Rrezatimi është një proces fizik që rezulton në transferimin e energjisë duke përdorur valë elektromagnetike. Procesi i kundërt i rrezatimit quhet absorbim. Le ta shqyrtojmë këtë çështje në mënyrë më të detajuar, dhe gjithashtu të japim shembuj të rrezatimit në jetën e përditshme dhe natyrën.
Fizika e shfaqjes së rrezatimit
Çdo trup përbëhet nga atome, të cilat, nga ana tjetër, formohen nga bërthama, të ngarkuara pozitivisht, dhe elektrone, të cilat formojnë predha elektronike rreth bërthamave dhe janë të ngarkuara negativisht. Atomet janë projektuar në atë mënyrë që ato të mund të jenë në gjendje të ndryshme energjetike, domethënë mund të kenë energji më të lartë dhe më të ulët. Kur një atom ka energjinë më të ulët, flasim për gjendjen e tij bazë; çdo gjendje tjetër energjetike e atomit quhet e ngacmuar.
Ekzistenca e gjendjeve të ndryshme energjetike të një atomi është për shkak të faktit se elektronet e tij mund të vendosen në nivele të caktuara energjetike. Kur një elektron lëviz nga një nivel më i lartë në një nivel më të ulët, atomi humbet energjinë, të cilën e lëshon në hapësirën përreth në formën e një fotoni, grimca bartëse e valëve elektromagnetike. Përkundrazi, kalimi i një elektroni nga një nivel më i ulët në një nivel më të lartë shoqërohet me thithjen e një fotoni.
Ka disa mënyra për të transferuar një elektron të një atomi në një nivel më të lartë energjie, të cilat përfshijnë transferimin e energjisë. Ky mund të jetë ose ndikimi i rrezatimit elektromagnetik të jashtëm në atomin në fjalë, ose transferimi i energjisë në të me mjete mekanike ose elektrike. Përveç kësaj, atomet mund të marrin dhe më pas të lëshojnë energji përmes reaksioneve kimike.
Spektri elektromagnetik
Para se të kalojmë në shembuj të rrezatimit në fizikë, duhet të theksohet se çdo atom lëshon pjesë të caktuara të energjisë. Kjo ndodh sepse gjendjet në të cilat një elektron mund të jetë në një atom nuk janë arbitrare, por të përcaktuara rreptësisht. Prandaj, kalimi midis këtyre gjendjeve shoqërohet me emetimin e një sasie të caktuar energjie.
Dihet nga fizika atomike që fotonet e krijuara si rezultat i tranzicioneve elektronike në një atom kanë energji që është drejtpërdrejt proporcionale me frekuencën e tyre të lëkundjes dhe në përpjesëtim të zhdrejtë me gjatësinë e valës (një foton është një valë elektromagnetike, e cila karakterizohet nga shpejtësia e përhapjes, gjatësia dhe shpeshtësia). Meqenëse një atom i një substance mund të lëshojë vetëm një grup të caktuar energjish, kjo do të thotë se gjatësitë e valëve të fotoneve të emetuara janë gjithashtu specifike. Bashkësia e të gjitha këtyre gjatësive quhet spektër elektromagnetik.
Nëse gjatësia e valës së një fotoni është midis 390 nm dhe 750 nm, atëherë flasim për dritën e dukshme, pasi një person mund ta perceptojë atë me sytë e tij; nëse gjatësia e valës është më e vogël se 390 nm, atëherë valë të tilla elektromagnetike kanë energji të lartë dhe janë i quajtur rrezatim ultravjollcë, rreze x ose gama. Për gjatësi më të mëdha se 750 nm, fotonet kanë energji të ulët dhe quhen rrezatim infra të kuqe, mikro ose radio.
Rrezatimi termik i trupave
Çdo trup që ka një temperaturë të ndryshme nga zero absolute lëshon energji, në këtë rast flasim për rrezatim termik ose të temperaturës. Në këtë rast, temperatura përcakton si spektrin elektromagnetik të rrezatimit termik ashtu edhe sasinë e energjisë së emetuar nga trupi. Sa më e lartë të jetë temperatura, aq më shumë energji lëshon trupi në hapësirën përreth dhe aq më shumë spektri i tij elektromagnetik zhvendoset në rajonin me frekuencë të lartë. Proceset e rrezatimit termik përshkruhen nga ligjet Stefan-Boltzmann, Planck dhe Wien.
Shembuj të rrezatimit në jetën e përditshme
Siç u tha më lart, absolutisht çdo trup lëshon energji në formën e valëve elektromagnetike, por ky proces nuk mund të shihet gjithmonë me sy të lirë, pasi temperaturat e trupave rreth nesh janë zakonisht shumë të ulëta, kështu që spektri i tyre qëndron në një nivel të ulët. rajoni i frekuencës i padukshëm për njerëzit.
Një shembull i mrekullueshëm i rrezatimit në diapazonin e dukshëm është një llambë elektrike inkandeshente. Duke kaluar përgjatë një spiraleje, rryma elektrike ngroh filamentin e tungstenit në 3000 K. Një temperaturë kaq e lartë çon në faktin se filamenti fillon të lëshojë valë elektromagnetike, maksimumi i të cilave bie në pjesën me gjatësi vale të gjatë të spektrit të dukshëm.
Një shembull tjetër i rrezatimit në jetën e përditshme është një furrë me mikrovalë, e cila lëshon mikrovalë që janë të padukshme për syrin e njeriut. Këto valë thithen nga objektet që përmbajnë ujë, duke rritur kështu energjinë e tyre kinetike dhe, si rezultat, temperaturën.
Së fundi, një shembull i rrezatimit në rrezen infra të kuqe në jetën e përditshme është radiatori i një baterie ngrohëse. Ne nuk e shohim rrezatimin e tij, por e ndjejmë këtë ngrohtësi.
Objekte natyrale që emetojnë
Ndoshta shembulli më i mrekullueshëm i rrezatimit në natyrë është ylli ynë - Dielli. Temperatura në sipërfaqen e Diellit është afërsisht, prandaj rrezatimi maksimal i tij ndodh në një gjatësi vale prej 475 nm, domethënë shtrihet brenda spektrit të dukshëm.
Dielli ngroh planetët rreth tij dhe satelitët e tyre, të cilët gjithashtu fillojnë të shkëlqejnë. Këtu është e nevojshme të bëhet dallimi midis dritës së reflektuar dhe rrezatimit termik. Kështu, Toka jonë mund të shihet nga hapësira në formën e një topi blu pikërisht për shkak të dritës së diellit të reflektuar. Nëse flasim për rrezatimin termik të planetit, atëherë ai gjithashtu ndodh, por shtrihet në rajonin e spektrit të mikrovalëve (rreth 10 mikronë).
Përveç dritës së reflektuar, është interesante të jepet një shembull tjetër i rrezatimit në natyrë, i cili lidhet me kriket. Drita e dukshme që ata lëshojnë nuk ka të bëjë me rrezatimin termik dhe është rezultat i një reaksioni kimik midis oksigjenit atmosferik dhe luciferinës (një substancë që gjendet në qelizat e insekteve). Ky fenomen quhet biolumineshencë.
Rrezatimi jonizues (në tekstin e mëtejmë IR) është rrezatim, ndërveprimi i të cilit me lëndën çon në jonizimin e atomeve dhe molekulave, d.m.th. ky ndërveprim çon në ngacmimin e atomit dhe ndarjen e elektroneve individuale (grimcat e ngarkuara negativisht) nga predha atomike. Si rezultat, i privuar nga një ose më shumë elektrone, atomi shndërrohet në një jon të ngarkuar pozitivisht - ndodh jonizimi primar. II përfshin rrezatimin elektromagnetik (rrezatimin gama) dhe rrjedhat e grimcave të ngarkuara dhe neutrale - rrezatimi korpuskular (rrezatimi alfa, rrezatimi beta dhe rrezatimi neutron).
Rrezatimi alfa i referohet rrezatimit korpuskular. Kjo është një rrymë grimcash alfa të ngarkuara pozitivisht të rënda (bërthamat e atomeve të heliumit) që rezultojnë nga prishja e atomeve të elementeve të rënda si uraniumi, radiumi dhe toriumi. Meqenëse grimcat janë të rënda, diapazoni i grimcave alfa në një substancë (d.m.th., rruga përgjatë së cilës ato prodhojnë jonizimin) rezulton të jetë shumë e shkurtër: të qindtat e milimetrit në media biologjike, 2.5-8 cm në ajër. Kështu, një fletë e rregullt letre ose shtresa e jashtme e vdekur e lëkurës mund t'i bllokojë këto grimca.
Megjithatë, substancat që lëshojnë grimca alfa janë jetëgjatë. Si rezultat i substancave të tilla që hyjnë në trup me ushqim, ajër ose përmes plagëve, ato barten në të gjithë trupin nga qarkullimi i gjakut, depozitohen në organet përgjegjëse për metabolizmin dhe mbrojtjen e trupit (për shembull, shpretka ose nyjet limfatike). duke shkaktuar rrezatim të brendshëm të trupit. Rreziku i një rrezatimi të tillë të brendshëm të trupit është i lartë, sepse këto grimca alfa krijojnë një numër shumë të madh jonesh (deri në disa mijëra palë jonesh për 1 mikron rrugë në inde). Jonizimi, nga ana tjetër, përcakton një numër karakteristikash të atyre reaksioneve kimike që ndodhin në materie, veçanërisht në indet e gjalla (formimi i agjentëve të fortë oksidues, hidrogjeni dhe oksigjeni i lirë, etj.).
Rrezatimi beta(rrezet beta, ose rryma e grimcave beta) gjithashtu i referohet llojit korpuskular të rrezatimit. Ky është një rrymë elektronesh (rrezatim β, ose, më shpesh, vetëm rrezatim β) ose pozitron (rrezatim β+) të emetuar gjatë zbërthimit radioaktiv beta të bërthamave të atomeve të caktuara. Elektronet ose pozitronet prodhohen në bërthamë kur një neutron shndërrohet në një proton ose një proton në një neutron, përkatësisht.
Elektronet janë dukshëm më të vogla se grimcat alfa dhe mund të depërtojnë 10-15 centimetra thellë në një substancë (trup) (krh. të qindtat e milimetrit për grimcat alfa). Kur kalon nëpër materie, rrezatimi beta ndërvepron me elektronet dhe bërthamat e atomeve të tij, duke shpenzuar energjinë e tij në këtë dhe duke ngadalësuar lëvizjen derisa të ndalojë plotësisht. Për shkak të këtyre vetive, për t'u mbrojtur nga rrezatimi beta, mjafton të keni një ekran organik xhami me trashësi të përshtatshme. Përdorimi i rrezatimit beta në mjekësi për terapi rrezatimi sipërfaqësore, intersticiale dhe intrakavitare bazohet në të njëjtat veti.
Rrezatimi neutron- një lloj tjetër i llojit korpuskular të rrezatimit. Rrezatimi neutron është një rrjedhë neutronesh (grimca elementare që nuk kanë ngarkesë elektrike). Neutronet nuk kanë një efekt jonizues, por një efekt jonizues shumë domethënës ndodh për shkak të shpërndarjes elastike dhe joelastike në bërthamat e materies.
Substancat e rrezatuara nga neutronet mund të fitojnë veti radioaktive, domethënë të marrin të ashtuquajturin radioaktivitet të induktuar. Rrezatimi neutron gjenerohet gjatë funksionimit të përshpejtuesve të grimcave, në reaktorët bërthamorë, instalimet industriale dhe laboratorike, gjatë shpërthimeve bërthamore etj. Rrezatimi neutron ka aftësinë më të madhe depërtuese. Materialet më të mira për mbrojtjen nga rrezatimi neutron janë materialet që përmbajnë hidrogjen.
Rrezet gama dhe rrezet x i përkasin rrezatimit elektromagnetik.
Dallimi themelor midis këtyre dy llojeve të rrezatimit qëndron në mekanizmin e shfaqjes së tyre. Rrezatimi me rreze X është me origjinë ekstranukleare, rrezatimi gama është produkt i kalbjes bërthamore.
Rrezatimi me rreze X u zbulua në 1895 nga fizikani Roentgen. Ky është rrezatim i padukshëm i aftë për të depërtuar, megjithëse në shkallë të ndryshme, në të gjitha substancat. Është rrezatim elektromagnetik me një gjatësi vale të rendit - nga 10 -12 në 10 -7. Burimi i rrezeve X është një tub me rreze X, disa radionuklide (për shembull, emetuesit beta), përshpejtuesit dhe pajisjet e ruajtjes së elektroneve (rrezatimi sinkrotron).
Tubi i rrezeve X ka dy elektroda - katodën dhe anodin (përkatësisht elektroda negative dhe pozitive). Kur katoda nxehet, ndodh emetimi i elektroneve (dukuri e emetimit të elektroneve nga sipërfaqja e një ngurte ose lëngu). Elektronet që ikin nga katoda përshpejtohen nga fusha elektrike dhe godasin sipërfaqen e anodës, ku ato ngadalësohen ndjeshëm, duke rezultuar në rrezatim me rreze X. Ashtu si drita e dukshme, rrezet X bëjnë që filmi fotografik të bëhet i zi. Kjo është një nga vetitë e saj, thelbësore për mjekësinë - se është depërtues i rrezatimit dhe, në përputhje me rrethanat, pacienti mund të ndriçohet me ndihmën e tij, dhe meqenëse Indet me densitet të ndryshëm thithin rrezet X ndryshe - ne mund të diagnostikojmë shumë lloje sëmundjesh të organeve të brendshme në një fazë shumë të hershme.
Rrezatimi gama është me origjinë intranukleare. Ndodh gjatë zbërthimit të bërthamave radioaktive, kalimit të bërthamave nga gjendja e ngacmuar në gjendjen bazë, gjatë bashkëveprimit të grimcave të ngarkuara shpejt me lëndën, asgjësimit të çifteve elektron-pozitron etj.
Fuqia e lartë depërtuese e rrezatimit gama shpjegohet me gjatësinë e tij të valës së shkurtër. Për të dobësuar rrjedhën e rrezatimit gama, përdoren substanca me një numër të konsiderueshëm masiv (plumb, tungsten, uranium etj.) dhe të gjitha llojet e përbërjeve me densitet të lartë (betone të ndryshme me mbushës metalik).
Më parë, njerëzit, për të shpjeguar atë që nuk e kuptonin, dolën me gjëra të ndryshme fantastike - mite, perëndi, fe, krijesa magjike. Dhe megjithëse një numër i madh njerëzish ende besojnë në këto bestytni, ne tani e dimë se ka një shpjegim për çdo gjë. Një nga temat më interesante, misterioze dhe mahnitëse është rrezatimi. Çfarë është ajo? Cilat lloje të tij ekzistojnë? Çfarë është rrezatimi në fizikë? Si përthithet? A është e mundur të mbroheni nga rrezatimi?
informacion i pergjithshem
Pra, dallohen llojet e mëposhtme të rrezatimit: lëvizja valore e mediumit, korpuskulare dhe elektromagnetike. Vëmendja më e madhe do t'i kushtohet kësaj të fundit. Përsa i përket lëvizjes valore të mediumit, mund të themi se ajo lind si rezultat i lëvizjes mekanike të një objekti të caktuar, e cila shkakton një rrallim ose ngjeshje të njëpasnjëshme të mediumit. Shembujt përfshijnë infratinguj ose ultratinguj. Rrezatimi korpuskular është një rrjedhë e grimcave atomike si elektronet, pozitronet, protonet, neutronet, alfa, i cili shoqërohet me prishje natyrore dhe artificiale të bërthamave. Le të flasim për këto të dyja tani për tani.
Ndikimi
Merrni parasysh rrezatimin diellor. Ky është një faktor i fuqishëm shërues dhe parandalues. Tërësia e reaksioneve fiziologjike dhe biokimike shoqëruese që ndodhin me pjesëmarrjen e dritës quhen procese fotobiologjike. Ato marrin pjesë në sintezën e përbërjeve biologjikisht të rëndësishme, shërbejnë për marrjen e informacionit dhe orientimin në hapësirë (vizionin), si dhe mund të shkaktojnë pasoja të dëmshme, si shfaqjen e mutacioneve të dëmshme, shkatërrimin e vitaminave, enzimave dhe proteinave.
Rreth rrezatimit elektromagnetik
Në të ardhmen, artikulli do t'i kushtohet ekskluzivisht atij. Çfarë bën rrezatimi në fizikë, si ndikon tek ne? EMR janë valë elektromagnetike që emetohen nga molekulat, atomet dhe grimcat e ngarkuara. Burime të mëdha mund të jenë antena ose sisteme të tjera rrezatuese. Gjatësia e valës së rrezatimit (frekuenca e lëkundjeve) së bashku me burimet është e një rëndësie vendimtare. Pra, në varësi të këtyre parametrave, dallohen rrezatimi gama, x-ray dhe rrezatimi optik. Kjo e fundit ndahet në një sërë nënspeciesh të tjera. Pra, ky është rrezatimi infra të kuqe, ultravjollcë, radio, si dhe drita. Gama është deri në 10 -13. Rrezatimi gama gjenerohet nga bërthamat atomike të ngacmuara. Rrezet X mund të merren duke ngadalësuar elektronet e përshpejtuara, si dhe nga kalimi i tyre nga nivelet jo të lira. Valët e radios lënë shenjën e tyre ndërsa lëvizin rrymat elektrike të alternuara përgjatë përcjellësve të sistemeve rrezatuese (për shembull, antenave).
Rreth rrezatimit ultravjollcë
Biologjikisht, rrezet UV janë më aktivet. Nëse bien në kontakt me lëkurën, mund të shkaktojnë ndryshime lokale në proteinat e indeve dhe qelizave. Përveç kësaj, efekti në receptorët e lëkurës regjistrohet. Ndikon në të gjithë organizmin në mënyrë refleksive. Meqenëse është një stimulues jospecifik i funksioneve fiziologjike, ai ka një efekt të dobishëm në sistemin imunitar të trupit, si dhe në metabolizmin e mineraleve, proteinave, karbohidrateve dhe yndyrave. E gjithë kjo manifestohet në formën e një efekti të përgjithshëm përmirësues të shëndetit, tonik dhe parandalues të rrezatimit diellor. Vlen të përmenden disa veti specifike që ka një varg i caktuar valor. Kështu, ndikimi i rrezatimit në një person me një gjatësi prej 320 deri në 400 nanometra kontribuon në efektin eritemë-rrezitje. Në intervalin nga 275 në 320 nm, janë regjistruar efekte të dobëta baktericid dhe antirakitik. Por rrezatimi ultravjollcë nga 180 në 275 nm dëmton indin biologjik. Prandaj, duhet treguar kujdes. Rrezatimi i zgjatur i drejtpërdrejtë diellor, edhe në spektrin e sigurt, mund të çojë në eritemë të rëndë me ënjtje të lëkurës dhe një përkeqësim të ndjeshëm të shëndetit. Deri në rritjen e gjasave për zhvillimin e kancerit të lëkurës.
Reagimi ndaj dritës së diellit
Para së gjithash, duhet përmendur rrezatimi infra i kuq. Ka një efekt termik në trup, i cili varet nga shkalla e përthithjes së rrezeve nga lëkura. Fjala "djegie" përdoret për të përshkruar efektin e saj. Spektri i dukshëm ndikon në analizuesin vizual dhe gjendjen funksionale të sistemit nervor qendror. Dhe përmes sistemit nervor qendror dhe në të gjitha sistemet dhe organet njerëzore. Duhet të theksohet se ne jemi të ndikuar jo vetëm nga shkalla e ndriçimit, por edhe nga diapazoni i ngjyrave të dritës së diellit, domethënë i gjithë spektri i rrezatimit. Kështu, perceptimi i ngjyrave varet nga gjatësia e valës dhe ndikon në aktivitetin tonë emocional, si dhe në funksionimin e sistemeve të ndryshme të trupit.
Ngjyra e kuqe eksiton psikikën, rrit emocionet dhe jep një ndjenjë ngrohtësie. Por lodhet shpejt, kontribuon në tensionin e muskujve, rritjen e frymëmarrjes dhe rritjen e presionit të gjakut. Portokallia ngjall një ndjenjë mirëqenieje dhe gëzimi, ndërsa e verdha ngre humorin dhe stimulon sistemin nervor dhe shikimin. E gjelbra është qetësuese, e dobishme gjatë pagjumësisë, lodhjes dhe përmirëson tonin e përgjithshëm të trupit. Ngjyra vjollce ka një efekt relaksues në psikikën. Bluja qetëson sistemin nervor dhe i mban muskujt të tonifikuar.
Një tërheqje e vogël
Pse, kur shqyrtojmë se çfarë është rrezatimi në fizikë, flasim kryesisht për EMR? Fakti është se kjo është pikërisht ajo që nënkuptohet në shumicën e rasteve kur trajtohet tema. I njëjti rrezatim korpuskular dhe lëvizja valore e mediumit është një rend i madhësisë më i vogël në shkallë dhe i njohur. Shumë shpesh, kur flasin për llojet e rrezatimit, nënkuptojnë ekskluzivisht ato në të cilat ndahet EMR, gjë që është thelbësisht e gabuar. Në fund të fundit, kur flasim për atë që është rrezatimi në fizikë, vëmendje duhet t'i kushtohet të gjitha aspekteve. Por në të njëjtën kohë, theksi vihet në pikat më të rëndësishme.
Rreth burimeve të rrezatimit
Ne vazhdojmë të konsiderojmë rrezatimin elektromagnetik. Ne e dimë se ai përfaqëson valët që lindin kur një fushë elektrike ose magnetike është e shqetësuar. Ky proces interpretohet nga fizika moderne nga pikëpamja e teorisë së dualitetit valë-grimcë. Kështu, pranohet se pjesa minimale e EMR është një kuantike. Por në të njëjtën kohë, besohet se ai gjithashtu ka veti të valës së frekuencës, nga të cilat varen karakteristikat kryesore. Për të përmirësuar aftësinë për të klasifikuar burimet, dallohen spektra të ndryshëm të emetimit të frekuencave EMR. Pra kjo:
- Rrezatim i fortë (i jonizuar);
- Optike (e dukshme për syrin);
- Termike (aka infra të kuqe);
- Frekuencat e radios.
Disa prej tyre tashmë janë konsideruar. Çdo spektër rrezatimi ka karakteristikat e veta unike.
Natyra e burimeve
Në varësi të origjinës së tyre, valët elektromagnetike mund të lindin në dy raste:
- Kur ka një shqetësim me origjinë artificiale.
- Regjistrimi i rrezatimit që vjen nga një burim natyror.
Çfarë mund të thoni për të parët? Burimet artificiale më së shpeshti përfaqësojnë një efekt anësor që shfaqet si rezultat i funksionimit të pajisjeve dhe mekanizmave të ndryshëm elektrike. Rrezatimi me origjinë natyrore gjeneron fushën magnetike të Tokës, proceset elektrike në atmosferën e planetit dhe shkrirjen bërthamore në thellësitë e diellit. Shkalla e fuqisë së fushës elektromagnetike varet nga niveli i fuqisë së burimit. Në mënyrë konvencionale, rrezatimi që regjistrohet ndahet në nivel të ulët dhe të lartë. Të parat përfshijnë:
- Pothuajse të gjitha pajisjet e pajisura me një ekran CRT (siç është një kompjuter).
- Pajisje të ndryshme shtëpiake, nga sistemet e kontrollit të klimës deri te hekurat;
- Sisteme inxhinierike që sigurojnë furnizimin me energji elektrike të objekteve të ndryshme. Shembujt përfshijnë kabllot e energjisë, prizat dhe njehsorët e energjisë elektrike.
Rrezatimi elektromagnetik i nivelit të lartë prodhohet nga:
- Linjat e energjisë.
- I gjithë transporti elektrik dhe infrastruktura e tij.
- Kullat e radios dhe televizionit, si dhe stacionet e komunikimit celular dhe celular.
- Ashensorë dhe pajisje të tjera ngritëse që përdorin termocentrale elektromekanike.
- Pajisjet e konvertimit të tensionit të rrjetit (valët që dalin nga një nënstacion shpërndarës ose transformator).
Më vete, ka pajisje speciale që përdoren në mjekësi dhe lëshojnë rrezatim të fortë. Shembujt përfshijnë MRI, aparatet me rreze X dhe të ngjashme.
Ndikimi i rrezatimit elektromagnetik tek njerëzit
Në rrjedhën e studimeve të shumta, shkencëtarët kanë arritur në përfundimin e trishtuar se ekspozimi afatgjatë ndaj EMR kontribuon në një shpërthim të vërtetë sëmundjesh. Megjithatë, shumë çrregullime ndodhin në nivelin gjenetik. Prandaj, mbrojtja nga rrezatimi elektromagnetik është e rëndësishme. Kjo për faktin se EMR ka një nivel të lartë të aktivitetit biologjik. Në këtë rast, rezultati i ndikimit varet nga:
- Natyra e rrezatimit.
- Kohëzgjatja dhe intensiteti i ndikimit.
Momente të veçanta ndikimi
E gjitha varet nga lokalizimi. Thithja e rrezatimit mund të jetë lokal ose i përgjithshëm. Një shembull i rastit të dytë është efekti që kanë linjat e energjisë elektrike. Një shembull i ekspozimit lokal janë valët elektromagnetike të emetuara nga një orë dixhitale ose një telefon celular. Duhet të përmenden edhe efektet termike. Për shkak të dridhjeve të molekulave, energjia e fushës shndërrohet në nxehtësi. Emituesit e mikrovalëve funksionojnë në këtë parim dhe përdoren për të ngrohur substanca të ndryshme. Duhet të theksohet se kur ndikon një person, efekti termik është gjithmonë negativ, madje edhe i dëmshëm. Duhet të theksohet se ne jemi vazhdimisht të ekspozuar ndaj rrezatimit. Në punë, në shtëpi, duke lëvizur nëpër qytet. Me kalimin e kohës, efekti negativ vetëm intensifikohet. Prandaj, mbrojtja nga rrezatimi elektromagnetik po bëhet gjithnjë e më e rëndësishme.
Si mund ta mbroni veten?
Fillimisht, duhet të dini se me çfarë keni të bëni. Një pajisje e veçantë për matjen e rrezatimit do të ndihmojë në këtë. Kjo do t'ju lejojë të vlerësoni situatën e sigurisë. Në prodhim, ekranet absorbuese përdoren për mbrojtje. Por, mjerisht, ato nuk janë të dizajnuara për përdorim në shtëpi. Për të filluar, këtu janë tre këshilla që mund të ndiqni:
- Duhet të qëndroni në një distancë të sigurt nga pajisjet. Për linjat e energjisë, kullat televizive dhe radio, kjo është të paktën 25 metra. Me monitorët dhe televizorët CRT mjaftojnë tridhjetë centimetra. Orët elektronike nuk duhet të jenë më afër se 5 cm Dhe nuk rekomandohet të afroni radiot dhe celularët më afër se 2.5 centimetra. Ju mund të zgjidhni një vendndodhje duke përdorur një pajisje të veçantë - një matës fluksi. Doza e lejuar e rrezatimit e regjistruar prej tij nuk duhet të kalojë 0,2 µT.
- Mundohuni të reduktoni kohën që duhet të ekspozoheni ndaj rrezatimit.
- Duhet të fikni gjithmonë pajisjet elektrike kur nuk janë në përdorim. Në fund të fundit, edhe kur janë joaktivë, ata vazhdojnë të lëshojnë EMR.
Për vrasësin e heshtur
Dhe ne do ta mbyllim artikullin me një temë të rëndësishme, megjithëse mjaft të dobët të njohur në qarqe të gjera, - rrezatimi. Gjatë gjithë jetës, zhvillimit dhe ekzistencës së tij, njeriu u rrezatua nga sfondi natyror. Rrezatimi natyror mund të ndahet përafërsisht në ekspozim të jashtëm dhe të brendshëm. E para përfshin rrezatimin kozmik, rrezatimin diellor, ndikimin e kores së tokës dhe ajrit. Edhe materialet e ndërtimit nga të cilat janë krijuar shtëpitë dhe strukturat gjenerojnë një sfond të caktuar.
Rrezatimi ka një forcë të konsiderueshme depërtuese, ndaj ndalimi i tij është problematik. Pra, për të izoluar plotësisht rrezet, duhet të fshiheni pas një muri plumbi 80 centimetra të trashë. Rrezatimi i brendshëm ndodh kur substancat radioaktive natyrore hyjnë në trup së bashku me ushqimin, ajrin dhe ujin. Radoni, toroni, uraniumi, toriumi, rubidiumi dhe radiumi mund të gjenden në zorrët e tokës. Të gjitha ato absorbohen nga bimët, mund të jenë në ujë - dhe kur hahen, ato hyjnë në trupin tonë.
Rrezatimi, në formën e tij më të përgjithshme, mund të imagjinohet si shfaqja dhe përhapja e valëve, duke çuar në shqetësime në terren. Përhapja e energjisë shprehet në formën e rrezatimit elektromagnetik, jonizues, gravitacional dhe rrezatimit Hawking. Valët elektromagnetike janë shqetësime të fushës elektromagnetike. Ato janë valë radio, infra të kuqe (rrezatimi termik), terahertz, ultravjollcë, rreze x dhe të dukshme (optike). Një valë elektromagnetike ka vetinë të përhapet në çdo mjedis. Karakteristikat e rrezatimit elektromagnetik janë frekuenca, polarizimi dhe gjatësia. Shkenca e elektrodinamikës kuantike studion natyrën e rrezatimit elektromagnetik në mënyrë më profesionale dhe të thellë. Ai bëri të mundur konfirmimin e një sërë teorish që përdoren gjerësisht në fusha të ndryshme të dijes. Veçoritë e valëve elektromagnetike: pinguliteti i ndërsjellë i tre vektorëve - valë, dhe fusha elektrike dhe forca e fushës magnetike; valët janë tërthore dhe vektorët e tensionit në to lëkunden pingul me drejtimin e përhapjes së tij.
Rrezatimi termik lind për shkak të energjisë së brendshme të vetë trupit. Rrezatimi termik është rrezatim i një spektri të vazhdueshëm, maksimumi i të cilit korrespondon me temperaturën e trupit. Nëse rrezatimi dhe lënda janë termodinamikë, rrezatimi është ekuilibër. Kjo përshkruhet nga ligji i Planck. Por në praktikë, ekuilibri termodinamik nuk vërehet. Kështu, një trup më i nxehtë tenton të ftohet, dhe një trup më i ftohtë, përkundrazi, tenton të nxehet. Ky ndërveprim përcaktohet në ligjin e Kirchhoff. Kështu, trupat kanë aftësi absorbuese dhe aftësi reflektuese. Rrezatimi jonizues është mikrogrimca dhe fusha që kanë aftësinë të jonizojnë lëndën. Këtu përfshihen: rrezet X dhe rrezatimi radioaktiv me rreze alfa, beta dhe gama. Në këtë rast, rrezatimi me rreze X dhe rrezet gama janë me gjatësi vale të shkurtër. Dhe grimcat beta dhe alfa janë rrjedha grimcash. Ekzistojnë burime natyrore dhe artificiale të jonizimit. Në natyrë, këto janë: prishja e radionuklideve, rrezet e hapësirës, reaksioni termonuklear në Diell. Ato artificiale janë: rrezatimi nga një makinë me rreze X, reaktorët bërthamorë dhe radionuklidet artificiale. Në jetën e përditshme, përdoren sensorë të veçantë dhe dozimetra të rrezatimit radioaktiv. Numëruesi i njohur Geiger është në gjendje të identifikojë saktë vetëm rrezet gama. Në shkencë, përdoren shintilatorët, të cilët ndajnë në mënyrë të përsosur rrezet me energji.
Rrezatimi gravitacional konsiderohet të jetë rrezatim në të cilin fusha hapësinore-kohore është e shqetësuar me shpejtësinë e dritës. Në relativitetin e përgjithshëm, rrezatimi gravitacional shkaktohet nga ekuacionet e Ajnshtajnit. Ajo që është karakteristike është se graviteti është i natyrshëm në çdo lëndë që lëviz me një shpejtësi të përshpejtuar. Por një valë gravitacionale mund t'i jepet një amplitudë më e madhe vetëm duke emetuar një masë të madhe. Në mënyrë tipike, valët gravitacionale janë shumë të dobëta. Një pajisje e aftë për t'i regjistruar ato është një detektor. Rrezatimi Hawking është më shumë një mundësi hipotetike që grimcat të emetohen nga një vrimë e zezë. Fizika kuantike studion këto procese. Sipas kësaj teorie, një vrimë e zezë thith materien vetëm deri në një pikë të caktuar. Kur merren parasysh momentet kuantike, rezulton se është në gjendje të emetojë grimca elementare.
Sot do të flasim për atë që është rrezatimi në fizikë. Le të flasim për natyrën e tranzicioneve elektronike dhe të japim një shkallë elektromagnetike.
Hyjni dhe atom
Struktura e materies u bë një temë me interes për shkencëtarët më shumë se dy mijë vjet më parë. Filozofët e lashtë grekë bënë pyetje se si ndryshon ajri nga zjarri dhe toka nga uji, pse mermeri është i bardhë dhe qymyri është i zi. Ata krijuan sisteme komplekse të komponentëve të ndërvarur, hodhën poshtë ose mbështetën njëri-tjetrin. Dhe fenomenet më të pakuptueshme, për shembull, një goditje rrufeje ose lindja e diellit, i atribuoheshin veprimit të perëndive.
Një herë, pasi vëzhgoi shkallët e tempullit për shumë vite, një shkencëtar vuri re: çdo këmbë që qëndron mbi një gur mbart një grimcë të vogël materies. Me kalimin e kohës, mermeri ndryshoi formë dhe u ul në mes. Emri i këtij shkencëtari është Leucippus, dhe ai i quajti grimcat më të vogla atome, të pandashme. Kjo filloi rrugën për të studiuar se çfarë është rrezatimi në fizikë.
Pashkë dhe dritë
Pastaj erdhën kohë të errëta dhe shkenca u braktis. Të gjithë ata që u përpoqën të studionin forcat e natyrës u quajtën shtriga dhe magjistarë. Por, çuditërisht, ishte feja që i dha shtysë zhvillimit të mëtejshëm të shkencës. Studimi se çfarë është rrezatimi në fizikë filloi me astronominë.
Koha e festimit të Pashkëve në ato ditë llogaritej ndryshe çdo herë. Sistemi kompleks i marrëdhënieve midis ekuinoksit pranveror, ciklit hënor 26-ditor dhe javës 7-ditore pengoi për më shumë se dy vjet përpilimin e tabelave të datave për kremtimin e Pashkëve. Por kisha duhej të planifikonte gjithçka paraprakisht. Prandaj, Papa Leo X urdhëroi përpilimin e tabelave më të sakta. Kjo kërkonte vëzhgim të kujdesshëm të lëvizjeve të Hënës, yjeve dhe Diellit. Dhe në fund, Nikolla Koperniku kuptoi: Toka nuk është e sheshtë dhe jo qendra e universit. Një planet është një top që rrotullohet rreth Diellit. Dhe Hëna është një sferë në orbitën e Tokës. Sigurisht, dikush mund të pyesë: "Çfarë lidhje ka e gjithë kjo me atë që është rrezatimi në fizikë?" Le ta zbulojmë tani.
Oval dhe rreze
Më vonë, Kepleri plotësoi sistemin e Kopernikut duke vendosur që planetët lëvizin në orbita ovale, dhe kjo lëvizje është e pabarabartë. Por ishte pikërisht ai hapi i parë që nguliti te njerëzimi një interes për astronominë. Dhe atje nuk ishte larg nga pyetjet: "Çfarë është një yll?", "Pse njerëzit i shohin rrezet e tij?" dhe "Si ndryshon një ndriçues nga një tjetër?" Por së pari do t'ju duhet të kaloni nga objektet e mëdha tek më të voglat. Dhe pastaj vijmë te rrezatimi, një koncept në fizikë.
Atomi dhe rrushi i thatë
Në fund të shekullit të nëntëmbëdhjetë, njohuri të mjaftueshme ishin grumbulluar për njësitë më të vogla kimike të materies - atomet. Dihej se ato ishin neutrale elektrike, por përmbanin elementë të ngarkuar pozitivisht dhe negativisht.
Janë bërë shumë supozime: se ngarkesat pozitive shpërndahen në një fushë negative, si rrushi i thatë në një simite, dhe se një atom është një pikë e pjesëve të lëngshme të ngarkuara në mënyrë të ndryshme. Por përvoja e Radhërfordit sqaroi gjithçka. Ai vërtetoi se në qendër të atomit ka një bërthamë të rëndë pozitive, dhe rreth saj ka elektrone të lehta negative. Dhe konfigurimi i predhave është i ndryshëm për secilin atom. Këtu qëndrojnë veçoritë e rrezatimit në fizikën e tranzicioneve elektronike.
Bori dhe orbita
Kur shkencëtarët zbuluan se pjesët e lehta negative të atomit janë elektrone, u ngrit një pyetje tjetër - pse ato nuk bien në bërthamë. Në fund të fundit, sipas teorisë së Maxwell-it, çdo ngarkesë lëvizëse rrezaton, dhe për këtë arsye humbet energji. Por atomet ekzistonin për aq kohë sa universi, dhe nuk do të asgjësoheshin. Bohr erdhi në shpëtim. Ai supozoi se elektronet janë në orbita të caktuara të palëvizshme rreth bërthamës atomike dhe mund të jenë vetëm në to. Kalimi i një elektroni midis orbitave kryhet nga një hov me thithjen ose emetimin e energjisë. Kjo energji mund të jetë, për shembull, një sasi drite. Në thelb, ne kemi përshkruar tani përkufizimin e rrezatimit në fizikën e grimcave.
Hidrogjeni dhe fotografia
Fillimisht, teknologjia e fotografisë u shpik si një projekt tregtar. Njerëzit donin të qëndronin për shekuj, por jo të gjithë mund të përballonin të porosisnin një portret nga një artist. Dhe fotografitë ishin të lira dhe nuk kërkonin një investim kaq të madh. Pastaj arti i qelqit dhe nitratit të argjendit i vuri punët ushtarake në shërbim të tij. Dhe më pas shkenca filloi të përfitonte nga materialet fotosensitive.
Së pari u fotografuan spektrat. Dihet prej kohësh që hidrogjeni i nxehtë lëshon linja specifike. Distanca mes tyre i bindej një ligji të caktuar. Por spektri i heliumit ishte më kompleks: ai përmbante të njëjtin grup linjash si hidrogjeni dhe një tjetër. Seria e dytë nuk iu bind më ligjit të nxjerrë për serinë e parë. Këtu erdhi në shpëtim teoria e Bohr-it.
Doli se ekziston vetëm një elektron në një atom hidrogjeni dhe ai mund të lëvizë nga të gjitha orbitat më të larta të ngacmuara në një më të ulët. Kjo ishte seria e parë e rreshtave. Atomet më të rënda janë më komplekse.
Lente, grilë, spektër
Kjo shënoi fillimin e përdorimit të rrezatimit në fizikë. Analiza spektrale është një nga mënyrat më të fuqishme dhe më të besueshme për të përcaktuar përbërjen, sasinë dhe strukturën e një substance.
- Spektri i emetimit të elektroneve do t'ju tregojë se çfarë përmban objekti dhe sa është përqindja e një komponenti të caktuar. Kjo metodë përdoret absolutisht në të gjitha fushat e shkencës: nga biologjia dhe mjekësia në fizikën kuantike.
- Spektri i përthithjes do t'ju tregojë se cilat jone dhe në cilat pozicione janë të pranishme në rrjetën e lëndës së ngurtë.
- Spektri rrotullues do të tregojë se sa larg janë molekulat brenda atomit, sa dhe çfarë lloj lidhjesh ka secili element.
Dhe sferat e aplikimit të rrezatimit elektromagnetik janë të panumërta:
- valët e radios eksplorojnë strukturën e objekteve shumë të largëta dhe brendësinë e planetëve;
- rrezatimi termik do të tregojë për energjinë e proceseve;
- drita e dukshme do t'ju tregojë se në cilat drejtime shtrihen yjet më të shndritshëm;
- rrezet ultravjollcë do ta bëjnë të qartë se po ndodhin ndërveprime me energji të lartë;
- Vetë spektri i rrezeve X i lejon njerëzit të studiojnë strukturën e materies (përfshirë trupin e njeriut), dhe prania e këtyre rrezeve në objektet kozmike do t'i njoftojë shkencëtarët se ka një yll neutron, një shpërthim supernova ose një vrimë të zezë në fokus. të teleskopit.
Trup i pastër i zi
Por ekziston një seksion i veçantë që studion se çfarë është rrezatimi termik në fizikë. Ndryshe nga drita atomike, emetimi termik i dritës ka një spektër të vazhdueshëm. Dhe objekti më i mirë model për llogaritjet është një trup absolutisht i zi. Ky është një objekt që “kap” gjithë dritën që bie mbi të, por nuk e lëshon mbrapsht. Mjaft e çuditshme, një trup plotësisht i zi lëshon rrezatim, dhe gjatësia maksimale e valës do të varet nga temperatura e modelit. Në fizikën klasike, rrezatimi termik shkaktoi një paradoks. Doli se çdo gjë e nxehtë duhet të rrezatojë gjithnjë e më shumë energji derisa, në rrezen ultravjollcë, energjia e saj do të shkatërronte universin.
Max Planck ishte në gjendje të zgjidhte paradoksin. Ai futi një sasi të re, kuantike, në formulën e rrezatimit. Pa i dhënë ndonjë kuptim të veçantë fizik, ai zbuloi një botë të tërë. Tani kuantizimi i sasive është baza e shkencës moderne. Shkencëtarët kuptuan se fushat dhe fenomenet përbëhen nga elemente të pandashme, kuante. Kjo çoi në studime më të thella të materies. Për shembull, bota moderne i përket gjysmëpërçuesve. Më parë, gjithçka ishte e thjeshtë: metali përcjell rrymë, substancat e tjera janë dielektrikë. Dhe substanca të tilla si silici dhe germaniumi (gjysmëpërçuesit) sillen në mënyrë të pakuptueshme në lidhje me energjinë elektrike. Për të mësuar se si të kontrollohen vetitë e tyre, ishte e nevojshme të krijohej një teori e tërë dhe të llogariteshin të gjitha mundësitë e kryqëzimeve p-n.
