Оптикалық саулелер, спектрлер. Спектрлік анализ

1. Қазақстан – Ресей медицина университеті

Тақырыбы:Оптикалық саулелер,
спектрлер. Спектрлік анализ.
Факультет: Жалпы медицина
Топ: 104 Б
Орындаған: Серікбай Н.К.
Қабылдаған:Нурбекова А.Ж
Алматы - 2015 жыл

2. Жоспары:

1Электромагнитті толқындарының диапазоны
1.1Төменгі жиілікті толқындар
1.2Радиотолқындар
1.3Инфрақызыл, көрінетін жарық және
ультракүлгін сәулелер шығару
1.4Рентген сәулелері
1.5Гамма-сәуле шығару
2Электромагниттік спектрдің қасиеттері
3Оптикалық спектр
4Дереккөздер

3.

• Электромагниттік спектр электромагниттік толқындарының барлық
диапазондарының жиынтығы.
Электромагниттік толқындар
теледидарда және радиохабарда,
телекоммункацияда, сонымен бірге тамақ
әзірлеу үшін де қолданылады.

4. Электромагнитті толқындарының диапазоны

• Электромагниттік толқындар шкаласы (v <
1021 Гц) төменгі жиілікті толқындар
мен радиотолқындардан бастап, гамма сәулелерге
дейінгі (v < 1021 Гц) аралықты қамтиды. Жиілік
пен ұзындықтарына байланысты әр түрлі
электромагниттік толқындарды шартты түрде
шығарып алу және тіркеу тәсіліне, затпен өзара
әсерлесу сипаты бойыншадиапазондарға бөледі.
Төменгі жиілікті толқындар шығару,
радиотолқындар, инфрақызыл сәулелер, көрінетін
жарық, улътракүлгін сәулелер, рентгендік сәулелер
жәпе - гамма шығару деп диапазондарға бөлу
қабылданған

5.

• Төменгі жиілікті толқындар
• Бұл толқындарды арнайы
жасалған генераторлар мен айнымалы
токтың генераторлары шығарады. Электрлік
приборлар мен электрлік қозғалтқыштардың
басым көпшілігі жиілігі 50—60 Гц айнымалы
токпен қоректенеді.
• Радиотолқындар
• Радиосәулелерді шығаратын генераторлармен
таныссыңдар. Олардың толқын
ұзындықтары 10−6м-ден 5 ·104 м-ге дейінгі
аймақты қамтиды. Бұл өткен
параграфтардан өздеріңе белгілі.

6. Инфрақызыл, көрінетін жарық және ультракүлгін сәулелер шығару

Толқын ұзындығы 2 мм-ден 760 нм-ге дейінгі, жылулық және электрлік
әсерлерден молекулалар мен атомдардың тербелісі кезінде инфрақызыл
сәулелер шығады. Оны 1800 ж. Гершель ашқан еді.
Инфрақызыл толқындарды кейде жылулық сәуле деп те атайды. Адамның
көзіне әсер етіп, көру сезімін туғызатын электромагниттік толқынның
бөлігін көрінетін жарық дейді. Ол ұзындығы 380 нм (күлгін түс) мен 760 нм
(қызыл түс) толқын аралықтарында болады және электромагниттік
толқындардың диапазонында өте шамалы бөлікті құрайды.
Толқын ұзындығы 400 нм-ден 10 нм-ге дейін болатын улбтракүлгін сәулелерді
шапшаң электрондардың әсерінен туындайтын солғын разряд арқылы
алады.Ультракүлгін сәулелерді 1801 жылы И . Риттер мен У . Волластон
алғаш рет шығарып алған. Ультракүлгін сәулелер де инфрақызыл сәулелер
сияқты көрінбейді. Бірақ химиялык активтігі жоғары. Шыны ультракүлгін
сәулелерді жақсы жұтады. Зерттеу жұмыстарында кварц немесе арнайы
жасанды кристалдар қолданылады. Бұл сәулелерді атомдар немесе
молекуладағы электрондар бір энергетикалық денгейден екінші деңгейге
ауысқан кезде шығарады. Онымен толығырақ VI және VII тарауларда
танысасыңдар.

7. Рентген сәулелері

• 1895 жылы В . Рентген толқын ұзындығы 10 нмден 10−3нм болатын, ультракүлгін толқындар
ұзындығынан қысқа сәуле шығарудың түрін ашты.
Рентген сәулелері шапшаң электрондар мен
зарядталван бөлшектер кенет тежелгенде пайда
болады. Қолданылу аймағы өте кең рентген
сәулелерінің көзі рентген түтіктері болып
табылады. Рентген бұл сәулелердің қасиеттерін
зерттеу арқылы олардың жұтылуы түрліше екенін
анықтады. Көбірек жұтылатын сәулелерді
жұмсақ, нашар жұтылатын сәулелерді қатқыл
рентген сәулелері деп атаған.

8. Гамма-сәуле шығару

• Электромагниттік сәуле шығарудың ішіндегі толқын
ұзындығы ең қысқасы — гамма-сәулелер. Олардың толқын
ұзындығы 10−10м мен 3 · 10−13 м аралығында болады. Гаммасәулелер қозған атом ядроларында және радиоактивті ыдырау
құбылысы кезінде шығарылады. Оның көзі Жер бетінде де,
ғарышта да кездеседі.
• Ғарыштан келетін электромагниттік сәуле шығарудың кейбір
бөлігі ғана Жер атмосферасында жұтылмай өтеді. Ал гаммасәуле шығарудың барлығы дерлік Жер атмосферасының озон
қабатында жұтылады. Жер бетіндегі тіршіліктің өмір сүруі
тікелей осы озон қабатының сақталуына байланысты.
Электромагниттік сәуле шығарудың жеке түрлерінің
арасындағы сапалық айырмашылық толқын ұзындықтары
қысқарған сайын байқала бастайды. Қысқа толқынды
электромагниттік сәулелерде корпускулалық қасиеттер
басым.

9. Электромагниттік спектрдің қасиеттері

• Барлық электромагниттік толқындардағы магниттік күштің
бағыты толқынның толқынның таралу бағытына
перпендикуляр бағытталған.
• Электромагниттік толқындардағы электрлік күштің бағыты
магниттік күшке де, толқынның қозғалысының бағытына да
перпендикуляр.
• Электромагниттік толқындардағы магниттік күштің қуаты
әрдайым электрлік күштің қуатына тең.
• Электромагниттік толқындар бірнеше үздіксіз толқындардан
тұрады, олар әр түрлі болып топтасуы мүмкін, олардың
кішкентай бөлігі ғана көрінерлік болуы мүмкін.
• Электромагниттік толқындар сонымен қатар элетр және
магнит өрістерінің дірілдеуші (вибрацияланған) толқындары
ретінде де қарастырылады, олар затта немесе барлық көлем
бойынша таралады.

10. Оптикалық спектр

Оптикалық спектр (грек. optіke – көзбен қабылдау жөніндегі ғылым, лат. spectrum –
көрсету, бейнелеу) - көрінетін жарықты, инфрақызыл және ультракүлгін
сәулеленулерді қамтитын электромагниттік толқындардың жиынтығы.
Оптикалық спектрлер
Оптикалық спектрлер – толқын ұзындығы диапазоны 103 – 10 – 3 мкм аралығындағы
электрмагниттік сәуле шығару спектрлері. Оптикалық спектрлер шығару спектрлері
(эмиссиондық спектр деп те аталады), жұту спектрлері (абсорбциялық спектрлер),
шашырау және шағылу спектрлері болып ажыратылады. Оптикалық спектрлер
физиканың бір саласы – спектроскопияда зерттеледі. Оптикалық жарыққа
электромагниттік толқындар
шкаласының инфрақызыл, көрінетін және ультракүлгін сәулелерінің диапазоны
жатады. Түріне қарай оптикалық спектрлер сызықтық (жеке спектрлік
сызықтардан), жолақтық (тығыз орналасқан спектрлік сызықтардан тұратын
жолақтар) және тұтас (толқын ұзындығының кең ауқымын қамтитын) спектрлер
болып бөлінеді. Тұтас спектрді термодинамикалық тепе-теңдіктегі қызған қатты
денелер мен сұйықтықтар шығарады. Тұтас спектрдегі энергияның толқын жиілігі
бойынша таралуы М.Планктың сәуле шығару заңына бағынады (қ. Жылулық сәуле).
Сызықтық спектрлер атомдардағы электрондардың энергия деңгейлері арасындағы
кванттық ауысу нәтижесінде пайда болады (қ. Атомдық спектр).

11. Оптикалық сәуле

• Оптикалық сәуле (кең мағынада сәуле деген ұғымды
білдіреді) – толқын
ұзындығы нанометрдің(нм) үлесінен милиметрдің(мм)ондық
үлесіне дейінгі диапазонды жиілік диапазоны 3*1011Гц –
3*1017Гц қамтитын электрмагниттік толқындар.
Оптикалық сәулеге адам көзі қабылдай алатын көрінетін
сәулелерден басқа инфрақызыл сәуле мен ультракүлгін сәуле де
жатады. Вакуумдағы оптикалық сәулелердің таралу
жылдамдығы (жарық жылдамдығы) 3*1010см/с. Оптикалық
сәулелер атомдар мен молекулалардың шығару
негіздеріне (жылулық сәуле шығару, люминесценция), спектрлік
құрамының біртектілік
дәрежесіне (монохроматтылық,беймонохроматтылық), сәуле
шығару ағынының шашырауына (бағытталған, диффузиялық,
аралас), т.б. белгілері бойынша классификацияға жіктеледі.

12.

Сызықтық спектрлер атомдардағы
электрондардың энергия деңгейлері
арасындағы кванттық ауысу нәтижесінде
пайда болады (қ. Атомдық спектр).
Қарапайым молекулалардың электрондық,
айналмалы және тербелмелі энергия
деңгейлері араларындағы ауысулар
жолақтық спектр береді (қ. Молекулалық
спектрлер). Сызықтық және жолақ
спектрлерді сиретілген газдар мен булар
шығарады. Оптикалық спектрді тіркеу
үшін фотографиялық әдістер, сонымен
қатар ультракүлгін сәулелер диапозонында
фотоэлементтік әдістер мен фотондар
есептеуіштері, ал инфрақызыл
сәуле диапозонында термоэлементтер мен
болометрлеркеңінен қолданылады.
Заттардың құрылысын, құрамын
зерттеуде оптикалық спектрдің маңызы
зор.

13. Дереккөздер

• «Қазақстан»: Ұлттық энцклопедия / Бас редактор Ә.
Нысанбаев – Алматы «Қазақ энциклопедиясы» Бас
редакциясы, 1998ISBN 5-89800-123-9, VII том
• Қазақ тілі терминдерінің салалық ғылыми түсіндірме
сөздігі: Экология және табиғат қорғау / Жалпы
редакциясын басқарған – түсіндірме сөздіктер
топтамасын шығару жөніндегі ғылыми-баспа
бағдарламасының ғылыми жетекшісі, педагогика
ғылымдарының докторы, профессор, Қазақстан
Республикасы Мемлекеттік сыйлығының лауреаты
А.Қ.Құсайынов. – Алматы: «Мектеп» баспасы» ЖАҚ,
2002 жыл. – 456 бет. ISBN 5-7667-8284-5