Шкала електромагнітних хвиль. Електромагнітні хвилі в природі і техніці

1. Шкала електромагнітних хвиль. Електромагнітні хвилі в природі і техніці

2.

Шкала (спектр) електромагнітних хвиль — безперервна
послідовність частот і довжин існуючих у природі
електромагнітних хвиль
Збільшується проникна здатність, посилюється хімічна активність

3.

Розрізняють різні діапазони довжин і частот електромагнітних хвиль
(різні види електромагнітних хвиль).
Хвилі одного діапазону мають однаковий спосіб випромінювання та схожі властивості.
Радіохвилі — від наддовгих із довжиною понад 10км до ультракоротких і мікрохвиль із
довжиною меншою 0,1мм — породжуються змінним електричним струмом.
Електромагнітні хвилі оптичного діапазону випромінюються збудженими атомами.
У цьому діапазоні розрізняють:
інфрачервоне (теплове) випромінювання (довжина хвилі становить від 780нм до 1–2 мм);
видиме світло (довжина хвилі — 400–780нм);
ультрафіолетове випромінювання (довжина хвилі — 10–400нм).
Рентгенівське випромінювання (довжина хвилі — 0,01–10нм) виникає внаслідок швидкого
(ударного) гальмування електронів, а також у результаті процесів усередині електронних
оболонок атомів.
γ -випромінювання (довжина хвилі менша 0,05нм) випускається збудженими атомними
ядрами під час ядерних реакцій, радіоактивних перетворень атомних ядер і перетворень
елементарних частинок.

4.

Застосовуємо радіохвилі
Електромагнітні хвилі радіодіапазону застосовують
найширше:
сучасний
мобільний
зв’язок,
радіомовлення, телебачення, виявлення, розпізнання
та дослідження різноманітних об’єктів (радіолокація),
визначення розташування транспортних засобів і
людей (GPS-навігація, GPS-моніторинг та ін.), зв’язок
із космічними апаратами тощо.
Мікрохвильова піч — пристрій, у якому
використовують радіохвилі високої
частоти (зазвичай 2,45⋅109 Гц)

5.

Інфрачервоне випромінювання
Інфрачервоне (теплове) випромінювання – в
промисловості
використовують
для
сушіння
лакофарбових поверхонь, деревини, зерна та ін.
Інфрачервоні промені застосовують у пультах
дистанційного керування, системах автоматики,
охоронних системах тощо.
Ці промені не відволікають увагу людини, бо є
невидимими.
Але існують прилади, які можуть відчувати та
перетворювати невидиме інфрачервоне зображення
на видиме. Так працюють тепловізори — прилади
нічного бачення, які «відчувають» інфрачервоні хвилі
довжиною 3–15мкм. Такі хвилі випромінюються
тілами, що мають температуру від –50 до 500°С.

6.

Інфрачервоне випромінювання
Із усього спектра найбільш спорідненим
із організмом людини є інфрачервоне
випромінювання.
Хвилі довжинами приблизно від 7 до
14мкм відповідають випромінюванню
людського тіла й чинять на організм
людини надзвичайно корисну дію.
Найвідоміше природне джерело таких
хвиль на Землі — це Сонце, а
найвідоміше штучне — піч, і кожна
людина обов’язково відчувала на собі
їхній позитивний вплив.

7.

Інфрачервоне випромінювання в живій
природі
Багато представників фауни мають своєрідні живі «прилади нічного
бачення», які здатні сприймати інфрачервоні промені.
Глибоководні кальмари крім звичайних
очей
мають ще термоскопічні — вони
розташовані на хвості та вловлюють
інфрачервоні промені
Американська гримуча змія має
надчутливий термолокатор,
розташований у лицевій ямці між очима

8.

Ультрафіолетове випромінювання
Ультрафіолетове випромінювання – на відміну від видимого світла та інфрачервоного
випромінювання, має високу хімічну активність, тому його застосовують для дезінфекції
повітря в лікарнях і місцях великого скупчення людей.
Основне джерело природного ультрафіолетового випромінювання — Сонце.
Атмосфера Землі частково затримує ультрафіолетові хвилі: коротші від 290нм (жорсткий
ультрафіолет) затримуються у верхніх шарах атмосфери озоном, а завдовжки 290–400нм
(м’який ультрафіолет) поглинаються вуглекислим газом, водяною парою й озоном.

9.

Ультрафіолетове випромінювання
У великих дозах ультрафіолетове
випромінювання є шкідливим для здоров’я
людини.
У невеликих кількостях ультрафіолет добре
впливає на людину, адже сприяє виробленню
вітаміну D, зміцнює імунну систему, стимулює
низку важливих життєвих функцій в організмі.
Ультрафіолетове випромінювання є особливо
небезпечним для сітківки ока, тому високо в
горах, де ультрафіолетові промені найменше
поглинаються атмосферою, слід обов’язково
захищати очі.

10.

Рентгенівське випромінювання
Найширше
рентгенівське
випромінювання
застосовують у медицині, адже воно має
властивість проходити крізь непрозорі предмети
(наприклад, тіло людини). Кісткові тканини менш
прозорі для рентгенівського випромінювання, ніж
інші тканини організму людини, тому кістки чітко
видно на рентгенограмі.
Рентгенівську зйомку використовують також у
промисловості (для виявлення дефектів), хімії (для
аналізу сполук), фізиці (для дослідження структури
кристалів).
Рентгенівське випромінювання чинить руйнівну дію
на клітини організму, тому застосовувати його
потрібно надзвичайно обережно.

11.

γ-випромінювання
γ-випромінювання, яке має ще
більшу
проникну
здатність,
використовують у дефектоскопії
(для виявлення дефектів усередині
деталей); сільському господарстві та
харчовій
промисловості
(для
стерилізації харчів).
На організм людини γ-випромінювання
чинить дуже шкідливий вплив, разом із
тим чітко спрямоване та дозоване γвипромінювання
застосовують
у
лікуванні онкологічних захворювань —
для
знищення
ракових
клітин
(променева терапія).
Великий адронний колайдер (ВАК) на ЦЕРН –
найпотужніший у світі прискорювач частинок
Опромінення під час обстежень

12.

Прилади для вимірювання β-, γвипроміннювання
Спектрометр β-, γ-випромінювань
СЕС-ТЕ-001м
СПЕКТРОМЕТР ЕНЕРГІЇ ГАММА-ВИПРОМІНЮВАННЯ
СЦИНТИЛЯЦІЙНИЙ СЕГ-001 "АКП-С" - 150

13.

Особливості поширення ультракоротких
радіохвиль
За своїми властивостями ультракороткі
радіохвилі дуже близькі до світлових
променів: вони поширюються в межах
прямої видимості, їх можна посилати
вузькими пучками.
Саме ці властивості забезпечили широке
застосування ультракоротких радіохвиль у
радіолокації,
бездротовому
зв’язку,
супутниковому телебаченні.
Вузький промінь менше розсіюється (що
дозволяє застосовувати менш потужні
передавачі), його простіше приймати.