Диапазон электромагнитных волнНа глаз человека воздействует та часть электромагнитного излучения, которую принято называть светом (или видимым светом). И хотя по чисто физиологическим причинам эта часть спектра необычайно важна для человека, однако по своим физи­ческим свойствам она принципиально неотличима от других его частей. Световые волны лежат в достаточно узком диапазоне длин волн — от 400 нм (фиолетовый цвет) до 780 нм (красный цвет). Но это лишь очень малая часть достаточно широкого диапазона длин электромагнитных волн.

Электромагнитные волны включают излучение, охватывающее огромный диапазон длин волн и частот. Физические методы их генерации и регистрации различны.

Диапазон радиоволн.

Радиоволны излучаются специальными генераторами. Их длины волн охватывают огром­ную область — от 10-6 м до 50 км. Сюда входят длинные волны (больше 1 км), средние (от 100 м до 1 км), короткие (от 10 до 100 м) и ультракороткие (менее 10 м).

Инфракрасное и ультрафиолетовое излучение.

Инфракрасное, видимое и ультрафиолетовое излучения возникают при электрон­ных переходах с одного энергетического уровня на другой в атомах и молекулах. При этом диапазон инфракрасного излучения частично перекрывается радиоволнами, а ультрафиолетовый диапазон - рентгеновским излучением. Границы между ними весьмa условны и определяются не какой-то конкретной длиной волны, а способом излучения этих волн.

Инфракрасное излучение впервые обнаружил в 1800 г. У. Гершель, он же установил, что инфракрасное излучение подчиняется законам отражения и преломления. Для регистрации инфра­красного излучения в участке спектра, близкого к видимому (от 0,7 до 1,2 мкм), применяют фотографический метод. В других диапазонах применяют термопары и болометры, позволяющие с точностью 10-4—10-6 К определять температуру тела.

В 1801 г. И. Риттером и У. Волластоном было открыто ультра­фиолетовое излучение. Оказалось, что оно действует на хлорид серебра. Поэтому ультрафиолетовое излучение исследуют фото­графическим методом, а также с помощью люминесценции и фотоэффекта.

Трудности в исследовании ультрафиолетовых излучений свя­заны с их сильным поглощением различными веществами, на­пример стеклом. Поэтому в установках для исследования ультра­фиолета применяют не обычное стекло, а кварц или специальные искусственные кристаллы. Ультрафиолетовое излучение с длиной волны до 150—200 нм заметно поглощается воздухом и другими газами. Поэтому в области короткого ультрафиолета используют вакуумспектрографы, из которых выкачан воздух.

Рентгеновское излучение.

Весь XIX в. происходило уточнение представлений о диапазоне электромагнитных волн, осуществля­лось продвижение в область более коротких волн. В 1895 г. В. Рентген обнаружил излучение с длиной волны, меньшей, чем у ультрафиолетового излучения.

Это излучение (Рентген назвал его Х-лучами) возникало при бомбардировке анода А потоком электронов, испускаемых ка­тодом К. Энергия электронов должна быть очень большой — порядка нескольких десятков тысяч электронвольт. Косой срез анода обеспечил выход рентгеновского излучения через стекло трубки.

В. Рентген не только открыл рентгеновское излучение, но и исследовал его свойства. Он определил, что оно сильно поглоща­ется плотными веществами — свинцом и другими тяжелыми ме­таллами. Им же было установлено, что рентгеновское излучение поглощается по-разному. Излучение, которое сильно поглощается, было названо мягким, мало поглощаемое — жестким. В дальнейшем было выяснено, что мягкому рентгеновскому излучению соответствуют более длинные волны, жесткому — более короткие. В 1901 г. В. Рентген первым из физиков получил Нобелевскую премию за открытие излучения, названного в его честь.

Гамма-излучение.

Гамма-излучение — самое коротковолновое электромагнитное излучение (длина волны меньше 10-10 м). Это излучение связано с ядерными процессами, явлениями радиоак­тивного распада, происходящими с некоторыми веществами как на Земле, так и в космосе.

Атмосфера Земли пропускает только часть всего электромаг­нитного излучения, поступающего из космоса. Например, почти все гамма-излучение поглощается земной атмосферой. Это обес­печивает возможность существования всего живого на Земле. Наиболее существенно гамма-излучение поглощается слоем озона в атмосфере, поэтому сохранение этого слоя — важнейшая эко­логическая задача.


Загрузка...
Яндекс.Метрика Google+