Soorten elektromagnetische straling

Elektromagnetische straling (elektromagnetische golven) — verstoring van elektrische en magnetische velden die zich in de ruimte voortplanten.

Bereiken van elektromagnetische straling

1 Radiogolven

2. Infrarood (thermisch)

3. Zichtbare straling (optisch)

4. Ultraviolette straling

5. Harde straling

Frequentie en golflengte zijn de belangrijkste kenmerken van elektromagnetische straling. De golflengte is afhankelijk van de voortplantingssnelheid van de straling. De voortplantingssnelheid van elektromagnetische straling in een vacuüm is gelijk aan de lichtsnelheid, in andere media is deze snelheid kleiner.

De kenmerken van elektromagnetische golven vanuit het oogpunt van de oscillatietheorie en de concepten van elektrodynamica zijn de aanwezigheid van drie onderling loodrechte vectoren: vectorgolf, elektrische veldsterktevector E en magnetische veldvector H.

Spectrum van elektromagnetische straling

Elektromagnetische golven - dit zijn transversale golven (afschuifgolven) waarin de elektrische en magnetische veldvectoren loodrecht op de voortplantingsrichting van de golven oscilleren, maar ze verschillen aanzienlijk van golven op water en van geluid doordat ze van bron naar ontvanger, ook via vacuüm.

Gemeenschappelijk voor alle soorten straling is de snelheid van hun voortplanting in een vacuüm gelijk aan 300.000.000 meter per seconde.

Elektromagnetische straling wordt gekenmerkt door een oscillatiefrequentie, die het aantal volledige oscillatiecycli per seconde of golflengte aangeeft, d.w.z. de afstand die de straling verspreidt tijdens één oscillatie (over één periode van oscillatie).

De trillingsfrequentie (f), de golflengte (λ) en de voortplantingssnelheid van de straling (c) zijn aan elkaar gerelateerd door de relatie: c = f λ.

Elektromagnetische straling wordt meestal verdeeld in frequentiebereiken... Er zijn geen scherpe overgangen tussen de bereiken, ze overlappen elkaar soms en de grenzen daartussen zijn willekeurig. Aangezien de voortplantingssnelheid van straling constant is, is de frequentie van de oscillaties strikt gerelateerd aan de golflengte in een vacuüm.

Ultrakorte radiogolven worden gewoonlijk onderverdeeld in meter, decimeter, centimeter, millimeter en submillimeter of micrometer. Golven met een lengte λ kleiner dan 1 m (frequentie boven 300 MHz) worden ook wel microgolven of microgolfgolven genoemd.

Infraroodstraling - elektromagnetische straling die het spectrale gebied beslaat tussen het rode uiteinde van zichtbaar licht (met een golflengte van 0,74 micron) en microgolfstraling (1-2 mm).

Infraroodstraling beslaat het grootste deel van het optische spectrum.Infraroodstraling wordt ook "thermische" straling genoemd omdat alle lichamen, vast en vloeibaar, die tot een bepaalde temperatuur worden verwarmd, energie uitzenden in het infraroodspectrum. In dit geval zijn de door het lichaam uitgezonden golflengten afhankelijk van de verwarmingstemperatuur: hoe hoger de temperatuur, hoe korter de golflengte en hoe hoger de emissie-intensiteit. Het emissiespectrum van een absoluut zwart lichaam bij relatief lage (tot enkele duizenden Kelvin) temperaturen ligt voornamelijk in dit bereik.

Zichtbaar licht is een combinatie van zeven primaire kleuren: rood, oranje, geel, groen, cyaan, blauw en violet. Maar noch infrarood noch ultraviolet is zichtbaar voor het menselijk oog.

Zichtbare, infrarode en ultraviolette straling vormen het zogenaamde optische spectrum in de breedste zin van het woord. De bekendste bron van optische straling is de zon. Het oppervlak (fotosfeer) wordt verwarmd tot een temperatuur van 6000 graden en gloeit met een fel geel licht. Dit deel van het spectrum van elektromagnetische straling wordt direct door onze zintuigen waargenomen.

Straling in het optische bereik treedt op wanneer lichamen worden verwarmd (infraroodstraling wordt ook wel thermisch genoemd) als gevolg van de thermische beweging van atomen en moleculen. Hoe meer het lichaam opwarmt, hoe hoger de frequentie van de straling. Bij enige verwarming begint het lichaam te gloeien in het zichtbare bereik (gloeien), eerst rood, dan geel, enz. Omgekeerd heeft straling uit het optische spectrum een ​​thermisch effect op lichamen.

In de natuur komen we het vaakst lichamen tegen die het licht uitstralen van een complexe spectrale samenstelling die bestaat uit wilgen van verschillende lengtes.Daarom beïnvloedt de energie van zichtbare straling de lichtgevoelige elementen van het oog en veroorzaakt een andere sensatie. Dit komt door de verschillende gevoeligheid van het oog. stralingen van verschillende golflengten.

Zichtbaar deel van het stralingsfluxspectrum

Naast thermische straling kunnen chemische en biologische reacties dienen als bronnen en ontvangers van optische straling. Een van de beroemdste chemische reacties, een ontvanger van optische straling, wordt gebruikt in de fotografie.

Harde bundels... De grenzen van het röntgen- en gammastralingsgebied kunnen slechts zeer voorzichtig worden bepaald. Voor algemene oriëntatie kan worden aangenomen dat de energie van röntgenkwanta in het bereik van 20 eV - 0,1 MeV ligt en dat de energie van gammakwanta meer dan 0,1 MeV is.

Ultraviolette straling (ultraviolet, UV, UV) - elektromagnetische straling die het bereik tussen zichtbare en röntgenstraling beslaat (380 - 10 nm, 7,9 × 1014 - 3 × 1016 Hz). Het bereik is voorwaardelijk verdeeld in nabij (380-200 nm) en ver of vacuüm (200-10 nm) ultraviolet, de laatste wordt zo genoemd omdat het intensief wordt geabsorbeerd door de atmosfeer en alleen wordt bestudeerd met vacuümapparaten.

Langgolvige ultraviolette straling heeft een relatief lage fotobiologische activiteit, maar kan pigmentatie van de menselijke huid veroorzaken en heeft een positief effect op het lichaam. De straling van dit subbereik kan sommige stoffen laten gloeien, daarom wordt het gebruikt voor luminescentieanalyse van de chemische samenstelling van producten.

Middengolf ultraviolette straling heeft een tonisch en therapeutisch effect op levende organismen.Het is in staat erytheem en zonnebrand te veroorzaken, vitamine D, noodzakelijk voor groei en ontwikkeling, om te zetten in een opneembare vorm in het lichaam van dieren, en heeft een krachtig anti-rachitis effect. Straling in dit deelbereik is schadelijk voor de meeste planten.

Kortgolvige ultraviolette behandeling Het heeft een bacteriedodend effect, daarom wordt het veel gebruikt voor water- en luchtdesinfectie, desinfectie en sterilisatie van verschillende apparatuur en vaten.

De belangrijkste natuurlijke bron van ultraviolette straling op aarde is de zon. De verhouding van de intensiteit van UV-A- en UV-B-straling, de totale hoeveelheid UV-stralen die het aardoppervlak bereikt, is afhankelijk van verschillende factoren.

Kunstmatige bronnen van ultraviolette straling zijn divers. Kunstmatige bronnen van ultraviolette straling worden tegenwoordig veel gebruikt in de geneeskunde, preventieve, sanitaire en hygiënische instellingen, landbouw, enz. er worden aanzienlijk meer mogelijkheden geboden dan bij het gebruik van natuurlijke ultraviolette straling.