәулелер) дейін. Жарық электромагниттік толқындардың кең спектрінің тең емес бөлігін құрайды. Дегенмен, спектрдің осы кіші бөлігін зерттеу кезінде ерекше қасиеттері бар басқа сәулелер ашылды.

 Төмен жиілікті сәулеленуді, радиосәулеленуді, инфрақызыл сәулеленуді, көрінетін жарықты, ультракүлгін сәулеленуді, рентген сәулеленуді және-сәулеленуді бөліп алу керек. Ең қысқа толқынды-сәуле атом ядросын шығарады.

 Жекелеген сәулелердің арасында принципті айырмашылық жоқ. Олардың барлығы зарядталған бөлшектермен туындайтын электромагниттік толқындар. Электрмагниттік толқындар олардың зарядталған бөлшектерге әсері бойынша анықталады. Вакуумда толқынның кез келген ұзындығының сәулеленуі 300 000 км/с жылдамдықпен таралады.

 Толқын ұзындығы әртүрлі сәулелер бір-бірінен оларды алу тәсілі (антеннаның сәулеленуі, жылу сәулеленуі, жылдам электрондардың тежелуі кезіндегі сәулеленуі және т. б.) және тіркеу әдістері бойынша ерекшеленеді.

 Электромагниттік сәулеленудің барлық аталған түрлері ғарыш объектілерінен туындайды және зымырандардың, Жердің жасанды серіктерінің және ғарыш кемелерінің көмегімен сәтті зерттеледі. Ең алдымен, бұл атмосфераға қатты сіңетін рентген және сәулеге қатысты.

 Толқын ұзындығының азаюына қарай толқын ұзындығындағы сандық айырмашылықтар маңызды сапалық айырмашылықтарға әкеледі.

 Толқын ұзындығы әртүрлі сәулелер олардың затпен жұтуы бойынша бір-бірінен өте ерекшеленеді. Қысқа толқынды сәулелер (рентген және әсіресе сәулелер) әлсіз сіңеді. Оптикалық диапазонның толқындары үшін мөлдір емес заттар осы сәулелену үшін мөлдір. Электромагниттік толқындардың шағылысу коэффициенті толқын ұзындығына байланысты. Бірақ ұзын толқынды және қысқа толқынды сәулелену арасындағы негізгі айырмашылық қысқа толқынды сәулелену бөлшектердің қасиеттерін анықтайды.

 Әрбір сәулеленуді қарастырайық.

 Төмен жиілікті сәулелену 3 · 10^-3-тен 3 • 10⁵ Гц-ке дейінгі жиіліктер диапазонында пайда болады. Бұл толқын ұзындығы 10¹³-10⁵ м-ден сәйкес келеді. Төмен жиілікті сәулелену көзі айнымалы ток генераторлары болып табылады. Металдарды балқыту және шыңдау кезінде қолданылады.

 Радио толқындар жиілік диапазонын алады 3·10⁵ - 3·10¹¹ Гц. Оларға толқын ұзындығы сәйкес келеді 10 ⁵ - 10 ^-3 2.6 сурет-оптикалық кабельдің негізгі сипаттамалары: - оптикалық кабельдің негізгі сипаттамалары; - оптикалық кабельдің негізгі сипаттамалары; - оптикалық кабельдің негізгі сипаттамалары; - оптикалық кабельдің негізгі сипаттамалары; - оптикалық кабельдің негізгі сипаттамалары. Сондай-ақ, радио жиілік генераторы, жұлдыз, оның ішінде күн, Галактика және Метагалактика. Индикатор-Герц вибраторы, тербелмелі контур.

 Үлкен радиотолқындардың жиілігі салыстырғанда низкочастотным сәуле әкеледі заметному сәуле шығаруы радиотолқындардың кеңістікке. Бұл оларды әртүрлі қашықтықтарға ақпарат беру үшін пайдалануға мүмкіндік береді. Сөйлеу, музыка (радиохабар), телеграф сигналдары (радиобайланыс), түрлі объектілердің бейнелері (радиолокация) беріледі.

 Радиотолқындар заттың құрылымын және олар таралатын ортаның қасиеттерін зерттеу үшін қолданылады. Ғарыштық объектілердің радиосәулеленуін зерттеу-радиоастрономия пәні. Радиометеорологияда қабылданатын толқындардың сипаттамалары бойынша процестерді зерттейді.

 Инфрақызыл сәуле жиілік диапазонын алады 3*10¹¹ - 3,85*10¹⁴ Гц. Оларға толқын ұзындығы сәйкес келеді 2·10 ^-3 - 7,6 ·10 ^-7 м.

 Инфрақызыл сәулеленуді астроном Уильям Гершель 1800 жылы ашты. Көрінетін жарықпен жылытылатын термометр температурасының жоғарылауын зерттей отырып, Гершель термометрдің көрінетін жарық аймағынан тыс (қызыл облыстан тыс) барынша қызуын анықтады. Оның спектрдегі орнын ескере отырып, көрінбейтін сәуле инфрақызыл деп аталды. Инфрақызыл сәулелену көзі жылу және электр әсерлері кезінде молекулалар мен атомдардың сәулеленуі болып табылады. Инфрақызыл сәулеленудің қуатты көзі-күн, оның сәулеленуінің 50% инфрақызыл аймақта жатыр. Инфрақызыл сәулеге вольфрам желісі бар қыздыру шамдарының сәуле шығару энергиясының айтарлықтай үлесі (70-тен 80% - ға дейін) келеді. Инфрақызыл сәулелену электр доғасы мен түрлі газразрядты шамдарды шығарады. Кейбір лазерлердің сәулелері спектрдің инфрақызыл аймағында жатыр. Инфрақызыл сәулелену индикаторлары фото және терморезисторлар, арнайы фотоэмульсиялар болып табылады. Инфрақызыл сәулелену ағашты, тамақ өнімдерін және әр түрлі лак-бояу жабындарын (инфрақызыл қыздыру) кептіру үшін, нашар көріну кезінде сигнал беру үшін, қараңғыда, сондай-ақ қашықтықтан басқару кезінде көруге мүмкіндік беретін оптикалық аспаптарды қолдануға мүмкіндік береді. Инфрақызыл сәулелер снарядтар мен зымырандарды мақсатқа бағыттау үшін, жасырынған жауды анықтау үшін пайдаланылады. Бұл сәулелер ғаламшар бетінің жекелеген учаскелерінің температураларының айырмашылықтарын, зат молекулалары құрылысының ерекшеліктерін (спектральды талдау) анықтауға мүмкіндік береді. Инфрақызыл фотосурет биологияда өсімдіктер ауруларын зерттеуде, медицинада тері және қан тамырлары ауруларын диагностикалауда, жасандылар анықталған кезде криминалистикада қолданылады. Адамға әсер еткенде адам денесінің температурасының жоғарылауын тудырады.

 Көрінетін сәуле-адамның көзімен қабылданатын электромагниттік толқындардың жалғыз диапазоны. Жарық толқындары өте тар диапазонды алады: 380-670 нм ( = 3,85 •10¹⁴ - 8 • 10¹⁴ Гц). Көрінетін сәулелену көзі-кеңістікте өз орнын өзгертетін атомдар мен молекулалардағы валентті электрондар, сондай-ақ жылдам қозғалатын еркін зарядтар. Спектрдің бұл бөлігі адамға қоршаған әлем туралы барынша ақпарат береді. Өзінің физикалық қасиеттері бойынша ол спектрдің басқа диапазондарына ұқсас, тек электромагниттік толқындар спектрінің аз бөлігі болып табылады. Көрінетін сәулелену диапазонында толқынның (жиіліктің) әртүрлі ұзындығына ие сәулелену адамның көз торына әртүрлі физиологиялық әсер етеді, жарықтың психологиялық сезімін тудырады. Түсі-электромагниттік жарық толқынының өзіндік қасиеті емес, адамның физиологиялық жүйесінің электрохимиялық әсерінің көрінісі: көз, жүйке, ми. Шамамен көрінетін диапазонда адам көзімен ерекшеленетін жеті негізгі түсті атауға болады (сәулелену жиілігінің өсуі ретінде): қызыл, қызғылт сары, сары, жасыл, көк, көк, күлгін. Спектрдің негізгі түстерінің бірізділігін есте сақтау әр сөзі негізгі түс атауының бірінші әрпінен басталатын фразаны жеңілдетеді: "әрбір аңшы қырғауыл қайда отыратынын білгісі келеді". Көрінетін сәуле өсімдіктерде (фотосинтез) және жануарлар мен адам ағзаларында химиялық реакциялардың ағуы әсер етуі мүмкін. Көрінетін сәуле денедегі химиялық реакциялар есебінен жекелеген жәндіктер (Жарық) мен кейбір терең балықтарды шығарады. Фотосинтез және оттегіні бөлу процесі нәтижесінде көмірқышқыл газын өсімдіктердің сіңіруі Жердегі биологиялық өмірді сақтауға ықпал етеді. Сондай-ақ көрінетін сәуле түрлі объектілерді жарықтандыру кезінде қолданылады.

 Жарық-Жердегі өмір көзі және сонымен бірге қоршаған әлем туралы біздің көзқарасымыздың көзі.

 Көзге көрінбейтін ультракүлгін сәуле шығару толқын ұзындығы 3,8 ∙10 ^-7 - 3∙10 ^-9 м шегінде көрінетін және рентгендік сәуле арасында Спектралды аймақты алатын электромагниттік сәуле шығару.(=8*10¹⁴ - 3*10¹⁶ Гц). Ультракүлгін сәуле 1801 жылы неміс ғалымы Иоганн Риттермен ашылды. Көзге көрінетін жарықтың әсерінен хлорлы күмістің бүршігін зерттей отырып, Риттер күмістің спектрдің күлгін шетінде орналасқан аймақта одан да тиімді екенін анықтады. Көрінбейтін сәуле туғызған бұл почернение, аталды ультрафиолетовым.

 Ультракүлгін сәуле шығару көзі-атомдар мен молекулалардың валентті электрондары, сондай-ақ жылдам қозғалатын бос зарядтар.

 Қатты денелердің - 3000 К температураға дейін қыздырылған сәулеленуі үздіксіз спектрдегі ультракүлгін сәулеленудің елеулі үлесін қамтиды, оның қарқындылығы температураның ұлғаюымен өседі. Ультракүлгін сәулеленудің қуатты көзі-кез келген Жоғары температуралы плазма. Ультракүлгін сәулеленудің әртүрлі қолданулары үшін сынап, ксенонды және басқа да газразрядты шамдар қолданылады. Ультракүлгін сәулеленудің табиғи көздері-күн, жұлдыз, тұман және басқа да ғарыш объектілері. Алайда, олардың сәулеленуінің ұзын толқындық бөлігі ғана (құрылғы > 290 нм) жер бетіне жетеді. Ультракүлгін сәулеленуді тіркеу үшін

 Бұл жерде арнайы аз желатинді фотослои сезімтал болады. Электр энергиясын өндіру және тарату, электр энергиясын өндіру және тарату, сондай-ақ электр энергиясын өндіру және тарату, электр энергиясын өндіру және тарату, электр энергиясын өндіру және тарату, электр энергиясын өндіру және тарату, электр энергиясын өндіру және тарату, электр энергиясын өндіру және тарату, электр энергиясын өндіру және тарату, электр энергиясын өндіру және тарату, электр энергиясын өндіру және тарату, электр энергиясын өндіру және тарату, электр энергиясын өндіру және

 Аз мөлшерде ультракүлгін сәуле адам ағзасындағы D витаминінің синтезін белсендіре отырып, сондай-ақ күйдіру тудыра отырып, адамға жағымды, сауықтыру әсерін тигізеді. Ультракүлгін сәулеленудің үлкен мөлшері терінің күюін және қатерлі ісіктерді тудыруы мүмкін (80% емделетін). Сонымен қатар, шамадан тыс ультракүлгін сәуле кейбір аурулардың дамуына ықпал ете отырып, ағзаның иммундық жүйесін әлсіретеді. Ультракүлгін сәуле сондай-ақ бактерицидті әсер етеді: бұл сәуленің әсерінен ауру тудыратын бактериялар жойылады.

 Ультракүлгін сәуле люминесцентті шамдарда, криминалистикада (суреттер бойынша құжаттардың қолдан жасалғанын анықтайды), өнертануда (ультракүлгін сәулелердің көмегімен картиналарда көзге көрінбейтін қалпына келтіру іздерін табуға болады) қолданылады. Терезе әйнегінің ультракүлгін сәулеленуін іс жүзінде өткізбейді, өйткені ол шыны құрамына кіретін темір оксиді сіңіреді. Осы себеппен ыстық күн күні тіпті жабық терезеде бөлмеде жануға болмайды.

 Адамның көзі ультракүлгін сәулеленуді көрмейді, өйткені көздің мүйіз қабығы мен көз линзасы ультракүлгін сіңіреді. Ультракүлгін сәуле кейбір жануарлар көреді. Мысалы, Көгершін күн бұлтты ауа райында да Күнге қарай бағдарланады.

 Рентгендік сәуле - бұл 10^-12 - 10^-8 м (жиіліктер) толқын ұзындығы шегінде гамма - және ультракүлгін сәуле арасында Спектралды аймақты алатын электромагниттік иондаушы сәуле. 3*10¹⁶ - 3-10²⁰ Гц). Рентген сәуле шығару 1895 жылы неміс физигі В. К. рентгенмен ашылды. Рентген сәулесінің ең көп тараған көзі металл анодты бомбалайтын электр нольмен жылдамдатылған рентген түтігі болып табылады. Рентген сәуле жоғары энергия иондарымен Нысананы бомбалаған кезде алынуы мүмкін. Рентгендік сәулелену көздері ретінде кейбір радиоактивті изотоптар, синхротрондар - электрондарды жинағыштар да қызмет ете алады. Рентген сәулесінің табиғи көздері күн және басқа да ғарыш объектілері болып табылады

 Рентгендік сәулеленудегі заттардың бейнелерін арнайы рентгендік фотопленкада алады. Рентген сәулесін иондау камерасы, сцинтилляциялық есептеуіш, қайталама-электрондық немесе арналық электрондық көбейтгіштер, микроканалды пластиналар арқылы тіркеуге болады. Жоғары өткізгіш қабілетінің арқасында рентген сәулеленуі рентгенқұрылымдық талдауда (кристалды тордың құрылымын зерттеу), молекулалардың құрылымын зерттеу кезінде, үлгілерде, медицинада (рентген түсірілімдер, флюорография, обыр ауруларын емдеу), дефектоскопияда (құймалардағы, рельстердегі ақауларды табу), өнертануда (ерте сурет салуды табу, кеш жазу қабатының астында жасырын), астрономияда (рентген көздерін зерттеу кезінде), криминалистикада қолданылады. Рентген сәулесінің үлкен мөлшері күйікке және адамның қан құрылымының өзгеруіне әкеледі. Рентген сәулесінің қабылдағыштарын құру және оларды ғарыш станцияларында орналастыру жүздеген жұлдыздардың, сондай-ақ аса жұлдыздардың қабықтары мен тұтас галактиканың рентген сәулеленуін анықтауға мүмкіндік берді.

 Барлық жиілік диапазонын алатын қысқа толқынды электромагнитті сәулелендіру - 8∙10¹⁴ - 10 ¹⁷ Гц, ол толқын ұзындығына сәйкес келеді = 3,8·10 ^-7- 3∙10^-9 м. Гамма-сәулеленуді 1900 жылы француз ғалымы Пол Виллар ашты. Қатты магнит өрісіндегі радияның сәулеленуін зерттей отырып, Виллар магнит өрісі сияқты ауытқымайтын қысқа толқынды электромагниттік сәулеленуді анықтады. Ол гамма-сәуле деп аталды. Гамма-сәулелену ядролық процестермен, Жер бетінде де, ғарышта да кейбір заттармен болатын радиоактивті ыдырау құбылыстарымен байланысты. Гамма-сәулеленуді иондау және көпіршікті камералардың көмегімен, сондай-ақ арнайы фотоэмульсиялардың көмегімен тіркеуге болады. Ядролық процестерді зерттеу кезінде, дефектоскопияда қолданылады. Гамма-сәулелену адамға теріс әсер етеді.