Druhy elektromagnetického žiarenia

Elektromagnetické žiarenie (elektromagnetické vlny) — rušenie elektrických a magnetických polí šíriacich sa v priestore.

Rozsahy elektromagnetického žiarenia

1 Rádiové vlny

2. Infračervené (tepelné)

3. Viditeľné žiarenie (optické)

4. Ultrafialové žiarenie

5. Tvrdé žiarenie

Za hlavné charakteristiky elektromagnetického žiarenia sa považuje frekvencia a vlnová dĺžka. Vlnová dĺžka závisí od rýchlosti šírenia žiarenia. Rýchlosť šírenia elektromagnetického žiarenia vo vákuu sa rovná rýchlosti svetla, v iných prostrediach je táto rýchlosť menšia.

Charakteristikou elektromagnetických vĺn z hľadiska teórie kmitov a koncepcií elektrodynamiky je prítomnosť troch navzájom kolmých vektorov: vektorovej vlny, vektora intenzity elektrického poľa E a vektora magnetického poľa H.

Spektrum elektromagnetického žiarenia

Elektromagnetické vlny - sú to priečne vlny (šmykové vlny), pri ktorých vektory elektrického a magnetického poľa kmitajú kolmo na smer šírenia vĺn, ale od vĺn na vode a od zvuku sa výrazne líšia tým, že sa môžu prenášať zo zdroja na prijímač, a to aj prostredníctvom vákua.

Spoločná pre všetky druhy žiarenia je rýchlosť ich šírenia vo vákuu rovnajúca sa 300 000 000 metrov za sekundu.

Elektromagnetické žiarenie je charakterizované frekvenciou oscilácií, udávajúcou počet úplných cyklov oscilácie za sekundu alebo vlnovú dĺžku, t.j. vzdialenosť, ktorú sa žiarenie rozšíri počas jedného kmitu (za jednu periódu kmitu).

Frekvencia kmitania (f), vlnová dĺžka (λ) a rýchlosť šírenia žiarenia (c) spolu súvisia vzťahom: c = f λ.

Elektromagnetické žiarenie sa zvyčajne delí na frekvenčné rozsahy... Medzi rozsahmi nie sú ostré prechody, niekedy sa prekrývajú a hranice medzi nimi sú ľubovoľné. Keďže rýchlosť šírenia žiarenia je konštantná, frekvencia jeho kmitov úzko súvisí s vlnovou dĺžkou vo vákuu.

Ultrakrátke rádiové vlny sa bežne delia na meter, decimeter, centimeter, milimeter a submilimeter alebo mikrometer. Vlny s dĺžkou λ menšou ako 1 m (frekvencia nad 300 MHz) sa nazývajú aj mikrovlny alebo mikrovlnné vlny.

Infračervené žiarenie — elektromagnetické žiarenie, ktoré zaberá spektrálnu oblasť medzi červeným koncom viditeľného svetla (s vlnovou dĺžkou 0,74 mikrónov) a mikrovlnným žiarením (1-2 mm).

Infračervené žiarenie zaberá najväčšiu časť optického spektra.Infračervené žiarenie sa nazýva aj „tepelné“ žiarenie, pretože všetky telesá, pevné aj kvapalné, zahriate na určitú teplotu, vyžarujú energiu v infračervenom spektre. V tomto prípade vlnové dĺžky vyžarované telom závisia od teploty zahrievania: čím vyššia teplota, tým kratšia vlnová dĺžka a vyššia intenzita emisie. Emisné spektrum absolútne čierneho telesa pri relatívne nízkych (do niekoľkých tisíc Kelvinov) teplôt leží hlavne v tomto rozsahu.

Viditeľné svetlo je kombináciou siedmich základných farieb: červenej, oranžovej, žltej, zelenej, azúrovej, modrej a fialovej. Ale ani infračervené ani ultrafialové žiarenie nie je pre ľudské oko viditeľné.

Viditeľné, infračervené a ultrafialové žiarenie tvoria takzvané optické spektrum v najširšom zmysle slova. Najznámejším zdrojom optického žiarenia je Slnko. Jeho povrch (fotosféra) sa zahreje na teplotu 6000 stupňov a žiari jasným žltým svetlom. Túto časť spektra elektromagnetického žiarenia vnímame priamo našimi zmyslami.

K žiareniu v optickom rozsahu dochádza pri zahrievaní telies (infračervené žiarenie sa nazýva aj tepelné) v dôsledku tepelného pohybu atómov a molekúl. Čím viac sa telo zahrieva, tým vyššia je frekvencia jeho žiarenia. Pri určitom zahriatí telo začne žiariť vo viditeľnom rozsahu (žiarovka), najskôr červeno, potom žlto atď. Naopak žiarenie z optického spektra pôsobí na telesá tepelne.

V prírode sa najčastejšie stretávame s telesami vyžarujúcimi svetlo zložitého spektrálneho zloženia pozostávajúceho z vôlí rôznej dĺžky.Preto energia viditeľného žiarenia ovplyvňuje svetlocitlivé prvky oka a spôsobuje iný vnem. Je to spôsobené rozdielnou citlivosťou oka. na žiarenie rôznych vlnových dĺžok.

Viditeľná časť spektra toku žiarenia

Okrem tepelného žiarenia môžu ako zdroje a prijímače optického žiarenia slúžiť chemické a biologické reakcie. Jedna z najznámejších chemických reakcií, ktorá je prijímačom optického žiarenia, sa využíva vo fotografii.

Tvrdé lúče... Hranice oblastí röntgenového a gama žiarenia sa dajú určiť len veľmi orientačne. Pre všeobecnú orientáciu možno predpokladať, že energia röntgenových kvánt leží v rozsahu 20 eV — 0,1 MeV a energia gama kvánt je viac ako 0,1 MeV.

Ultrafialové žiarenie (ultrafialové, UV, UV) — elektromagnetické žiarenie zaberajúce rozsah medzi viditeľným a röntgenovým žiarením (380 – 10 nm, 7,9 × 1014 – 3 × 1016 Hz). Rozsah je podmienečne rozdelený na blízke (380 - 200 nm) a vzdialené alebo vákuové (200 - 10 nm) ultrafialové žiarenie, ktoré sa tak nazýva, pretože je intenzívne absorbované atmosférou a je študované iba pomocou vákuových zariadení.

Dlhovlnné ultrafialové žiarenie má relatívne nízku fotobiologickú aktivitu, ale môže spôsobiť pigmentáciu ľudskej pokožky, má pozitívny vplyv na organizmus. Žiarenie tohto podrozsahu je schopné spôsobiť žiaru niektorých látok, a preto sa používa na luminiscenčnú analýzu chemického zloženia produktov.

Strednovlnné ultrafialové žiarenie má tonizujúci a terapeutický účinok na živé organizmy.Je schopný spôsobiť erytém a spálenie slnkom, premieňa vitamín D, potrebný pre rast a vývoj, na vstrebateľnú formu v tele zvierat a má silný účinok proti krivici. Žiarenie v tomto podrozsahu je škodlivé pre väčšinu rastlín.

Krátkovlnné ošetrenie ultrafialovým žiarením Má baktericídny účinok, preto sa široko používa na dezinfekciu vody a vzduchu, dezinfekciu a sterilizáciu rôznych zariadení a nádob.

Hlavným prírodným zdrojom ultrafialového žiarenia na Zemi je Slnko. Pomer intenzity UV-A a UV-B žiarenia, celkové množstvo UV lúčov dopadajúcich na zemský povrch, závisí od rôznych faktorov.

Umelé zdroje ultrafialového žiarenia sú rôznorodé. Umelé zdroje ultrafialového žiarenia sú dnes široko používané v medicíne, preventívnych, sanitárnych a hygienických zariadeniach, poľnohospodárstve atď. poskytuje výrazne väčšie možnosti ako pri použití prirodzeného ultrafialového žiarenia.