Eigenschappen en toepassingen van de stralen van het optische spectrum

Volgens de principes van generatie electromagnetische straling is onderverdeeld in de volgende typen: gammastraling, röntgenstraling, synchrotron, radio en optische straling.

Het gehele bereik van optische straling is verdeeld in drie gebieden: ultraviolet (UV), zichtbaar en infrarood (IR). Het bereik van ultraviolette straling is op zijn beurt onderverdeeld in UV-A (315-400 nm), UV-B (280-315) en UV-C (100-280 nm). Ultraviolette gammastraling in het gebied met golflengten van minder dan 180 nm wordt vaak een vacuüm genoemd omdat lucht in dit gebied van het spectrum ondoorzichtig is. Straling die een visuele sensatie kan veroorzaken, wordt zichtbaar genoemd. Zichtbare straling is een smal spectraal bereik (380-760 nm) van optische straling, overeenkomend met het gevoeligheidsbereik van het menselijk oog.

De straling die direct visuele sensatie kan veroorzaken, is zichtbaar. De limieten van het bereik van zichtbare straling worden voorwaardelijk als volgt geaccepteerd: de onderste 380 - 400 nm, de bovenste 760 - 780 nm.

Emissie uit dit bereik wordt gebruikt om het vereiste verlichtingsniveau te creëren in industriële, administratieve en huishoudelijke gebouwen.Het vereiste niveau wordt bepaald door de zichtomstandigheden. In dit geval is het energieaspect van het bestralingsproces minder belangrijk.

In dezelfde landbouwproductie wordt licht bijvoorbeeld niet alleen gebruikt als verlichtingsmiddel. Bij kunstmatige bestraling van planten, bijvoorbeeld in kassen, is de zichtbare straling van de bestralingsinstallaties de enige energiebron die in het proces van fotosynthese in de plant wordt opgeslagen en vervolgens door mens en dier wordt gebruikt. Bestraling is hier een energetisch proces.

Het effect van zichtbare straling op dieren en vogels is nog onvoldoende onderzocht, maar wel is vastgesteld dat het effect op de productiviteit niet alleen afhangt van de mate van verlichting, maar ook van de lengte van de lichtperiode per dag, de afwisseling van lichte en donkere periodes, enz. .

Infraroodstraling in het spectrum bestrijkt het gebied van 760 nm tot 1 mm en is onderverdeeld in IR-A (760-1400 nm), IR-B (1400-3000 nm) en IR-C (3000-106 nm).

Momenteel wordt infraroodstraling veel gebruikt voor het verwarmen van gebouwen en constructies, daarom wordt het vaak thermische straling genoemd. Het wordt ook gebruikt voor het drogen van verf. In de landbouw wordt infraroodstraling ook veel gebruikt voor het drogen van groenten en fruit, het verwarmen van jonge dieren.

Er zijn speciale apparaten voor nachtzicht - warmtebeeldcamera's. In deze apparaten wordt de infraroodstraling van elk object omgezet in zichtbare straling. Het infraroodbeeld geeft een beeld van de verdeling van de temperatuurvelden.

Het bereik van infraroodstraling begint bij de bovengrens van zichtbaar licht (780 nm) en eindigt conventioneel bij een golflengte van 1 mm. Infraroodstralen zijn onzichtbaar, wat betekent dat ze geen visuele sensatie kunnen veroorzaken.

De belangrijkste eigenschap van infraroodstralen is thermische actie: wanneer infraroodstralen worden geabsorbeerd, warmen lichamen op. Daarom worden ze voornamelijk gebruikt voor het verwarmen van verschillende objecten en materialen en voor het drogen.

Bij het bestralen van planten moet er rekening mee worden gehouden dat een teveel aan infraroodstralen kan leiden tot overmatige oververhitting en de dood van planten.

Bestraling van dieren met infraroodstralen verbetert hun algemene ontwikkeling, metabolisme, bloedcirculatie, vermindert de vatbaarheid voor ziekten, enz. De meest effectieve stralen van de IR-A-zone. Ze hebben het beste penetratievermogen in lichaamsweefsels. Een teveel aan infraroodstralen leidt tot oververhitting en dood van de cellen van levende weefsels (bij temperaturen boven 43,5 ° C). Deze omstandigheid wordt bijvoorbeeld gebruikt voor het vernietigen van graan. Tijdens bestraling wordt het ongedierte van de schuur veel sterker verwarmd dan het graan en sterft.

Zie hier voor meer informatie: Bestralers en installaties voor infrarood verwarming van dieren

Ultraviolette straling bestrijkt het golflengtebereik van 400 tot 1 nm. In het interval tussen 100 en 400 nm worden drie zones onderscheiden: UV -A (315 - 400 nm), UV -B (280 - 315 nm), UV -C (100 - 280 nm). De balken van deze gebieden hebben verschillende eigenschappen en vinden daarom verschillende toepassingen. Ultraviolette straling is ook onzichtbaar, maar gevaarlijk voor de ogen. Ultraviolette straling met een golflengte korter dan 295 nm heeft een onderdrukkend effect op planten, daarom moet het, wanneer het kunstmatig wordt bestraald, worden uitgesloten van de algemene stroom van de bron.

UV-A straling kan bij bestraling bepaalde stoffen doen gloeien. Deze gloed wordt fotoluminescentie of gewoon luminescentie genoemd.

Luminescentie wordt de spontane gloed van lichamen genoemd met een duur die de periode van lichtoscillaties overschrijdt en wordt opgewekt ten koste van elk type energie, behalve warmte. Vaste stoffen, vloeistoffen en gassen kunnen luminesceren. Met verschillende excitatiemethoden en afhankelijk van de geaggregeerde toestand van het lichaam, kunnen ze tijdens luminescentie verschillende processen ondergaan.

De stralen van deze zone worden gebruikt voor luminescentieanalyse van de chemische samenstelling van bepaalde stoffen, evaluatie van de biologische toestand van de producten (ontkieming en beschadiging van het graan, mate van rotting van aardappelen, enz.) en in andere gevallen wanneer een stof kan gloeien met zichtbaar licht in een stroom ultraviolette stralen.

Straling uit de UV-B-zone heeft een sterk biologisch effect op dieren. Tijdens de bestraling wordt provitamine D omgezet in vitamine D, wat de opname van fosfor-calciumverbindingen door het lichaam bevordert. De sterkte van de botten van het skelet hangt af van de mate van opname van calcium, daarom wordt UV-B-straling gebruikt als middel tegen rachitis bij jonge dieren en vogels.

Hetzelfde deel van het spectrum heeft het vermogen om het grootste erytheem-effect te hebben, dat wil zeggen dat het langdurige roodheid van de huid (erytheem) kan veroorzaken. Erytheem is een gevolg van het uitzetten van bloedvaten, wat leidt tot andere gunstige reacties in het lichaam.

Ultraviolette straling van de UV-C-zone is in staat bacteriën te doden, dat wil zeggen, het heeft een bacteriedodend effect en wordt gebruikt om water, containers, lucht, enz. Te desinfecteren.