Konuyla ilgili fizik özeti: Radyasyonu okuyun. Radyasyon: türleri ve vücut üzerindeki etkileri Fizikte radyasyon nedir

Bugün fizikte radyasyonun ne olduğu hakkında konuşacağız. Elektronik geçişlerin doğasından bahsedelim ve elektromanyetik bir ölçek verelim.

Tanrı ve atom

Maddenin yapısı iki bin yıldan fazla bir süre önce bilim adamlarının ilgisini çeken bir konu haline geldi. Antik Yunan filozofları havanın ateşten, toprağın sudan ne kadar farklı olduğu, mermerin neden beyaz ve kömürün siyah olduğu hakkında sorular sordular. Birbirine bağlı bileşenlerden oluşan karmaşık sistemler yarattılar, birbirlerini çürüttüler veya desteklediler. Ve en anlaşılmaz olaylar, örneğin bir yıldırım çarpması veya gün doğumu, tanrıların eylemine atfedildi.

Bir zamanlar, tapınağın basamaklarını uzun yıllar gözlemledikten sonra, bir bilim adamı şunu fark etti: Bir taşın üzerinde duran her ayak, küçük bir madde parçacığını taşıyor. Zamanla mermer şekil değiştirerek ortasından sarktı. Bu bilim adamının adı Leucippus'tur ve en küçük parçacıklara bölünemez atom adını vermiştir. Bu, fizikte radyasyonun ne olduğunu incelemenin yolunu başlattı.

Paskalya ve ışık

Sonra karanlık zamanlar geldi ve bilim terk edildi. Doğanın güçlerini incelemeye çalışan herkese cadı ve büyücü deniyordu. Ancak işin tuhafı, bilimin daha da gelişmesine ivme kazandıran şey dindi. Fizikte radyasyonun ne olduğunun incelenmesi astronomi ile başladı.

O günlerde Paskalya'yı kutlamanın zamanı her seferinde farklı hesaplanıyordu. İlkbahar ekinoksu, 26 günlük ay döngüsü ve 7 günlük hafta arasındaki karmaşık ilişkiler sistemi, birkaç yıldan fazla bir süre Paskalya kutlamaları için tarih tablolarının derlenmesini engelledi. Ancak kilisenin her şeyi önceden planlaması gerekiyordu. Bu nedenle Papa Leo X daha doğru tabloların derlenmesini emretti. Bu, Ay'ın, yıldızların ve Güneş'in hareketlerinin dikkatle gözlemlenmesini gerektiriyordu. Ve sonunda Nicolaus Copernicus şunu fark etti: Dünya düz değil ve evrenin merkezi de değil. Gezegen Güneş'in etrafında dönen bir toptur. Ve Ay, Dünya'nın yörüngesinde bir küredir. Elbette şu soru sorulabilir: "Bütün bunların fizikte radyasyonun ne olduğuyla ne ilgisi var?" Şimdi bunu açığa çıkaralım.

Oval ve kiriş

Daha sonra Kepler, gezegenlerin oval yörüngelerde hareket ettiğini ve bu hareketin eşitsiz olduğunu tespit ederek Kopernik sistemini tamamladı. Ancak insanlığa astronomiye ilgi aşılayan da tam olarak bu ilk adımdı. Ve orada şu sorulardan çok uzak değildi: "Yıldız nedir?", "İnsanlar onun ışınlarını neden görüyor?" ve “Bir armatür diğerinden nasıl farklıdır?” Ama önce büyük nesnelerden en küçüğüne geçmeniz gerekecek. Ve sonra fizikteki bir kavram olan radyasyona geliyoruz.

Atom ve kuru üzüm

On dokuzuncu yüzyılın sonunda, maddenin en küçük kimyasal birimleri olan atomlar hakkında yeterli bilgi birikmişti. Elektriksel olarak nötr oldukları ancak hem pozitif hem de negatif yüklü elementler içerdikleri biliniyordu.

Pek çok varsayım yapılmıştır: pozitif yüklerin, çörekteki kuru üzümler gibi, negatif bir alanda dağıldığı ve atomun, farklı yüklü sıvı kısımlardan oluşan bir damla olduğu. Ancak Rutherford'un deneyimi her şeyi açıklığa kavuşturdu. Atomun merkezinde pozitif ağır bir çekirdeğin bulunduğunu, çevresinde ise hafif negatif elektronların bulunduğunu kanıtladı. Ve kabukların konfigürasyonu her atom için farklıdır. Elektronik geçişlerin fiziğinde radyasyonun özelliklerinin yattığı yer burasıdır.

Bor ve yörünge

Bilim adamları atomun hafif negatif kısımlarının elektron olduğunu keşfettiklerinde başka bir soru ortaya çıktı: neden çekirdeğe düşmüyorlar. Sonuçta Maxwell'in teorisine göre, hareket eden herhangi bir yük yayılır ve dolayısıyla enerji kaybeder. Ama atomlar evren kadar uzun süre vardı ve yok olmayacaklardı. Bohr kurtarmaya geldi. Elektronların atom çekirdeğinin etrafında belirli sabit yörüngelerde bulunduğunu ve yalnızca bu yörüngelerde bulunabileceğini öne sürdü. Bir elektronun yörüngeler arasındaki geçişi, enerjinin emilmesi veya emisyonu ile bir sarsıntı ile gerçekleştirilir. Bu enerji örneğin bir kuantum ışık olabilir. Aslında parçacık fiziğindeki radyasyonun tanımını özetlemiş olduk.

Hidrojen ve fotoğrafçılık

Başlangıçta fotoğrafçılık teknolojisi ticari bir proje olarak icat edildi. İnsanlar yüzyıllarca kalmak istiyordu ama herkes bir sanatçıdan portre sipariş etmeye gücü yetmiyordu. Ve fotoğraflar ucuzdu ve bu kadar büyük bir yatırım gerektirmiyordu. Daha sonra cam ve gümüş nitrat sanatı askeri işleri hizmetine sundu. Ve sonra bilim ışığa duyarlı malzemelerden yararlanmaya başladı.

İlk önce Spectra'nın fotoğrafı çekildi. Sıcak hidrojenin belirli çizgiler yaydığı uzun zamandır bilinmektedir. Aralarındaki mesafe belli bir yasaya uyuyordu. Ancak helyumun spektrumu daha karmaşıktı: Hidrojenle aynı çizgi dizisini ve bir tane daha içeriyordu. İkinci seri artık birinci seri için türetilen yasaya uymuyordu. Burada Bohr'un teorisi imdadımıza yetişti.

Bir hidrojen atomunda yalnızca bir elektronun olduğu ve tüm yüksek uyarılmış yörüngelerden daha düşük bir yörüngeye hareket edebildiği ortaya çıktı. Bu ilk satır dizisiydi. Daha ağır atomlar daha karmaşıktır.

Lens, ızgara, spektrum

Bu, fizikte radyasyon kullanımının başlangıcını işaret ediyordu. Spektral analiz, bir maddenin bileşimini, miktarını ve yapısını belirlemenin en güçlü ve güvenilir yollarından biridir.

1. Elektron emisyon spektrumu size nesnenin ne içerdiğini ve belirli bir bileşenin yüzdesinin ne olduğunu söyleyecektir. Bu yöntem kesinlikle bilimin tüm alanlarında kullanılmaktadır: biyoloji ve tıptan kuantum fiziğine kadar.
2. Absorbsiyon spektrumu size katının kafesinde hangi iyonların ve hangi pozisyonlarda bulunduğunu söyleyecektir.
3. Dönme spektrumu, moleküllerin atomun içinde ne kadar uzakta olduğunu, her bir elementin kaç tane ve ne tür bağa sahip olduğunu gösterecek.

Ve elektromanyetik radyasyonun uygulama alanları sayısızdır:

• radyo dalgaları çok uzaktaki nesnelerin yapısını ve gezegenlerin içlerini keşfeder;
• termal radyasyon süreçlerin enerjisini anlatacaktır;
• görünür ışık size en parlak yıldızların hangi yönde olduğunu söyleyecektir;
• ultraviyole ışınlar, yüksek enerjili etkileşimlerin meydana geldiğini açıkça ortaya koyacaktır;
• X-ışını spektrumunun kendisi, insanların maddenin yapısını (insan vücudu dahil) incelemesine olanak tanır ve bu ışınların kozmik nesnelerdeki varlığı, bilim adamlarına odakta bir nötron yıldızı, bir süpernova patlaması veya bir kara delik olduğu konusunda bilgi verecektir. teleskopun.

Saf siyah gövde

Ancak fizikte termal radyasyonun ne olduğunu inceleyen özel bir bölüm var. Atomik ışığın aksine, ışığın termal emisyonu sürekli bir spektruma sahiptir. Ve hesaplamalar için en iyi model nesne tamamen siyah bir gövdedir. Bu, üzerine düşen tüm ışığı "yakalayan" ancak onu geri bırakmayan bir nesnedir. Garip bir şekilde, tamamen siyah bir cisim radyasyon yayar ve maksimum dalga boyu, modelin sıcaklığına bağlı olacaktır. Klasik fizikte termal radyasyon bir paradoksa yol açtı: Isıtılan herhangi bir şeyin, ultraviyole aralığında enerjisi evreni yok edene kadar giderek daha fazla enerji yayması gerektiği ortaya çıktı.

Max Planck bu paradoksu çözmeyi başardı. Radyasyon formülüne yeni bir nicelik olan kuantumu ekledi. Ona özel bir fiziksel anlam vermeden koca bir dünya keşfetti. Artık niceliklerin kuantizasyonu modern bilimin temelidir. Bilim adamları, alanların ve olayların bölünemez unsurlardan, kuantumlardan oluştuğunu fark ettiler. Bu, maddeyle ilgili daha derin çalışmalara yol açtı. Örneğin modern dünya yarı iletkenlere aittir. Önceden her şey basitti: metal akımı iletir, diğer maddeler dielektriktir. Silikon ve germanyum (yarı iletkenler) gibi maddeler de elektrikle ilgili olarak anlaşılmaz davranır. Özelliklerinin nasıl kontrol edileceğini öğrenmek için bütün bir teori oluşturmak ve p-n bağlantılarının tüm olasılıklarını hesaplamak gerekiyordu.

Dünyadaki ana ısı kaynağının Güneş olduğunu çok iyi biliyorsunuz. Güneş'ten ısı nasıl aktarılır? Sonuçta, Dünya ondan 15 10 7 km uzaklıkta bulunuyor. Atmosferimizin dışındaki tüm bu alan çok nadir madde içerir.

Bilindiği gibi boşlukta ısı iletimi yoluyla enerji aktarımı mümkün değildir. Konveksiyon nedeniyle de oluşamaz. Bu nedenle başka bir tür ısı transferi vardır.

Bu tür ısı transferini deney yoluyla inceleyelim.

Sıvı basınç göstergesini kauçuk bir boru kullanarak soğutucuya bağlayalım (Şek. 12).

Yüksek sıcaklığa ısıtılmış bir metal parçasını soğutucunun karanlık yüzeyine getirirseniz, soğutucuya bağlı manometre dirseğindeki sıvı seviyesi azalacaktır (Şekil 12, a). Açıkçası, soğutucudaki hava ısındı ve genişledi. Soğutucudaki havanın hızlı bir şekilde ısınması ancak enerjinin ısıtılan gövdeden ona aktarılmasıyla açıklanabilir.

Pirinç. 12. Enerjinin radyasyon yoluyla transferi

Bu durumda enerji termal iletkenlik yoluyla aktarılmadı. Sonuçta, ısıtılan gövde ile ısı emici arasında zayıf bir ısı iletkeni olan hava vardı. Isı emici, ısıtılan gövdenin üstünde değil yanında bulunduğundan, burada da konveksiyon gözlemlenemez. Buradan, bu durumda enerji transferi şu şekilde gerçekleşir:radyasyon.

Radyasyonla enerji transferi diğer ısı transferi türlerinden farklıdır. Tam bir vakumda gerçekleştirilebilir.

Tüm cisimler enerji yayar: hem yüksek derecede ısıtılmış hem de zayıf ısıtılmış olanlar, örneğin insan vücudu, soba, elektrik ampulü vb. Ancak bir cismin sıcaklığı ne kadar yüksekse, radyasyon yoluyla o kadar fazla enerji iletir. Bu durumda enerji çevredeki cisimler tarafından kısmen emilir, kısmen de yansıtılır. Enerji emildiğinde, yüzeyin durumuna bağlı olarak cisimler farklı şekilde ısınır.

Isı alıcısını ısıtılmış metal gövdeye önce karanlık tarafı, sonra aydınlık tarafı ile çevirirseniz, ilk durumda ısı alıcısına bağlı manometre dirseğindeki sıvı kolonu azalacaktır (bkz. Şekil 12, a) ve ikincisinde (Şekil 12, b) yükselecektir. Bu, koyu yüzeye sahip cisimlerin, açık yüzeye sahip cisimlere göre enerjiyi daha iyi emdiğini gösterir.

Aynı zamanda karanlık yüzeye sahip cisimler, açık yüzeye sahip cisimlere göre radyasyon yoluyla daha hızlı soğur. Örneğin, hafif bir su ısıtıcısında sıcak su, yüksek sıcaklığı karanlık olandan daha uzun süre korur.

Vücutların radyasyon enerjisini farklı şekilde absorbe etme yeteneği pratikte kullanılmaktadır. Böylece havadaki meteoroloji balonlarının ve uçak kanatlarının yüzeyi güneşten ısınmaması için gümüş boya ile boyanıyor. Aksine, örneğin yapay Dünya uydularına kurulan cihazlarda güneş enerjisinin kullanılması gerekiyorsa, cihazların bu kısımları koyu renkle boyanır.

Sorular

1. Enerjinin radyasyonla aktarımı deneysel olarak nasıl gösterilir?
2. Hangi cisimler radyasyon enerjisini daha iyi, hangisi daha kötü emer?
3. Bir kişi, vücutların radyasyon enerjisini absorbe etme konusundaki farklı yeteneklerini pratikte nasıl hesaba katar?

Alıştırma 5

1. Yaz aylarında binadaki hava ısıtılır ve çeşitli şekillerde enerji alınır: duvarlardan, sıcak havanın girdiği açık bir pencereden, güneş enerjisinin geçmesine izin veren camdan. Her durumda ne tür bir ısı transferi ile uğraşıyoruz?
2. Karanlık yüzeye sahip cisimlerin radyasyonla, açık yüzeye sahip cisimlere göre daha güçlü bir şekilde ısıtıldığını gösteren örnekler verin.
3. Enerjinin Güneş'ten Dünya'ya konveksiyon ve termal iletim yoluyla aktarılamayacağı neden tartışılabilir? Nasıl bulaşır?

Egzersiz yapmak

Dış mekan termometresi kullanarak, önce evin güneşli tarafının, ardından gölgeli tarafının sıcaklığını ölçün. Termometre okumalarının neden farklı olduğunu açıklayın.

Bu ilginç...

Termos. Yiyecekleri sıcak veya soğuk tutmak çoğu zaman gereklidir. Vücudun soğumasını veya ısınmasını önlemek için ısı transferini azaltmanız gerekir. Aynı zamanda enerjinin herhangi bir ısı transferi yoluyla aktarılmamasını sağlamaya çalışırlar: termal iletkenlik, konveksiyon, radyasyon. Bu amaçlar için bir termos kullanılır (Şek. 13).

Pirinç. 13. Termos cihazı

Çift cidarlı 4 cam kaptan oluşur. Duvarların iç yüzeyi parlak metal bir tabaka ile kaplanır ve hava, kabın duvarları arasındaki boşluktan dışarı pompalanır. Havasız olan duvarlar arasındaki boşluk neredeyse hiç ısı iletmez. Yansıtan metal katman, enerjinin radyasyon yoluyla transferini önler. Camı hasardan korumak için termos özel bir metal veya plastik kasaya (3) yerleştirilir. Kap bir tıpa (2) ile kapatılır ve üstüne bir kapak (1) vidalanır.

Isı transferi ve flora. Doğada ve insan yaşamında bitki dünyası son derece önemli bir rol oynar. Su ve hava olmadan yeryüzündeki tüm canlıların yaşamı mümkün değildir.

Dünyaya ve toprağa bitişik hava katmanlarında sürekli sıcaklık değişiklikleri meydana gelir. Toprak gün içerisinde enerjiyi emdiği için ısınır. Geceleri ise tam tersine soğuyarak enerji açığa çıkarır. Toprak ve hava arasındaki ısı alışverişi, hava koşullarının yanı sıra bitki örtüsünün varlığından da etkilenir. Bitki örtüsüyle kaplı toprak radyasyonla yeterince ısıtılmaz. Açık, bulutsuz gecelerde toprağın kuvvetli soğuması da gözlenir. Topraktan gelen radyasyon serbestçe uzaya gider. İlkbaharın başlarında bu tür gecelerde don olayları meydana gelir. Bulutlu dönemlerde radyasyon nedeniyle toprak enerjisi kaybı azalır. Bulutlar perde görevi görüyor.

Seralar toprak sıcaklığını arttırmak ve bitkileri dondan korumak için kullanılır. Cam çerçeveler veya filmden yapılmış olanlar güneş ışınımını (görünür) iyi iletir. Gün boyunca toprak ısınır. Geceleri cam veya film topraktan görünmez radyasyonu daha az kolaylıkla iletir. Toprak donmaz. Seralar ayrıca sıcak havanın yukarı doğru hareketini - konveksiyonu da önler.

Sonuç olarak seralardaki sıcaklık çevreye göre daha yüksektir.

Daha önce insanlar anlamadıklarını açıklamak için çeşitli fantastik şeyler icat ettiler - mitler, tanrılar, din, büyülü yaratıklar. Ve hala çok sayıda insan bu batıl inançlara inansa da artık her şeyin bir açıklaması olduğunu biliyoruz. En ilginç, gizemli ve şaşırtıcı konulardan biri radyasyondur. Nedir? Ne tür türleri var? Fizikte radyasyon nedir? Nasıl emilir? Radyasyondan korunmak mümkün mü?

Genel bilgi

Böylece, aşağıdaki radyasyon türleri ayırt edilir: ortamın dalga hareketi, parçacık ve elektromanyetik. En çok dikkat ikincisine verilecektir. Ortamın dalga hareketine gelince, bunun belirli bir nesnenin mekanik hareketi sonucu ortaya çıktığını ve ortamın art arda seyrelmesine veya sıkışmasına neden olduğunu söyleyebiliriz. Örnekler arasında infrasound veya ultrason yer alır. Korpüsküler radyasyon, çekirdeklerin doğal ve yapay bozunmasının eşlik ettiği elektronlar, pozitronlar, protonlar, nötronlar, alfa gibi atomik parçacıkların akışıdır. Şimdilik bu ikisinden bahsedelim.

Etkilemek

Güneş radyasyonunu ele alalım. Bu güçlü bir iyileştirici ve önleyici faktördür. Işığın katılımıyla meydana gelen eşlik eden fizyolojik ve biyokimyasal reaksiyonlar kümesine fotobiyolojik süreçler denir. Biyolojik olarak önemli bileşiklerin sentezinde yer alırlar, uzayda (görme) bilgi ve yönelim elde etmeye hizmet ederler ve ayrıca zararlı mutasyonların ortaya çıkması, vitaminlerin, enzimlerin, proteinlerin yok edilmesi gibi zararlı sonuçlara da neden olabilirler.

Elektromanyetik radyasyon hakkında

Gelecekte makale yalnızca ona ayrılacak. Radyasyon fizikte ne işe yarar, bizi nasıl etkiler? EMR, yüklü moleküller, atomlar ve parçacıklar tarafından yayılan elektromanyetik dalgalardır. Büyük kaynaklar antenler veya diğer yayılan sistemler olabilir. Kaynaklarla birlikte radyasyonun dalga boyu (salınım frekansı) belirleyici öneme sahiptir. Dolayısıyla bu parametrelere bağlı olarak gama, x-ışını ve optik radyasyon ayırt edilir. İkincisi bir dizi başka alt türe ayrılmıştır. Yani bu kızılötesi, ultraviyole, radyo radyasyonu ve ışıktır. Aralık 10-13'e kadardır. Gama radyasyonu uyarılmış atom çekirdekleri tarafından üretilir. X-ışınları, hızlandırılmış elektronların yavaşlatılmasıyla elde edilebildiği gibi, serbest olmayan seviyelerden geçişleriyle de elde edilebilir. Radyo dalgaları, alternatif elektrik akımlarını yayılan sistemlerin (örneğin antenler) iletkenleri boyunca hareket ettirirken iz bırakır.

Ultraviyole radyasyon hakkında

Biyolojik olarak UV ışınları en aktif olanlardır. Deriyle temas etmeleri halinde doku ve hücresel proteinlerde lokal değişikliklere neden olabilirler. Ayrıca cilt reseptörleri üzerindeki etkisi de kaydedilir. Refleks olarak tüm organizmayı etkiler. Fizyolojik fonksiyonların spesifik olmayan bir uyarıcısı olduğundan vücudun bağışıklık sisteminin yanı sıra mineral, protein, karbonhidrat ve yağ metabolizması üzerinde de faydalı bir etkiye sahiptir. Bütün bunlar, güneş radyasyonunun genel sağlığı iyileştirici, tonik ve önleyici etkisi şeklinde kendini gösterir. Belirli bir dalga aralığının sahip olduğu bazı spesifik özelliklerden bahsetmeye değer. Böylece radyasyonun 320 ila 400 nanometre uzunluğa sahip bir kişi üzerindeki etkisi eritem bronzlaşma etkisine katkıda bulunur. 275 ila 320 nm aralığında zayıf bakteri yok edici ve antiraşitik etkiler kaydedilmiştir. Ancak 180 ila 275 nm arasındaki ultraviyole radyasyon biyolojik dokuya zarar verir. Bu nedenle dikkatli olunmalıdır. Uzun süreli doğrudan güneş radyasyonu, güvenli spektrumda bile, ciltte şişme ile birlikte ciddi eritemlere ve sağlıkta önemli bir bozulmaya neden olabilir. Cilt kanserine yakalanma olasılığını artıracak kadar.

Güneş ışığına tepki

Öncelikle kızılötesi radyasyondan bahsetmek gerekiyor. Işınların cilt tarafından emilme derecesine bağlı olarak vücut üzerinde termal bir etkisi vardır. Etkisini anlatmak için “yanmak” kelimesi kullanılır. Görünür spektrum görsel analizörü ve merkezi sinir sisteminin işlevsel durumunu etkiler. Ve merkezi sinir sistemi yoluyla tüm insan sistemlerine ve organlarına. Sadece aydınlatma derecesinden değil, aynı zamanda güneş ışığının renk aralığından, yani radyasyonun tüm spektrumundan da etkilendiğimizi belirtmek gerekir. Dolayısıyla renk algısı dalga boyuna bağlıdır ve çeşitli vücut sistemlerinin işleyişinin yanı sıra duygusal aktivitemizi de etkiler.

Kırmızı renk ruhu heyecanlandırır, duyguları güçlendirir ve sıcaklık hissi verir. Ancak hızla yorulur, kas gerginliğine, nefes almanın artmasına ve kan basıncının artmasına katkıda bulunur. Turuncu, refah ve neşe duygusunu uyandırırken, sarı, ruh halini yükseltir ve sinir sistemini ve görüşü canlandırır. Yeşil sakinleştiricidir, uykusuzluk ve yorgunluk sırasında faydalıdır ve vücudun genel tonunu iyileştirir. Menekşe renginin ruh üzerinde rahatlatıcı bir etkisi vardır. Mavi sinir sistemini sakinleştirir ve kasları formda tutar.

Küçük bir geri çekilme

Neden fizikte radyasyonun ne olduğunu düşünürken çoğunlukla EMR'den bahsediyoruz? Gerçek şu ki, konu ele alındığında çoğu durumda kastedilen tam olarak budur. Ortamın aynı parçacık radyasyonu ve dalga hareketi, ölçek olarak daha küçük bir büyüklük sırasıdır ve bilinmektedir. Çoğu zaman, radyasyon türleri hakkında konuştuklarında, yalnızca EMR'nin bölündüğü şeyleri kastediyorlar ki bu temelde yanlıştır. Sonuçta fizikte radyasyonun ne olduğundan bahsederken tüm yönlerine dikkat etmek gerekir. Ancak aynı zamanda en önemli noktalara da vurgu yapılıyor.

Radyasyon kaynakları hakkında

Elektromanyetik radyasyonu dikkate almaya devam ediyoruz. Bir elektrik veya manyetik alan bozulduğunda ortaya çıkan dalgaları temsil ettiğini biliyoruz. Bu süreç modern fizik tarafından dalga-parçacık ikiliği teorisi açısından yorumlanmaktadır. Böylece EMR'nin minimum kısmının kuantum olduğu kabul edilmektedir. Ancak aynı zamanda ana özelliklerin bağlı olduğu frekans-dalga özelliklerine de sahip olduğuna inanılmaktadır. Kaynakları sınıflandırma yeteneğini geliştirmek için EMR frekanslarının farklı emisyon spektrumları ayırt edilir. Yani bu:

1. Sert radyasyon (iyonize);
2. Optik (gözle görülebilir);
3. Termal (diğer adıyla kızılötesi);
4. Radyo frekansı.

Bunlardan bazıları zaten dikkate alındı. Her radyasyon spektrumunun kendine has özellikleri vardır.

Kaynakların niteliği

Kökenlerine bağlı olarak elektromanyetik dalgalar iki durumda ortaya çıkabilir:

1. Yapay kökenli bir rahatsızlık olduğunda.
2. Doğal bir kaynaktan gelen radyasyonun kaydı.

İlk olanlar hakkında neler söyleyebilirsiniz? Yapay kaynaklar çoğunlukla çeşitli elektrikli cihazların ve mekanizmaların çalışması sonucu ortaya çıkan bir yan etkiyi temsil eder. Doğal kökenli radyasyon, Dünyanın manyetik alanını, gezegenin atmosferindeki elektriksel süreçleri ve güneşin derinliklerinde nükleer füzyonu üretir. Elektromanyetik alan kuvvetinin derecesi, kaynağın güç seviyesine bağlıdır. Geleneksel olarak kaydedilen radyasyon düşük seviyeli ve yüksek seviyeli olarak ikiye ayrılır. İlk olanlar şunları içerir:

1. CRT ekranla donatılmış hemen hemen tüm cihazlar (bilgisayar gibi).
2. İklim kontrol sistemlerinden ütülere kadar çeşitli ev aletleri;
3. Çeşitli nesnelere elektrik beslemesi sağlayan mühendislik sistemleri. Örnekler arasında güç kabloları, prizler ve elektrik sayaçları bulunur.

Yüksek seviyeli elektromanyetik radyasyon şu şekilde üretilir:

1. Güç hatları.
2. Tüm elektrikli ulaşım ve altyapısı.
3. Radyo ve televizyon kulelerinin yanı sıra mobil ve mobil iletişim istasyonları.
4. Elektromekanik enerji santrallerini kullanan asansörler ve diğer kaldırma ekipmanları.
5. Ağ voltajı dönüştürme cihazları (bir dağıtım trafo merkezinden veya transformatörden yayılan dalgalar).

Ayrıca tıpta kullanılan ve sert radyasyon yayan özel ekipmanlar da bulunmaktadır. Örnekler arasında MRI, X-ışını makineleri ve benzerleri yer alır.

Elektromanyetik radyasyonun insanlar üzerindeki etkisi

Çok sayıda çalışma sırasında bilim adamları, EMR'ye uzun süreli maruz kalmanın gerçek bir hastalık patlamasına katkıda bulunduğu üzücü sonucuna vardılar. Ancak genetik düzeyde birçok bozukluk ortaya çıkar. Bu nedenle elektromanyetik radyasyona karşı korunma önemlidir. Bunun nedeni EMR'nin yüksek düzeyde biyolojik aktiviteye sahip olmasıdır. Bu durumda etkinin sonucu şunlara bağlıdır:

1. Radyasyonun doğası.
2. Etkinin süresi ve yoğunluğu.

Belirli etki anları

Her şey yerelleştirmeye bağlıdır. Radyasyonun soğurulması yerel veya genel olabilir. İkinci duruma bir örnek, elektrik hatlarının yarattığı etkidir. Yerel maruziyete bir örnek, dijital saat veya cep telefonunun yaydığı elektromanyetik dalgalardır. Termal etkilerden de bahsetmek gerekir. Moleküllerin titreşimi nedeniyle alan enerjisi ısıya dönüşür. Mikrodalga yayıcılar bu prensiple çalışır ve çeşitli maddeleri ısıtmak için kullanılır. Bir kişiyi etkilediğinde termal etkinin her zaman olumsuz, hatta zararlı olduğu unutulmamalıdır. Sürekli radyasyona maruz kaldığımızı belirtmek gerekir. İş yerinde, evde, şehirde dolaşırken. Zamanla olumsuz etki yalnızca yoğunlaşır. Bu nedenle elektromanyetik radyasyona karşı koruma giderek önem kazanmaktadır.

Kendini nasıl koruyabilirsin?

Başlangıçta neyle karşı karşıya olduğunuzu bilmeniz gerekir. Radyasyonu ölçmek için özel bir cihaz bu konuda yardımcı olacaktır. Güvenlik durumunu değerlendirmenize olanak tanır. Üretimde koruma amacıyla emici perdeler kullanılmaktadır. Ancak ne yazık ki evde kullanılmak üzere tasarlanmamışlardır. Başlamak için izleyebileceğiniz üç ipucu:

1. Cihazlardan güvenli bir mesafede durmalısınız. Enerji hatları, televizyon ve radyo kuleleri için bu en az 25 metredir. CRT monitörler ve televizyonlarda otuz santimetre yeterlidir. Elektronik saatler 5 cm'den daha yakın tutulmamalı, radyo ve cep telefonlarının ise 2,5 cm'den daha yakına getirilmesi önerilmez. Özel bir cihaz (akı ölçer) kullanarak bir konum seçebilirsiniz. Kaydedilen izin verilen radyasyon dozu 0,2 µT'yi geçmemelidir.
2. Radyasyona maruz kalmanız gereken süreyi azaltmaya çalışın.
3. Elektrikli aletleri kullanmadığınız zamanlarda daima kapatmalısınız. Sonuçta, aktif değilken bile EMR yaymaya devam ediyorlar.

Sessiz katil hakkında

Ve makaleyi geniş çevrelerde oldukça az bilinmesine rağmen önemli bir konu olan radyasyonla bitireceğiz. İnsan, yaşamı, gelişimi ve varoluşu boyunca doğal arka plandan etkilenmiştir. Doğal radyasyon kabaca dış ve iç maruz kalma olarak ikiye ayrılabilir. Birincisi kozmik radyasyonu, güneş radyasyonunu, yer kabuğunun ve havanın etkisini içerir. Evlerin ve yapıların oluşturulduğu yapı malzemeleri bile belli bir arka plan oluşturuyor.

Radyasyonun önemli bir nüfuz gücü vardır, bu nedenle onu durdurmak sorunludur. Yani ışınları tamamen izole etmek için 80 santimetre kalınlığındaki kurşun duvarın arkasına saklanmanız gerekiyor. İç radyasyon, doğal radyoaktif maddelerin yiyecek, hava ve suyla birlikte vücuda girmesiyle oluşur. Radon, toron, uranyum, toryum, rubidyum ve radyum dünyanın bağırsaklarında bulunabilir. Hepsi bitkiler tarafından emilir, suda bulunabilir ve yenildiğinde vücudumuza girerler.

diğer sunumların özeti

“Çözeltilerin ve eriyiklerin elektrolizi” - Michael Faraday (1791 – 1867). Elektrolitin sıçramasına izin vermeyin. Süreç diyagramları. Dersin hedefleri: Elektrolitler, eriyikleri ve çözeltileri elektrik akımını ileten karmaşık maddelerdir. GBOU ortaokul No. 2046, Moskova. Cu2+ oksitleyici bir maddedir. Tuzlar, alkaliler, asitler. PC'de çalışırken güvenlik kuralları. Güvenlik düzenlemeleri. İyonlarla elektron ekleme işlemine indirgeme denir. Katot. Rock teması: “Erimelerin ve oksijensiz tuzların çözeltilerinin elektrolizi.

“Manyetik alanın fiziği” - Solenoidin içine çelik bir çubuk yerleştirerek en basit elektromıknatısı elde ederiz. Mıknatıslanmış çivilerin sayısını kabaca sayalım. Spiral şeklinde sarılmış bir iletkenin manyetik alanını düşünün. Alan çizgisi yöntemi. Projenin amaç ve hedefleri: Düz bir telin yanına manyetik bir iğne yerleştirilmiştir. Manyetik alan kaynağı.

“Atom Enerjisi” - Bu tür kongrelerde nükleer santrallerdeki tesisat işleriyle ilgili konular çözüme kavuşturulur. Radyoaktif atık nükleer döngünün hemen hemen her aşamasında üretilir. Kuzeye Elbette nükleer enerjiden tamamen vazgeçilebilir. Nükleer santraller, termik santraller, hidroelektrik santraller modern medeniyetlerdir. Zaporozhye Nükleer Santrali. Enerji: “karşı”.

“Işık Fiziği” - Gözlük seçimi. Uzaklaşan bir mercekte bir görüntünün oluşturulması. Ayna teleskopu (reflektör). Yakınsayan mercek. Geometrik optik. Işığın yayılmasının düzlüğü gölgelerin oluşumunu açıklar. Güneş tutulması ışığın doğrusal yayılmasıyla açıklanır. Yakınsak (a) ve ıraksak (b) mercekler. İnsan gözü. Fiber ışık kılavuzunda ışığın yayılması.

“Elektrik olayları, 8. sınıf” - Repel. Temas etmek. Maddeler. Vücuda bir Elektrik yükü verme süreci g. Sürtünme. Elektroskop elektrometresi. Cihazlar. Elektrik şarjı. 8. sınıf Elektrik olayları Belediye eğitim kurumu Pervomaiskaya ortaokulu Khairullina Galina Aleksandrovna. + İKİ tür ücret -. 17. yüzyılın başlarında elektriksel olaylar. İletken olmayanlar (Dielektrikler) - ebonit - amber Porselen kauçuk. Dielektriklerden. ELEKTRON (Yunanca) - AMBER. Yükler ortadan kaybolmaz veya ortaya çıkmaz, yalnızca iki cisim arasında yeniden dağıtılır. İzolatörler. Pipetleri, tüyleri ve kürkleri çekerler. Sürtünme. Her iki gövde de elektriklidir.

“Lomonosov'un faaliyetleri” - Eğitim tüm yıl boyunca gerçekleştirildi. : Edebi faaliyet. Lomonosov'un faaliyetlerinin geliştirilmesi. Lomonosov 300 yaşında. Hayatta yeni bir dönem. Moskova'ya seyahat. Lomonosov'un hayatında kimyanın önemi.

Radyasyon, elektromanyetik dalgalar kullanılarak enerjinin aktarılmasıyla sonuçlanan fiziksel bir süreçtir. Radyasyonun ters işlemine emilim denir. Bu konuyu daha detaylı ele alalım ve ayrıca günlük yaşamda ve doğadaki radyasyona örnekler verelim.

Radyasyon oluşumunun fiziği

Herhangi bir cisim, pozitif yüklü çekirdeklerden ve çekirdeklerin etrafında elektron kabukları oluşturan ve negatif yüklü elektronlardan oluşan atomlardan oluşur. Atomlar farklı enerji durumlarında olabilecek, yani hem yüksek hem de düşük enerjiye sahip olabilecek şekilde tasarlanmıştır. Bir atom en düşük enerjiye sahip olduğunda onun temel durumundan söz ederiz; atomun diğer herhangi bir enerji durumuna heyecanlı denir.

Bir atomun farklı enerji durumlarının varlığı, elektronlarının belirli enerji seviyelerinde bulunabilmesinden kaynaklanmaktadır. Bir elektron daha yüksek bir seviyeden daha düşük bir seviyeye hareket ettiğinde atom, elektromanyetik dalgaların taşıyıcı parçacığı olan foton şeklinde çevredeki boşluğa yaydığı enerjiyi kaybeder. Tam tersine, bir elektronun daha düşük bir seviyeden daha yüksek bir seviyeye geçişine bir fotonun soğurulması eşlik eder.

Bir atomun elektronunu daha yüksek bir enerji düzeyine aktarmanın, enerji aktarımını içeren birkaç yolu vardır. Bu, harici elektromanyetik radyasyonun söz konusu atom üzerindeki etkisi veya enerjinin ona mekanik veya elektriksel yollarla aktarılması olabilir. Ayrıca atomlar kimyasal reaksiyonlar yoluyla enerji alıp daha sonra serbest bırakabilirler.

Elektromanyetik spektrum

Fizikteki radyasyon örneklerine geçmeden önce her atomun belli oranda enerji yaydığını belirtmekte yarar var. Bunun nedeni, bir elektronun bir atomda bulunabileceği durumların keyfi değil, kesin olarak tanımlanmış olmasıdır. Buna göre bu durumlar arasındaki geçişe belirli miktarda enerjinin emisyonu eşlik eder.

Atom fiziğinden, bir atomdaki elektronik geçişler sonucu oluşan fotonların, salınım frekanslarıyla doğru orantılı ve dalga boyuyla ters orantılı enerjiye sahip olduğu bilinmektedir (foton, yayılma hızı, uzunluğu ile karakterize edilen bir elektromanyetik dalgadır). ve frekans). Bir maddenin atomu yalnızca belirli bir enerji kümesini yayabildiğinden, bu, yayılan fotonların dalga boylarının da belirli olduğu anlamına gelir. Bu uzunlukların tümüne elektromanyetik spektrum denir.

Bir fotonun dalga boyu 390 nm ile 750 nm arasındaysa, kişi bunu kendi gözleriyle algılayabileceği için görünür ışıktan bahsederiz; dalga boyu 390 nm'den azsa bu tür elektromanyetik dalgalar yüksek enerjiye sahiptir ve ultraviyole, x-ışını veya gama radyasyonu denir. 750 nm'den daha büyük uzunluklar için fotonlar düşük enerjiye sahiptir ve kızılötesi, mikro veya radyo radyasyonu olarak adlandırılır.

Vücutların termal radyasyonu

Mutlak sıfırdan farklı bir sıcaklığa sahip herhangi bir cisim enerji yayar; bu durumda termal veya sıcaklık radyasyonundan bahsediyoruz. Bu durumda sıcaklık, hem termal radyasyonun elektromanyetik spektrumunu hem de vücut tarafından yayılan enerji miktarını belirler. Sıcaklık ne kadar yüksek olursa, vücut çevredeki alana o kadar fazla enerji yayar ve elektromanyetik spektrumu o kadar yüksek frekans bölgesine kayar. Termal radyasyon süreçleri Stefan-Boltzmann, Planck ve Wien yasalarıyla tanımlanır.

Günlük hayatta radyasyon örnekleri

Yukarıda söylendiği gibi, kesinlikle herhangi bir cisim elektromanyetik dalgalar şeklinde enerji yayar, ancak bu süreç her zaman çıplak gözle görülemez, çünkü etrafımızdaki cisimlerin sıcaklıkları genellikle çok düşüktür, bu nedenle spektrumları düşük bir seviyededir. insanların göremediği frekans bölgesi.

Görünür aralıktaki radyasyonun çarpıcı bir örneği elektrikli akkor lambadır. Bir spiral boyunca geçen elektrik akımı, tungsten filamanı 3000 K'ye ısıtır. Bu kadar yüksek bir sıcaklık, filamanın, maksimumu görünür spektrumun uzun dalga boyu kısmına düşen elektromanyetik dalgalar yaymaya başlamasına neden olur.

Günlük yaşamdaki radyasyonun bir başka örneği, insan gözünün göremediği mikrodalgalar yayan bir mikrodalga fırındır. Bu dalgalar su içeren nesneler tarafından emilir, böylece kinetik enerjileri ve dolayısıyla sıcaklıkları artar.

Son olarak, günlük yaşamdaki kızılötesi aralıktaki radyasyona bir örnek, bir ısıtma pilinin radyatörüdür. Radyasyonunu görmüyoruz ama bu sıcaklığı hissediyoruz.

Doğal ışık yayan nesneler

Belki de doğadaki radyasyonun en çarpıcı örneği yıldızımız Güneş'tir. Güneş'in yüzeyindeki sıcaklık yaklaşık olarak bu nedenle maksimum radyasyonu 475 nm dalga boyunda meydana gelir, yani görünür spektrum içinde yer alır.

Güneş etrafındaki gezegenleri ve uydularını ısıtır ve onlar da parlamaya başlar. Burada yansıyan ışık ile termal radyasyon arasında ayrım yapmak gerekir. Böylece Dünyamız, tam olarak yansıyan güneş ışığı nedeniyle uzaydan mavi bir top şeklinde görülebilmektedir. Gezegenin termal radyasyonundan bahsedersek, o zaman da meydana gelir, ancak mikrodalga spektrumu bölgesinde (yaklaşık 10 mikron) bulunur.

Yansıyan ışığın yanı sıra, cırcır böcekleriyle ilişkilendirilen doğadaki radyasyona başka bir örnek vermek ilginçtir. Yaydıkları görünür ışığın termal radyasyonla hiçbir ilgisi yoktur ve atmosferik oksijen ile lusiferin (böcek hücrelerinde bulunan bir madde) arasındaki kimyasal reaksiyonun sonucudur. Bu olaya biyolüminesans denir.