Elektromagnetische Strahlung - Auswirkungen auf den Menschen, Schutz. Elektromagnetische Strahlungsskala

Zemtsova Ekaterina.

Forschung.

Herunterladen:

Vorschau:

Um die Vorschau von Präsentationen zu verwenden, erstellen Sie ein Konto für sich selbst ( Konto) Google und melden Sie sich an: https://accounts.google.com

Beschriftungen der Folien:

" Skala elektromagnetische Strahlung." Die Arbeit wurde von einer Schülerin der 11. Klasse durchgeführt: Ekaterina Zemtsova Betreuerin: Firsova Natalya Evgenievna Volgograd 2016

Inhalt Einführung Elektromagnetische Strahlung Elektromagnetische Strahlung Skala Funkwellen Einfluss von Funkwellen auf den menschlichen Körper Wie kann man sich vor Funkwellen schützen? Infrarotstrahlung Die Wirkung von Infrarotstrahlung auf den Körper Ultraviolette Strahlung Röntgenstrahlung Die Wirkung von Röntgenstrahlen auf eine Person Die Wirkung von Ultraviolettstrahlung Gammastrahlung Die Wirkung von Strahlung auf einen lebenden Organismus Schlussfolgerungen

Einleitung Elektromagnetische Wellen sind unvermeidliche Begleiter des häuslichen Komforts. Sie durchdringen den Raum um uns und unseren Körper: EM-Strahlungsquellen wärmen und beleuchten Häuser, dienen zum Kochen, sorgen für sofortige Kommunikation mit jedem Winkel der Welt.

Relevanz Der Einfluss elektromagnetischer Wellen auf den menschlichen Körper ist heute immer wieder Gegenstand von Auseinandersetzungen. Gefährlich sind jedoch nicht die elektromagnetischen Wellen selbst, ohne die kein Gerät wirklich funktionieren könnte, sondern ihre Informationskomponente, die von herkömmlichen Oszilloskopen nicht erfasst werden kann.* Ein Oszilloskop ist ein Gerät, das dazu dient, die Amplitudenparameter eines elektrischen Signals zu untersuchen *

Ziele: Jede Art von elektromagnetischer Strahlung im Detail zu betrachten. Um festzustellen, welche Auswirkungen sie auf die menschliche Gesundheit hat

Elektromagnetische Strahlung ist eine sich im Raum ausbreitende Störung (Zustandsänderung) elektromagnetisches Feld. Elektromagnetische Strahlung wird unterteilt in: Radiowellen (beginnend mit extra lang), Infrarotstrahlung, Ultraviolettstrahlung, Röntgenstrahlung, Gammastrahlung (hart)

Die Skala der elektromagnetischen Strahlung ist die Gesamtheit aller Frequenzbereiche der elektromagnetischen Strahlung. Als spektrale Kenngröße elektromagnetischer Strahlung werden folgende Größen verwendet: Wellenlänge Schwingungsfrequenz Photonenenergie (Quantum des elektromagnetischen Feldes)

Radiowellen sind elektromagnetische Strahlung mit Wellenlängen im elektromagnetischen Spektrum, die länger sind als Infrarotlicht. Funkwellen haben Frequenzen von 3 kHz bis 300 GHz und entsprechende Wellenlängen von 1 Millimeter bis 100 Kilometer. Wie alle anderen elektromagnetischen Wellen breiten sich Radiowellen mit Lichtgeschwindigkeit aus. Natürliche Quellen von Radiowellen sind Blitze und astronomische Objekte. Künstlich erzeugte Funkwellen werden für feste und mobile Funkkommunikation, Rundfunkübertragung, Radar- und andere Navigationssysteme, Kommunikationssatelliten, Computernetzwerke und unzählige andere Anwendungen verwendet.

Radiowellen werden in Frequenzbereiche unterteilt: Langwellen, Mittelwellen, Kurzwellen und Ultrakurzwellen. Die Wellen in diesem Bereich werden lang genannt, weil ihre niedrige Frequenz einer langen Wellenlänge entspricht. Sie können sich Tausende von Kilometern ausbreiten, da sie sich biegen können Erdoberfläche. Daher senden viele internationale Radiosender auf Langwelle. Lange Wellen.

Sie breiten sich nicht über sehr große Entfernungen aus, da sie nur von der Ionosphäre (einer der Schichten der Erdatmosphäre) reflektiert werden können. Mittelwellenübertragungen werden nachts besser empfangen, wenn das Reflexionsvermögen der ionosphärischen Schicht zunimmt. mittlere Wellen

Kurze Wellen werden immer wieder von der Erdoberfläche und von der Ionosphäre reflektiert, wodurch sie sich über sehr große Entfernungen ausbreiten. Auf der anderen Seite können Sendungen eines Kurzwellensenders empfangen werden der Globus. - können nur von der Erdoberfläche reflektiert werden und sind daher nur auf sehr kurze Distanzen für die Ausstrahlung geeignet. Auf den Wellen des VHF-Bandes wird oft Stereoton übertragen, da dort Störungen schwächer sind. Ultrakurzwelle (UKW)

Einfluss von Funkwellen auf den menschlichen Körper Welche Parameter unterscheiden sich bei der Wirkung von Funkwellen auf den Körper? Thermische Wirkung kann am Beispiel des menschlichen Körpers erklärt werden: Wenn Sie auf dem Weg auf ein Hindernis stoßen - den menschlichen Körper, dringen die Wellen in ihn ein. Beim Menschen werden sie von der obersten Hautschicht aufgenommen. Gleichzeitig bildet es sich Wärmeenergie die über das Kreislaufsystem ausgeschieden wird. 2. Nichtthermische Wirkung von Radiowellen. Ein typisches Beispiel sind die Wellen einer Handyantenne. Hier können Sie auf die Experimente achten, die Wissenschaftler mit Nagetieren durchgeführt haben. Sie konnten die Wirkung von nicht-thermischen Radiowellen auf sie nachweisen. Sie konnten jedoch ihre Schädigung des menschlichen Körpers nicht beweisen. Was sowohl von Befürwortern als auch von Gegnern erfolgreich eingesetzt wird Mobile Kommunikation indem man die Gedanken der Menschen manipuliert.

Die Haut einer Person, genauer gesagt ihre äußeren Schichten, absorbiert (absorbiert) Radiowellen, wodurch Wärme freigesetzt wird, die experimentell absolut genau erfasst werden kann. Der maximal zulässige Temperaturanstieg z menschlicher Körper beträgt 4 Grad. Daraus folgt, dass eine Person für schwerwiegende Folgen lange Zeit ziemlich starken Funkwellen ausgesetzt sein muss, was unter alltäglichen Lebensbedingungen unwahrscheinlich ist. Es ist allgemein bekannt, dass elektromagnetische Strahlung den Empfang hochwertiger TV-Signale stört. Funkwellen sind für Besitzer von elektrischen Herzschrittmachern lebensgefährlich – letztere haben einen klaren Schwellenwert, über den die einen Menschen umgebende elektromagnetische Strahlung nicht steigen darf.

Geräte, denen ein Mensch im Laufe seines Lebens begegnet Handys; Sendeantennen für Funk; Funktelefone des DECT-Systems; drahtlose Netzwerkgeräte; Bluetooth-Geräte; Körperscanner; Babyphone; elektrische Haushaltsgeräte; Hochspannungsleitungen Stromleitungen.

Wie kann man sich vor Funkwellen schützen? Der Einzige effektive Methode- Bleib weg von ihnen. Die Strahlendosis nimmt proportional zur Entfernung ab: Je geringer, desto weiter ist der Mensch vom Emittenten entfernt. Haushaltsgeräte (Bohrmaschinen, Staubsauger) erzeugen um das Netzkabel herum elektrische Magnetfelder, sofern die elektrische Verkabelung unsachgemäß installiert wurde. Je größer die Leistung des Geräts ist, desto größer ist seine Wirkung. Sie können sich schützen, indem Sie sie so weit wie möglich von Menschen entfernt platzieren. Nicht benutzte Geräte müssen ausgesteckt werden.

Infrarotstrahlung wird auch als „thermische“ Strahlung bezeichnet, da Infrarotstrahlung von erhitzten Gegenständen von der menschlichen Haut als Wärmeempfindung empfunden wird. Dabei hängen die vom Körper emittierten Wellenlängen von der Erwärmungstemperatur ab: Je höher die Temperatur, desto kürzer die Wellenlänge und desto höher die Strahlungsintensität. Das Strahlungsspektrum eines absolut schwarzen Körpers bei relativ niedrigen (bis zu mehreren tausend Kelvin) Temperaturen liegt hauptsächlich in diesem Bereich. Infrarotstrahlung wird von angeregten Atomen oder Ionen emittiert. Infrarotstrahlung

Die Eindringtiefe und damit die Erwärmung des Körpers durch Infrarotstrahlung hängt von der Wellenlänge ab. Kurzwellige Strahlung kann mehrere Zentimeter tief in den Körper eindringen und erwärmt die inneren Organe, während langwellige Strahlung von der im Gewebe enthaltenen Feuchtigkeit zurückgehalten wird und die Körperhaut erwärmt. Besonders gefährlich ist die Wirkung intensiver Infrarotstrahlung auf das Gehirn – sie kann einen Hitzschlag verursachen. Im Gegensatz zu anderen Strahlungsarten wie Röntgen-, Mikrowellen- und Ultraviolettstrahlung ist dies bei Infrarotstrahlung normaler Intensität nicht der Fall negative Auswirkung auf dem Körper. Wirkung von Infrarotstrahlung auf den Körper

Ultraviolette Strahlung ist für das Auge unsichtbare elektromagnetische Strahlung, die sich im Spektrum zwischen sichtbarer und Röntgenstrahlung befindet. Ultraviolette Strahlung Der Bereich der ultravioletten Strahlung, die die Erdoberfläche erreicht, beträgt 400 - 280 nm, während kürzere Wellenlängen von der Sonne in der Stratosphäre mit Hilfe der Ozonschicht absorbiert werden.

Eigenschaften der chemischen Aktivität der UV-Strahlung (beschleunigt den Fluss von chemische Reaktionen und biologische Prozesse) Durchdringungsfähigkeit Abtötung von Mikroorganismen, günstige Auswirkung auf den menschlichen Körper (in kleinen Dosen) durch die Fähigkeit, Lumineszenz von Substanzen zu verursachen (ihr Leuchten mit verschiedenen Farben des emittierten Lichts)

Exposition gegenüber ultravioletter Strahlung Die Exposition der Haut gegenüber ultravioletter Strahlung, die über die natürliche Schutzfähigkeit der Haut zum Bräunen hinausgeht, führt zu Verbrennungen unterschiedlichen Grades. UV-Strahlung kann zur Bildung von Mutationen führen (Ultraviolett-Mutagenese). Die Bildung von Mutationen wiederum kann Hautkrebs, Hautmelanom und vorzeitige Alterung verursachen. Ein wirksames Mittel Schutz vor ultravioletter Strahlung bieten Kleidung und spezielle Sonnenschutzmittel mit einem Lichtschutzfaktor von mehr als 10. Ultraviolette Strahlung des mittelwelligen Bereichs (280-315 nm) ist für das menschliche Auge praktisch nicht wahrnehmbar und wird hauptsächlich vom Hornhautepithel absorbiert, das verursacht Strahlenschäden - verbrennt bei intensiver Bestrahlung Hornhaut (Elektrophthalmie). Dies äußert sich in erhöhter Tränenfluss, Photophobie, Ödem des Hornhautepithels.Zum Schutz der Augen werden spezielle Schutzbrillen verwendet, die bis zu 100% der ultravioletten Strahlung blockieren und im sichtbaren Spektrum transparent sind. Für noch kürzere Wellenlängen gibt es kein geeignetes Material für die Transparenz der Objektivlinsen, und es müssen reflektierende Optiken – Hohlspiegel – verwendet werden.

Röntgenstrahlung - elektromagnetische Wellen, deren Photonenenergie auf der Skala der elektromagnetischen Wellen zwischen ultravioletter Strahlung und Gammastrahlung liegt Der Einsatz von Röntgenstrahlung in der Medizin Der Grund für den Einsatz von Röntgenstrahlung in der Diagnostik war deren hohes Durchdringungsvermögen. In den frühen Tagen der Entdeckung wurden Röntgenstrahlen hauptsächlich verwendet, um Knochenbrüche zu untersuchen und Fremdkörper (z. B. Kugeln) im menschlichen Körper zu lokalisieren. Derzeit werden mehrere diagnostische Methoden mit Röntgenstrahlen verwendet.

Durchleuchtung Nachdem die Röntgenstrahlen den Körper des Patienten durchlaufen haben, betrachtet der Arzt ein Schattenbild des Patienten. Zwischen dem Bildschirm und den Augen des Arztes sollte ein Bleifenster angebracht werden, um den Arzt vor den schädlichen Wirkungen der Röntgenstrahlen zu schützen. Diese Methode ermöglicht es, den Funktionszustand einiger Organe zu untersuchen. Die Nachteile dieser Methode sind unzureichende Kontrastbilder und relativ hohe Strahlendosen, die der Patient während des Eingriffs erhält. Fluorographie Wird in der Regel für eine vorläufige Untersuchung des Zustands verwendet innere Organe Patienten mit niedriger Röntgendosis. Radiographie Dies ist eine Untersuchungsmethode mit Röntgenstrahlen, bei der das Bild auf einem fotografischen Film aufgezeichnet wird. Röntgenaufnahmen enthalten mehr Details und sind daher aussagekräftiger. Kann für weitere Analysen gespeichert werden. Die Gesamtstrahlendosis ist geringer als bei der Durchleuchtung.

Röntgenstrahlen sind ionisierend. Es wirkt sich auf das Gewebe lebender Organismen aus und kann Strahlenkrankheit, Strahlenverbrennungen und verursachen bösartige Tumore. Aus diesem Grund müssen beim Arbeiten mit Röntgenstrahlen Schutzmaßnahmen ergriffen werden. Es wird angenommen, dass der Schaden direkt proportional zur absorbierten Strahlungsdosis ist. Röntgenstrahlung ist ein mutagener Faktor.

Die Wirkung von Röntgenstrahlen auf den Körper Röntgenstrahlen haben eine hohe Durchdringungskraft; Sie können die untersuchten Organe und Gewebe ungehindert durchdringen. Der Einfluss von Röntgenstrahlen auf den Körper zeigt sich auch darin, dass Röntgenstrahlen die Moleküle von Substanzen ionisieren, was zu einer Verletzung der ursprünglichen Struktur der molekularen Struktur von Zellen führt. So entstehen Ionen (positiv oder negativ geladene Teilchen) sowie Moleküle, die aktiv werden. Diese Veränderungen können bis zu einem gewissen Grad zur Entwicklung von Strahlenverbrennungen der Haut und der Schleimhäute, Strahlenkrankheit sowie Mutationen führen, die zur Bildung eines Tumors führen, einschließlich eines bösartigen. Diese Veränderungen können jedoch nur auftreten, wenn die Dauer und Häufigkeit der Röntgenbestrahlung des Körpers signifikant ist. Je stärker der Röntgenstrahl und je länger die Belichtung, desto höher ist das Risiko negativer Auswirkungen.

In der modernen Radiologie werden Geräte verwendet, die eine sehr kleine Strahlenergie haben. Es wird angenommen, dass das Risiko, nach einer einzigen Standard-Röntgenuntersuchung an Krebs zu erkranken, äußerst gering ist und 1 Tausendstel Prozent nicht überschreitet. In der klinischen Praxis wird ein sehr kurzer Zeitraum verwendet, vorausgesetzt, dass der potenzielle Nutzen der Gewinnung von Daten über den Zustand des Körpers viel höher ist als seine potenzielle Gefahr. Radiologen sowie Techniker und Laboranten müssen zwingende Schutzmaßnahmen einhalten. Der Arzt, der die Manipulation durchführt, zieht eine spezielle Schutzschürze an, die eine schützende Bleiplatte ist. Außerdem haben Radiologen ein individuelles Dosimeter, und sobald es feststellt, dass die Strahlendosis hoch ist, wird der Arzt mit Röntgenstrahlen von der Arbeit entfernt. Somit ist Röntgenstrahlung, obwohl sie möglicherweise gefährliche Auswirkungen auf den Körper hat, in der Praxis unbedenklich.

Gammastrahlung – eine Art elektromagnetischer Strahlung mit extrem kurzer Wellenlänge – weniger als 2·10−10 m hat die höchste Durchdringungskraft. Diese Art von Strahlung kann durch dickes Blei oder blockiert werden Betonplatte. Die Gefahr der Strahlung liegt in seiner ionisierende Strahlung, Wechselwirkung mit Atomen und Molekülen, die dieser Effekt in positiv geladene Ionen umwandelt, wodurch die chemischen Bindungen der Moleküle, aus denen lebende Organismen bestehen, aufgebrochen und biologisch verursacht werden wichtige Änderungen.

Dosisrate - zeigt an, welche Strahlungsdosis ein Objekt oder ein lebender Organismus über einen bestimmten Zeitraum erhalten wird. Maßeinheit - Sievert / Stunde. Jährliche effektive Äquivalentdosis, μSv / Jahr Höhenstrahlung 32 Belastung durch Baumaterialien und Boden 37 Innere Belastung 37 Radon-222, Radon-220 126 Medizinische Verfahren 169 Tests Atomwaffen 1,5 Atomkraft 0,01 Gesamt 400

Tabelle der Ergebnisse einer einmaligen Exposition gegenüber Gammastrahlung am menschlichen Körper, gemessen in Sievert.

Die Einwirkung von Strahlung auf einen lebenden Organismus verursacht verschiedene reversible und irreversible biologische Veränderungen in ihm. Und diese Veränderungen werden in zwei Kategorien eingeteilt – somatische Veränderungen, die direkt beim Menschen verursacht werden, und genetische Veränderungen, die bei Nachkommen auftreten. Die Schwere der Strahlenwirkung auf eine Person hängt davon ab, wie diese Wirkung auftritt - sofort oder portionsweise. Die meisten Organe haben Zeit, sich bis zu einem gewissen Grad von der Bestrahlung zu erholen, sodass sie eine Reihe von Kurzzeitdosen besser tolerieren können als die gleiche Gesamtdosis an Strahlung, die zu einem bestimmten Zeitpunkt erhalten wird. Das rote Knochenmark und die Organe des blutbildenden Systems, die Fortpflanzungsorgane und die Sehorgane sind der Strahlung am stärksten ausgesetzt. Kinder sind der Strahlung stärker ausgesetzt als Erwachsene. Die meisten Organe eines Erwachsenen sind der Strahlung nicht so stark ausgesetzt - dies sind Nieren, Leber, Blase und Knorpelgewebe.

Schlussfolgerungen Die Arten der elektromagnetischen Strahlung werden im Detail betrachtet Es wurde festgestellt, dass Infrarotstrahlung bei normaler Intensität den Körper nicht beeinträchtigt Röntgenstrahlung kann Strahlenverbrennungen und bösartige Tumore verursachen Gammastrahlung verursacht biologisch wichtige Veränderungen im Körper.

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

SKALA DER ELEKTROMAGNETISCHEN EMISSIONEN

Wir wissen, dass die Länge elektromagnetischer Wellen sehr unterschiedlich ist: von Werten in der Größenordnung von 103 m (Radiowellen) bis 10-8 cm (Röntgenstrahlen). Licht ist ein unbedeutender Teil des breiten Spektrums elektromagnetischer Wellen. Dennoch wurden während der Untersuchung dieses kleinen Teils des Spektrums andere Strahlungen mit ungewöhnlichen Eigenschaften entdeckt.

Grundlegender Unterschied zwischen getrennten Bestrahlungen ist nicht vorhanden. Alle von ihnen sind elektromagnetische Wellen, die von sich schnell bewegenden geladenen Teilchen erzeugt werden. Elektromagnetische Wellen werden schließlich durch ihre Einwirkung auf geladene Teilchen nachgewiesen. Im Vakuum breitet sich Strahlung jeder Wellenlänge mit einer Geschwindigkeit von 300.000 km/s aus. Die Grenzen zwischen einzelnen Bereichen der Strahlungsskala sind sehr willkürlich.

Strahlungen unterschiedlicher Wellenlängen unterscheiden sich voneinander in der Art ihrer Erzeugung (Strahlung von einer Antenne, Wärmestrahlung, Strahlung beim Abbremsen schneller Elektronen usw.) und Registrierungsmethoden.

Alle aufgeführten Arten elektromagnetischer Strahlung werden auch von Weltraumobjekten erzeugt und erfolgreich mit Raketen untersucht, künstliche satelliten Erde und Raumschiffe. Das gilt zunächst für Röntgen- und Gammastrahlen, die von der Atmosphäre stark absorbiert werden.

Wenn die Wellenlänge abnimmt quantitative Unterschiede in den Wellenlängen führen zu signifikanten qualitativen Unterschieden.

Strahlungen unterschiedlicher Wellenlängen unterscheiden sich stark in ihrer Absorption durch Materie. Kurzwellige Strahlung (Röntgen- und insbesondere g-Strahlung) wird schwach absorbiert. Substanzen, die für optische Wellenlängen undurchlässig sind, sind für diese Strahlungen durchlässig. Der Reflexionsfaktor elektromagnetischer Wellen hängt auch von der Wellenlänge ab. Aber der Hauptunterschied zwischen langwelliger und kurzwelliger Strahlung besteht darin kurzwellige Strahlung offenbart die Eigenschaften von Teilchen.

Radiowellen

n \u003d 105-1011 Hz, l "10-3-103 m.

Erhalten mit Schwingkreisen und makroskopischen Vibratoren.

Eigenschaften: Funkwellen unterschiedlicher Frequenz und mit unterschiedlicher Wellenlänge werden von Medien auf unterschiedliche Weise absorbiert und reflektiert, weisen die Eigenschaften der Beugung und Interferenz auf.

Anwendung: Funkkommunikation, Fernsehen, Radar.

Infrarotstrahlung (Thermal)

n=3*1011-4*1014 Hz, l=8*10-7-2*10-3 m.

Ausgestrahlt von Atomen und Molekülen der Materie. Infrarotstrahlung wird von allen Körpern bei jeder Temperatur abgegeben. Eine Person sendet elektromagnetische Wellen l "9 * 10-6 m aus.

Eigenschaften:

1. Geht durch einige undurchsichtige Körper, auch durch Regen, Dunst, Schnee.

2. Erzeugt einen chemischen Effekt auf fotografischen Platten.

3. Von der Substanz absorbiert, erwärmt sie.

4. Verursacht einen internen photoelektrischen Effekt in Germanium.

5. Unsichtbar.

6. Fähigkeit zu Interferenz- und Beugungsphänomenen.

Registrieren Sie sich durch thermische Methoden, photoelektrisch und fotografisch.

Anwendung: Erhalten Sie Bilder von Objekten im Dunkeln, Nachtsichtgeräte (Nachtferngläser), Nebel. Sie werden in der Forensik, in der Physiotherapie, in der Industrie zum Trocknen von lackierten Produkten, beim Bau von Wänden, Holz und Früchten verwendet.

Sichtbare Strahlung

Teil der vom Auge wahrgenommenen elektromagnetischen Strahlung (von rot nach violett):

n=4*1014-8*1014 Hz, l=8*10-7-4*10-7 m.

Eigenschaften: Reflektiert, gebrochen, wirkt auf das Auge, zerstreuungsfähig, interferenzfähig, beugungsfähig.

UV-Strahlung

n=8*1014-3*1015 Hz, l=10-8-4*10-7 m (kleiner als violettes Licht).

Quellen: Entladungslampen mit Quarzröhren (Quarzlampen).

Ausgestrahlt von allen feste Körper, bei denen t>1000оС, sowie leuchtender Quecksilberdampf.

Eigenschaften: Hohe chemische Aktivität (Zersetzung von Silberchlorid, Glühen von Zinksulfidkristallen), unsichtbar, hohes Durchdringungsvermögen, tötet Mikroorganismen ab, wirkt in kleinen Dosen wohltuend auf den menschlichen Körper (Sonnenbrand), wirkt aber in großen Dosen a Negative biologische Wirkung: Veränderungen in der Zellentwicklung und im Stoffwechsel, Wirkung auf die Augen.

Anwendung: In der Medizin, in der Industrie.

Röntgenstrahlen

Eigenschaften: Interferenz, Röntgenbeugung an einem Kristallgitter, hohe Durchschlagskraft. Bestrahlung in hohen Dosen verursacht Strahlenkrankheit.

Anwendung: In der Medizin (Diagnose von Erkrankungen der inneren Organe), in der Industrie (Kontrolle der inneren Struktur verschiedener Produkte, Schweißnähte).

g -Strahlung

n=3*1020 Hz und mehr, l=3,3*10-11 m.

Quellen: Atomkern(Kernreaktionen).

Eigenschaften: Hat eine enorme Durchschlagskraft, hat eine starke biologische Wirkung.

Anwendung: In der Medizin, Produktion (g-Defektoskopie).

Fazit

Die gesamte Skala elektromagnetischer Wellen ist ein Beweis dafür, dass jede Strahlung sowohl Quanten- als auch Welleneigenschaften hat. Quanten- und Welleneigenschaften schließen sich dabei nicht aus, sondern ergänzen sich. Welleneigenschaften erscheinen heller bei niedrigen Frequenzen und weniger hell bei hohen Frequenzen. Umgekehrt sind Quanteneigenschaften bei hohen Frequenzen stärker ausgeprägt und bei niedrigen Frequenzen weniger deutlich. Je kürzer die Wellenlänge, desto ausgeprägter die Quanteneigenschaften, und je länger die Wellenlänge, desto ausgeprägter die Welleneigenschaften. All dies bestätigt das Gesetz der Dialektik (Übergang quantitativer Veränderungen in qualitative).

Die von Geräten erfassbaren Längen elektromagnetischer Wellen liegen in einem sehr weiten Bereich. All diese Wellen sind gemeinsame Eigenschaften: Absorption, Reflexion, Interferenz, Beugung, Dispersion. Diese Eigenschaften können sich jedoch auf unterschiedliche Weise manifestieren. Wellenquellen und -empfänger sind unterschiedlich.

Radiowellen

ν \u003d 10 5 - 10 11 Hz, λ \u003d 10 -3 -10 3 m.

Erhalten mit Schwingkreisen und makroskopischen Vibratoren. Eigenschaften. Funkwellen unterschiedlicher Frequenz und mit unterschiedlicher Wellenlänge werden von Medien auf unterschiedliche Weise absorbiert und reflektiert. Anwendung Funkkommunikation, Fernsehen, Radar. In der Natur werden Radiowellen von verschiedenen außerirdischen Quellen (Galaxienkerne, Quasare) ausgesendet.

Infrarotstrahlung (thermisch)

ν =3-10 11 - 4 . 10 14 Hz, λ =8 . 10 -7 - 2 . 10 -3 m.

Ausgestrahlt von Atomen und Molekülen der Materie.

Infrarotstrahlung wird von allen Körpern bei jeder Temperatur abgegeben.

Ein Mensch sendet elektromagnetische Wellen λ≈9 aus. 10 -6 m.

Eigenschaften

Geht durch einige undurchsichtige Körper sowie durch Regen, Dunst und Schnee.
Erzeugt einen chemischen Effekt auf Fotoplatten.
Wird von der Substanz absorbiert, erwärmt sie sich.
Verursacht einen internen photoelektrischen Effekt in Germanium.
Unsichtbar.

Registrieren Sie sich durch thermische Methoden, photoelektrisch und fotografisch.

Anwendung. Holen Sie sich Bilder von Objekten im Dunkeln, Nachtsichtgeräte (Nachtfernglas), Nebel. Sie werden in der Forensik, in der Physiotherapie, in der Industrie zum Trocknen von lackierten Produkten, beim Bau von Wänden, Holz und Früchten verwendet.

Teil der vom Auge wahrgenommenen elektromagnetischen Strahlung (von rot nach violett):

Eigenschaften.BEIM beeinflusst das Auge.

(weniger als violettes Licht)

Quellen: Entladungslampen mit Quarzröhren (Quarzlampen).

Abgestrahlt von allen Festkörpern mit T > 1000°C, sowie leuchtendem Quecksilberdampf.

Eigenschaften. Hohe chemische Aktivität (Zersetzung von Silberchlorid, Glühen von Zinksulfidkristallen), unsichtbar, hohe Durchdringungskraft, tötet Mikroorganismen ab, hat in kleinen Dosen eine positive Wirkung auf den menschlichen Körper (Sonnenbrand), aber in großen Dosen hat es eine negative biologische Wirkung Wirkung: Veränderungen der Zellentwicklung und des Stoffwechsels auf das Auge einwirkende Substanzen.

Röntgenstrahlen

Sie werden bei hoher Beschleunigung von Elektronen emittiert, beispielsweise bei ihrer Verzögerung in Metallen. Erhalten mit einer Röntgenröhre: Elektronen in einer Vakuumröhre (p = 10 -3 -10 -5 Pa) werden durch ein elektrisches Feld mit hoher Spannung beschleunigt, erreichen die Anode und werden beim Aufprall stark abgebremst. Beim Bremsen bewegen sich die Elektronen mit Beschleunigung und senden elektromagnetische Wellen mit kurzer Länge (von 100 bis 0,01 nm) aus. Eigenschaften Interferenz, Röntgenbeugung am Kristallgitter, große Durchschlagskraft. Bestrahlung in hohen Dosen verursacht Strahlenkrankheit. Anwendung. In der Medizin (Diagnose von Erkrankungen der inneren Organe), in der Industrie (Kontrolle der inneren Struktur verschiedener Produkte, Schweißnähte).

γ-Strahlung

Quellen: Atomkern (Kernreaktionen). Eigenschaften. Es hat eine enorme Durchschlagskraft, hat eine starke biologische Wirkung. Anwendung. In der Medizin, Fertigung γ - Fehlererkennung). Anwendung. In der Medizin, in der Industrie.

Eine gemeinsame Eigenschaft elektromagnetischer Wellen ist auch, dass alle Strahlungen sowohl Quanten- als auch Welleneigenschaften haben. Quanten- und Welleneigenschaften schließen sich dabei nicht aus, sondern ergänzen sich. Die Welleneigenschaften sind bei niedrigen Frequenzen stärker ausgeprägt und bei hohen Frequenzen weniger ausgeprägt. Umgekehrt sind Quanteneigenschaften bei hohen Frequenzen stärker ausgeprägt und bei niedrigen Frequenzen weniger deutlich. Je kürzer die Wellenlänge, desto ausgeprägter die Quanteneigenschaften, und je länger die Wellenlänge, desto ausgeprägter die Welleneigenschaften.

Die Skala der elektromagnetischen Strahlung umfasst bedingt sieben Bereiche:

1. Niederfrequente Schwingungen

2. Funkwellen

3. Infrarot

4. Sichtbare Strahlung

5. Ultraviolette Strahlung

6. Röntgenstrahlen

7. Gammastrahlen

Zwischen den einzelnen Strahlungen besteht kein grundsätzlicher Unterschied. Sie alle sind elektromagnetische Wellen, die von geladenen Teilchen erzeugt werden. Elektromagnetische Wellen werden letztendlich durch ihre Wirkung auf geladene Teilchen nachgewiesen. Im Vakuum breitet sich Strahlung jeder Wellenlänge mit einer Geschwindigkeit von 300.000 km/s aus. Die Grenzen zwischen einzelnen Bereichen der Strahlungsskala sind sehr willkürlich.

Alle aufgeführten Arten elektromagnetischer Strahlung werden auch von Weltraumobjekten erzeugt und mit Hilfe von Raketen, künstlichen Erdsatelliten und Raumfahrzeugen erfolgreich untersucht. Dies gilt zunächst für Röntgen- und g-Strahlung, die von der Atmosphäre stark absorbiert wird.

Mit abnehmender Wellenlänge führen quantitative Unterschiede in den Wellenlängen zu signifikanten qualitativen Unterschieden.

Strahlungen unterschiedlicher Wellenlängen unterscheiden sich stark in ihrer Absorption durch Materie. Kurzwellige Strahlung (Röntgen- und insbesondere g-Strahlung) wird schwach absorbiert. Substanzen, die für optische Wellenlängen undurchlässig sind, sind für diese Strahlungen durchlässig. Der Reflexionsfaktor elektromagnetischer Wellen hängt auch von der Wellenlänge ab. Der Hauptunterschied zwischen langwelliger und kurzwelliger Strahlung besteht jedoch darin, dass kurzwellige Strahlung die Eigenschaften von Teilchen offenbart.

Röntgenstrahlung

Röntgenstrahlung- elektromagnetische Wellen mit einer Wellenlänge von 8 * 10-6 cm bis 10-10 cm.

Es gibt zwei Arten von Röntgenstrahlen: Bremsstrahlung und charakteristische.

Bremse entsteht, wenn schnelle Elektronen durch irgendein Hindernis abgebremst werden, insbesondere durch metallische Elektronen.

Die Bremsstrahlung von Elektronen hat ein kontinuierliches Spektrum, das sich von den kontinuierlichen Strahlungsspektren von Festkörpern oder Flüssigkeiten unterscheidet.

Charakteristische Röntgenstrahlen hat ein Linienspektrum. Charakteristische Strahlung entsteht dadurch, dass ein äußeres schnelles Elektron, das in einem Stoff abbremst, ein auf einer der inneren Schalen befindliches Elektron aus einem Atom des Stoffes herauszieht. Beim Übergang zum freien Platz eines weiter entfernten Elektrons entsteht ein Röntgenphoton.

Gerät zum Erhalten von Röntgenstrahlen - Röntgenröhre.

Schematische Darstellung einer Röntgenröhre.

X - Röntgenstrahlen, K - Kathode, A - Anode (manchmal Antikathode genannt), C - Kühlkörper, Äh- Kathodenheizspannung, U ein- Beschleunigungsspannung, W in - Wasserkühlungseinlass, W out - Wasserkühlungsauslass.

Kathode 1 ist eine Wolframspirale, die aufgrund von thermionischer Emission Elektronen emittiert. Zylinder 3 bündelt den Elektronenstrom, der dann mit der Metallelektrode (Anode) 2 kollidiert. Dabei entstehen Röntgenstrahlen. Die Spannung zwischen Anode und Kathode erreicht mehrere zehn Kilovolt. In der Röhre entsteht ein tiefes Vakuum; der Gasdruck darin überschreitet 10 _0 mm Hg nicht. Kunst.

Die von der Glühkathode emittierten Elektronen werden beschleunigt (es werden keine Röntgenstrahlen emittiert, da die Beschleunigung zu gering ist) und treffen auf die Anode, wo sie stark abgebremst werden (Röntgenstrahlen werden emittiert: die sogenannte Bremsstrahlung)

Gleichzeitig werden Elektronen aus den inneren Elektronenhüllen der Metallatome herausgeschlagen, aus denen die Anode besteht. Leerstellen in den Schalen werden von anderen Elektronen des Atoms besetzt. Dabei wird Röntgenstrahlung mit einer bestimmten, für das Anodenmaterial charakteristischen Energie (charakteristische Strahlung) emittiert )

Röntgenstrahlen zeichnen sich durch eine kurze Wellenlänge, eine große „Härte“ aus.

Eigenschaften:

hohe Durchschlagskraft;

Aktion auf Fotoplatten;

die Fähigkeit, die Substanzen, durch die diese Strahlen gehen, zu ionisieren.

Anwendung:

Röntgendiagnostik. Mit Hilfe von Röntgenstrahlen können Sie „aufklären“ menschlicher Körper, was zu einem Bild der Knochen führt, und in moderne Geräte und inneren Organen

Röntgentherapie

Die Erkennung von Fehlern in Produkten (Schienen, Schweißnähte usw.) mit Hilfe von Röntgenstrahlen wird als Röntgenfehlerprüfung bezeichnet.

In den Materialwissenschaften, der Kristallographie, der Chemie und der Biochemie wird Röntgenstrahlung zur Aufklärung der Struktur von Stoffen auf atomarer Ebene mittels Röntgenbeugungsstreuung (Röntgenbeugungsanalyse) eingesetzt. Ein berühmtes Beispiel ist die Bestimmung der DNA-Struktur.

An Flughäfen werden Röntgen-Fernseh-Introskope aktiv zur Sichtung des Inhalts von Handgepäck und Gepäck eingesetzt, um gefährliche Objekte visuell auf dem Bildschirm zu erkennen.

Die Skala der elektromagnetischen Strahlung umfasst bedingt sieben Bereiche:

1. Niederfrequente Schwingungen

2. Funkwellen

3. Infrarot

4. Sichtbare Strahlung

5. Ultraviolette Strahlung

6. Röntgenstrahlen

7. Gammastrahlen

Mit abnehmender Wellenlänge führen quantitative Unterschiede in den Wellenlängen zu signifikanten qualitativen Unterschieden.

Strahlungen unterschiedlicher Wellenlängen unterscheiden sich stark in ihrer Absorption durch Materie. Kurzwellige Strahlung (Röntgen- und insbesondere g-Strahlung) wird schwach absorbiert. Substanzen, die für optische Wellenlängen undurchlässig sind, sind für diese Strahlungen durchlässig. Der Reflexionsfaktor elektromagnetischer Wellen hängt auch von der Wellenlänge ab. Der Hauptunterschied zwischen langwelliger und kurzwelliger Strahlung besteht jedoch darin, dass kurzwellige Strahlung die Eigenschaften von Teilchen offenbart.

Infrarotstrahlung

Infrarotstrahlung - elektromagnetische Strahlung, die den Spektralbereich zwischen dem roten Ende des sichtbaren Lichts (mit einer Wellenlänge von λ = 0,74 Mikrometer) und Mikrowellenstrahlung (λ ~ 1-2 mm) einnimmt. Dies ist eine unsichtbare Strahlung mit ausgeprägter thermischer Wirkung.

Infrarotstrahlung wurde 1800 von dem englischen Wissenschaftler W. Herschel entdeckt.

Nun wird der gesamte Bereich der Infrarotstrahlung in drei Komponenten unterteilt:

Kurzwellenbereich: λ = 0,74-2,5 µm;

Mittelwellenbereich: λ = 2,5-50 µm;

langwelliger Bereich: λ = 50-2000 µm;

Anwendung

IR (Infrarot)-Dioden und Fotodioden werden häufig in Fernbedienungen, Automatisierungssystemen, Sicherheitssystemen usw. verwendet. Sie lenken die Aufmerksamkeit einer Person aufgrund ihrer Unsichtbarkeit nicht ab. Infrarotstrahler Wird in der Industrie zum Trocknen von Lackoberflächen verwendet.

positiv Nebenwirkung auch die Sterilisation von Lebensmitteln, wodurch die Korrosionsbeständigkeit von mit Lack bedeckten Oberflächen erhöht wird. Nachteilig ist die deutlich größere Ungleichmäßigkeit der Erwärmung, die in einer Reihe technologische Prozesse völlig inakzeptabel.

Elektromagnetische Welle ein bestimmter Frequenzbereich hat nicht nur eine thermische, sondern auch eine biologische Wirkung auf das Produkt, hilft, biochemische Umwandlungen in biologischen Polymeren zu beschleunigen.

Darüber hinaus wird Infrarotstrahlung häufig zur Beheizung von Räumen und Außenbereichen eingesetzt.

In Nachtsichtgeräten: Ferngläser, Brillen, Visiere für Handfeuerwaffen, Nachtfoto- und Videokameras. Dabei wird das für das Auge unsichtbare Infrarotbild des Objekts in ein sichtbares umgewandelt.

Wärmebildkameras werden im Bauwesen zur Beurteilung der Wärmedämmeigenschaften von Bauwerken eingesetzt. Mit ihrer Hilfe können Sie in einem im Bau befindlichen Haus die Bereiche mit den größten Wärmeverlusten ermitteln und Rückschlüsse auf die Qualität der aufgebrachten Wärme ziehen Baumaterial und Heizungen.

Starke Infrarotstrahlung in Bereichen mit hoher Hitze kann für die Augen gefährlich sein. Am gefährlichsten ist es, wenn die Strahlung nicht von sichtbarem Licht begleitet wird. An solchen Stellen ist es notwendig, eine spezielle Schutzbrille für die Augen zu tragen.

UV-Strahlung

Ultraviolette Strahlung (Ultraviolett, UV, UV) - elektromagnetische Strahlung, die den Bereich zwischen dem violetten Ende der sichtbaren Strahlung und der Röntgenstrahlung (380 - 10 nm, 7,9 × 1014 - 3 × 1016 Hz) einnimmt. Der Bereich wird bedingt in Nah- (380-200 nm) und Fern- oder Vakuum- (200-10 nm) Ultraviolett unterteilt. Letzteres wird so genannt, weil es von der Atmosphäre intensiv absorbiert und nur von Vakuumgeräten untersucht wird. Diese unsichtbare Strahlung hat eine hohe biologische und chemische Aktivität.

Das Konzept der ultravioletten Strahlen begegnet erstmals einem indischen Philosophen des 13. Jahrhunderts. Die Atmosphäre des von ihm beschriebenen Gebiets enthielt violette Strahlen, die mit dem normalen Auge nicht sichtbar sind.

1801 entdeckte der Physiker Johann Wilhelm Ritter, dass sich Silberchlorid, das sich unter Lichteinwirkung zersetzt, unter Einwirkung unsichtbarer Strahlung außerhalb des violetten Spektralbereichs schneller zersetzt.

UV-Quellen
natürliche Quellen

Die Hauptquelle ultravioletter Strahlung auf der Erde ist die Sonne.

künstliche Quellen

UV DU-Typ "Künstliches Solarium", das UV LL verwendet, was eine ziemlich schnelle Bildung einer Bräune verursacht.

UV-Lampen werden zum Sterilisieren (Desinfizieren) von Wasser, Luft und verschiedene Oberflächen in allen Bereichen des menschlichen Lebens.

Keimtötende UV-Strahlung bei diesen Wellenlängen verursacht eine Dimerisierung von Thymin in DNA-Molekülen. Die Anhäufung solcher Veränderungen in der DNA von Mikroorganismen führt zu einer Verlangsamung ihrer Vermehrung und ihres Aussterbens.

Die UV-Behandlung von Wasser, Luft und Oberflächen hat keine verlängerte Wirkung.

Biologische Wirkung

Zerstört die Netzhaut des Auges, verursacht Hautverbrennungen und Hautkrebs.

Vorteilhafte Eigenschaften UV-Strahlung

Wenn Sie auf die Haut gelangen, bildet sich ein Schutzpigment - Sonnenbrand.

Fördert die Bildung von Vitaminen der Gruppe D

Verursacht den Tod pathogener Bakterien

Anwendung von UV-Strahlung

Verwendung von unsichtbaren UV-Tinten zum Schutz Bankkarten und Banknoten vor Fälschung. Auf die Karte werden Bilder und Gestaltungselemente aufgebracht, die bei gewöhnlichem Licht unsichtbar sind oder die gesamte Karte in UV-Strahlen zum Leuchten bringen.