Vlastnosti a aplikácie lúčov optického spektra

Podľa generačných zásad elektromagnetická radiácia sa delí na tieto druhy: žiarenie gama, röntgenové, synchrotrónové, rádiové a optické žiarenie.

Celý rozsah optického žiarenia je rozdelený do troch oblastí: ultrafialové (UV), viditeľné a infračervené (IR). Rozsah ultrafialového žiarenia sa zasa delí na UV-A (315-400 nm), UV-B (280-315) a UV-C (100-280 nm). Ultrafialové žiarenie gama v oblasti s vlnovými dĺžkami menšími ako 180 nm sa často označuje ako vákuum, pretože vzduch v tejto oblasti spektra je nepriehľadný. Žiarenie, ktoré môže spôsobiť zrakový vnem, sa nazýva viditeľné. Viditeľné žiarenie je úzky spektrálny rozsah (380-760 nm) optického žiarenia, ktorý zodpovedá rozsahu citlivosti ľudského oka.

Žiarenie, ktoré môže priamo spôsobiť zrakový vnem, je viditeľné. Limity rozsahu viditeľného žiarenia sú podmienečne akceptované takto: spodná 380 – 400 nm, horná 760 – 780 nm.

Emisie z tohto radu sa používajú na vytvorenie požadovanej úrovne osvetlenia v priemyselných, administratívnych a domácich priestoroch.Požadovaná úroveň je určená podmienkami viditeľnosti. V tomto prípade je energetický aspekt procesu ožarovania menej dôležitý.

Avšak napríklad v tej istej poľnohospodárskej výrobe sa svetlo nepoužíva len ako prostriedok osvetlenia. Pri umelom ožarovaní rastlín, napríklad v skleníkoch, je viditeľné žiarenie ožarovacích zariadení jediným zdrojom energie, ktorá sa ukladá v rastline v procese fotosyntézy a potom ju využívajú ľudia a zvieratá. Tu je ožarovanie energetický proces.

Vplyv viditeľného žiarenia na zvieratá a vtáky ešte nie je dostatočne preskúmaný, ale zistilo sa, že jeho vplyv na produktivitu závisí nielen od úrovne osvetlenia, ale aj od dĺžky svetelnej periódy za deň, striedania svetlé a tmavé obdobia atď.

Infračervené žiarenie v spektre pokrýva oblasť od 760 nm do 1 mm a delí sa na IR-A (760-1400 nm), IR-B (1400-3000 nm) a IR-C (3000-106 nm).

V súčasnosti sa infračervené žiarenie široko používa na vykurovanie budov a stavieb, preto sa často nazýva tepelné žiarenie. Používa sa aj na sušenie farieb. V poľnohospodárstve sa infračervené žiarenie široko používa aj na sušenie zeleniny a ovocia, zahrievanie mladých zvierat.

Na nočné videnie existujú špeciálne prístroje – termokamery. V týchto zariadeniach sa infračervené žiarenie akéhokoľvek objektu premieňa na viditeľné žiarenie. Infračervený obraz ukazuje rozloženie teplotných polí.

Rozsah infračerveného žiarenia začína od hornej hranice viditeľného svetla (780 nm) a končí konvenčne pri vlnovej dĺžke 1 mm. Infračervené lúče sú neviditeľné, čo znamená, že nemôžu spôsobiť zrakový vnem.

Hlavnou vlastnosťou infračervených lúčov je tepelné pôsobenie: keď sú infračervené lúče absorbované, telesá sa zahrievajú. Preto sa používajú najmä na ohrev rôznych predmetov a materiálov a na sušenie.

Pri ožarovaní rastlín treba mať na pamäti, že nadbytok infračervených lúčov môže viesť k nadmernému prehrievaniu a úhynu rastlín.

Ožarovanie zvierat infračervenými lúčmi zlepšuje ich celkový vývoj, metabolizmus, krvný obeh, znižuje náchylnosť na choroby atď. Najúčinnejšie lúče IR-A zóny. Majú najlepšiu penetračnú schopnosť do telesných tkanív. Nadbytok infračervených lúčov vedie k prehriatiu a smrti buniek živých tkanív (pri teplotách nad 43,5 ° C). Táto okolnosť sa využíva napríklad na účely dezinsekcie obilia. Počas ožarovania sa škodcovia stodoly zahrievajú oveľa silnejšie ako zrno a zomierajú.

Viac podrobností nájdete tu: Ožarovače a zariadenia na infračervené vykurovanie zvierat

Ultrafialové žiarenie pokrýva rozsah vlnových dĺžok od 400 do 1 nm. V intervale medzi 100 a 400 nm sa rozlišujú tri zóny: UV-A (315 — 400 nm), UV-B (280 — 315 nm), UV-C (100 — 280 nm). Nosníky týchto oblastí majú rôzne vlastnosti, a preto nachádzajú rôzne aplikácie. Ultrafialové žiarenie je tiež neviditeľné, no pre oči nebezpečné. Ultrafialové žiarenie s vlnovou dĺžkou kratšou ako 295 nm má na rastliny supresívny účinok, preto ho pri umelom ožarovaní treba vylúčiť zo všeobecného toku zdroja.

UV-A žiarenie môže pri ožiarení spôsobiť žiaru určitých látok. Táto žiara sa nazýva fotoluminiscencia alebo jednoducho luminiscencia.

Luminiscencia sa nazýva spontánna žiara telies s trvaním presahujúcim periódu kmitov svetla a excitovaná na úkor akéhokoľvek druhu energie, okrem tepla. Pevné látky, kvapaliny a plyny môžu luminiscovať. Pri rôznych spôsoboch excitácie a v závislosti od súhrnného stavu tela môžu počas luminiscencie podstúpiť rôzne procesy.

Lúče tejto zóny sa využívajú na luminiscenčnú analýzu chemického zloženia určitých látok, hodnotenie biologického stavu produktov (klíčenie a poškodenie zrna, stupeň hniloby zemiakov a pod.) a v iných prípadoch, keď látka môže žiariť viditeľným svetlom v prúde ultrafialových lúčov.

Žiarenie z UV-B zóny má silný biologický účinok na zvieratá. Počas ožarovania sa provitamín D mení na vitamín D, ktorý uľahčuje vstrebávanie zlúčenín fosforu a vápnika v tele. Pevnosť kostí kostry závisí od stupňa absorpcie vápnika, preto sa UV-B žiarenie používa ako prostriedok proti krivici pre mladé zvieratá a vtáky.

Rovnaká časť spektra má schopnosť mať najväčší erytémový efekt, to znamená, že môže spôsobiť dlhodobé začervenanie kože (erytém). Erytém je dôsledkom rozšírenia krvných ciev, čo vedie k ďalším priaznivým reakciám v tele.

Ultrafialové žiarenie zóny UV-C je schopné zabíjať baktérie, to znamená, že má baktericídny účinok a používa sa na dezinfekciu vody, nádob, vzduchu atď.