Ультрафиолетовое излучение
Э\М волны с длиной волны меньшей, чем у фиолетового света. Невидимое глазом электромагнитное излучение с длинной волны меньше, чем у фиолетового света, называют ультрафиолетовым излучением (УФ).
1801 год – немецкий ученый Иоганн Риттер (1776-1810) открыл, что за фиолетовым краем имеется область, создаваемая невидимыми глазом лучами.
Ультрафиолетовое излучение не вызывает зрительных образов, оно не видимо. В малых дозах ультрафиолетовые лучи целебны. Ультрафиолет способствует росту и укреплению организма. Образует в коже защитные пигменты (загар, витамин Д), обладает бактерицидным действием, оказывает влияние на Ц.Н.С. В больших количествах эти лучи вредны: разрушается сетчатка глаза, поэтому нужно носить защитные очки (солнечные очки). Разрушается также кожа. В качестве источников ультрафиолетового излучения в медицине используются газоразрядные лампы. Трубки таких ламп изготовляют из кварца, прозрачного для ультрафиолетовых лучей; поэтому эти лампы называют кварцевыми лампами.
Ультрафиолет попадает на Землю, так как недостаточно поглощается верхними слоями атмосферы.
Продукты под действием ультрафиолетовых лучей люминесцируют в затемнённом помещении разным цветом, и это используют для определения характеристики годности продукта.
| Продукт | Цвет годного продукта | Цвет негодного продукта | Характеристика негодного продукта |
| Мясо (говядина) | Тёмно-красный | Ярко-розовые точки | Мясо заражено личинками глистов |
| Зерно пшеничное | Зеленый | Желтый | Пострадало от сырости |
| Мука пшеничная | Синеватый | Фиолетовый | С присутствием спорыньи |
| Куриные яйца | Красный | Бледно-желтый | Хранившиеся более двух недель |
| Луковица в разрезе | Фиолетовый | Желтовато-белый | Заболевшая серой гнилью |
| Картофель в разрезе | Ярко-желтый или серовато-коричневый | Пятна черного цвета | Сильная степень поражения фитофторой |
| Рыба | Зеленовато-синее свечение | Оранжевые участки или красные пятна | Явно порченный продукт |
Таким же образом, в ультрафиолетовом диапазоне электромагнитных волн, просвечивая деньги, определяют фальшивые купюры.
Hа дискотекахиспользуют лампыyльтpафиолета, под ними светлый материал начинает светиться. Это излучение сравнительно безопасно для животных и растений.
| Ультрафиолетовое излучение | |
| Длина волны(м) | 3,8 10 -7 - 3 ·10 -9 |
| Частота(Гц) | 8 ·1014 - 10 17 |
| Энергия(ЭВ) | 3,3 – 247,5 ЭВ |
| Источник | Входят в состав солнечного света Газоразрядные лампы с трубкой из кварца Излучаются всеми твердыми телами , у которых температура больше 1000 ° С, светящиеся ( кроме ртути) |
| Приемник | Фотоэлементы, Фотоумножители, Люминесцентные вещества |
| История открытия | Иоганн Риттер, Лаймен |
| Применение | Промышленная электроника и автоматика, Люминисценнтные лампы, Текстильное производство Стерилизация воздуха |
Рентгеновское излучение
Рентгеновские лучи невидимы глазом. Они проходят без существенного поглощения через значительные слои вещества, непрозрачного для видимого света. Обнаруживают рентгеновские лучи по их способности вызывать определенное свечение некоторых кристаллов и действовать на фотопленку. Способность рентгеновских лучей проникать через толстые слои вещества используется для диагностики заболеваний внутренних органов человека. В технике рентгеновские лучи применяются для контроля внутренней структуры различных изделий, сварных швов.
Рентгеновское излучение обладает сильным биологическим действием и применяется для лечения некоторых заболеваний.
Время открытия: ноябрь 1895г. Вильгельм Рентген (1845-1923) провел опыт с электрическим разрядом в газах. Открытие рентгеновских лучей оказало огромное влияние на всё последующее развитие физики, в частности привело к открытию радиоактивности. Первая премия по физике была присуждена немецкому физику Вильгельму Рентгену. Интересный эпизод их жизни ученого. Вильгельм Конрад Рентген получил письмо с просьбой прислать несколько Х- лучей (так самим Рентгеном были названы открытые им невидимые лучи) с указанием, как ими пользоваться. Оказалось, что у автора письма в грудной клетке застряла револьверная пуля, а для поездки к Рентгену у него не нашлось времени. Рентген ответил так «К сожалению, в настоящее время у меня нет Х – лучей тому же пересылка их – дело очень сложное. Считаю, что мы можем поступить проще: пришлите мне вашу грудную клетку».
Не так давно датская фирма «Лего» стала добавлять в свою продукцию сульфат бария, хорошо заметную в рентгеновских лучах. Для чего? (Что бы обнаружить игрушку, проглоченную малышом).
| Рентгеновское излучение | |
| Длина волны(м) | 10 -9 - 3 ·10 -12 |
| Частота(Гц) | 3 ·1017 - 3 ·10 20 |
| Энергия(ЭВ) | 247,5 – 1,24 ·105 ЭВ |
| Источник | Электронная рентгеновская трубка ( напряжение на аноде – до 100 кВ. давление в баллоне – 10-3 – 10-5 н/м2, катод – накаливаемая нить . Материал анодов W,Mo, Cu, Bi, Co, Tl и др. Η = 1-3%, излучение – кванты большой энергии) Солнечная корона |
| Приемник | Фотопленка, Свечение некоторых кристаллов |
| История открытия | В. Рентген , Милликен |
| Применение | Диагностика и лечение заболеваний ( в медицине), Дефектоскопия ( контроль внутренних структур, сварных швов) |
7. Гамма-излучение - самое коротковолновое э/м излучение, занимающее весь диапазон частот больше 3*10 в двадцатой степени герц, оно было открыто французским физиком Полем Вилларом в 1900 году. Гамма излучение обладает ещё большей проникающей способностью, чем рентгеновское. Оно проходит сквозь метровый слой бетона и слой свинца толщиной несколько сантиметров.
Ядерный реактор - это установка, в которой осуществляется управляемая цепная реакция деления тяжелых ядер. При этом высвобождается огромное количество ядерной энергии.
| Гамма - излучение | |
| Длина волны(м) | 3,8 ·10 -11 - меньше |
| Частота(Гц) | 8· 1014 - больше |
| Энергия(ЭВ) | 9,03 ·103 – 1, 24 ·1016 ЭВ |
| Источник | Радиоактивные атомные ядра, ядерные реакции, процессы превращения вещества в излучение |
| Приемник | счетчики |
| История открытия | |
| Применение | Дефектоскопия; Контроль технологических процессов; Терапия и диагностика в медицине |
Организм человека также является источником электрических и магнитных полей. Каждому органу присущи свои электромагнитные поля. В течение жизни поле человека постоянно меняется.
Наиболее совершенный прибор для определения электромагнитных полей человека – энцефалограф. Он позволяет точно измерить поле в разных точках вокруг головы и по этим данным восстановить распределение электрической активности в коре мозга. С помощью энцефалографа врачи диагностируют многие заболевания.
Вывод. Вся шкала электромагнитных волн является свидетельством того, что все излучения обладают одновременно квантовыми и волновыми свойствами. Квантовые и волновые свойства в этом случае не исключают, а дополняют друг друга. Волновые свойства ярче проявляются при малых частотах и менее ярко — при больших. И наоборот, квантовые свойства ярче проявляются при больших частотах и менее ярко — при малых. Чем меньше длина волны, тем ярче проявляются квантовые свойства, а чем больше длина волны, тем ярче проявляются волновые свойства. Все это служит подтверждением закона диалектики (переход количественных изменений в качественные).
Домашнее задание
1. Учить лекционный материал
2. Ответить на вопросы (устно).
1. Почему солнечный свет, прошедший сквозь оконное стекло, не вызывает загара?
2. Известен ли вам какой-либо источник ультрафиолетового излучения!
3. Как устроена рентгеновская трубка?
4. Почему трудно изготовить рентгеновский микроскоп?
5. Какими способами регистрируются радиоволны? излучения оптического диапазона? рентгеновские лучи?
6. Чем различаются виды электромагнитных излучений при их взаимодействии с веществом?