Шкала електромагнітних хвиль
Реферат
Підготував учень 11.С класу
Нарвської Гуманітарної гімназії Голубєв
Сергій
Шкала електромагнітних хвиль
являє собою безперервну послідовність частот і довжин
електромагнітних випромінювань, що представляють собою що розповсюджується в
просторі змінне магнітне поле. Теорія електромагнітних явищ Джеймса
Максвелла дозволила встановити, що в природі існують електромагнітні хвилі
різних довжин.
Експериментальні роботи
німецького вченого Г. Герца та російського вченого П. Н. Лебедева підтвердили теорію
Максвелла і довели, що світлове випромінювання являє собою дуже короткі
електромагнітні хвилі, створювані природними вібраторами - атомами і
молекулами.
Залежно від способу
отримання електромагнітних хвиль їх поділяють на кілька діапазонів частот
(або довжин хвиль). Між сусідніми діапазонами шкали немає чітких меж. Діапазони
хвиль різних типів перекривають один одного, отже, хвилі таких довжин
можна одержати двома способами.
Принципової різниці між
окремими випромінюваннями немає, оскільки всі вони представляють електромагнітні
хвилі, що породжуються зарядженими частинками. Але в залежності від довжини хвилі вони
володіють різними властивостями: наприклад, проникаючої здатністю, видимістю,
коефіцієнтом відображення і т.д.
Ці відмінності визначаються загальною
закономірністю шкали електромагнітних хвиль: у міру зменшення довжини хвилі
хвильові властивості світла, такі як інтерференція, дифракція і поляризація,
проявляються слабше, а квантові властивості світла, пов'язані з властивостями частинок,
проявляються сильніше.
Шкала електромагнітних випромінювань
Основний поділ
(гц)
Довжина хвилі
(м)
Назва діапазону
Основні методи генерації
Область застосування
До 10
Більше 3 10
Низькочастотні
Коливання
Генератори змінного струму
(штучні вібратори)
електротехніка
10
3 10
Радіохвилі
Генератори радіочастот
Генератори СВЧ
Радіотехніка,
Радіозв'язок,
Телебачення,
Радіолокація
10
3 10
Інфрачервоне
випромінювання
Випромінювання молекул і атомів при теплових і електричних
впливах
Теплові та фотографічні теплиці
Око, малюнок
фотоелектрична життя на Землі
3,8 10
8 10
Світлові хвилі
(видиме світло)
Те саме
Те саме
7,5 10
4 10
Ультрафіолетове
випромінювання
Випромінювання атомів при дії прискорених електронів
Фотографія
фотоелектрична
медицина
3 10
10
Рентгенівське
випромінювання
Те саме
3 10
10
Рентгенівське і
Альфа-випромінювання
Атомні процеси
при дії Прискорений заряджених частинок (виникає в результаті
зміни станів електронів на внутрішніх оболонках атома або в результаті
різкого гальмування електронів та ін заряджених частинок)
Фотографія
Іонізаційний медицина і металургія
10
3 10
Альфа-випромінювання
Збудження ядра атомів і елементар-
ные частки в
результаті різних взаємодій:
Радіоактивний розпад
ядерні процеси
космічні процеси
Іонізаційний метод мічених атомів
Детальний поділ
Частоти, Гц
(довжина хвилі, м)
Назва групи хвиль
(або частот)
Основні способи отримання і
застосування
Інфрачервоні промені
6 10 - 3,75 10 (2 10 - 8 10)
Декамікронние (ближні)
Випромінювання нагрітих тіл (дугові лампи і т.д.)
мікрон (середні)
Використовується в інфрачервоної спектроскопії
далекі
При фотографії в темряві
3, 75 10 - 7,5 10 (8 10 - 4 10)
Світлові промені
(видиме світло)
Ультрафіолетові промені
7,5 10 - 3 10 (4 10 - 10)
Ближні
Випромінювання Сонця, ртутних ламп, т.д.
Далекі (вакуумні)
Використовуються в медицині, ультрафіолетової мікроскопії
Рентгенівські промені
1,5 10 - 5 10 (2 10 - 6 10)
Ультрамягкіе
Виходять в рентгенівських трубках і
Інших приладах, де відбувається
м'які
Гальмування електронів.
жорсткі
Використовується в медицині для вивчення будови речовини,
в дефектоскопії
Гамма-випромінювання
3 10 - 3 10 (10 - 3 10)
Виникають при радіоактивному розпаді ядер, при
гальмуванні електронів і при інших взаємодіях елементарних частинок. Використовується в альфадефектоскопіі, при
вивченні властивостей речовин.
Низькочастотні хвилі
3 10 - 3 10 (10 - 3 10)
інфранизьких
частоти
Генератори
спеціальних конструкцій
Низькі частоти
Промислові частоти
Генератори змінного струму. Більшість електричних
приладів і двигунів живиться змінним струмом частотою 50-60 Гц.
Звукові частоти
Звукові генератори. Використовуються в Електроакустика (
мікрофони, гучномовці), кіно, радіомовлення.
Радіохвилі
3 10 - 3 10 (10 - 10)
Довгі
Генератори електричних коливань
3 10 - 3 10 (10 - 10)
середні
Різних конструкцій. Використовуються в телеграфії,
3 10 - 3 10 (10 - 10)
короткі
радіолокації і т.д.
3 10 - 3 10 (10 - 1)
Ультракороткі
метровий і дециметрові хвилі
3 10 - 3 10 (1 - 10)
дециметрові
Використовуються для дослідження властивостей речовин.
3 10 - 3 10 (10 - 10)
сантиметрові
Виходять в магнетронних кліоторних генераторах і
мазер.
3 10 - 3 10 (10 - 10)
міліметрові
Застосовуються в радіолокації,
3 10 - 6 10 (10 - 5 10)
субміліметровому (перехідні)
радіоспектроскопія, радіоастрономії.
Додаткові відомості про
деяких випромінюваннях
Інфрачервоні випромінювання
Область спектра за червоним його
краєм вперше експериментально було досліджено в 1880 році англійським
астрономом Вільямом Гершелем
(1738-1822). Гершель помістив термометр з темна кулькою за червоний край
спектра і виявив підвищення температури. Кулька термометра нагрівався
випромінюванням, невидимим оком. Це випромінювання назвали інфрачервоним.
Інфрачервоне випромінювання - це
електромагнітні хвилі, які випромінює будь-яке нагріте тіло, навіть якщо воно не
світиться.
Інфрачервоні хвилі також теплові
хвилі, тому що багато джерел цих хвиль викликають помітне нагрівання навколишніх тел.
Видиме світло
(від червоного до фіолетового світла
хвилі)
Усі відомості про навколишній світ
людина одержує за допомогою зору.
Світло - обов'язкова умова для
розвитку зелених рослин; необхідна умова для існування життя на
Землі.
Ультрафіолетове випромінювання
1801 - німецький учений Йоганн
Ріттер (1776-1810) відкрив, що за
фіолетовим краєм є область, створювана невидимими оком променями.
Ці промені впливають на деякі хімічні сполуки.
У малих дозах ультрафіолетові
промені цілющі. Ультрафіолет сприяє зростанню та зміцненню організму.
Утворює в шкірі захисні пігменти
(засмага, вітамін Д), має бактерицидну дію, впливає на
Ц.Н.С.
У великих кількостях ці промені
шкідливі: руйнується сітківка ока, тому потрібно носити захисні окуляри
(сонячні окуляри). Руйнується також шкіра.
Ультрафіолет потрапляє на Землю,
тому що недостатньо поглинається верхніми шарами атмосфери.
Рентгенівське випромінювання
Час відкриття: листопад 1895р.
Вільгельм Рентген (1845-1923) Провів досвід з електричним розрядом в газах.
Застосування різноманітно: медицина (діагностика + лікування захворювань), фізика,
хімія, біологія, техніка, криміналістика, мистецтвознавство.
Гамма-випромінювання
Особливість: яскраво виражені
корпускулярні властивості.
Гамма-випромінювання виникає при
перехід атомних ядер з одного енергетичного стану в інший, більш
низька, подібне до того, як це має місце в атомі. Джерелом гамма променів
можуть бути радіоактивні ядра, або ядра, бомбардіруемие, наприклад, альфа
частками.
У міру зменшення довжини хвилі виявляються й істотні
якісні відмінності електромагнітних хвиль. Випромінювання різних довжин хвиль
відрізняються один від одного за способом їх
отримання і методом реєстрації, тобто
за характером взаємодії з речовинами.
