Zusammenfassung zur Physik zum Thema: Strahlung lesen. Strahlung: ihre Arten und Auswirkungen auf den Körper Was ist Strahlung in der Physik?

Heute werden wir darüber sprechen, was Strahlung in der Physik ist. Lassen Sie uns über die Natur elektronischer Übergänge sprechen und eine elektromagnetische Skala angeben.

Gottheit und Atom

Die Struktur der Materie wurde vor mehr als zweitausend Jahren zu einem interessanten Thema für Wissenschaftler. Antike griechische Philosophen stellten Fragen darüber, wie sich Luft von Feuer und Erde von Wasser unterscheidet und warum Marmor weiß und Kohle schwarz ist. Sie schufen komplexe Systeme aus voneinander abhängigen Komponenten, widerlegten oder unterstützten sich gegenseitig. Und die unverständlichsten Phänomene, zum Beispiel ein Blitzeinschlag oder ein Sonnenaufgang, wurden dem Wirken der Götter zugeschrieben.

Nachdem ein Wissenschaftler viele Jahre lang die Stufen des Tempels beobachtet hatte, bemerkte er einmal: Jeder Fuß, der auf einem Stein steht, trägt ein winziges Materieteilchen mit sich. Im Laufe der Zeit veränderte der Marmor seine Form und sackte in der Mitte durch. Der Name dieses Wissenschaftlers ist Leukipp, und er nannte die kleinsten Teilchen Atome, unteilbar. Damit begann der Weg zur Erforschung dessen, was Strahlung in der Physik ist.

Ostern und Licht

Dann kamen dunkle Zeiten und die Wissenschaft wurde aufgegeben. Jeder, der versuchte, die Kräfte der Natur zu erforschen, wurde als Hexe und Zauberer bezeichnet. Aber seltsamerweise war es die Religion, die der Weiterentwicklung der Wissenschaft den Anstoß gab. Die Erforschung dessen, was Strahlung in der Physik ist, begann mit der Astronomie.

Die Zeit, Ostern zu feiern, wurde damals jedes Mal anders berechnet. Das komplexe Beziehungssystem zwischen der Frühlings-Tagundnachtgleiche, dem 26-tägigen Mondzyklus und der 7-Tage-Woche verhinderte mehr als ein paar Jahre lang die Erstellung von Datumstabellen für das Osterfest. Aber die Kirche musste alles im Voraus planen. Deshalb ordnete Papst Leo X. die Erstellung genauerer Tabellen an. Dies erforderte eine sorgfältige Beobachtung der Bewegungen von Mond, Sternen und Sonne. Und am Ende erkannte Nikolaus Kopernikus: Die Erde ist nicht flach und nicht der Mittelpunkt des Universums. Ein Planet ist eine Kugel, die sich um die Sonne dreht. Und der Mond ist eine Kugel in der Erdumlaufbahn. Natürlich könnte man fragen: „Was hat das alles damit zu tun, was Strahlung in der Physik ist?“ Lassen Sie es uns jetzt verraten.

Oval und Balken

Später ergänzte Kepler das kopernikanische System, indem er feststellte, dass sich die Planeten auf ovalen Bahnen bewegen, und diese Bewegung ist ungleichmäßig. Aber genau dieser erste Schritt weckte in der Menschheit das Interesse an der Astronomie. Und da war es nicht weit von den Fragen: „Was ist ein Stern?“, „Warum sehen die Menschen seine Strahlen?“ und „Wie unterscheidet sich eine Leuchte von einer anderen?“ Aber zuerst müssen Sie von großen Objekten zu den kleinsten übergehen. Und dann kommen wir zur Strahlung, einem Konzept aus der Physik.

Atom und Rosine

Am Ende des 19. Jahrhunderts hatte sich ausreichendes Wissen über die kleinsten chemischen Einheiten der Materie – Atome – angesammelt. Es war bekannt, dass sie elektrisch neutral sind, aber sowohl positiv als auch negativ geladene Elemente enthalten.

Es wurden viele Annahmen getroffen: dass positive Ladungen in einem negativen Feld verteilt sind, wie Rosinen in einem Brötchen, und dass ein Atom ein Tropfen unterschiedlich geladener flüssiger Teile ist. Aber Rutherfords Erfahrung klärte alles. Er bewies, dass sich im Zentrum des Atoms ein positiver schwerer Kern befindet und um ihn herum leichte negative Elektronen. Und die Konfiguration der Schalen ist bei jedem Atom unterschiedlich. Hier liegen die Besonderheiten der Strahlung in der Physik elektronischer Übergänge.

Bor und Umlaufbahn

Als Wissenschaftler herausfanden, dass die leichten negativen Teile des Atoms Elektronen sind, stellte sich eine andere Frage – warum sie nicht auf den Kern fallen. Denn nach Maxwells Theorie strahlt jede bewegte Ladung und verliert dadurch Energie. Aber Atome existierten so lange wie das Universum und würden nicht vernichtet werden. Bohr kam zur Rettung. Er postulierte, dass sich Elektronen in bestimmten stationären Umlaufbahnen um den Atomkern befinden und nur in diesen sein können. Der Übergang eines Elektrons zwischen Bahnen erfolgt ruckartig unter Aufnahme oder Abgabe von Energie. Diese Energie könnte beispielsweise ein Lichtquant sein. Im Wesentlichen haben wir nun die Definition von Strahlung in der Teilchenphysik dargelegt.

Wasserstoff und Fotografie

Ursprünglich wurde die Fototechnik als kommerzielles Projekt erfunden. Die Menschen wollten jahrhundertelang bleiben, aber nicht jeder konnte es sich leisten, ein Porträt bei einem Künstler zu bestellen. Und Fotos waren billig und erforderten keine so große Investition. Dann stellte die Glas- und Silbernitratkunst militärische Angelegenheiten in ihren Dienst. Und dann begann die Wissenschaft, sich lichtempfindliche Materialien zunutze zu machen.

Spektren wurden zuerst fotografiert. Es ist seit langem bekannt, dass heißer Wasserstoff bestimmte Linien aussendet. Der Abstand zwischen ihnen gehorchte einem bestimmten Gesetz. Aber das Spektrum von Helium war komplexer: Es enthielt die gleichen Linien wie Wasserstoff und noch eine weitere. Die zweite Serie gehorchte nicht mehr dem für die erste Serie abgeleiteten Gesetz. Hier kam Bohrs Theorie zur Rettung.

Es stellte sich heraus, dass es in einem Wasserstoffatom nur ein Elektron gibt und es von allen höher angeregten Bahnen in eine niedrigere wandern kann. Dies war die erste Reihe von Zeilen. Schwerere Atome sind komplexer.

Linse, Gitter, Spektrum

Dies war der Beginn der Nutzung von Strahlung in der Physik. Die Spektralanalyse ist eine der leistungsstärksten und zuverlässigsten Methoden zur Bestimmung der Zusammensetzung, Menge und Struktur einer Substanz.

1. Das Elektronenemissionsspektrum verrät Ihnen, was im Objekt enthalten ist und wie hoch der Anteil einer bestimmten Komponente ist. Diese Methode wird in absolut allen Bereichen der Wissenschaft eingesetzt: von der Biologie und Medizin bis zur Quantenphysik.
2. Das Absorptionsspektrum gibt Aufschluss darüber, welche Ionen an welchen Positionen im Gitter des Festkörpers vorhanden sind.
3. Das Rotationsspektrum zeigt, wie weit die Moleküle im Atom voneinander entfernt sind, wie viele und welche Bindungen jedes Element hat.

Und die Anwendungsbereiche elektromagnetischer Strahlung sind zahllos:

• Radiowellen erforschen die Struktur sehr weit entfernter Objekte und das Innere von Planeten;
• Wärmestrahlung gibt Aufschluss über die Energie von Prozessen;
• sichtbares Licht verrät Ihnen, in welcher Richtung die hellsten Sterne liegen;
• Ultraviolette Strahlen machen deutlich, dass hochenergetische Wechselwirkungen stattfinden.
• Das Röntgenspektrum selbst ermöglicht es Menschen, die Struktur der Materie (einschließlich des menschlichen Körpers) zu untersuchen, und das Vorhandensein dieser Strahlen in kosmischen Objekten wird Wissenschaftlern darüber informieren, dass sich im Fokus ein Neutronenstern, eine Supernova-Explosion oder ein Schwarzes Loch befindet des Teleskops.

Rein schwarzer Körper

Aber es gibt einen speziellen Abschnitt, der untersucht, was Wärmestrahlung in der Physik ist. Im Gegensatz zu atomarem Licht weist die thermische Emission von Licht ein kontinuierliches Spektrum auf. Und das beste Modellobjekt für Berechnungen ist ein absolut schwarzer Körper. Hierbei handelt es sich um ein Objekt, das das gesamte auf ihn fallende Licht „einfängt“, es aber nicht wieder abgibt. Seltsamerweise sendet ein vollständig schwarzer Körper Strahlung aus und die maximale Wellenlänge hängt von der Temperatur des Modells ab. In der klassischen Physik führte die Wärmestrahlung zu einem Paradoxon: Es stellte sich heraus, dass jedes erhitzte Ding immer mehr Energie ausstrahlen sollte, bis seine Energie im ultravioletten Bereich das Universum zerstören würde.

Max Planck konnte das Paradoxon auflösen. Er führte eine neue Größe, Quantum, in die Strahlungsformel ein. Ohne ihm eine besondere physikalische Bedeutung beizumessen, entdeckte er eine ganze Welt. Heute ist die Quantisierung von Mengen die Grundlage der modernen Wissenschaft. Wissenschaftler erkannten, dass Felder und Phänomene aus unteilbaren Elementen, Quanten, bestehen. Dies führte zu tieferen Studien der Materie. Die moderne Welt gehört beispielsweise den Halbleitern. Früher war alles einfach: Metall leitet Strom, andere Stoffe sind Dielektrika. Und Stoffe wie Silizium und Germanium (Halbleiter) verhalten sich gegenüber Elektrizität unverständlich. Um zu lernen, wie man ihre Eigenschaften kontrolliert, war es notwendig, eine vollständige Theorie zu erstellen und alle Möglichkeiten von pn-Übergängen zu berechnen.

Sie wissen genau, dass die Sonne die Hauptwärmequelle auf der Erde ist. Wie wird Wärme von der Sonne übertragen? Immerhin befindet sich die Erde in einer Entfernung von 15 10 7 km von ihr. Der gesamte Raum außerhalb unserer Atmosphäre enthält sehr verdünnte Materie.

Bekanntlich ist im Vakuum eine Energieübertragung durch Wärmeleitung unmöglich. Es kann auch nicht durch Konvektion entstehen. Daher gibt es eine andere Art der Wärmeübertragung.

Lassen Sie uns diese Art der Wärmeübertragung experimentell untersuchen.

Verbinden wir den Flüssigkeitsdruckmesser mit einem Gummischlauch mit dem Kühlkörper (Abb. 12).

Wenn Sie ein auf hohe Temperatur erhitztes Metallstück auf die dunkle Oberfläche des Kühlkörpers bringen, sinkt der Flüssigkeitsstand im mit dem Kühlkörper verbundenen Manometerkrümmer (Abb. 12, a). Offensichtlich hat sich die Luft im Kühlkörper erwärmt und ausgedehnt. Die schnelle Erwärmung der Luft im Kühlkörper kann nur durch die Energieübertragung vom erhitzten Körper auf ihn erklärt werden.

Reis. 12. Energieübertragung durch Strahlung

Die Energieübertragung erfolgte in diesem Fall nicht durch Wärmeleitfähigkeit. Schließlich befand sich zwischen dem beheizten Körper und dem Kühlkörper Luft – ein schlechter Wärmeleiter. Auch hier ist keine Konvektion zu beobachten, da sich der Kühlkörper neben dem erhitzten Körper und nicht darüber befindet. Somit, in diesem Fall erfolgt die Energieübertragung durchStrahlung.

Die Energieübertragung durch Strahlung unterscheidet sich von anderen Arten der Wärmeübertragung. Es kann im völligen Vakuum durchgeführt werden.

Alle Körper geben Energie ab: sowohl stark erhitzte als auch schwach erhitzte, zum Beispiel der menschliche Körper, ein Herd, eine Glühbirne usw. Doch je höher die Temperatur eines Körpers, desto mehr Energie gibt er durch Strahlung ab. In diesem Fall wird die Energie teilweise von umgebenden Körpern absorbiert und teilweise reflektiert. Bei der Aufnahme von Energie erwärmen sich Körper je nach Beschaffenheit der Oberfläche unterschiedlich.

Dreht man den Wärmeempfänger zunächst mit der dunklen und dann mit der hellen Seite zum beheizten Metallkörper, so verringert sich im ersten Fall die Flüssigkeitssäule im Manometerbogen, der mit dem Wärmeempfänger verbunden ist (siehe Abb. 12, a) und im zweiten (Abb. 12, b) wird steigen. Dies zeigt, dass Körper mit dunkler Oberfläche Energie besser absorbieren als Körper mit heller Oberfläche.

Gleichzeitig kühlen Körper mit dunkler Oberfläche durch Strahlung schneller ab als Körper mit heller Oberfläche. Beispielsweise behält heißes Wasser in einem hellen Wasserkocher länger eine hohe Temperatur als in einem dunklen.

Die Fähigkeit von Körpern, Strahlungsenergie unterschiedlich zu absorbieren, wird in der Praxis genutzt. So werden die Oberflächen von Wetterballons und Flugzeugflügeln in der Luft mit silberner Farbe bemalt, damit sie nicht durch die Sonne erhitzt werden. Ist hingegen die Nutzung von Sonnenenergie erforderlich, beispielsweise bei Instrumenten, die auf künstlichen Erdsatelliten installiert sind, werden diese Teile der Instrumente dunkel lackiert.

Fragen

1. Wie lässt sich die Energieübertragung durch Strahlung experimentell nachweisen?
2. Welche Körper absorbieren Strahlungsenergie besser und welche schlechter?
3. Wie berücksichtigt der Mensch in der Praxis die unterschiedlichen Fähigkeiten von Körpern, Strahlungsenergie zu absorbieren?

Übung 5

1. Im Sommer wird die Luft im Gebäude erwärmt und erhält Energie auf verschiedene Weise: durch die Wände, durch ein offenes Fenster, durch das warme Luft eindringt, durch Glas, das Sonnenenergie durchlässt. Um welche Art der Wärmeübertragung handelt es sich jeweils?
2. Nennen Sie Beispiele dafür, dass Körper mit dunkler Oberfläche durch Strahlung stärker erhitzt werden als solche mit heller Oberfläche.
3. Warum kann argumentiert werden, dass Energie nicht durch Konvektion und Wärmeleitung von der Sonne auf die Erde übertragen werden kann? Wie erfolgt die Übertragung?

Übung

Messen Sie mit einem Außenthermometer zunächst die Temperatur auf der Sonnenseite des Hauses, dann auf der Schattenseite. Erklären Sie, warum die Thermometerwerte unterschiedlich sind.

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Thermosflasche. Oft ist es notwendig, Lebensmittel warm oder kalt zu halten. Um zu verhindern, dass sich der Körper abkühlt oder erwärmt, müssen Sie die Wärmeübertragung reduzieren. Gleichzeitig streben sie danach, sicherzustellen, dass die Energie nicht durch irgendeine Art von Wärmeübertragung übertragen wird: Wärmeleitfähigkeit, Konvektion, Strahlung. Zu diesem Zweck wird eine Thermoskanne verwendet (Abb. 13).

Reis. 13. Thermoskanne

Es besteht aus einem 4-Glasgefäß mit Doppelwänden. Die Innenfläche der Wände ist mit einer glänzenden Metallschicht bedeckt und Luft wird aus dem Raum zwischen den Gefäßwänden abgepumpt. Der luftfreie Raum zwischen den Wänden leitet nahezu keine Wärme. Die reflektierende Metallschicht verhindert die Energieübertragung durch Strahlung. Um das Glas vor Beschädigungen zu schützen, wird die Thermoskanne in ein spezielles Metall- oder Kunststoffgehäuse 3 gelegt. Das Gefäß wird mit einem Stopfen 2 verschlossen und oben eine Kappe 1 aufgeschraubt.

Wärmeübertragung und Flora. In der Natur und im menschlichen Leben spielt die Pflanzenwelt eine äußerst wichtige Rolle. Das Leben aller Lebewesen auf der Erde ist ohne Wasser und Luft unmöglich.

In den an Erde und Boden angrenzenden Luftschichten treten ständig Temperaturänderungen auf. Der Boden erwärmt sich im Laufe des Tages, da er Energie aufnimmt. Nachts hingegen kühlt es ab und setzt Energie frei. Der Wärmeaustausch zwischen Boden und Luft wird durch die Vegetation und das Wetter beeinflusst. Mit Vegetation bedeckter Boden wird durch Strahlung nur schlecht erwärmt. Auch in klaren, wolkenlosen Nächten ist eine starke Abkühlung des Bodens zu beobachten. Strahlung vom Boden gelangt ungehindert in den Weltraum. Im zeitigen Frühjahr kommt es in solchen Nächten zu Frösten. In bewölkten Perioden ist der Verlust an Bodenenergie durch Strahlung geringer. Die Wolken dienen als Schirm.

Gewächshäuser dienen dazu, die Bodentemperatur zu erhöhen und Pflanzen vor Frost zu schützen. Glasrahmen oder solche aus Folie lassen die (sichtbare) Sonnenstrahlung gut durch. Tagsüber erwärmt sich der Boden. Nachts lassen Glas oder Folie unsichtbare Strahlung aus dem Boden weniger leicht durch. Der Boden gefriert nicht. Gewächshäuser verhindern auch die Aufwärtsbewegung warmer Luft – Konvektion.

Dadurch ist die Temperatur in Gewächshäusern höher als in der Umgebung.

Früher erfanden die Menschen verschiedene fantastische Dinge – Mythen, Götter, Religionen, magische Kreaturen, um zu erklären, was sie nicht verstanden. Und obwohl immer noch viele Menschen an diesen Aberglauben glauben, wissen wir mittlerweile, dass es für alles eine Erklärung gibt. Eines der interessantesten, geheimnisvollsten und erstaunlichsten Themen ist Strahlung. Was ist es? Welche Arten davon gibt es? Was ist Strahlung in der Physik? Wie wird es aufgenommen? Kann man sich vor Strahlung schützen?

allgemeine Informationen

Man unterscheidet also folgende Strahlungsarten: Wellenbewegung des Mediums, korpuskular und elektromagnetisch. Letzterem wird die größte Aufmerksamkeit gewidmet. Bezüglich der Wellenbewegung des Mediums können wir sagen, dass sie durch die mechanische Bewegung eines bestimmten Objekts entsteht, die eine sukzessive Verdünnung oder Kompression des Mediums bewirkt. Beispiele hierfür sind Infraschall oder Ultraschall. Korpuskularstrahlung ist ein Strom atomarer Teilchen wie Elektronen, Positronen, Protonen, Neutronen, Alpha, der mit einem natürlichen und künstlichen Zerfall von Kernen einhergeht. Lassen Sie uns zunächst über diese beiden sprechen.

Beeinflussen

Betrachten wir die Sonneneinstrahlung. Dies ist ein starker Heilungs- und Präventionsfaktor. Die Gesamtheit der begleitenden physiologischen und biochemischen Reaktionen, die unter Beteiligung von Licht ablaufen, werden als photobiologische Prozesse bezeichnet. Sie sind an der Synthese biologisch wichtiger Verbindungen beteiligt, dienen der Informationsgewinnung und Orientierung im Raum (Sehen) und können auch schädliche Folgen haben, wie das Auftreten schädlicher Mutationen, die Zerstörung von Vitaminen, Enzymen und Proteinen.

Über elektromagnetische Strahlung

Der Artikel wird künftig ausschließlich ihm gewidmet sein. Was bewirkt Strahlung in der Physik, welche Auswirkungen hat sie auf uns? Bei EMR handelt es sich um elektromagnetische Wellen, die von geladenen Molekülen, Atomen und Teilchen ausgesendet werden. Große Quellen können Antennen oder andere Strahlungssysteme sein. Von entscheidender Bedeutung ist die Wellenlänge der Strahlung (Schwingungsfrequenz) zusammen mit den Quellen. Abhängig von diesen Parametern werden also Gamma-, Röntgen- und optische Strahlung unterschieden. Letzterer ist in eine Reihe weiterer Unterarten unterteilt. Dabei handelt es sich also um Infrarot-, Ultraviolett-, Radiostrahlung sowie Licht. Der Bereich reicht von 10 bis 13. Gammastrahlung wird durch angeregte Atomkerne erzeugt. Röntgenstrahlung kann durch Abbremsen beschleunigter Elektronen sowie durch deren Übergang aus unfreien Niveaus gewonnen werden. Radiowellen hinterlassen ihre Spuren, wenn sie elektrische Wechselströme entlang der Leiter strahlender Systeme (z. B. Antennen) bewegen.

Über ultraviolette Strahlung

Biologisch gesehen sind UV-Strahlen am aktivsten. Bei Kontakt mit der Haut können sie lokale Veränderungen im Gewebe und in zellulären Proteinen hervorrufen. Darüber hinaus wird die Wirkung auf Hautrezeptoren erfasst. Es wirkt reflektorisch auf den gesamten Organismus. Da es ein unspezifischer Stimulator physiologischer Funktionen ist, hat es eine positive Wirkung auf das Immunsystem des Körpers sowie auf den Mineral-, Protein-, Kohlenhydrat- und Fettstoffwechsel. All dies äußert sich in einer allgemein gesundheitsfördernden, tonisierenden und vorbeugenden Wirkung der Sonnenstrahlung. Es ist erwähnenswert, einige spezifische Eigenschaften eines bestimmten Wellenbereichs zu erwähnen. Somit trägt der Einfluss von Strahlung auf eine Person mit einer Länge von 320 bis 400 Nanometern zur Erythem-Bräunungswirkung bei. Im Bereich von 275 bis 320 nm sind schwach bakterizide und antirachitische Wirkungen zu verzeichnen. Doch ultraviolette Strahlung von 180 bis 275 nm schädigt biologisches Gewebe. Daher ist Vorsicht geboten. Längere direkte Sonneneinstrahlung, auch im sicheren Spektrum, kann zu schweren Erythemen mit Schwellung der Haut und einer erheblichen Verschlechterung des Gesundheitszustands führen. Bis hin zur Erhöhung der Wahrscheinlichkeit, an Hautkrebs zu erkranken.

Reaktion auf Sonnenlicht

Zunächst ist die Infrarotstrahlung zu nennen. Es hat eine thermische Wirkung auf den Körper, die vom Grad der Strahlenabsorption durch die Haut abhängt. Das Wort „brennen“ wird verwendet, um seine Wirkung zu beschreiben. Das sichtbare Spektrum beeinflusst den visuellen Analysator und den Funktionszustand des Zentralnervensystems. Und über das zentrale Nervensystem auf alle menschlichen Systeme und Organe. Dabei ist zu beachten, dass wir nicht nur von der Beleuchtungsstärke beeinflusst werden, sondern auch von der Farbpalette des Sonnenlichts, also dem gesamten Strahlungsspektrum. Somit hängt die Farbwahrnehmung von der Wellenlänge ab und beeinflusst unsere emotionale Aktivität sowie die Funktion verschiedener Körpersysteme.

Rote Farbe regt die Psyche an, steigert die Emotionen und vermittelt ein Gefühl von Wärme. Aber es ermüdet schnell, trägt zu Muskelverspannungen, erhöhter Atmung und erhöhtem Blutdruck bei. Orange ruft ein Gefühl von Wohlbefinden und Fröhlichkeit hervor, während Gelb die Stimmung hebt und das Nervensystem und die Sehkraft stimuliert. Grün wirkt beruhigend, hilft bei Schlaflosigkeit und Müdigkeit und verbessert den Gesamttonus des Körpers. Die Farbe Violett hat eine entspannende Wirkung auf die Psyche. Blau beruhigt das Nervensystem und hält die Muskeln in Form.

Ein kleiner Rückzugsort

Warum sprechen wir bei der Betrachtung dessen, was Strahlung in der Physik ist, hauptsächlich über EMR? Tatsache ist, dass in den meisten Fällen genau das gemeint ist, wenn das Thema angesprochen wird. Die gleiche Korpuskularstrahlung und Wellenbewegung des Mediums ist im Maßstab um eine Größenordnung kleiner und bekannt. Wenn von Strahlungsarten die Rede ist, meint man sehr oft ausschließlich solche, in die EMR unterteilt wird, was grundsätzlich falsch ist. Denn wenn man darüber spricht, was Strahlung in der Physik ist, sollte man auf alle Aspekte achten. Aber gleichzeitig wird der Schwerpunkt auf die wichtigsten Punkte gelegt.

Über Strahlungsquellen

Wir betrachten weiterhin elektromagnetische Strahlung. Wir wissen, dass es sich um Wellen handelt, die entstehen, wenn ein elektrisches oder magnetisches Feld gestört wird. Dieser Vorgang wird von der modernen Physik aus der Sicht der Theorie des Welle-Teilchen-Dualismus interpretiert. Somit wird anerkannt, dass der minimale Anteil der EMR ein Quantum ist. Gleichzeitig wird jedoch angenommen, dass es auch Frequenzwelleneigenschaften aufweist, von denen die Haupteigenschaften abhängen. Um die Klassifizierung von Quellen zu verbessern, werden verschiedene Emissionsspektren von EMR-Frequenzen unterschieden. Also das:

1. Harte Strahlung (ionisiert);
2. Optisch (für das Auge sichtbar);
3. Thermisch (auch bekannt als Infrarot);
4. Radiofrequenz.

Einige davon wurden bereits berücksichtigt. Jedes Strahlungsspektrum hat seine eigenen einzigartigen Eigenschaften.

Art der Quellen

Je nach Ursprung können elektromagnetische Wellen in zwei Fällen entstehen:

1. Wenn eine Störung künstlichen Ursprungs vorliegt.
2. Registrierung von Strahlung aus einer natürlichen Quelle.

Was können Sie zu den ersten sagen? Künstliche Quellen stellen meist eine Nebenwirkung dar, die durch den Betrieb verschiedener elektrischer Geräte und Mechanismen entsteht. Strahlung natürlichen Ursprungs erzeugt das Erdmagnetfeld, elektrische Prozesse in der Atmosphäre des Planeten und Kernfusion in den Tiefen der Sonne. Die Stärke des elektromagnetischen Feldes hängt von der Leistungsstufe der Quelle ab. Herkömmlicherweise wird die erfasste Strahlung in Low-Level- und High-Level-Strahlung unterteilt. Zu den ersten gehören:

1. Fast alle Geräte, die mit einem CRT-Display ausgestattet sind (z. B. ein Computer).
2. Verschiedene Haushaltsgeräte, von Klimaanlagen bis hin zu Bügeleisen;
3. Technische Systeme, die verschiedene Objekte mit Strom versorgen. Beispiele hierfür sind Stromkabel, Steckdosen und Stromzähler.

Starke elektromagnetische Strahlung wird erzeugt durch:

1. Stromleitungen.
2. Alle elektrischen Transportmittel und ihre Infrastruktur.
3. Radio- und Fernsehtürme sowie Mobil- und Mobilfunkstationen.
4. Aufzüge und andere Hebegeräte mit elektromechanischen Kraftwerken.
5. Geräte zur Netzspannungsumwandlung (Wellen, die von einer Umspannstation oder einem Transformator ausgehen).

Separat gibt es spezielle Geräte, die in der Medizin eingesetzt werden und harte Strahlung aussenden. Beispiele hierfür sind MRT, Röntgengeräte und dergleichen.

Der Einfluss elektromagnetischer Strahlung auf den Menschen

Im Laufe zahlreicher Studien sind Wissenschaftler zu dem traurigen Schluss gekommen, dass eine langfristige Exposition gegenüber elektromagnetischer Strahlung zu einer wahren Explosion von Krankheiten beiträgt. Viele Störungen treten jedoch auf genetischer Ebene auf. Daher ist der Schutz vor elektromagnetischer Strahlung relevant. Dies liegt daran, dass EMR eine hohe biologische Aktivität aufweist. In diesem Fall hängt das Ergebnis der Beeinflussung ab von:

1. Die Art der Strahlung.
2. Dauer und Intensität des Einflusses.

Spezifische Einflussmomente

Es hängt alles von der Lokalisierung ab. Die Strahlungsabsorption kann lokal oder allgemein erfolgen. Ein Beispiel für den zweiten Fall ist die Wirkung von Stromleitungen. Ein Beispiel für eine lokale Belastung sind die elektromagnetischen Wellen, die von einer Digitaluhr oder einem Mobiltelefon ausgesendet werden. Auch thermische Effekte sind zu erwähnen. Durch die Schwingung von Molekülen wird die Feldenergie in Wärme umgewandelt. Nach diesem Prinzip arbeiten Mikrowellenstrahler, die zur Erwärmung verschiedener Stoffe eingesetzt werden. Es ist zu beachten, dass die thermische Wirkung bei der Beeinflussung einer Person immer negativ und sogar schädlich ist. Es ist zu beachten, dass wir ständig Strahlung ausgesetzt sind. Bei der Arbeit, zu Hause, in der Stadt unterwegs. Mit der Zeit verstärkt sich der negative Effekt nur noch. Daher wird der Schutz vor elektromagnetischer Strahlung immer wichtiger.

Wie können Sie sich schützen?

Zunächst müssen Sie wissen, womit Sie es zu tun haben. Dabei hilft ein spezielles Gerät zur Strahlungsmessung. So können Sie die Sicherheitslage einschätzen. In der Produktion werden zum Schutz saugfähige Siebe eingesetzt. Aber leider sind sie nicht für den Heimgebrauch gedacht. Für den Anfang sind hier drei Tipps, die Sie befolgen können:

1. Sie sollten einen Sicherheitsabstand zu Geräten einhalten. Bei Stromleitungen, Fernseh- und Funktürmen beträgt diese mindestens 25 Meter. Bei Röhrenmonitoren und Fernsehern genügen dreißig Zentimeter. Elektronische Uhren sollten nicht näher als 5 cm entfernt sein. Es wird nicht empfohlen, Radios und Mobiltelefone näher als 2,5 cm an die Uhr heranzubringen. Sie können einen Standort mit einem speziellen Gerät auswählen – einem Flussmesser. Die von ihm erfasste zulässige Strahlendosis sollte 0,2 µT nicht überschreiten.
2. Versuchen Sie, die Zeit, die Sie der Strahlung ausgesetzt sind, zu verkürzen.
3. Sie sollten Elektrogeräte immer ausschalten, wenn Sie sie nicht benutzen. Denn selbst wenn sie inaktiv sind, emittieren sie weiterhin elektromagnetische Strahlung.

Über den stillen Killer

Und wir schließen den Artikel mit einem wichtigen, wenn auch in weiten Kreisen eher wenig bekannten Thema ab: der Strahlung. Während seines gesamten Lebens, seiner Entwicklung und Existenz war der Mensch von natürlichen Hintergründen durchstrahlt. Natürliche Strahlung kann grob in äußere und innere Strahlung unterteilt werden. Die erste umfasst kosmische Strahlung, Sonnenstrahlung, den Einfluss der Erdkruste und der Luft. Auch die Baumaterialien, aus denen Häuser und Bauwerke entstehen, erzeugen einen gewissen Hintergrund.

Strahlung hat eine erhebliche Durchdringungskraft, daher ist es problematisch, sie zu stoppen. Um die Strahlen vollständig zu isolieren, müssen Sie sich also hinter einer 80 Zentimeter dicken Bleiwand verstecken. Innere Strahlung entsteht, wenn natürliche radioaktive Substanzen zusammen mit Nahrung, Luft und Wasser in den Körper gelangen. Radon, Thoron, Uran, Thorium, Rubidium und Radium kommen im Erdinneren vor. Sie alle werden von Pflanzen aufgenommen, können im Wasser sein – und gelangen beim Verzehr in unseren Körper.

Zusammenfassung anderer Vorträge

„Elektrolyse von Lösungen und Schmelzen“ – Michael Faraday (1791 – 1867). Vermeiden Sie, dass Elektrolyt verspritzt wird. Prozessdiagramme. Unterrichtsziele: Elektrolyte sind komplexe Stoffe, deren Schmelzen und Lösungen elektrischen Strom leiten. GBOU-Sekundarschule Nr. 2046, Moskau. Cu2+ ist ein Oxidationsmittel. Salze, Laugen, Säuren. Sicherheitsregeln beim Arbeiten am PC. Sicherheitsbestimmungen. Der Vorgang des Hinzufügens von Elektronen durch Ionen wird Reduktion genannt. Kathode. Rockthema: „Elektrolyse von Schmelzen und Lösungen sauerstofffreier Salze.“

„Physik des Magnetfelds“ – Durch die Platzierung eines Stahlstabs im Inneren des Magneten erhalten wir den einfachsten Elektromagneten. Zählen wir grob die Anzahl der magnetisierten Nägel. Betrachten Sie das Magnetfeld eines spiralförmig gewickelten Leiters. Feldlinienmethode. Ziele und Zielsetzungen des Projekts: Eine Magnetnadel befindet sich in der Nähe eines geraden Drahtes. Magnetfeldquelle.

„Atomenergie“ – Auf solchen Kongressen werden Fragen im Zusammenhang mit Installationsarbeiten in Kernkraftwerken gelöst. In fast allen Phasen des nuklearen Kreislaufs entstehen radioaktive Abfälle. Nach Norden Natürlich kann auf die Kernenergie ganz verzichtet werden. Kernkraftwerke, Wärmekraftwerke, Wasserkraftwerke sind moderne Zivilisationen. Kernkraftwerk Saporoschje. Energie: „dagegen“.

„Physik des Lichts“ – Brillenauswahl. Aufbau eines Bildes in einer Zerstreuungslinse. Spiegelteleskop (Reflektor). Sammellinse. Geometrische Optik. Die Geradlinigkeit der Lichtausbreitung erklärt die Entstehung von Schatten. Eine Sonnenfinsternis wird durch die lineare Ausbreitung des Lichts erklärt. Sammellinsen (a) und Zerstreuungslinsen (b). Menschliches Auge. Lichtausbreitung in einem Faserlichtleiter.

„Elektrische Phänomene, Klasse 8“ – Repel. Kontakt. Substanzen. Der Vorgang, dem Körper eine elektrische Ladung zu verleihen g. Reibung. Elektroskop-Elektrometer. Geräte. Elektrische Ladung. 8. Klasse. Elektrische Phänomene Städtische Bildungseinrichtung Pervomaiskaya-Sekundarschule Khairullina Galina Aleksandrovna. + ZWEI Arten von Gebühren -. Elektrische Phänomene Anfang des 17. Jahrhunderts. Nichtleiter (Dielektrika) – Ebonit – Bernstein Porzellankautschuk. Aus Dielektrika. ELEKTRON (Griechisch) – BERNSTEIN. Ladungen verschwinden oder erscheinen nicht, sondern werden nur zwischen zwei Körpern umverteilt. Isolatoren. Sie ziehen Strohhalme, Flusen und Fell an. Reibung. Beide Körper sind elektrifiziert.

„Lomonosovs Aktivitäten“ – Das Training wurde das ganze Jahr über durchgeführt. : Literarische Tätigkeit. Entwicklung der Aktivitäten von Lomonossow. Lomonossow ist 300 Jahre alt. Ein neuer Lebensabschnitt. Reise nach Moskau. Die Bedeutung der Chemie im Leben Lomonossows.

Strahlung ist ein physikalischer Prozess, der zur Übertragung von Energie mithilfe elektromagnetischer Wellen führt. Den umgekehrten Vorgang der Strahlung nennt man Absorption. Lassen Sie uns dieses Thema genauer betrachten und auch Beispiele für Strahlung im Alltag und in der Natur nennen.

Physik des Strahlungsvorkommens

Jeder Körper besteht aus Atomen, die wiederum aus positiv geladenen Kernen und Elektronen bestehen, die um die Kerne Elektronenhüllen bilden und negativ geladen sind. Atome sind so konzipiert, dass sie sich in unterschiedlichen Energiezuständen befinden können, das heißt, sie können sowohl höhere als auch niedrigere Energien haben. Wenn ein Atom die niedrigste Energie hat, sprechen wir von seinem Grundzustand; jeder andere Energiezustand des Atoms wird als angeregt bezeichnet.

Die Existenz unterschiedlicher Energiezustände eines Atoms beruht auf der Tatsache, dass sich seine Elektronen auf bestimmten Energieniveaus befinden können. Wenn sich ein Elektron von einer höheren auf eine niedrigere Ebene bewegt, verliert das Atom Energie, die es in Form eines Photons, dem Trägerteilchen elektromagnetischer Wellen, in den umgebenden Raum abgibt. Im Gegenteil, der Übergang eines Elektrons von einem niedrigeren zu einem höheren Niveau geht mit der Absorption eines Photons einher.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, ein Elektron eines Atoms auf ein höheres Energieniveau zu übertragen, bei denen es sich um eine Energieübertragung handelt. Dabei kann es sich entweder um die Einwirkung äußerer elektromagnetischer Strahlung auf das jeweilige Atom oder um die Übertragung von Energie auf das Atom auf mechanischem oder elektrischem Wege handeln. Darüber hinaus können Atome durch chemische Reaktionen Energie aufnehmen und dann wieder abgeben.

Elektromagnetisches Spektrum

Bevor wir zu Strahlungsbeispielen in der Physik übergehen, sei darauf hingewiesen, dass jedes Atom bestimmte Energieanteile abgibt. Dies liegt daran, dass die Zustände, in denen sich ein Elektron in einem Atom befinden kann, nicht willkürlich, sondern streng definiert sind. Dementsprechend geht der Übergang zwischen diesen Zuständen mit der Emission einer bestimmten Energiemenge einher.

Aus der Atomphysik ist bekannt, dass Photonen, die durch elektronische Übergänge in einem Atom entstehen, eine Energie haben, die direkt proportional zu ihrer Schwingungsfrequenz und umgekehrt proportional zur Wellenlänge ist (ein Photon ist eine elektromagnetische Welle, die durch Ausbreitungsgeschwindigkeit und Länge gekennzeichnet ist). und Frequenz). Da ein Atom eines Stoffes nur bestimmte Energien aussenden kann, sind auch die Wellenlängen der ausgesendeten Photonen spezifisch. Die Menge all dieser Längen wird elektromagnetisches Spektrum genannt.

Liegt die Wellenlänge eines Photons zwischen 390 nm und 750 nm, dann spricht man von sichtbarem Licht, da der Mensch es mit seinen eigenen Augen wahrnehmen kann; liegt die Wellenlänge unter 390 nm, dann haben solche elektromagnetischen Wellen eine hohe Energie und sind es auch sogenannte Ultraviolett-, Röntgen- oder Gammastrahlung. Bei Längen über 750 nm haben Photonen eine geringe Energie und werden als Infrarot-, Mikro- oder Radiostrahlung bezeichnet.

Wärmestrahlung von Körpern

Jeder Körper, dessen Temperatur vom absoluten Nullpunkt abweicht, strahlt Energie ab. In diesem Fall sprechen wir von Wärme- oder Temperaturstrahlung. Dabei bestimmt die Temperatur sowohl das elektromagnetische Spektrum der Wärmestrahlung als auch die vom Körper abgegebene Energiemenge. Je höher die Temperatur, desto mehr Energie gibt der Körper in den umgebenden Raum ab und desto mehr verschiebt sich sein elektromagnetisches Spektrum in den Hochfrequenzbereich. Wärmestrahlungsprozesse werden durch die Stefan-Boltzmann-, Planck- und Wien-Gesetze beschrieben.

Beispiele für Strahlung im Alltag

Wie bereits oben erwähnt, strahlt absolut jeder Körper Energie in Form elektromagnetischer Wellen aus. Dieser Vorgang kann jedoch nicht immer mit bloßem Auge beobachtet werden, da die Temperaturen der Körper um uns herum normalerweise zu niedrig sind und ihr Spektrum daher in einem niedrigen Bereich liegt. Für den Menschen unsichtbarer Frequenzbereich.

Ein markantes Beispiel für Strahlung im sichtbaren Bereich ist eine elektrische Glühlampe. Der elektrische Strom, der spiralförmig verläuft, erhitzt den Wolframfaden auf 3000 K. Eine so hohe Temperatur führt dazu, dass der Faden beginnt, elektromagnetische Wellen auszusenden, deren Maximum im langwelligen Teil des sichtbaren Spektrums liegt.

Ein weiteres Beispiel für Strahlung im Alltag ist ein Mikrowellenherd, der Mikrowellen aussendet, die für das menschliche Auge unsichtbar sind. Diese Wellen werden von wasserhaltigen Objekten absorbiert und erhöhen dadurch deren kinetische Energie und damit auch die Temperatur.

Ein Beispiel für Strahlung im Infrarotbereich im Alltag ist schließlich der Strahler einer Heizbatterie. Wir sehen seine Strahlung nicht, aber wir spüren diese Wärme.

Natürlich emittierende Objekte

Das vielleicht auffälligste Beispiel für Strahlung in der Natur ist unser Stern – die Sonne. Die Temperatur auf der Sonnenoberfläche liegt bei ca.

Die Sonne erwärmt die sie umgebenden Planeten und ihre Satelliten, die ebenfalls zu leuchten beginnen. Hierbei ist zwischen reflektiertem Licht und Wärmestrahlung zu unterscheiden. So ist unsere Erde gerade aufgrund des reflektierten Sonnenlichts vom Weltraum aus in Form einer blauen Kugel zu sehen. Wenn wir über die Wärmestrahlung des Planeten sprechen, dann kommt sie auch vor, liegt aber im Bereich des Mikrowellenspektrums (ca. 10 Mikrometer).

Neben reflektiertem Licht ist es interessant, ein weiteres Beispiel für Strahlung in der Natur zu nennen, die mit Grillen in Verbindung gebracht wird. Das von ihnen emittierte sichtbare Licht hat nichts mit Wärmestrahlung zu tun und ist das Ergebnis einer chemischen Reaktion zwischen Luftsauerstoff und Luciferin (einer Substanz, die in Insektenzellen vorkommt). Dieses Phänomen wird Biolumineszenz genannt.