spinduliai

Gama spinduliai yra elektromagnetinės bangos, kurių bangos ilgis trumpesnis negu 0,01 nm, o fotonų energija >100 keV. Gama fotonus skleidžia atomų branduoliai radioaktyviojo skilimo ir branduolinių reakcijų metu. Jie taip pat atsiranda anihiliuojant elementariųjų dalelių ir antidalelių poroms, vienoms dalelėms virstant kitomis.

Rentgeno spinduliai

Rentgeno spinduliai tai yra elektromagnetinės bangos, kurių bangos ilgis yra 10 – 0,01 nm, dažnis nuo 30 iki 30 000 PHz (1 PHz = 1015 Hercų). Fotonų energija – 0,1 – 100 keV. (Šie skaičiai įvairiuose literatūros šaltiniuose gali šiek tiek skirtis, nes ribos nėra griežtai apibrėžtos). Rentgeno diapazonas dar skirstomas į minkštą (m mažiausios energijos) ir kietą (didžiausios energijos) rentgeno spinduliavimą.

Rentgeno spindulių gavimas

Rentgeno spinduliai gaunami rentgeno aparatuose panaudojant įgreitintus elektronus. Dideliu greičiu atsitrenkę į anodą, jie savo judėjimo energijos nedidelę dalį (0,1% – 5%) išspinduliuoja rentgeno spindulių pavidalu.

Astronomijoje rentgeno spinduliai susidaro labai aukš­tos temperatūros (1–100 milijonų K) plazmoje, sąveikaujant didelės energijos elektronams su magnetiniu lauku (sinchrotroninis spinduliavimas) arba didelės energijos elektronams su mažos energijos fotonais (Komptono reiškinys).

Rentgeno spindulių panaudojimas

* Medicinoje rentgeno spinduliai naudojami diagnostikoje ir terapijoje.

* Fizikoje ir technikoje jie naudojami kristalinių medžiagų struktūrai tirti.

* Astronomijoje rentgeno diapazonas suteikia informacijos apie di idelių energijų procesus, vykstančius aktyvių galaktikų branduoliuose, akreciniuose diskuose.

Rentgeno spindulių poveikis

Rentgeno spinduliai yra jonizuojančios spinduliuotės rūšis, todėl yra kenksmingi žmogui ir elektroniniams prietaisams.

Ultravioletiniai spinduliai

Ultravioletiniai spinduliai (sutr. UV) – tai elektromagnetinių bangų spektro dalis, prasidedanti nuo bangos ilgio 200 nm ir siekianti violetinės ma

atomos šviesos bangų ilgį (400 nm).

Ultravioleto spindulių zona skirstoma į 3 dalis: UV-A (380-315 nm), UV-B (315-280 nm) ir UV-C (<280 nm). Paskutinioji UV dalis yra žalinga gyvoms sistemoms, todėl naudojama sterilizavimui ir dezinfekcijai.

Šviesa

Šviesa yra elektromagnetinis spinduliavimas, kurio bangos ilgis yra matomas akiai arba, bendresne prasme, elektromagnetinis spinduliavimas nuo infraraudonųjų iki ultravioletinių spindulių.

Šviesa turi dvilypę prigimtį:

* Elektromagnetinės bangos,

* Šviesos dalelių – fotonų – srautas.

Šviesos teorijos

Ankstyvosios teorijos

Apie 55 m. pr. m. e. Lukrecijus, tęsdamas atomistų idėjas, rašė, kad šviesa ir šiluma pasiekianti mus iš Saulės susideda iš mažų dalelių.

Elektromagnetinė teorija

1845 metais Maiklas Faradėjus atrado, kad šviesai sklindant poliarizuojančia medžiaga, poliarizacijos kampas gali būti keičiamas išoriniu magnetiniu lauku. Tai buvo pirmasis atrastas efektas, rodantis, kad šviesa yra susijusi su elektromagnetizmu. Remdamasis šio eksperimento rezultatais Faradėjus 1847 metais pasiūlė teiginį, kad šviesa yra aukšto dažnio el lektromagnetinės bangos.

Faradėjaus eksperimentai buvo vienas svarbiausių veiksnių, leidusių Džeimsui Klarkui Maksvelui sukurti elektromagnetinio lauko teoriją. Iš šios teorijos išplaukė, kad elektromagnetinės bangos tuščioje erdvėje turi sklisti pastoviu greičiu, kurio skaitinė vertė yra lygi šviesos greičiui. Tuo remdamasis Maksvelas padarė išvadą, kad šviesa yra ne kas kita, kaip tam tikro dažnio elektromagnetinės bangos. Pirmą kartą ši išvada buvo paskelbta 1862 metais, veikale Apie fizines jėgos linijas (On Physical Lines of Force). 1873 metais Maksvelas paskelbė matematinę savo teorijos formuluotę, kurios pagrindinis rezultatas buvo Ma

aksvelo lygtys, aprašančios elektromagnetinio lauko savybes bei elgesį.

Neužilgo vokiečių fizikas Heinrichas Rudolfas Hercas, sugeneravęs radijo bangas, pademonstravo, kad pastarosios pasižymi tokiomis pat savybėmis, kaip ir šviesa, t.y., difrakcija, interferencija, atspindžiu. Tai galutinai įrodė vienodą šviesos ir elektromagnetinių bangų prigimtį.

Kvantinė teorija

M. Plankas teigė, jog šviesos šaltinis šviesą spinduliuoja ne ištisai, o tam tikromis porcijomis – kvantais. Į kvantą galima žiūrėti kaip į savotišką šviesos dalelę – fotoną. Šviesą gali spinduliuoti ir aplink atomo branduolį skriejantys elektronai.

Arčiau atomo branduolio esančiose orbitose skriejantys elektronai turi mažiau energijos nei tolimesnėse orbitose skriejantys elektronai. Jei elektronas gauna kiekį energijos, jis turi peršokti į toliau branduolio esančią orbitą (tokie elektronai vadinami sužadintaisiais), tačiau judėdamas jis praranda energiją ir natūraliai grįžta į savo vietą.

Energija, kurią išskiria elektronas, lygi skirtumui tarp energijos lygių. Šį kvantą energijos elektronas gali išspinduliuoti fotono forma.

Elektromagnetines bangas, kurių ilgiai yra nuo 700 nm (raudona spalva) iki 400 nm (violetinė spalva), žmogaus akis fiksuoja ir supranta kaip šviesą.

Fizinės savybės

Matoma šviesa yra spektro dalis tarp 380 nanometrų (sutrumpintai nm) ir 750 nm (ore) bangų ilgio.

1945 m. Austrijos fizikos instituto direktorius prof. Feliksas Ehrenhaftas atliko bandymus su vauuminiame inde esančiomis mažomis grafito dalelėmis. Jas apšvietė stipria šviesa. Dalelės pakilo viršun, sukosi apie savo ašį, bei judėjo elipse. Jis priėjo išvados, kad „šviesa turi sukamąją jėgą“.

Infraraudonieji spinduliai

Infraraudonieji spinduliai (sutr. IR

R) yra elektromagnetinės bangos kurių ilgis didesnis nei matomos šviesos, bet mažesnis nei radijo bangų. Pavadinimas reiškia žemiau raudono (lotyniškai infra, “žemiau”). Raudona spalva tai yra matomos šviesos ilgiausias bangos ilgis. Infraraudonasis diapazonas yra tarp 750 nm ir 1 mm.

Astronomai infraraudonąjį diapazoną skirsto į:

* Artimoji IR sritis: nuo (0.7-1) iki 5 µm

* Vidurinė IR sritis: nuo 5 iki (25-40) µm

* Tolimoji IR sritis: nuo (25-40) iki (200-350) µm

– labai trumpos radijo (elektromagnetinės) bangos, kurių bangos ilgis siekia nuo 1 mm iki 1 m, o dažniai yra tarp 300 MHz ir 300 GHz.

Naudojamos radaruose (radio – radio, detecting – išaiškinimas, and – ir, ranging – nuotolio nustatymas), kuriais kūno padėtis nustatoma pagal laiką, reikalingą atsispindėjusiai bangai grįžti į šaltinį. Mikrobangų krosnelėse šiomis bangomis greitai sušildomas maistas.

Mikrobangų dažnių ruožai

Mikrobangų spektras paprastai gaunamas fiksuojant energiją nuo 1 GHz iki 1000 GHz dažnio. Didžiosios Britanijos radijo organizacija (Radio Society of Great Britain) suskirstė Mikrobangų diapazoną į smulkesnius ruožus.

Leave a Comment