Radiația electromagnetică - efecte asupra oamenilor, protecție. Scala de radiații electromagnetice

Zemtsova Ekaterina.

Munca de cercetare.

Descărcați:

Previzualizare:

Pentru a utiliza previzualizările prezentării, creați-vă un cont ( cont) Google și conectați-vă: https://accounts.google.com

Subtitrările diapozitivelor:

« Scară radiatii electromagnetice." Lucrarea a fost finalizată de o elevă de clasa a XI-a: Ekaterina Zemtsova Conducător: Natalya Evgenievna Firsova Volgograd 2016

Cuprins Introducere Radiația electromagnetică Scara radiației electromagnetice Undele radio Influența undelor radio asupra corpului uman Cum te poți proteja de undele radio? Radiațiile infraroșii Influența radiațiilor infraroșii asupra organismului Radiațiile ultraviolete Radiațiile cu raze X Efectul razelor X asupra oamenilor Impactul radiațiilor ultraviolete Radiațiile gamma Impactul radiațiilor asupra unui organism viu Concluzii

Introducere Undele electromagnetice sunt însoțitori inevitabile ai confortului de zi cu zi. Ele pătrund în spațiul din jurul nostru și al corpului nostru: sursele de radiații EM încălzesc și luminează casele, servesc pentru gătit și oferă comunicare instantanee cu orice colț al lumii.

Relevanță Influența undelor electromagnetice asupra corpului uman este astăzi subiectul unor dezbateri frecvente. Cu toate acestea, nu undele electromagnetice în sine sunt periculoase, fără de care niciun dispozitiv nu ar putea funcționa cu adevărat, ci componenta lor informațională, care nu poate fi detectată de osciloscoapele convenționale.* Un osciloscop este un dispozitiv conceput pentru a studia parametrii de amplitudine ai unui semnal electric. *

Obiective: Luați în considerare fiecare tip de radiație electromagnetică în detaliu Identificați impactul pe care îl are asupra sănătății umane

Radiația electromagnetică este o perturbare care se propagă în spațiu (schimbarea stării) câmp electromagnetic. Radiația electromagnetică este împărțită în: unde radio (începând cu unde ultralungi), radiații infraroșii, radiații ultraviolete, raze X, radiații gamma (dure)

Scara radiației electromagnetice este totalitatea tuturor intervalelor de frecvență ale radiației electromagnetice. Următoarele mărimi sunt utilizate ca caracteristici spectrale ale radiației electromagnetice: Lungimea de undă Frecvența de oscilație Energia fotonului (cuantica câmpului electromagnetic)

Undele radio sunt radiații electromagnetice cu lungimi de undă în spectrul electromagnetic mai mare decât lumina infraroșie. Undele radio au frecvențe de la 3 kHz la 300 GHz și lungimi de undă corespunzătoare de la 1 milimetru la 100 de kilometri. Ca toate celelalte unde electromagnetice, undele radio se deplasează cu viteza luminii. Sursele naturale de unde radio sunt fulgerele și obiectele astronomice. Undele radio artificiale sunt folosite pentru comunicații radio fixe și mobile, transmisii radio, radar și alte sisteme de navigație, sateliți de comunicații, rețele de calculatoare și nenumărate alte aplicații.

Undele radio sunt împărțite în intervale de frecvență: unde lungi, unde medii, unde scurte și unde ultrascurte. Undele din acest interval sunt numite unde lungi deoarece frecvența lor joasă corespunde unei lungimi de undă lungi. Se pot răspândi pe mii de kilometri, deoarece sunt capabili să ocolească suprafata pamantului. Prin urmare, multe posturi de radio internaționale transmit pe unde lungi. Valuri lungi.

Ele nu se răspândesc pe distanțe foarte mari, deoarece pot fi reflectate doar din ionosferă (unul dintre straturile atmosferei Pământului). Transmisiile cu unde medii sunt receptate mai bine noaptea când reflectivitatea stratului ionosferic crește. Valuri medii

Undele scurte sunt reflectate de multe ori de pe suprafața Pământului și din ionosferă, datorită cărora se propagă pe distanțe foarte mari. Emisiunile de la un post de radio cu unde scurte pot fi recepționate pe cealaltă parte glob. -poate fi reflectate doar de pe suprafața Pământului și, prin urmare, sunt potrivite pentru difuzare doar pe distanțe foarte scurte. Sunetul stereo este adesea transmis pe undele VHF deoarece au mai puține interferențe. Unde ultrascurte (VHF)

Influența undelor radio asupra corpului uman Ce parametri diferă în influența undelor radio asupra corpului? Efectul termic poate fi explicat folosind exemplul corpului uman: atunci când întâlnești un obstacol pe drum - corpul uman, undele pătrund în el. La oameni, acestea sunt absorbite de stratul superior al pielii. În acest caz, se formează energie termică, care este excretat de sistemul circulator. 2. Acțiunea non-termică a undelor radio. Exemplu tipic– unde emanate de la antena unui telefon mobil. Aici puteți acorda atenție experimentelor efectuate de oamenii de știință cu rozătoare. Au putut demonstra impactul undelor radio non-termice asupra lor. Cu toate acestea, ei nu au putut să-și dovedească răul asupra corpului uman. Ceea ce atât suporterii, cât și adversarii folosesc cu succes comunicatii mobile prin manipularea minții oamenilor.

Pielea umană, mai exact, straturile sale exterioare, absoarbe (absoarbe) undele radio, în urma cărora se eliberează căldură, care poate fi măsurată cu absolut exactitate experimental. Creșterea maximă admisă a temperaturii pt corpul uman este de 4 grade. Rezultă că, pentru consecințe grave, o persoană trebuie să fie expusă la o expunere prelungită la unde radio destul de puternice, ceea ce este puțin probabil în condițiile de viață de zi cu zi. Este cunoscut faptul că radiațiile electromagnetice interferează cu recepția de înaltă calitate a televiziunii. Undele radio sunt periculoase de moarte pentru proprietarii de stimulatoare cardiace electrice - acestea din urmă au un prag clar peste care radiația electromagnetică din jurul unei persoane nu ar trebui să se ridice.

Dispozitive pe care o persoană le întâlnește în cursul vieții sale telefoane mobile; antene de transmisie radio; radiotelefoane ale sistemului DECT; dispozitive fără fir de rețea; Dispozitive Bluetooth; scanere corporale; telefoane pentru copii; aparate electrocasnice; linii de înaltă tensiune transmisie de putere

Cum te poți proteja de undele radio? Singurul metoda eficienta- fii mai departe de ei. Doza de radiație scade proporțional cu distanța: cu cât o persoană este mai puțin îndepărtată de emițător. Aparatele electrocasnice (burghiuți, aspiratoare) formează câmpuri magnetice electrice în jurul cablului de alimentare dacă cablajul nu este instalat corect. Cu cât puterea dispozitivului este mai mare, cu atât impactul acestuia este mai mare. Te poți proteja așezându-le cât mai departe de oameni. Dispozitivele care nu sunt utilizate trebuie deconectate de la rețea.

Radiația infraroșie este numită și radiație „termică”, deoarece radiația infraroșie de la obiectele încălzite este percepută de pielea umană ca o senzație de căldură. În acest caz, lungimile de undă emise de corp depind de temperatura de încălzire: cu cât temperatura este mai mare, cu atât lungimea de undă este mai mică și intensitatea radiației este mai mare. Spectrul de radiații al unui corp absolut negru la temperaturi relativ scăzute (până la câteva mii de Kelvin) se află în principal în acest interval. Radiația infraroșie este emisă de atomi sau ioni excitați. Radiația infraroșie

Adâncimea de penetrare și, în consecință, încălzirea corpului prin radiația infraroșie depinde de lungimea de undă. Radiațiile cu unde scurte pot pătrunde în corp până la o adâncime de câțiva centimetri și încălzesc organele interne, în timp ce radiațiile cu unde lungi sunt reținute de umiditatea conținută în țesuturi și măresc temperatura corpului. Expunerea la radiații infraroșii intense a creierului este deosebit de periculoasă - poate provoca un accident de căldură. Spre deosebire de alte tipuri de radiații, cum ar fi raze X, microunde și ultraviolete, radiația infraroșie nu are o intensitate normală. influență negativă pe corp. Influența radiațiilor infraroșii asupra corpului

Radiația ultravioletă este radiația electromagnetică invizibilă pentru ochi, situată pe spectrul dintre radiația vizibilă și cea de raze X. Radiația ultravioletă Intervalul de radiație ultravioletă care ajunge la suprafața Pământului este de 400 - 280 nm, iar undele mai scurte care emană de la Soare sunt absorbite în stratosferă de stratul de ozon.

Proprietățile activității chimice ale radiațiilor UV (accelerează fluxul de reactii chimiceși procese biologice) capacitatea de penetrare de a distruge microorganismele, influență benefică asupra corpului uman (în doze mici) cu capacitatea de a provoca luminiscența substanțelor (strălucirea lor cu diferite culori ale luminii emise)

Expunerea la radiații ultraviolete Expunerea pielii la radiații ultraviolete care depășește capacitatea naturală de protecție solară a pielii duce la arsuri. diferite grade. Radiațiile ultraviolete pot duce la formarea de mutații (mutageneză ultravioletă). Formarea mutațiilor, la rândul său, poate provoca cancer de piele, melanom de piele și îmbătrânire prematură. Un remediu eficient protecția împotriva radiațiilor ultraviolete este asigurată de îmbrăcăminte și creme speciale de protecție solară cu un număr SPF mai mare de 10. Radiațiile ultraviolete în intervalul undelor medii (280-315 nm) sunt practic imperceptibile pentru ochiul uman și sunt absorbite în principal de epiteliul corneei, care , cu iradiere intensă, provoacă leziuni ale radiațiilor - o arsură a corneei (electrooftalmie). Acest lucru se manifestă prin lacrimare crescută, fotofobie și umflarea epiteliului corneei Pentru a proteja ochii, se folosesc ochelari speciali de protecție care blochează până la 100% radiațiile ultraviolete și sunt transparenți în spectrul vizibil. Pentru lungimi de undă și mai scurte, nu există un material potrivit pentru transparența lentilelor obiectivului și este necesar să se folosească optica reflectorizantă - oglinzi concave.

Radiația de raze X este undele electromagnetice, a căror energie fotonilor se află la scara undelor electromagnetice între radiațiile ultraviolete și radiațiile gamma Aplicarea radiațiilor X în medicină Motivul pentru utilizarea radiațiilor X în diagnosticare a fost capacitate mare de penetrare. În primele zile după descoperirea sa, razele X au fost folosite mai ales pentru a examina fracturile osoase și pentru a determina locația corpurilor străine (cum ar fi gloanțe) în corpul uman. În prezent, sunt utilizate mai multe metode de diagnosticare cu raze X.

Fluoroscopie După ce razele X trec prin corpul pacientului, medicul observă o imagine în umbră a acestuia. O fereastră de plumb trebuie instalată între ecran și ochii medicului pentru a-l proteja de efectele nocive ale razelor X. Această metodă face posibilă studierea stării funcționale a anumitor organe. Dezavantajele acestei metode sunt imaginile de contrast insuficiente și dozele relativ mari de radiații primite de pacient în timpul procedurii. Fluorografia Utilizată de obicei pentru examinarea preliminară a stării organele interne pacienţii care utilizează doze mici de radiaţii cu raze X. Radiografia Aceasta este o metodă de cercetare care utilizează raze X în care o imagine este înregistrată pe film fotografic. Fotografiile cu raze X conțin mai multe detalii și, prin urmare, sunt mai informative. Poate fi salvat pentru analize suplimentare. Doza totală de radiație este mai mică decât cea utilizată în fluoroscopie.

Radiația cu raze X este ionizantă. Afectează țesuturile organismelor vii și poate provoca boală de radiații, arsuri de radiații și tumori maligne. Din acest motiv, atunci când lucrați cu raze X trebuie luate măsuri de protecție. Se crede că daunele sunt direct proporționale cu doza de radiație absorbită. Radiația cu raze X este un factor mutagen.

Efectul razelor X asupra corpului Razele X au o mare putere de penetrare, adică. sunt capabili să pătrundă cu ușurință prin organele și țesuturile studiate. Influența razelor X asupra organismului se manifestă și prin faptul că radiațiile X ionizează moleculele de substanțe, ceea ce duce la o perturbare a structurii inițiale a structurii moleculare a celulelor. Acest lucru creează ioni (particule încărcate pozitiv sau negativ), precum și molecule care devin active. Aceste modificări, într-un grad sau altul, pot provoca apariția arsurilor prin radiații ale pielii și mucoaselor, boală de radiații, precum și mutații, care duc la formarea unei tumori, inclusiv a uneia maligne. Cu toate acestea, aceste modificări pot apărea numai dacă durata și frecvența expunerii la raze X pe corp este semnificativă. Cu cât fasciculul de raze X este mai puternic și cu cât expunerea este mai lungă, cu atât este mai mare riscul de efecte negative.

Radiologia modernă folosește dispozitive care au o energie a fasciculului foarte scăzută. Se crede că riscul de a dezvolta cancer după o examinare standard cu raze X este extrem de mic și nu depășește 1 miime dintr-o sută. În practica clinică, se utilizează o perioadă foarte scurtă de timp, cu condiția ca beneficiul potențial al obținerii de date privind starea organismului să fie semnificativ mai mare decât pericolul potențial al acestuia. Radiologii, precum și tehnicienii și asistenții de laborator, trebuie să respecte măsurile de protecție obligatorii. Medicul care efectuează manipularea poartă un șorț de protecție special, care constă din plăci de protecție de plumb. În plus, radiologii au un dozimetru individual și, de îndată ce înregistrează că doza de radiații este mare, medicul este îndepărtat de la lucrul cu raze X. Astfel, radiațiile cu raze X, deși au efecte potențial periculoase asupra organismului, sunt în practică sigure.

Radiația gamma, un tip de radiație electromagnetică cu o lungime de undă extrem de scurtă, mai mică de 2·10−10 m, are cea mai mare putere de penetrare. Acest tip de radiație poate fi blocat de plumb gros sau placă de beton. Pericolul radiațiilor constă în ea radiatii ionizante, interacționând cu atomi și molecule, pe care acest efect le transformă în ioni încărcați pozitiv, rupând astfel legăturile chimice ale moleculelor care alcătuiesc organismele vii și provocând schimbari importante.

Rata dozei - arată ce doză de radiație va primi un obiect sau un organism viu într-o perioadă de timp. Unitatea de măsură este sievert/oră. Doze anuale efective echivalente, μSv/an Radiație cosmică 32 Iradiere din materiale de construcție și pe sol 37 Iradiere internă 37 Radon-222, radon-220 126 Proceduri medicale 169 Teste arme nucleare 1,5 Energie nucleară 0,01 Total 400

Tabel cu rezultatele unei singure expuneri la radiații gamma pe corpul uman, măsurate în sieverts.

Impactul radiațiilor asupra unui organism viu provoacă diverse modificări biologice reversibile și ireversibile în acesta. Și aceste modificări sunt împărțite în două categorii - modificări somatice cauzate direct la o persoană și modificări genetice care apar la descendenți. Severitatea efectelor radiațiilor asupra unei persoane depinde de modul în care apare acest efect - toate odată sau în porțiuni. Majoritatea organelor au timp să se recupereze într-o oarecare măsură de la radiații, așa că sunt mai capabile să tolereze o serie de doze pe termen scurt, în comparație cu aceeași doză totală de radiații primită la un moment dat. Măduva osoasă roșie și organele sistemului hematopoietic, organele de reproducere și organele vizuale sunt cele mai susceptibile la radiații Copiii sunt mai sensibili la radiații decât adulții. Majoritatea organelor unui adult nu sunt atât de sensibile la radiații - acestea sunt rinichii, ficatul, vezica urinară, țesutul cartilajului.

Concluzii Tipurile de radiații electromagnetice au fost examinate în detaliu. S-a descoperit că radiațiile infraroșii la intensitate normală nu au un efect negativ asupra organismului; corp

Vă mulțumim pentru atenție

SCALA RADIAȚIILOR ELECTROMAGNETICE

Știm că lungimea undelor electromagnetice poate fi foarte diferită: de la valori de ordinul a 103 m (unde radio) la 10-8 cm (raze X). Lumina constituie o mică parte din spectrul larg de unde electromagnetice. Cu toate acestea, în timpul studiului acestei mici părți a spectrului au fost descoperite și alte radiații cu proprietăți neobișnuite.

Diferența fundamentală nu există nicio diferență între emisiile individuale. Toate sunt unde electromagnetice generate de particule încărcate în mișcare accelerată. Undele electromagnetice sunt în cele din urmă detectate prin efectul lor asupra particulelor încărcate. În vid, radiația de orice lungime de undă se deplasează cu o viteză de 300.000 km/s. Granițele dintre regiunile individuale ale scalei de radiații sunt foarte arbitrare.

Radiațiile de lungimi de undă diferite diferă între ele prin metoda de producere (radiația antenei, radiația termică, radiația în timpul decelerarii electronilor rapizi etc.) și metodele de înregistrare.

Toate tipurile de radiații electromagnetice enumerate sunt, de asemenea, generate de obiectele spațiale și sunt studiate cu succes folosind rachete, sateliți artificiali Pământul și nave spațiale. Acest lucru se aplică în primul rând radiațiilor X și gamma, care sunt puternic absorbite de atmosferă.

Pe măsură ce lungimea de undă scade diferențele cantitative de lungimi de undă conduc la diferențe calitative semnificative.

Radiațiile de lungimi de undă diferite diferă foarte mult între ele în ceea ce privește absorbția lor de către materie. Radiațiile cu unde scurte (razele X și în special razele G) sunt slab absorbite. Substanțele care sunt opace la undele optice sunt transparente la aceste radiații. Coeficientul de reflexie al undelor electromagnetice depinde și de lungimea de undă. Dar principala diferență între radiația cu undă lungă și cea scurtă este aceea că radiația cu unde scurte dezvăluie proprietățile particulelor.

Unde radio

n= 105-1011 Hz, l»10-3-103 m.

Obținut folosind circuite oscilatorii și vibratoare macroscopice.

Proprietăți: Undele radio de frecvențe diferite și cu lungimi de undă diferite sunt absorbite și reflectate diferit de medii și prezintă proprietăți de difracție și interferență.

Aplicație: comunicații radio, televiziune, radar.

Radiația infraroșie (termic)

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

Emis de atomi și molecule de materie. Radiația infraroșie este emisă de toate corpurile la orice temperatură. O persoană emite unde electromagnetice l»9*10-6 m.

Proprietăți:

1. Trece prin niște corpuri opace, și prin ploaie, ceață, zăpadă.

2. Produce un efect chimic asupra plăcilor fotografice.

3. Absorbită de o substanță, o încălzește.

4. Provoacă un efect fotoelectric intern în germaniu.

5. Invizibil.

6. Capabil de fenomene de interferență și difracție.

Înregistrat prin metode termice, fotoelectrice și fotografice.

Aplicație: Obțineți imagini cu obiecte în întuneric, dispozitive de vedere pe timp de noapte (binoclu de noapte) și ceață. Folosit în criminalistică, fizioterapie și în industrie pentru uscarea produselor vopsite, construcția de pereți, lemn și fructe.

Radiații vizibile

Partea de radiație electromagnetică percepută de ochi (de la roșu la violet):

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

Proprietăți: Reflectează, refractă, afectează ochiul, este capabil de fenomene de dispersie, interferență, difracție.

Radiația ultravioletă

n=8*1014-3*1015 Hz, l=10-8-4*10-7 m (mai puțin decât lumina violetă).

Surse: lămpi cu descărcare în gaz cu tuburi de cuarț (lămpi de cuarț).

Radiat de toată lumea solide, pentru care t>1000оС, precum și vapori luminoși de mercur.

Proprietăți: activitate chimică ridicată (descompunerea clorurii de argint, strălucirea cristalelor de sulfură de zinc), invizibilă, capacitate mare de penetrare, ucide microorganismele, în doze mici are un efect benefic asupra organismului uman (bronzare), dar în doze mari are un efect biologic negativ. efect: modificări ale dezvoltării și metabolismului celular, efecte asupra ochilor.

Aplicație: în medicină, în industrie.

raze X

Emis în timpul accelerației mari a electronilor, de exemplu decelerația lor în metale. Obținut cu ajutorul unui tub cu raze X: electroni în tub vid(p=10-3-10-5 Pa) sunt accelerate de câmpul electric la înaltă tensiune, ajungând la anod, sunt frânate brusc la impact. La frânare, electronii se mișcă cu accelerație și emit unde electromagnetice cu o lungime scurtă (de la 100 la 0,01 nm).

Proprietăți: Interferență, difracție de raze X pe o rețea cristalină, putere mare de penetrare. Iradierea în doze mari provoacă boala de radiații.

Aplicație: În medicină (diagnosticarea bolilor organelor interne), în industrie (controlul structurii interne diverse produse, suduri).

g -Radiația

n=3*1020 Hz și mai mult, l=3,3*10-11 m.

Surse: nucleul atomic(reacții nucleare).

Proprietăți: Are o putere de penetrare enormă și are un efect biologic puternic.

Aplicație: în medicină, producție (detecție g-flaw).

Concluzie

Întreaga scară a undelor electromagnetice este o dovadă că toate radiațiile au atât proprietăți cuantice, cât și proprietăți ondulatorii. Proprietățile cuantice și ale undelor în acest caz nu se exclud, ci se completează reciproc. Proprietățile valurilor apar mai clar la frecvențe joase și mai puțin clar la frecvențe înalte. În schimb, proprietățile cuantice apar mai clar la frecvențe înalte și mai puțin clar la frecvențe joase. Cu cât lungimea de undă este mai mică, cu atât sunt mai strălucitoare proprietățile cuantice și cu atât mai mult lungime mai mare unde, cu atât apar mai clar proprietățile undei. Toate acestea servesc drept confirmare a legii dialecticii (trecerea modificărilor cantitative în cele calitative).

Lungimile undelor electromagnetice care pot fi înregistrate de instrumente se află într-o gamă foarte largă. Toate aceste valuri au proprietăți generale: absorbție, reflexie, interferență, difracție, dispersie. Aceste proprietăți se pot manifesta, totuși, în moduri diferite. Sursele și receptorii undelor sunt diferite.

Unde radio

ν =10 5 - 10 11 Hz, λ =10 -3 -10 3 m.

Obținut folosind circuite oscilatorii și vibratoare macroscopice. Proprietăți. Undele radio de diferite frecvențe și lungimi de undă sunt absorbite și reflectate diferit de medii. Aplicație Comunicații radio, televiziune, radar. În natură, undele radio sunt emise de diverse surse extraterestre (nuclee galactice, quasari).

radiații infraroșii (termice)

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

Emis de atomi și molecule de materie.

Radiația infraroșie este emisă de toate corpurile la orice temperatură.

O persoană emite unde electromagnetice λ≈9. 10 -6 m.

Proprietăți

Trece prin unele corpuri opace, precum și prin ploaie, ceață și zăpadă.
Produce un efect chimic asupra plăcilor fotografice.
Când este absorbit de o substanță, o încălzește.
Provoacă un efect fotoelectric intern în germaniu.
Invizibil.

Înregistrat prin metode termice, fotoelectrice și fotografice.

Aplicație. Obțineți imagini cu obiecte în întuneric, dispozitive de vedere pe timp de noapte (binoclu de noapte) și ceață. Folosit în criminalistică, fizioterapie și în industrie pentru uscarea produselor vopsite, construirea de pereți, lemn și fructe.

Partea de radiație electromagnetică percepută de ochi (de la roșu la violet):

Proprietăți.ÎN afectează ochiul.

(mai puțin decât lumina violetă)

Surse: lămpi cu descărcare în gaz cu tuburi de cuarț (lămpi de cuarț).

Emis de toate solidele cu T>1000°C, precum și de vapori luminoși de mercur.

Proprietăți. Activitate chimică ridicată (descompunerea clorurii de argint, strălucirea cristalelor de sulfură de zinc), invizibilă, capacitate mare de penetrare, ucide microorganismele, în doze mici are un efect benefic asupra organismului uman (bronzare), dar în doze mari are un efect biologic negativ: modificări în dezvoltarea celulară și substanțe metabolice, efecte asupra ochilor.

raze X

Emis în timpul accelerației mari a electronilor, de exemplu decelerația lor în metale. Obținut cu ajutorul unui tub cu raze X: electronii dintr-un tub vid (p = 10 -3 -10 -5 Pa) sunt accelerați de un câmp electric la tensiune înaltă, ajungând la anod și sunt decelerati brusc la impact. La frânare, electronii se mișcă cu accelerație și emit unde electromagnetice cu o lungime scurtă (de la 100 la 0,01 nm). Proprietăți Interferență, difracție de raze X pe o rețea cristalină, putere mare de penetrare. Iradierea în doze mari provoacă boala de radiații. Aplicație. În medicină (diagnosticarea bolilor organelor interne), în industrie (controlul structurii interne a diferitelor produse, suduri).

radiații γ

Surse: nucleu atomic (reacţii nucleare). Proprietăți. Are o putere de penetrare enormă și are un efect biologic puternic. Aplicație. În medicină, producția ( γ - detectarea defectelor). Aplicație. În medicină, în industrie.

O proprietate comună a undelor electromagnetice este, de asemenea, că toate radiațiile au proprietăți cuantice și de undă. Proprietățile cuantice și ale undelor în acest caz nu se exclud, ci se completează reciproc. Proprietățile undelor apar mai clar la frecvențe joase și mai puțin clar la frecvențe înalte. În schimb, proprietățile cuantice apar mai clar la frecvențe înalte și mai puțin clar la frecvențe joase. Cu cât lungimea de undă este mai scurtă, cu atât apar proprietățile cuantice mai luminoase și cu cât lungimea de undă este mai mare, cu atât apar proprietățile undei mai strălucitoare.

Scala de radiații electromagnetice include în mod convențional șapte intervale:

1. Vibrații de joasă frecvență

2. Unde radio

3. Radiația infraroșie

4. Radiații vizibile

5. Radiații ultraviolete

6. Raze X

7. Radiații gamma

Nu există nicio diferență fundamentală între radiațiile individuale. Toate sunt unde electromagnetice generate de particule încărcate. Undele electromagnetice sunt în cele din urmă detectate prin efectul lor asupra particulelor încărcate. În vid, radiația de orice lungime de undă se deplasează cu o viteză de 300.000 km/s. Granițele dintre regiunile individuale ale scalei de radiații sunt foarte arbitrare.

Toate tipurile de radiații electromagnetice enumerate sunt, de asemenea, generate de obiectele spațiale și sunt studiate cu succes folosind rachete, sateliți artificiali de pe Pământ și nave spațiale. Acest lucru se aplică în primul rând razelor X și razelor G, care sunt puternic absorbite de atmosferă.

Pe măsură ce lungimea de undă scade, diferențele cantitative de lungimi de undă conduc la diferențe calitative semnificative.

Radiațiile de lungimi de undă diferite diferă foarte mult între ele în ceea ce privește absorbția lor de către materie. Radiațiile cu unde scurte (razele X și în special razele G) sunt slab absorbite. Substanțele care sunt opace la undele optice sunt transparente la aceste radiații. Coeficientul de reflexie al undelor electromagnetice depinde și de lungimea de undă. Dar principala diferență dintre radiația cu undă lungă și cea cu undă scurtă este că radiația cu undă scurtă prezintă proprietăți ale particulelor.

radiații cu raze X

radiații cu raze X- unde electromagnetice cu lungimea de unda de la 8*10-6 cm la 10-10 cm.

Există două tipuri de radiații cu raze X: bremsstrahlung și caracteristice.

Frână apare atunci când electronii rapizi sunt încetiniți de orice obstacol, în special electronii metalici.

Electron bremsstrahlung are un spectru continuu, care diferă de spectrele de emisie continuă produse de solide sau lichide.

Radiația caracteristică cu raze X are un spectru de linii. Radiația caracteristică apare ca urmare a faptului că un electron extern rapid, decelerat într-o substanță, scoate un electron situat pe una dintre învelișurile interioare dintr-un atom al substanței. Când un electron mai îndepărtat se deplasează în locul eliberat, apare un foton cu raze X.

Dispozitiv pentru producerea de raze X - tub de raze X.

Ilustrație schematică a unui tub cu raze X.

X - raze X, K - catod, A - anod (numit uneori anticatod), C - radiator, Uh- tensiunea de încălzire a catodului, U a- tensiune de accelerare, W in - intrare de răcire cu apă, W out - ieșire de răcire cu apă.

Catodul 1 este o spirală de tungsten care emite electroni datorită emisiei termoionice. Cilindrul 3 concentrează fluxul de electroni, care apoi se ciocnesc cu electrodul metalic (anodul) 2. În acest caz, apar razele X. Tensiunea dintre anod și catod ajunge la câteva zeci de kilovolți. Se creează un vid profund în tub; presiunea gazului în acesta nu depăşeşte 10_о mm Hg. Artă.

Electronii emiși de catodul fierbinte sunt accelerați (nu sunt emise raze X, deoarece accelerația este prea mică) și lovesc anodul, unde sunt decelerați brusc (se emit raze X: așa-numita bremsstrahlung)

În același timp, electronii sunt scoși din învelișurile interioare de electroni ale atomilor metalici din care este făcut anodul. Spațiile goale din învelișuri sunt ocupate de alți electroni ai atomului. În acest caz, radiația cu raze X este emisă cu o anumită energie caracteristică materialului anodic (radiație caracteristică )

Razele X se caracterizează printr-o lungime de undă scurtă și o „duritate” ridicată.

Proprietăți:

capacitate mare de penetrare;

efect asupra plăcilor fotografice;

capacitatea de a provoca ionizare în substanțele prin care trec aceste raze.

Aplicație:

Diagnosticare cu raze X. Folosind raze X, puteți „ilumina” corpul uman, în urma căruia puteți obține o imagine a oaselor, iar în aparate moderneși organele interne

Terapia cu raze X

Detectarea defectelor la produse (șine, cusături de sudură etc.) folosind razele X se numește detectarea defectelor cu raze X.

În știința materialelor, cristalografie, chimie și biochimie, razele X sunt folosite pentru elucidarea structurii substanțelor la nivel atomic folosind împrăștierea prin difracție cu raze X (difracție cu raze X). Un exemplu binecunoscut este determinarea structurii ADN-ului.

În aeroporturi, introscoapele de televiziune cu raze X sunt utilizate în mod activ, permițând să vizualizați conținutul bagajelor de mână și al bagajelor pentru a detecta vizual obiectele periculoase pe ecranul monitorului.

Scala de radiații electromagnetice include în mod convențional șapte intervale:

1. Vibrații de joasă frecvență

2. Unde radio

3. Radiația infraroșie

4. Radiații vizibile

5. Radiații ultraviolete

6. Raze X

7. Radiații gamma

Pe măsură ce lungimea de undă scade, diferențele cantitative de lungimi de undă conduc la diferențe calitative semnificative.

Radiațiile de lungimi de undă diferite diferă foarte mult între ele în ceea ce privește absorbția lor de către materie. Radiațiile cu unde scurte (razele X și în special razele G) sunt slab absorbite. Substanțele care sunt opace la undele optice sunt transparente la aceste radiații. Coeficientul de reflexie al undelor electromagnetice depinde și de lungimea de undă. Dar principala diferență dintre radiația cu undă lungă și cea cu undă scurtă este că radiația cu undă scurtă prezintă proprietăți ale particulelor.

Radiația infraroșie

Radiația infraroșie este radiația electromagnetică care ocupă regiunea spectrală dintre capătul roșu al luminii vizibile (cu lungimea de undă λ = 0,74 μm) și radiația cu microunde (λ ~ 1-2 mm). Aceasta este o radiație invizibilă cu un efect termic pronunțat.

Radiația infraroșie a fost descoperită în 1800 de omul de știință englez W. Herschel.

Acum întreaga gamă de radiații infraroșii este împărțită în trei componente:

regiunea undelor scurte: λ = 0,74-2,5 um;

regiunea undei medii: λ = 2,5-50 um;

regiunea undelor lungi: λ = 50-2000 um;

Aplicație

Diodele și fotodiodele IR (infraroșu) sunt utilizate pe scară largă în telecomenzi, sisteme de automatizare, sisteme de securitate etc. Nu distrage atenția umană datorită invizibilitatii lor. Emițători în infraroșu utilizat în industrie pentru uscarea suprafețelor de vopsea.

Pozitiv efect secundar la fel si sterilizarea produse alimentare, crescând rezistența la coroziune a suprafețelor vopsite. Dezavantajul este denivelarea semnificativ mai mare a încălzirii, care în unele cazuri procese tehnologice complet inacceptabil.

Undă electromagnetică anumit gama de frecvente are nu numai un efect termic, ci și biologic asupra produsului, ajutând la accelerarea transformărilor biochimice în polimerii biologici.

În plus, radiația infraroșie este utilizată pe scară largă pentru a încălzi spațiile interioare și exterioare.

În aparatele de vedere pe timp de noapte: binoclu, ochelari, ochiuri pentru arme mici, camere foto și video de noapte. Aici, o imagine în infraroșu a unui obiect invizibil pentru ochi este transformată într-una vizibilă.

Camerele termice sunt utilizate în construcții pentru a evalua proprietățile de izolare termică ale structurilor. Cu ajutorul lor, puteți determina zonele cu cea mai mare pierdere de căldură dintr-o casă în construcție și puteți trage o concluzie despre calitatea materialelor utilizate. materiale de constructii si izolatie.

Radiațiile infraroșii puternice în zonele fierbinți pot cauza pericole pentru ochi. Este cel mai periculos atunci când radiația nu este însoțită de lumină vizibilă. În astfel de locuri este necesar să purtați protecție specială pentru ochi.

Radiația ultravioletă

Radiația ultravioletă (ultravioletă, UV, UV) este radiația electromagnetică care ocupă intervalul dintre capătul violet al radiației vizibile și razele X (380 - 10 nm, 7,9 × 1014 - 3 × 1016 Hz). Gama este împărțită în mod convențional în ultraviolete apropiate (380-200 nm) și departe, sau în vid (200-10 nm), cea din urmă denumită astfel deoarece este absorbită intens de atmosferă și este studiată doar de dispozitive cu vid. Aceasta este radiație invizibilă cu activitate biologică și chimică ridicată.

Conceptul de raze ultraviolete a fost întâlnit pentru prima dată de un filozof indian din secolul al XIII-lea. Atmosfera zonei descrise de el conținea raze violete care nu pot fi văzute cu ochiul obișnuit.

În 1801, fizicianul Johann Wilhelm Ritter a descoperit că clorura de argint, care se descompune atunci când este expusă la lumină, se descompune mai repede atunci când este expusă la radiații invizibile din afara regiunii violete a spectrului.

Surse ultraviolete
Izvoare naturale

Principala sursă de radiații ultraviolete de pe Pământ este Soarele.

Surse artificiale

UV OU de tip „Solar artificial”, care utilizează UV LL care provoacă bronzare destul de rapidă.

Lămpile cu ultraviolete sunt folosite pentru sterilizarea (dezinfectia) apei, aerului și diverse suprafeteîn toate sferele vieții umane.

Radiația UV germicidă la aceste lungimi de undă provoacă dimerizarea timinei în moleculele de ADN. Acumularea unor astfel de modificări în ADN-ul microorganismelor duce la o încetinire a ratei de reproducere și extincție a acestora.

Tratamentul cu ultraviolete al apei, aerului și suprafețelor nu are un efect prelungit.

Efecte biologice

Distruge retina ochiului, provoacă arsuri ale pielii și cancer de piele.

Proprietăți utile radiații UV

Contactul cu pielea determină formarea unui pigment protector - bronzarea.

Promovează formarea vitaminei D

Provoacă moartea bacteriilor patogene

Aplicarea radiațiilor UV

Folosind cerneluri UV invizibile pentru protecție carduri bancareși bancnote din contrafacere. Imaginile și elementele de design care sunt invizibile în lumina normală sunt aplicate pe card sau întregul card este făcut să strălucească în razele UV.