Види електромагнітного випромінювання

Електромагнітне випромінювання (електромагнітні хвилі) - розповсюджується в просторі обурення електричних і магнітних полів.

Діапазони електромагнітного випромінювання

1 Радіохвилі

2. Інфрачервоне випромінювання (теплове)

3. Видиме випромінювання (Оптичне)

4. Ультрафіолетове випромінювання

5. Жорстке випромінювання

Основними характеристиками електромагнітного випромінювання прийнято вважати частоту і довжину хвилі. Довжина хвилі залежить від швидкості поширення випромінювання. Швидкість поширення електромагнітного випромінювання у вакуумі дорівнює швидкості світла, в інших середовищах ця швидкість менше.

Особливостями електромагнітних хвиль c точки зору теорії коливань і понять електродинаміки є наявність трьох взаємно векторів: хвильового вектора, вектора напруженості електричного поля E і вектора напруженості магнітного поля H.

Спектр електромагнітних випромінювань

Електромагнітні хвилі - це поперечні хвилі (хвилі зсуву), в яких вектора напруженостей електричного і магнітного полів коливаються перпендикулярно напрямку поширення хвилі, але вони істотно відрізняються від хвиль на воді і від звуку тим, що їх можна передати від джерела до приймача в тому, числі і через вакуум.

Загальним для всіх видів випромінювань є швидкість їх поширення у вакуумі, дорівнює 300 000 000 метрів в секунду.

Електромагнітні випромінювання характеризуються частотою коливань, що показують число повних циклів коливань в секунду, або довжиною хвилі, тобто відстанню, на яке поширюється випромінювання за час одного коливання (за один період коливань).

Частота коливань (f), довжина хвилі (λ) і швидкість поширення випромінювання (с) пов'язані між собою співвідношенням: з = f λ.

Електромагнітне випромінювання прийнято ділити по частотних діапазонах. Діапазонів немає різких переходів, вони іноді перекриваються, а кордони між ними умовні. Оскільки швидкість поширення випромінювання постійна, то частота його коливань жорстко пов'язана з довжиною хвилі в вакуумі.

Ультракороткі радіохвилі прийнято розділяти на метрові, дециметрові, сантиметрові, міліметрові і субміліметрових або мікрометровие. Хвилі з довжиною λ довжиною менше 1 м (частота понад 300 МГц) прийнято також називати мікрохвилями або хвилями надвисоких частот (НВЧ).

Інфрачервоне випромінювання - електромагнітне випромінювання, що займає спектральну область між червоним кінцем видимого світла (з довжиною хвилі 0,74 мкм) і мікрохвильовим випромінюванням (1-2 мм).

Інфрачервоне випромінювання займає найбільшу частину оптичного спектру. Інфрачервоне випромінювання також називають «тепловим» випромінюванням, так як всі тіла, тверді і рідкі, нагріті до певної температури, випромінюють енергію в інфрачервоному спектрі. При цьому довжини хвиль, що випромінюються тілом, залежать від температури нагрівання: чим вище температура, тим коротше довжина хвилі і вище інтенсивність випромінювання. Спектр випромінювання абсолютно чорного тіла при відносно невисоких (до декількох тисяч кельвінів) температурах лежить в основному саме в цьому діапазоні.

Видиме світло представляє собою поєднання семи основних кольорів: червоного, помаранчевого, жовтого, зеленого, блакитного, синього і фіолетового.Перед червоними областями спектру в оптичному діапазоні знаходяться інфрачервоні, а за фіолетовими - ультрафіолетові. Але не інфрачервоні, що не ультрафіолетові не видимі для людського ока.

Видиме, інфрачервоне і ультрафіолетове випромінювання становить так звану оптичну область спектра в широкому сенсі цього слова. Найвідомішим джерелом оптичного випромінювання є Сонце. Його поверхня (фотосфера) нагріта до температури 6000 градусів і світить яскраво-жовтим світлом. Ця ділянка спектра електромагнітного випромінювання безпосередньо сприймається нашими органами чуття.

Випромінювання оптичного діапазону виникає при нагріванні тіл (інфрачервоне випромінювання називають також тепловим) через теплового руху атомів і молекул. Чим сильніше підігрітий тіло, тим вище частота його випромінювання. При певному нагріванні тіло починає світитися в видимому діапазоні (каління), спочатку червоним кольором, потім жовтим і так далі. І навпаки, випромінювання оптичного діапазону надає на тіла тепловий вплив.

У природі ми найчастіше зустрічаємося е тілами, які випромінюють світло складного спектрального складу, що складається з волі різної довжини. Тому енергія видимих ​​випромінювань впливає на світлочутливі елементи ока і виробляє неоднакове відчуття. Це пояснюється різною чутливістю очі до випромінювань з різними довжинами хвиль.

Видима частина спектра променистого потоку

Крім теплового випромінювання джерелом і приймачем оптичного випромінювання можуть служити хімічні та біологічні реакції. Одна з найвідоміших хімічних реакцій, які є приймачем оптичного випромінювання, використовується в фотографії.

Жорсткі промені. Межі областей рентгенівського і гамма-випромінювання можуть бути визначені лише вельми умовно. Для загального орієнтування можна прийняти, що енергія рентгенівських квантів лежить в межах 20 еВ - 0,1 МеВ, а енергія гамма-квантів - більше 0,1 МеВ.

Ультрафіолетове випромінювання (ультрафіолет, УФ, UV) - електромагнітне випромінювання, що займає діапазон між видимим і рентгенівським випромінюванням (380 - 10 нм, 7,9 × 1014 - 3 × 1016 Гц). Діапазон умовно ділять на ближній (380-200 нм) і дальній, або вакуумний (200-10 нм) ультрафіолет, останній так названий, оскільки інтенсивно поглинається атмосферою і досліджується тільки вакуумними приладами.

Довгохвильове ультрафіолетове випромінювання має порівняно невеликий фотобіологічні активністю, але здатне викликати пігментацію шкіри людини, робить позитивний вплив на організм. Випромінювання цього піддіапазону здатне викликати світіння деяких речовин, тому його використовують дли люмінесцентного аналізу хімічного складу продуктів.

Середньохвильове ультрафіолетове випромінювання надає тонізуючу і терапевтичну дію на живі організми. Воно здатне викликати еритему і загар, перетворювати в організмі тварин необхідний для росту і розвитку вітамін D в засвоювану форму, володіє потужним антірахітним дією. Випромінювання цього піддіапазону шкідливі для більшості рослин.

Короткохвильове ультрафіолетове лікування відрізняється бактерицидною дією, тому його широко використовують для знезараження води і повітря, дезінфекції та стерилізації різного інвентарю та посуду.

Основний природний джерело ультрафіолетового випромінювання на Землі - Сонце. Співвідношення інтенсивності випромінювання УФ-А і УФ-Б, загальна кількість ультрафіолетових променів, що досягають поверхні Землі, залежить від різних факторів.

Штучні джерела ультрафіолетового випромінювання різноманітні. Сьогодні штучні джерела ультрафіолетового випромінювання широко застосовуються в медицині, профілактичних, санітарних і гігієнічних установах, сільському господарстві і т.д. надаються істотно більші можливості, ніж при використанні природного ультрафіолетового випромінювання випромінювання.