Шкала электромагнитных волн
Шкала электромагнитных излучений представляет собой
непрерывную последовательность длин
волн (или
частот),
которые отличаются
способом
генерации и регистрации, а
также по своим свойствам (рис. 3.20). Важно отметить, что
границы разделения
диапазонов различных видов
электро-
магнитных излучений весьма условны. Рис. 3.20. Шкала электромагнитных волн
Различают радиоволны, оптическое излучение и жесткие фотоны. Источниками радиоволн являются переменные токи в проводниках, из которых созданы колебательные контуры.
Радиоволны получают искусственным способом, в
отличие
от остальных видов
излучения, для которых источниками
являются
естественные процессы излучения атомов, моле-
кул, атомных ядер.
Радиоволны охватывают широкий диапазон частот от
3 кГц до 109 Гц. Внутри этой группы обычно рассматривают
сверхдлинные, длинные (ДВ), средние (СВ), коротк
е (КВ) и
ультракороткие волны (УКВ).
С помощью последних пере-
дают радио и телевизионные
сигналы.
В зависимости от
длины волны возможности передачи информации
на рас-
стояния различны. Применение этих волн распространяется
от метеорологической радиолокации, спутниковой
навига-
ции, до интернета и мобильной связи. Оптическое излучение возникает при нагревании тел из-за теплового движения ато-
мов и молекул. Чем сильнее тело нагрето, тем выше частота его излучения. В зависимости от диапазона частот оптического излучения различают инфракрасное излучение, видимый свет, ультрафиолетовое излучение.
Инфракрасное (тепловое) излучение имеет диапазон между красной границей видимого спектра и короткими радиоволнами. В промышленности его применяют для сушки лакокрасочных поверхностей, стерилизации продуктов питания, а также для конструирования приборов ночного видения. В медицине инфракрасное излучение – основа одного из современных методов лечения гипертермии. Примером инфракрасного изучения является тепло от Солнца, печки или электрической лампочки.
Видимый свет имеет, по сравнению с другими видами излучения, очень узкий диапазон с частотами от 4.0 × 1014до
7.5 × 1014Гц. Характеристикой света является цвет, который определяется длиной волны и изменяется в диапазоне от фиолетового до красного цвета. Если задуматься, почему окружающая нас природа так богата обилием красок и оттенков? Все вещества, растения, жидкости, живые организмы из широко спектра электромагнитных волн, падающих на них лучше (то есть с большим коэффициентом отражения) отражают очень узкий набор частот. Именно отраженный свет определяет цвет предмета.
Ультрафиолетовое излучение (УФ) занимает диапазон между видимым и рентгеновским излучением. Естественным источником ультрафиолетового излучения является Солнце. В промышленности и повседневной жизни широко применяются УФ лампы для стерилизации, дезинфекции воды, защиты документов ультрафиолетовыми метками, искусственного загара. Они ставятся, например, для стерилизации медицинских помещений различного назначения, и, в первую очередь, операционных.
Жесткие фотоны – это рентгеновские и гамма-лучи, имеющие частоту более 1016Гц. Рентгеновские лучи получают в рентгеновских трубках и применяют для выявления дефектов в изделиях изучения структуры вещества, изменения структуры полимеров.
В медицине в мире работают миллионы рентгеновских аппаратов. На них проводят диагностические исследования, получают изображения скелета человека, его внутренних органов. Рентгеновские лучи – основа действующих рентгеновских томографов.
Гамма-лучи обладают очень маленькой длиной волны (~10–6нм) и, тем самым, хорошей проникающей способностью. Они применяются для исследований в атомной и ядерной физике, в лучевой диагностике и медицине, для стерилизации медицинских инструментов, а также тканей для трансплантации, крови. В лучевой терапии гамма-лучи – наиболее широко используемый вид ионизирующего излучения для лечения онкологических заболеваний.