چکیده فیزیک با موضوع: تابش را بخوانید. تابش: انواع و اثرات آن بر بدن تابش در فیزیک چیست؟

امروز در مورد اینکه تشعشع در فیزیک چیست صحبت خواهیم کرد. بیایید در مورد ماهیت انتقال های الکترونیکی صحبت کنیم و یک مقیاس الکترومغناطیسی ارائه دهیم.

الوهیت و اتم

ساختار ماده بیش از دو هزار سال پیش مورد توجه دانشمندان قرار گرفت. فیلسوفان یونان باستان در مورد اینکه چگونه هوا با آتش و زمین با آب متفاوت است، چرا سنگ مرمر سفید و زغال سنگ سیاه است، سؤالاتی مطرح کردند. آنها سیستم های پیچیده ای از اجزای وابسته به هم ایجاد کردند، یکدیگر را رد یا حمایت کردند. و غیر قابل درک ترین پدیده ها، به عنوان مثال، صاعقه یا طلوع خورشید، به عمل خدایان نسبت داده می شد.

یک بار، پس از مشاهده پله‌های معبد برای سال‌ها، یک دانشمند متوجه شد: هر پایی که روی سنگی می‌ایستد، ذره‌ای از ماده را با خود می‌برد. با گذشت زمان، سنگ مرمر تغییر شکل داد و در وسط فرو رفت. نام این دانشمند لوسیپوس است و کوچکترین ذرات را اتم تقسیم ناپذیر نامیده است. این مسیر برای مطالعه چیستی تابش در فیزیک آغاز شد.

عید پاک و نور

سپس دوران تاریک فرا رسید و علم رها شد. همه کسانی که سعی در مطالعه نیروهای طبیعت داشتند، جادوگر و جادوگر نامیده می شدند. اما، به اندازه کافی عجیب، این دین بود که به توسعه بیشتر علم انگیزه داد. مطالعه در مورد چیستی تشعشعات در فیزیک با نجوم آغاز شد.

زمان جشن عید پاک در آن روزها هر بار متفاوت محاسبه می شد. سیستم پیچیده روابط بین اعتدال بهاری، چرخه قمری 26 روزه و هفته 7 روزه بیش از دو سال مانع از جمع آوری جداول تاریخ برای جشن عید پاک شد. اما کلیسا باید همه چیز را از قبل برنامه ریزی می کرد. بنابراین، پاپ لئو ایکس دستور داد تا جداول دقیق تری تهیه شود. این امر مستلزم مشاهده دقیق حرکات ماه، ستارگان و خورشید بود. و در پایان، نیکلاوس کوپرنیک متوجه شد: زمین مسطح نیست و مرکز جهان نیست. سیاره توپی است که به دور خورشید می چرخد. و ماه یک کره در مدار زمین است. البته ممکن است بپرسیم: "این همه چه ربطی به تشعشعات در فیزیک دارد؟" حالا بیایید آن را فاش کنیم.

بیضی و پرتو

بعدها، کپلر سیستم کوپرنیک را تکمیل کرد و ثابت کرد که سیارات در مدارهای بیضی شکل حرکت می کنند و این حرکت ناهموار است. اما دقیقاً اولین قدم بود که علاقه به نجوم را در بشر القا کرد. و در آنجا از سؤالات دور نبود: "ستاره چیست؟"، "چرا مردم پرتوهای آن را می بینند؟" و "چگونه یک نور با دیگری تفاوت دارد؟" اما ابتدا باید از اجسام بزرگ به کوچکترین آنها حرکت کنید. و سپس به تشعشع می رسیم، مفهومی در فیزیک.

اتم و کشمش

در پایان قرن نوزدهم، دانش کافی در مورد کوچکترین واحدهای شیمیایی ماده - اتم ها - جمع شده بود. آنها از نظر الکتریکی خنثی بودند، اما حاوی عناصر دارای بار مثبت و منفی بودند.

مفروضات زیادی مطرح شده است: بارهای مثبت در یک میدان منفی توزیع می شوند، مانند کشمش در یک نان، و اینکه یک اتم قطره ای از قطعات مایع با بار غیرمشابه است. اما تجربه رادرفورد همه چیز را روشن کرد. او ثابت کرد که در مرکز اتم یک هسته سنگین مثبت وجود دارد و در اطراف آن الکترون های منفی نور وجود دارد. و پیکربندی پوسته ها برای هر اتم متفاوت است. اینجاست که ویژگی های تابش در فیزیک انتقال های الکترونیکی نهفته است.

بور و مدار

هنگامی که دانشمندان دریافتند که بخش های منفی نور اتم الکترون هستند، یک سوال دیگر مطرح شد - چرا آنها بر روی هسته نمی افتند. از این گذشته، طبق نظریه ماکسول، هر بار متحرکی تشعشع می کند و بنابراین انرژی خود را از دست می دهد. اما اتم ها تا زمانی که جهان هستی وجود داشتند و قرار نبودند نابود شوند. بور به کمک آمد. او فرض کرد که الکترون ها در مدارهای ثابت خاصی در اطراف هسته اتم هستند و فقط می توانند در آنها باشند. انتقال یک الکترون بین مدارها توسط یک حرکت حرکتی با جذب یا انتشار انرژی انجام می شود. این انرژی می تواند مثلاً یک کوانتوم نور باشد. در اصل، ما اکنون تعریف تشعشع را در فیزیک ذرات بیان کرده ایم.

هیدروژن و عکاسی

در ابتدا، فناوری عکاسی به عنوان یک پروژه تجاری اختراع شد. مردم می‌خواستند قرن‌ها بمانند، اما همه نمی‌توانستند از یک هنرمند پرتره سفارش دهند. و عکس ها ارزان بودند و به چنین سرمایه گذاری زیادی نیاز نداشتند. سپس هنر شیشه و نیترات نقره، امور نظامی را در خدمت خود قرار داد. و سپس علم شروع به استفاده از مواد حساس به نور کرد.

ابتدا از طیف عکسبرداری شد. مدتهاست که مشخص شده است که هیدروژن داغ خطوط خاصی را منتشر می کند. فاصله بین آنها از قانون خاصی پیروی می کرد. اما طیف هلیوم پیچیده‌تر بود: شامل مجموعه‌ای از خطوط مشابه هیدروژن و یک خط دیگر بود. سری دوم دیگر از قانون مشتق شده برای سری اول تبعیت نمی کرد. در اینجا نظریه بور به کمک آمد.

معلوم شد که در یک اتم هیدروژن فقط یک الکترون وجود دارد و می تواند از تمام مدارهای برانگیخته بالاتر به یک مدار پایین تر حرکت کند. این اولین سری از خطوط بود. اتم های سنگین تر پیچیده تر هستند.

لنز، گریتینگ، طیف

این آغاز استفاده از تابش در فیزیک بود. تجزیه و تحلیل طیفی یکی از قوی ترین و قابل اعتمادترین روش ها برای تعیین ترکیب، کمیت و ساختار یک ماده است.

1. طیف گسیل الکترون به شما می گوید که چه چیزی در جسم موجود است و درصد یک جزء خاص چقدر است. این روش کاملاً در تمام زمینه های علم استفاده می شود: از زیست شناسی و پزشکی گرفته تا فیزیک کوانتومی.
2. طیف جذب به شما می گوید که کدام یون ها و در کدام موقعیت ها در شبکه جامد وجود دارند.
3. طیف چرخشی نشان می‌دهد که مولکول‌ها در داخل اتم چقدر از هم فاصله دارند، هر عنصر چقدر و چه نوع پیوندی دارد.

و دامنه کاربرد تابش الکترومغناطیسی بی شمار است:

• امواج رادیویی ساختار اجرام بسیار دور و داخل سیارات را بررسی می کنند.
• تابش حرارتی در مورد انرژی فرآیندها خواهد گفت.
• نور مرئی به شما می گوید که درخشان ترین ستارگان در کدام جهت قرار دارند.
• پرتوهای فرابنفش روشن می کند که فعل و انفعالات پرانرژی در حال رخ دادن است.
• خود طیف پرتو ایکس به افراد اجازه می دهد تا ساختار ماده (از جمله بدن انسان) را مطالعه کنند و وجود این پرتوها در اجرام کیهانی به دانشمندان اطلاع می دهد که یک ستاره نوترونی، یک انفجار ابرنواختر یا یک سیاهچاله در کانون وجود دارد. از تلسکوپ

بدنه مشکی خالص

اما بخش خاصی وجود دارد که به بررسی تابش حرارتی در فیزیک می پردازد. بر خلاف نور اتمی، تابش حرارتی نور دارای یک طیف پیوسته است. و بهترین شی مدل برای محاسبات یک جسم کاملا سیاه است. این جسمی است که تمام نوری را که روی آن فرو می‌افتد، "گرفته" می‌کند، اما آن را پس نمی‌گیرد. به اندازه کافی عجیب، یک جسم کاملاً سیاه تابش ساطع می کند و حداکثر طول موج به دمای مدل بستگی دارد. در فیزیک کلاسیک، تشعشعات حرارتی یک پارادوکس را به وجود آورد. معلوم شد که هر چیز گرم شده باید انرژی بیشتری و بیشتری بتاباند تا زمانی که در محدوده فرابنفش، انرژی آن جهان را نابود کند.

ماکس پلانک توانست این پارادوکس را حل کند. او کمیت جدیدی به نام کوانتومی را وارد فرمول تابش کرد. او بدون اینکه معنای فیزیکی خاصی به آن بدهد، یک جهان کامل را کشف کرد. اکنون کوانتیزه کردن کمیت ها اساس علم مدرن است. دانشمندان دریافتند که میدان ها و پدیده ها از عناصر تقسیم ناپذیر یعنی کوانتوم تشکیل شده اند. این منجر به مطالعات عمیق تر در مورد ماده شد. به عنوان مثال، دنیای مدرن متعلق به نیمه هادی ها است. قبلاً همه چیز ساده بود: فلز جریان را هدایت می کند ، سایر مواد دی الکتریک هستند. و موادی مانند سیلیکون و ژرمانیوم (نیمه رساناها) در رابطه با الکتریسیته رفتار نامفهومی دارند. برای یادگیری نحوه کنترل خواص آنها، لازم بود یک نظریه کامل ایجاد شود و تمام احتمالات اتصالات p-n محاسبه شود.

شما به خوبی می دانید که منبع اصلی گرما در زمین خورشید است. چگونه گرما از خورشید منتقل می شود؟ از این گذشته ، زمین در فاصله 15 10 7 کیلومتری آن قرار دارد. تمام این فضای خارج از جو ما حاوی ماده بسیار کمیاب است.

همانطور که مشخص است، در خلاء، انتقال انرژی توسط هدایت حرارتی غیرممکن است. به دلیل همرفت نیز نمی تواند رخ دهد. بنابراین نوع دیگری از انتقال حرارت وجود دارد.

بیایید این نوع انتقال حرارت را از طریق آزمایش مطالعه کنیم.

بیایید گیج فشار مایع را با استفاده از یک لوله لاستیکی به هیت سینک وصل کنیم (شکل 12).

اگر یک قطعه فلزی را که با دمای بالا گرم شده است به سطح تاریک هیت سینک بیاورید، سطح مایع در زانویی فشار سنج متصل به هیت سینک کاهش می یابد (شکل 12، a). بدیهی است که هوا در هیت سینک گرم شده و منبسط شده است. گرم شدن سریع هوا در هیت سینک تنها با انتقال انرژی از بدنه گرم شده به آن قابل توضیح است.

برنج. 12. انتقال انرژی توسط تابش

انرژی در این مورد با هدایت حرارتی منتقل نمی شد. از این گذشته ، بین بدنه گرم شده و سینک گرما هوا وجود داشت - رسانای ضعیف گرما. در اینجا هم نمی توان همرفت را مشاهده کرد، زیرا سینک حرارتی در کنار بدنه گرم شده قرار دارد و نه بالای آن. از این رو، در این حالت انتقال انرژی از طریق انجام می شودتابش - تشعشع.

انتقال انرژی توسط تابش با سایر انواع انتقال حرارت متفاوت است. می توان آن را در خلاء کامل انجام داد.

همه اجسام انرژی ساطع می کنند: هم بدن با حرارت زیاد و هم آنهایی که حرارت ضعیف دارند، مثلاً بدن انسان، اجاق گاز، لامپ برق و غیره. اما هر چه دمای بدن بالاتر باشد، انرژی بیشتری توسط تابش منتقل می شود. در این حالت، انرژی تا حدی توسط اجسام اطراف جذب می شود و تا حدی منعکس می شود. هنگامی که انرژی جذب می شود، اجسام بسته به وضعیت سطح، متفاوت گرم می شوند.

اگر گیرنده گرما را به بدنه فلزی گرم شده، ابتدا با سمت تاریک و سپس با سمت روشن بچرخانید، ستون مایع در زانویی فشار سنج متصل به گیرنده گرما در حالت اول کاهش می یابد (شکل 12 را ببینید، الف)، و در دوم (شکل 12، ب) افزایش خواهد یافت. این نشان می دهد که اجسامی با سطح تیره بهتر از اجسامی با سطح روشن انرژی جذب می کنند.

در عین حال، اجسام با سطح تیره در مقایسه با اجسام با سطح روشن، در اثر تابش سریعتر سرد می شوند. به عنوان مثال، در یک کتری روشن، آب گرم دمای بالا را برای مدت طولانی تری نسبت به یک کتری تاریک حفظ می کند.

توانایی اجسام برای جذب انرژی تابش متفاوت در عمل مورد استفاده قرار می گیرد. بدین ترتیب سطح بالن های هوابرد و بال های هواپیما با رنگ نقره ای رنگ می شوند تا در برابر نور خورشید گرم نشوند. اگر برعکس، لازم است از انرژی خورشیدی استفاده شود، به عنوان مثال، در ابزارهای نصب شده در ماهواره های مصنوعی زمین، آنگاه این قسمت های ابزار به رنگ تیره رنگ می شوند.

سوالات

1. چگونه انتقال انرژی توسط تابش را به صورت تجربی نشان دهیم؟
2. کدام بدن انرژی تشعشع را بهتر و کدام بدتر جذب می کند؟
3. چگونه یک فرد در عمل توانایی های مختلف بدن برای جذب انرژی تشعشع را در نظر می گیرد؟

تمرین 5

1. در تابستان، هوای ساختمان گرم می شود و انرژی را به روش های مختلف دریافت می کند: از طریق دیوارها، از طریق یک پنجره باز که هوای گرم وارد آن می شود، از طریق شیشه ای که به انرژی خورشیدی اجازه عبور می دهد. در هر مورد با چه نوع انتقال حرارت سروکار داریم؟
2. مثال‌هایی بیاورید که نشان می‌دهد اجسامی با سطح تیره نسبت به آنهایی که سطح روشن دارند، در اثر تابش شدیدتر گرم می‌شوند.
3. چرا می توان ادعا کرد که انرژی را نمی توان از طریق همرفت و هدایت حرارتی از خورشید به زمین منتقل کرد؟ چگونه منتقل می شود؟

ورزش

با استفاده از یک دماسنج در فضای باز، دما را ابتدا در سمت آفتابی خانه و سپس در سمت سایه اندازه گیری کنید. توضیح دهید که چرا خوانش دماسنج متفاوت است.

جالب است...

قمقمه. اغلب لازم است غذا را سرد یا گرم نگه دارید. برای جلوگیری از سرد شدن یا گرم شدن بدن، باید انتقال حرارت را کاهش دهید. در عین حال، آنها تلاش می کنند تا اطمینان حاصل کنند که انرژی با هر نوع انتقال حرارت منتقل نمی شود: هدایت حرارتی، همرفت، تابش. برای این منظور از قمقمه استفاده می شود (شکل 13).

برنج. 13. دستگاه قمقمه

از یک ظرف 4 شیشه ای با دو جداره تشکیل شده است. سطح داخلی دیواره ها با یک لایه فلزی براق پوشیده شده و هوا از فضای بین دیواره های ظرف خارج می شود. فضای بین دیوارها، بدون هوا، تقریباً هیچ گرمایی را منتقل نمی کند. لایه فلزی که منعکس می شود، از انتقال انرژی توسط تابش جلوگیری می کند. برای محافظت از شیشه در برابر آسیب، قمقمه در یک محفظه فلزی یا پلاستیکی مخصوص 3 قرار می گیرد. ظرف با درپوش 2 مهر و موم شده است و درپوش 1 در بالای آن پیچ می شود.

انتقال حرارت و فلور. در طبیعت و زندگی انسان، دنیای گیاهی نقش فوق العاده مهمی دارد. زندگی همه موجودات زنده روی زمین بدون آب و هوا غیرممکن است.

تغییرات دما به طور مداوم در لایه های هوای مجاور زمین و خاک رخ می دهد. خاک در طول روز گرم می شود زیرا انرژی را جذب می کند. در شب، برعکس، خنک می شود و انرژی آزاد می کند. تبادل حرارت بین خاک و هوا تحت تأثیر وجود پوشش گیاهی و همچنین آب و هوا است. خاک پوشیده از پوشش گیاهی در اثر تابش ضعیف گرم می شود. خنک شدن شدید خاک نیز در شب های صاف و بدون ابر مشاهده می شود. تشعشعات خاک آزادانه به فضا می رود. در اوایل بهار در چنین شب هایی یخبندان رخ می دهد. در دوره های ابری، اتلاف انرژی خاک توسط تشعشع کاهش می یابد. ابرها به عنوان یک صفحه نمایش عمل می کنند.

از گلخانه ها برای افزایش دمای خاک و محافظت از محصولات در برابر سرما استفاده می شود. قاب های شیشه ای یا آنهایی که از فیلم ساخته شده اند، تابش خورشیدی (قابل مشاهده) را به خوبی منتقل می کنند. در طول روز خاک گرم می شود. در شب، شیشه یا فیلم تشعشعات نامرئی را از خاک به راحتی کمتر منتقل می کند. خاک یخ نمی زند گلخانه ها همچنین از حرکت رو به بالا هوای گرم - همرفت جلوگیری می کنند.

در نتیجه دمای گلخانه ها بیشتر از محیط اطراف است.

پیش از این، مردم برای توضیح آنچه که نمی فهمیدند، به چیزهای خارق العاده مختلفی رسیدند - اسطوره ها، خدایان، مذهب، موجودات جادویی. و اگرچه تعداد زیادی از مردم هنوز به این خرافات اعتقاد دارند، اکنون می دانیم که برای هر چیزی توضیحی وجود دارد. یکی از موضوعات جالب، مرموز و شگفت انگیز، تشعشعات است. چیست؟ چه انواعی از آن وجود دارد؟ تابش در فیزیک چیست؟ چگونه جذب می شود؟ آیا می توان از خود در برابر تشعشعات محافظت کرد؟

اطلاعات کلی

بنابراین، انواع زیر از تابش متمایز می شود: حرکت موجی محیط، جسمی و الکترومغناطیسی. بیشترین توجه به مورد دوم خواهد بود. در مورد حرکت موجی محیط می توان گفت که در نتیجه حرکت مکانیکی یک جسم خاص به وجود می آید که باعث نادر شدن یا فشرده شدن متوالی محیط می شود. به عنوان مثال می توان به سونوگرافی یا سونوگرافی اشاره کرد. تابش هسته ای جریانی از ذرات اتمی مانند الکترون، پوزیترون، پروتون، نوترون، آلفا است که با فروپاشی طبیعی و مصنوعی هسته ها همراه است. بیایید فعلا در مورد این دو صحبت کنیم.

نفوذ

بیایید تابش خورشید را در نظر بگیریم. این یک عامل شفابخش و پیشگیری کننده قوی است. مجموعه ای از واکنش های فیزیولوژیکی و بیوشیمیایی همراه که با مشارکت نور رخ می دهد، فرآیندهای فوتوبیولوژیکی نامیده می شود. آنها در سنتز ترکیبات مهم بیولوژیکی شرکت می کنند، برای به دست آوردن اطلاعات و جهت گیری در فضا (بینایی) خدمت می کنند و همچنین می توانند عواقب مضری مانند ظهور جهش های مضر، تخریب ویتامین ها، آنزیم ها و پروتئین ها ایجاد کنند.

درباره تابش الکترومغناطیسی

در آینده، مقاله منحصراً به او اختصاص داده خواهد شد. تابش در فیزیک چه می کند، چگونه بر ما تأثیر می گذارد؟ EMR امواج الکترومغناطیسی است که توسط مولکول ها، اتم ها و ذرات باردار منتشر می شود. منابع بزرگ می توانند آنتن ها یا سایر سیستم های تابشی باشند. طول موج تابش (فرکانس نوسان) همراه با منابع از اهمیت تعیین کننده ای برخوردار است. بنابراین، بسته به این پارامترها، تابش گاما، اشعه ایکس و نوری متمایز می شود. دومی به تعدادی زیرگونه دیگر تقسیم می شود. بنابراین، این اشعه مادون قرمز، فرابنفش، تابش رادیویی و همچنین نور است. محدوده تا 10 -13 است. تشعشعات گاما توسط هسته های اتمی برانگیخته ایجاد می شود. اشعه ایکس را می توان با کاهش سرعت الکترون های شتاب گرفته و همچنین با انتقال آنها از سطوح غیرآزاد به دست آورد. امواج رادیویی با حرکت جریان های الکتریکی متناوب در امتداد رساناهای سیستم های تابشی (مثلا آنتن ها) اثر خود را به جا می گذارند.

درباره اشعه ماوراء بنفش

از نظر بیولوژیکی، پرتوهای UV فعال ترین هستند. اگر آنها با پوست تماس پیدا کنند، می توانند تغییرات موضعی در بافت و پروتئین های سلولی ایجاد کنند. علاوه بر این، اثر بر روی گیرنده های پوست ثبت می شود. کل ارگانیسم را به صورت رفلکس تحت تأثیر قرار می دهد. از آنجایی که یک محرک غیر اختصاصی عملکردهای فیزیولوژیکی است، تأثیر مفیدی بر سیستم ایمنی بدن و همچنین بر متابولیسم مواد معدنی، پروتئین، کربوهیدرات و چربی دارد. همه اینها در قالب یک اثر کلی سلامت، تقویت کننده و پیشگیرانه تابش خورشید ظاهر می شود. شایان ذکر است که برخی از ویژگی های خاصی که یک محدوده موج خاص دارد ذکر می شود. بنابراین، تأثیر تشعشع بر روی فردی با طول 320 تا 400 نانومتر به اثر برنزه شدن قرمزی کمک می کند. در محدوده 275 تا 320 نانومتر، اثرات ضد باکتریایی و ضد راشیتی ضعیفی ثبت شده است. اما اشعه فرابنفش از 180 تا 275 نانومتر به بافت بیولوژیکی آسیب می رساند. بنابراین باید احتیاط کرد. تابش مستقیم خورشیدی طولانی مدت، حتی در طیف ایمن، می تواند منجر به اریتم شدید همراه با تورم پوست و بدتر شدن قابل توجه سلامتی شود. تا افزایش احتمال ابتلا به سرطان پوست.

واکنش به نور خورشید

در ابتدا باید به تشعشعات مادون قرمز اشاره کرد. این اثر حرارتی بر روی بدن دارد که بستگی به میزان جذب اشعه توسط پوست دارد. از کلمه "سوختگی" برای توصیف اثر آن استفاده می شود. طیف مرئی بر تحلیلگر بینایی و وضعیت عملکردی سیستم عصبی مرکزی تأثیر می گذارد. و از طریق سیستم عصبی مرکزی و تمام سیستم ها و اندام های انسان. لازم به ذکر است که ما نه تنها تحت تأثیر درجه روشنایی، بلکه از طیف رنگی نور خورشید، یعنی کل طیف تابش هستیم. بنابراین، درک رنگ به طول موج بستگی دارد و بر فعالیت احساسی ما و همچنین عملکرد سیستم های مختلف بدن تأثیر می گذارد.

رنگ قرمز روح را تحریک می کند، احساسات را تقویت می کند و احساس گرما می دهد. اما به سرعت خسته می شود، به تنش عضلانی، افزایش تنفس و افزایش فشار خون کمک می کند. نارنجی احساس خوشبختی و نشاط را القا می کند، در حالی که زرد خلق و خو را بهبود می بخشد و سیستم عصبی و بینایی را تحریک می کند. سبز آرام بخش است، در هنگام بی خوابی، خستگی مفید است و لحن کلی بدن را بهبود می بخشد. رنگ بنفش تأثیر آرامش بخشی بر روان دارد. آبی سیستم عصبی را آرام می کند و ماهیچه ها را تقویت می کند.

یک عقب نشینی کوچک

چرا وقتی در نظر می گیریم تشعشع در فیزیک چیست، بیشتر در مورد EMR صحبت می کنیم؟ واقعیت این است که این دقیقاً همان چیزی است که در بیشتر موارد هنگام پرداختن به موضوع مورد نظر است. همان تابش جسمی و حرکت موجی محیط از نظر قدر کوچکتر و شناخته شده است. اغلب، وقتی در مورد انواع تشعشعات صحبت می کنند، منظور آنها منحصراً آنهایی است که EMR به آنها تقسیم می شود، که اساساً اشتباه است. از این گذشته ، هنگام صحبت در مورد اینکه تشعشع در فیزیک چیست ، باید به همه جوانب توجه شود. اما در عین حال بر مهمترین نکات تاکید می شود.

درباره منابع تشعشع

ما همچنان به بررسی تابش الکترومغناطیسی ادامه می دهیم. می دانیم که نشان دهنده امواجی است که با اختلال در میدان الکتریکی یا مغناطیسی به وجود می آیند. این فرآیند توسط فیزیک مدرن از نقطه نظر نظریه دوگانگی موج - ذره تفسیر می شود. بنابراین، مشخص شده است که حداقل بخش EMR یک کوانتوم است. اما در عین حال، اعتقاد بر این است که خواص موج فرکانس نیز دارد که ویژگی های اصلی به آن بستگی دارد. برای بهبود توانایی طبقه بندی منابع، طیف های مختلف انتشار فرکانس های EMR متمایز می شوند. پس این:

1. تابش سخت (یونیزه)؛
2. نوری (قابل مشاهده با چشم)؛
3. حرارتی (معروف به مادون قرمز)؛
4. فرکانس رادیو.

برخی از آنها قبلا در نظر گرفته شده است. هر طیف تابشی ویژگی های منحصر به فرد خود را دارد.

ماهیت منابع

امواج الکترومغناطیسی بسته به منشأ آنها می توانند در دو حالت ایجاد شوند:

1. هنگامی که اختلالی با منشاء مصنوعی وجود دارد.
2. ثبت تشعشعات ناشی از منبع طبیعی

در مورد اولین ها چه می توانید بگویید؟ منابع مصنوعی اغلب نشان دهنده یک عارضه جانبی است که در نتیجه عملکرد دستگاه ها و مکانیسم های الکتریکی مختلف رخ می دهد. تشعشعات با منشا طبیعی میدان مغناطیسی زمین، فرآیندهای الکتریکی در جو سیاره و همجوشی هسته ای در اعماق خورشید را ایجاد می کند. درجه قدرت میدان الکترومغناطیسی به سطح توان منبع بستگی دارد. به طور متعارف، تشعشعی که ثبت می شود به سطح پایین و سطح بالا تقسیم می شود. اولین ها عبارتند از:

1. تقریباً تمام دستگاه های مجهز به نمایشگر CRT (مانند رایانه).
2. لوازم خانگی مختلف، از سیستم های کنترل آب و هوا گرفته تا اتو؛
3. سیستم های مهندسی که برق رسانی به اشیاء مختلف را تامین می کنند. به عنوان مثال می توان به کابل های برق، پریزها و کنتورهای برق اشاره کرد.

تابش الکترومغناطیسی سطح بالا توسط:

1. خطوط برق.
2. کلیه حمل و نقل الکتریکی و زیرساخت های آن.
3. دکل های رادیویی و تلویزیونی و همچنین ایستگاه های ارتباطی سیار و سیار.
4. آسانسورها و سایر تجهیزات بالابری با استفاده از نیروگاه های الکترومکانیکی.
5. دستگاه های تبدیل ولتاژ شبکه (امواج ناشی از پست توزیع یا ترانسفورماتور).

به طور جداگانه، تجهیزات ویژه ای وجود دارد که در پزشکی استفاده می شود و تشعشعات سختی را منتشر می کند. به عنوان مثال می توان به ام آر آی، دستگاه های اشعه ایکس و موارد مشابه اشاره کرد.

تاثیر تابش الکترومغناطیسی بر انسان

در طول مطالعات متعدد، دانشمندان به این نتیجه غم انگیز رسیده اند که قرار گرفتن طولانی مدت در معرض EMR به انفجار واقعی بیماری ها کمک می کند. با این حال، بسیاری از اختلالات در سطح ژنتیکی رخ می دهد. بنابراین، حفاظت در برابر تشعشعات الکترومغناطیسی مرتبط است. این به دلیل این واقعیت است که EMR دارای سطح بالایی از فعالیت بیولوژیکی است. در این مورد، نتیجه تأثیر بستگی به موارد زیر دارد:

1. ماهیت تابش.
2. مدت و شدت تأثیر.

لحظات تاثیرگذاری خاص

این همه به محلی سازی بستگی دارد. جذب پرتو می تواند موضعی یا عمومی باشد. نمونه ای از مورد دوم تاثیری است که خطوط برق دارند. نمونه ای از قرار گرفتن در معرض محلی امواج الکترومغناطیسی ساطع شده توسط ساعت دیجیتال یا تلفن همراه است. همچنین باید به اثرات حرارتی اشاره کرد. در اثر ارتعاش مولکول ها، انرژی میدان به گرما تبدیل می شود. تابش های مایکروویو بر اساس این اصل عمل می کنند و برای گرم کردن مواد مختلف استفاده می شوند. لازم به ذکر است که هنگام تأثیرگذاری بر شخص، تأثیر حرارتی همیشه منفی و حتی مضر است. لازم به ذکر است که ما دائما در معرض تشعشعات هستیم. در محل کار، در خانه، حرکت در شهر. با گذشت زمان، اثر منفی فقط تشدید می شود. بنابراین حفاظت در برابر تشعشعات الکترومغناطیسی اهمیت فزاینده ای پیدا می کند.

چگونه می توانید از خود محافظت کنید؟

در ابتدا باید بدانید که با چه چیزی سر و کار دارید. یک دستگاه ویژه برای اندازه گیری تشعشع به این امر کمک می کند. به شما امکان می دهد وضعیت امنیتی را ارزیابی کنید. در تولید از صفحه های جاذب برای محافظت استفاده می شود. اما، افسوس، آنها برای استفاده در خانه طراحی نشده اند. برای شروع، در اینجا سه ​​نکته وجود دارد که می توانید دنبال کنید:

1. شما باید در فاصله ایمن از دستگاه ها بمانید. برای خطوط برق، دکل های تلویزیون و رادیو، این حداقل 25 متر است. با مانیتورها و تلویزیون های CRT سی سانتی متر کافی است. ساعت‌های الکترونیکی نباید از 5 سانتی‌متر نزدیک‌تر باشند و نزدیک‌تر از 2.5 سانتی‌متر رادیو و تلفن همراه توصیه نمی‌شود. می توانید با استفاده از یک دستگاه خاص - شار سنج یک مکان را انتخاب کنید. دوز مجاز تابش ثبت شده توسط آن نباید از 0.2 µT تجاوز کند.
2. سعی کنید زمان قرار گرفتن در معرض تشعشعات را کاهش دهید.
3. وقتی از وسایل برقی استفاده نمی کنید همیشه باید خاموش کنید. پس از همه، حتی زمانی که غیر فعال هستند، آنها به انتشار EMR ادامه می دهند.

درباره قاتل خاموش

و ما مقاله را با یک موضوع مهم، اگرچه نسبتاً ضعیف در محافل گسترده به پایان خواهیم رساند - تابش. انسان در طول زندگی، رشد و وجود خود تحت تابش پس زمینه طبیعی قرار داشت. تشعشعات طبیعی را می‌توان به دو دسته بیرونی و داخلی تقسیم کرد. اولین مورد شامل تابش کیهانی، تابش خورشیدی، تأثیر پوسته زمین و هوا است. حتی مصالح ساختمانی که خانه‌ها و سازه‌ها از آنها ساخته شده‌اند، زمینه خاصی را ایجاد می‌کنند.

تشعشع نیروی نفوذی قابل توجهی دارد، بنابراین توقف آن مشکل ساز است. بنابراین، برای جداسازی کامل پرتوها، باید پشت یک دیوار سربی به ضخامت 80 سانتی متر پنهان شوید. تشعشعات داخلی زمانی رخ می دهد که مواد رادیواکتیو طبیعی همراه با غذا، هوا و آب وارد بدن شوند. رادون، تورون، اورانیوم، توریم، روبیدیم و رادیوم را می توان در روده های زمین یافت. همه آنها توسط گیاهان جذب می شوند، می توانند در آب باشند - و وقتی خورده شوند، وارد بدن ما می شوند.

خلاصه سایر ارائه ها

"الکترولیز محلول ها و مذاب ها" - مایکل فارادی (1791 - 1867). اجازه ندهید الکترولیت پاشیده شود. نمودارهای فرآیند اهداف درس: الکترولیت ها مواد پیچیده ای هستند که مذاب ها و محلول های آنها جریان الکتریکی را هدایت می کنند. مدرسه متوسطه GBOU شماره 2046، مسکو. Cu2+ یک عامل اکسید کننده است. نمک ها، قلیایی ها، اسیدها. قوانین ایمنی هنگام کار با رایانه شخصی مقررات ایمنی فرآیند افزودن الکترون توسط یون ها را کاهش می گویند. کاتد. موضوع راک: "الکترولیز مذاب ها و محلول های نمک های بدون اکسیژن.

"فیزیک میدان مغناطیسی" - با قرار دادن یک میله فولادی در داخل شیر برقی، ساده ترین آهنربای الکتریکی را به دست می آوریم. بیایید به طور تقریبی تعداد میخ های مغناطیسی شده را بشماریم. میدان مغناطیسی یک هادی را در نظر بگیرید که به شکل مارپیچ پیچیده شده است. روش خط میدان. اهداف و اهداف پروژه: یک سوزن مغناطیسی در نزدیکی یک سیم مستقیم قرار دارد. منبع میدان مغناطیسی

"انرژی اتمی" - در چنین کنگره هایی، مسائل مربوط به کار نصب در نیروگاه های هسته ای حل می شود. زباله های رادیواکتیو تقریباً در تمام مراحل چرخه هسته ای تولید می شوند. به سمت شمال البته می توان انرژی هسته ای را به کلی کنار گذاشت. نیروگاه های هسته ای، نیروگاه های حرارتی، نیروگاه های برق آبی تمدن مدرن هستند. نیروگاه زاپوروژیه انرژی: "در مقابل".

"فیزیک نور" - انتخاب عینک. ساخت تصویر در عدسی واگرا. تلسکوپ آینه ای (بازتابنده). عدسی همگرا. اپتیک هندسی صاف بودن انتشار نور، تشکیل سایه ها را توضیح می دهد. خورشید گرفتگی با انتشار خطی نور توضیح داده می شود. عدسی های همگرا (الف) و واگرا (ب). چشم انسان. انتشار نور در راهنمای نور فیبر.

"پدیده های الکتریکی، درجه 8" - دفع. مخاطب. مواد. فرآیند انتقال بار الکتریکی به بدن g. اصطکاک. الکترومتر الکتروسکوپی. دستگاه ها شارژ الکتریکی. کلاس هشتم. پدیده های الکتریکی موسسه آموزشی شهری پروومایسکایا مدرسه متوسطه خیرولینا گالینا الکساندرونا. + دو نوع شارژ -. پدیده های الکتریکی اوایل قرن هفدهم. نارسانا (دی الکتریک) - آبنیت - کهربا لاستیک چینی. از دی الکتریک. ELECTRON (یونانی) - کهربا. بارها ناپدید نمی شوند و ظاهر نمی شوند، بلکه فقط بین دو بدن دوباره توزیع می شوند. عایق ها آنها نی، کرک و خز را جذب می کنند. اصطکاک. هر دو بدنه برق دار هستند.

"فعالیت های لومونوسوف" - آموزش در تمام طول سال انجام شد. : فعالیت ادبی. توسعه فعالیت های لومونوسوف. لومونوسوف 300 ساله است. یک دوره جدید در زندگی. به مسکو سفر کنید. اهمیت شیمی در زندگی لومونوسوف.

تابش یک فرآیند فیزیکی است که منجر به انتقال انرژی با استفاده از امواج الکترومغناطیسی می شود. فرآیند معکوس تابش را جذب می گویند. اجازه دهید این موضوع را با جزئیات بیشتری در نظر بگیریم و همچنین نمونه هایی از تشعشعات در زندگی روزمره و طبیعت را بیان کنیم.

فیزیک وقوع تشعشع

هر جسمی متشکل از اتم هایی است که به نوبه خود توسط هسته ها با بار مثبت و الکترون ها تشکیل می شود که لایه های الکترونی اطراف هسته ها را تشکیل می دهند و دارای بار منفی هستند. اتم ها به گونه ای طراحی شده اند که می توانند در حالت های مختلف انرژی باشند، یعنی هم انرژی بالاتر و هم انرژی کمتری داشته باشند. هنگامی که یک اتم کمترین انرژی را دارد، از حالت پایه آن صحبت می کنیم؛ هر حالت انرژی دیگر اتم را برانگیخته می گویند.

وجود حالت های انرژی مختلف یک اتم به این دلیل است که الکترون های آن می توانند در سطوح انرژی خاصی قرار گیرند. هنگامی که یک الکترون از یک سطح بالاتر به یک سطح پایین تر حرکت می کند، اتم انرژی را از دست می دهد، که آن را به صورت فوتون، ذره حامل امواج الکترومغناطیسی، به فضای اطراف ساطع می کند. برعکس، انتقال یک الکترون از سطح پایین تر به سطح بالاتر با جذب یک فوتون همراه است.

راه های مختلفی برای انتقال الکترون یک اتم به سطح انرژی بالاتر وجود دارد که شامل انتقال انرژی می شود. این می تواند تاثیر تابش الکترومغناطیسی خارجی بر اتم مورد نظر باشد یا انتقال انرژی به آن توسط وسایل مکانیکی یا الکتریکی. علاوه بر این، اتم ها می توانند انرژی را از طریق واکنش های شیمیایی دریافت و سپس آزاد کنند.

طیف الکترومغناطیسی

قبل از رفتن به نمونه هایی از تابش در فیزیک، باید توجه داشت که هر اتم بخش های خاصی از انرژی را ساطع می کند. این به این دلیل اتفاق می‌افتد که حالت‌هایی که یک الکترون می‌تواند در یک اتم باشد، دلخواه نیستند، بلکه کاملاً تعریف شده‌اند. بر این اساس، انتقال بین این حالت ها با انتشار مقدار معینی انرژی همراه است.

از فیزیک اتمی مشخص است که فوتون های تولید شده در نتیجه انتقال های الکترونیکی در یک اتم انرژی دارند که با فرکانس نوسان آنها نسبت مستقیم دارد و با طول موج آنها نسبت عکس دارد (فوتن یک موج الکترومغناطیسی است که با سرعت انتشار، طول مشخص می شود. و فرکانس). از آنجایی که یک اتم یک ماده فقط می تواند مجموعه خاصی از انرژی ها را ساطع کند، این بدان معنی است که طول موج فوتون های ساطع شده نیز مشخص است. مجموعه تمام این طول ها طیف الکترومغناطیسی نامیده می شود.

اگر طول موج یک فوتون بین 390 نانومتر تا 750 نانومتر باشد، ما از نور مرئی صحبت می کنیم، زیرا شخص می تواند آن را با چشم خود درک کند؛ اگر طول موج کمتر از 390 نانومتر باشد، چنین امواج الکترومغناطیسی انرژی بالایی دارند و اشعه ماوراء بنفش، اشعه ایکس یا گاما نامیده می شود. برای طول های بیشتر از 750 نانومتر، فوتون ها انرژی کمی دارند و تابش مادون قرمز، میکرو یا رادیویی نامیده می شوند.

تابش حرارتی اجسام

هر جسمی که دمایی متفاوت از صفر مطلق داشته باشد انرژی ساطع می کند، در این مورد ما در مورد تابش حرارتی یا دمایی صحبت می کنیم. در این حالت، دما هم طیف الکترومغناطیسی تابش حرارتی و هم مقدار انرژی ساطع شده از بدن را تعیین می کند. هر چه دما بالاتر باشد، بدن انرژی بیشتری به فضای اطراف ساطع می کند و طیف الکترومغناطیسی آن بیشتر به ناحیه فرکانس بالا منتقل می شود. فرآیندهای تابش حرارتی توسط قوانین استفان بولتزمن، پلانک و وین توصیف می شوند.

نمونه هایی از تشعشعات در زندگی روزمره

همانطور که در بالا گفته شد، مطلقاً هر جسمی انرژی را به شکل امواج الکترومغناطیسی ساطع می کند، اما این فرآیند همیشه با چشم غیرمسلح قابل مشاهده نیست، زیرا دمای اجسام اطراف ما معمولاً بسیار پایین است، بنابراین طیف آنها در یک درجه پایین قرار دارد. منطقه فرکانس نامرئی برای انسان

نمونه بارز تشعشعات در محدوده مرئی یک لامپ رشته ای الکتریکی است. جریان الکتریکی با عبور از یک مارپیچ، رشته تنگستن را تا 3000 کلوین گرم می کند. چنین دمای بالایی منجر به این واقعیت می شود که رشته شروع به انتشار امواج الکترومغناطیسی می کند که حداکثر آن در قسمت طول موج بلند طیف مرئی قرار می گیرد.

نمونه دیگری از تشعشعات در زندگی روزمره، اجاق مایکروویو است که امواج مایکروویو را منتشر می کند که برای چشم انسان نامرئی است. این امواج توسط اجسام حاوی آب جذب می شوند و در نتیجه انرژی جنبشی و در نتیجه دما افزایش می یابد.

در نهایت، یک نمونه از تابش در محدوده مادون قرمز در زندگی روزمره، رادیاتور یک باتری گرمایشی است. ما تابش آن را نمی بینیم، اما این گرما را احساس می کنیم.

اشیاء ساطع کننده طبیعی

شاید بارزترین نمونه تابش در طبیعت ستاره ما - خورشید باشد. دمای سطح خورشید تقریباً است بنابراین حداکثر تابش آن در طول موج 475 نانومتر رخ می دهد، یعنی در طیف مرئی قرار دارد.

خورشید سیارات اطراف خود و ماهواره های آنها را گرم می کند که آنها نیز شروع به درخشش می کنند. در اینجا لازم است بین نور منعکس شده و تابش حرارتی تمایز قائل شد. بنابراین، زمین ما دقیقاً به دلیل بازتاب نور خورشید از فضا به شکل یک توپ آبی دیده می شود. اگر در مورد تابش حرارتی سیاره صحبت کنیم، آنگاه نیز رخ می دهد، اما در ناحیه طیف مایکروویو (حدود 10 میکرون) قرار دارد.

علاوه بر نور منعکس شده، جالب است که مثال دیگری از تشعشعات در طبیعت ارائه دهیم که با جیرجیرک همراه است. نور مرئی که آنها ساطع می کنند هیچ ارتباطی با تشعشعات حرارتی ندارد و نتیجه یک واکنش شیمیایی بین اکسیژن جو و لوسیفرین (ماده ای که در سلول های حشرات یافت می شود) است. این پدیده بیولومینسانس نامیده می شود.