Шкала электромагнитных излучений

1. ШКАЛА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ

ИНФРАКРАСНОЕ
УЛЬТРАФИОЛЕТОВОЕ
РЕНТГЕНОВСКОЕ

2. Электромагнитные волны.

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ.
При ускоренном движении заряда происходит излучение
электромагнитной волны, которая распространяется в
пространстве с конечной скоростью.
В
В
Е
Е
Е
Рис. 3.

3. Связь скорости электромагнитной волны с длиной и частотой

СВЯЗЬ СКОРОСТИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ
ВОЛНЫ С ДЛИНОЙ И ЧАСТОТОЙ
с=λν
с = 3*108 м/с

4. Свойства ЭМВ

СВОЙСТВА ЭМВ
Отражение
Преломление
Поглощение
Интерференция
Дифракция
Поляризация (поперечность)
Конечность скорости

5.

Радиоволны
Согласно решению МСЭ принято различать следующие диапазоны
частот: Очень низкие частоты (мириаметровые волны) - f = 3—30
кГц (λ = 10-100 км) Низкие частоты (километровые волны) - f =
30—300 кГц (λ = 1-10 км) Средние частоты (гектаметровые волны) f = 0,3—3 МГц (λ = 0,1-1 км) Высокие частоты (декаметровые
волны) - f = 3—30 МГц (λ = 10-100 м) Очень высокие частоты
(метровые волны) - f = 30—300 МГц (λ = 1-10 м)Ультравысокие
частоты (сантиметровые волны) - f = 3—30 ГГц (λ = 1-10 см)
Крайне высокие частоты (миллиметровые волны) - f = 30—300
ГГц (λ = 0,1-1 см) В практике радиовещания и телевидения
используется упрощённая классификация
радиодиапазонов:Сверхдлинные волны (СДВ) - мириаметровые
волны Длинные волны (ДВ) - километровые волны Средние волны
(СВ) - гектометровые волны Короткие волны (КВ) - декаметровые
волны Ультракороткие волны (УКВ) - высокочастотные волны,
длина волны которых меньше 10 м.

6.

Радиоволны
Предсказал существование радиоволн (как и других
электромагнитных) Джэймс Клерк Максвелл. Подтвердил
существование радиоволн немецкий учёный-физик Генрих
Рудольф Герц в 1886 году.

7. Распространение радиоволн

РАСПРОСТРАНЕНИЕ РАДИОВОЛН
— явление переноса энергии электромагнитных колебаний в
диапазоне радиочастот.
Длины волн
Частоты
КВ
ДВ
УКВ

8. Применение

ПРИМЕНЕНИЕ
Применение радиоволн основано на их свойстве переносить
энергию, которую излучает генератор электромагнитных
колебаний, через пространство. Радиоволны, как средство для
беспроводной передачи звуковой, видео и иной информации на
достаточно значительные расстояния, приобрело популярность
и широкую сферу использования. Именно радиоволны лежат в
основе организации многих современных процессов, среди
которых:
радиовещание;
телевидение;
радиотелефонная связь;
радиометеорология;
радиолокация и другое

9.

10.

Инфракра́сное излуче́ние —
электромагнитное излучение, занимающее
спектральную область между красным
концом видимого света и микроволновым
излучением.
Инфракрасное излучение было открыто в
1800 году английским астрономом У.
Гершелем.
Опыт Гершеля. Термометр, помещенный за
красной частью солнечного спектра, показал
повышенную температуру по сравнению с
контрольными термометрами, расположенными
сбоку.
Уильям Гершель
(15 ноября 1738— 25 авг 1822)

11. Применение

ПРИМЕНЕНИЕ
Прибор ночного видения
Термография
Инфракрасный обогреватель
Инфракрасная астрономия
Инфракрасный канал
Медицина
Дистанционное управление
При покраске
Стерилизация пищевых продуктов
Пищевая промышленность
Проверка денег на подлинность

12.

Весь диапазон инфракрасного излучения делят на три составляющих:
1. Коротко-волновая область: λ = 0,74—2,5 мкм;
2. Средне-волновая область: λ = 2,5—50 мкм;
3. Длинно-волновая область: λ = 50—2000 мкм

13.

14. Инфракрасные лучи

ИНФРАКРАСНЫЕ ЛУЧИ
Возникают в результате колебания и вращения молекул вещества
Излучают все нагретые тела, часто называют тепловым
Не вызывают зрительного ощущения, не воздействуют на
фотоэмульсию
Сильно поглощаются обычным стеклом, водой и водяными парами
Около 70% энергии Солнца излучается в диапазоне ИК
Человек излучает длину волны 10 мкм, а змея улавливает
Проникает в поверхностные ткани человека на глубину 8 – 12 мм и
оказывает положительное влияние на течение всех биологических
процессов в организме человека

15.

Видимое излучение - электромагнитное излучение с
длиной волны от 380 до 780 нм.
Спектральный
цвет
Длина волны,
нм
Диапазон
частот, ТГц
Фиолетовый
380 – 440
790 – 680
Синий
440 – 485
680 – 620
Голубой
485 – 500
620 – 600
Зелёный
500 – 565
600 – 530
Желтый
565 – 590
530 – 510
Оранжевый
590 – 625
510 – 480
Красный
625 – 740
480 – 405
Совместное действие всех световых лучей с длинами волн от 400
до 760 нм вызывает ощущение белого, неокрашенного света.

16.

Первые объяснения спектра видимого
излучения дали Исаак Ньютон и Иоганн Гёте.
Ньютон открыл дисперсию света в призмах
Ньютон первый использовал слово спектр. Он
сделал наблюдение, что когда луч света
падает на поверхность стеклянной призмы под
углом к поверхности, часть света отражается, а
часть проходит через стекло, образуя
разноцветные полосы. Учёный предположил,
что свет состоит из потока частиц (корпускул)
разных цветов, и что частицы разного цвета
движутся с различной скоростью в прозрачной
среде. По его предположению, красный свет
двигался быстрее чем фиолетовый, поэтому и
красный луч отклонялся на призме не так
сильно, как фиолетовый. Из-за этого и
возникал видимый спектр цветов..

17. Источники видимого излучения

Естественные
Искусственные

18.

1)Освещение
2) Солнечные батареи
3) Светолечение(в
медицине)
4)Оптические приборы

19.

20. Ультрафиолетовое излучение

УЛЬТРАФИОЛЕТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ
Ультрафиолетовые лучи, УФ-излучение -
электромагнитное излучение, занимающее
спектральный диапазон
между видимым и рентгеновским излучениями.
Длины волн УФ-излучения лежат в интервале от 10 до
400 нм (7,5·1014—3·1016 Гц). Термин происходит от лат.
ultra — сверх, за пределами и фиолетовый.

21. Диапазон частот

ДИАПАЗОН ЧАСТОТ
Электромагнитный спектр ультрафиолетового
излучения может быть по-разному поделен на
подгруппы.

22. История открытия

ИСТОРИЯ ОТКРЫТИЯ
В 1801 году Иоганн Вильгельм
16 декабря 1776- 23 января 1810
Риттер, используя призму, ставил
опыты по исследованию химического
воздействия различных участков
светового спектра. В результате
Риттер обнаружил, что почернение
хлорида серебра возрастает при
переходе от красного к фиолетовому
концу спектра и становится
максимальным за его пределами. Так
он обнаружил ультрафиолетовые
лучи.

23. Источники УФИ

ИСТОЧНИКИ УФИ
Люминесцентные
лампы
Солнце
Кварцевание инструмента
в лаборатории
Ртутнокварцевые лампы
Солярий

24. Применение

ПРИМЕНЕНИЕ
Определение электронной структуры.
Медицина.
Косметология
Пищевая промышленность.
Сельское хозяйство и животноводство.
Полиграфия.
Детектор валют
Криминалистика
Шоу-бизнес.
Лампы для обеззараживания

25.

26. Ультрафиолетовые лучи

УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫЕ ЛУЧИ
Возникают в результате колебаний валентных электронов атомов, а также
ускоренно движущихся свободных зарядов
Излучают: Солнце- естественный источник, электрическая дуга, ртутнокварцевая лампа- искусственные источники
Не вызывают зрительного ощущения, активно действуют на
фотоэмульсию
Ионизируют воздух, вызывают люминесцентное свечение ряда веществ
Обладают сильным биологическим воздействием на живые организмы
Длины волн от 0,38 до 0,32 мкм оказывают укрепляющее, закаливающее
воздействие и способствуют образованию в организме витамина D
Длины волн от 0,32 до 0,28 мкм покраснение и загар кожи
Длины волн от 0,28 до 0,25 мкм вызывают бактерицидное действие
Разрушающе действует на сетчатку глаза
Озоновый слой атмосферы сильно поглощает УИ с длиной менее 0,32 мкм,
а кислород воздуха с длиной менее 0,185 мкм

27.

Рентгеновское излучение было
открыто немецким физиком
Вильгельмом Рентгеном в 1895г.
Рентгеновское
излучение составляют
электромагнитные
волны
длина от 50 нм до 10-3
нм частота
3·1017 3·1020 Гц
Вильгельм
Рентген.
(1845-1923).

28. Источники рентгеновского излучения

ИСТОЧНИКИ РЕНТГЕНОВСКОГО
ИЗЛУЧЕНИЯ
Рентгеновские лучи излучаются при
торможении быстрых электронов.
Источники
Естественные
Солнце
Искусственные
Рентгеновский
аппарат
Нейтронные
звезды
Кинескоп
монитора
Атомная
электростанция

29. Основные свойства рентгеновского излучения

ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА РЕНТГЕНОВСКОГО
ИЗЛУЧЕНИЯ
- интерференция
- дифракция рентгеновских лучей на
кристаллической решётке
- большая проникающая способность

30.

Схема рентгеновского просвечивания: 1 — источник рентгеновского излучения; 2 —
пучок рентгеновских лучей; 3 — деталь; 4 — внутренний дефект в детали; 5 —
невидимое глазом рентгеновское изображение за деталью; 6 — регистратор
рентгеновского изображения.

31.

Защита:
Работающие у рентгеновских
аппаратов, защищаются
свинцовым экраном: свинец — это
как бы защитная броня, он не
пропускает рентгеновских лучей.

32. Рентгеновские лучи

РЕНТГЕНОВСКИЕ ЛУЧИ
Возникают в результате изменения состояния электронов внутренних
оболочек атомов или молекул, а также за счёт ускоренно движущихся
свободных электронов
Излучают: рентгеновские трубки, звёзды, галактики
Высокая проникающая способность
Прямолинейность распространения
Действие на фотоэмульсию
Возбуждение свечения веществ (сульфата кадмия..)
Сильное бактерицидное действие
Незначительное отражение и преломление
Проникают через дерево толщиной 5 см, через металл около 1 см
Применяют в медицине, металлургии, криминалистике, биологии

33.

Шкала электромагнитных волн
Экспертная оценка выставляется по принципу:
заполнена таблица на 95% - 100% -5 баллов;
на 85% - 95% - 4 балла;
на 75% - 65% - 3 балла;
на 60% – 50% - 2 балла;
менее 50%
- 1 балл.
Название
диапазона
Длина
волны,
частота
Радиоволны
Инфракрасное
излучение
Видимое излучение
Ультрафиолетовое
излучение
Рентгеновское
излучение
Источники
Характерные
свойства
Применение
Действие на
человека

34. Шкала электромагнитных волн

ШКАЛА ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН
Название диапазона
Длины волн, λ
Частоты, ν
Сверхдлинные
100 — 10 км
3 — 30 кГц
Длинные
10 км — 1 км
30 кГц —
300 кГц
Средние
1 км — 100 м
300 кГц — 3
МГц
Короткие
100 м — 10 м
3 МГц — 30
МГц
Ультракороткие
10 м — 2 мм
30 МГц —
1,5×1011
Гц
Инфракрасное
(тепловое)
760 нм — 2 мм
> 1,5×1011 Гц
(11 октав)
Видимое (видимый свет)
400 — 760 нм
(1 октава)
10 — 400 нм
< 3×1016 Гц
(5 октав)
Радиоволны
Оптическое
излучен
ие
Ультрафиолетовое
Рентгеновские
10 — 5×10−3 нм
< 5×10−3 нм
Атмосферные явления.
Переменные токи в
проводниках и
электронных
потоках.
Излучение молекул и
атомов при
тепловых и
электрических
воздействиях.
Излучение атомов под
воздействием
ускоренных
электронов.
3×10 —
6×1019 Гц
Атомные процессы при
воздействии
ускоренных
заряженных частиц.
> 6×1019 Гц
Ядерные и космические
процессы,
радиоактивный
распад.
16
Жёсткие
лучи
Гамма
Источники

35.

Приложение 3.
Общие свойства
Различия
• Все ЭМВ одной физической
природы
С увеличением частоты
происходит:
• Возникают при ускоренном
движении электрических зарядов
• уменьшение длины волны;
• Всем ЭМВ присущи свойства:
интерференция, дифракция,
поляризация, отражение,
преломление, поглощение.
• более слабое поглощение
веществом;
• Распространяются в вакууме со
скоростью 300 000 км/с
• увеличение энергии излучения;
• увеличение проникающей
способности;
• более сильное проявление
квантовых свойств;
• усиление вредного влияния на
живые организмы.