Druhy elektromagnetického záření

Elektromagnetické záření (elektromagnetické vlny) — rušení elektrických a magnetických polí šířících se v prostoru.

Rozsahy elektromagnetického záření

1 Rádiové vlny

2. Infračervené (tepelné)

3. Viditelné záření (optické)

4. Ultrafialové záření

5. Tvrdé záření

Za hlavní charakteristiky elektromagnetického záření jsou považovány frekvence a vlnová délka. Vlnová délka závisí na rychlosti šíření záření. Rychlost šíření elektromagnetického záření ve vakuu se rovná rychlosti světla, v ostatních prostředích je tato rychlost menší.

Charakteristikou elektromagnetického vlnění z hlediska teorie kmitů a pojmů elektrodynamiky je přítomnost tří vzájemně kolmých vektorů: vektorové vlny, vektoru intenzity elektrického pole E a vektoru magnetického pole H.

Spektrum elektromagnetického záření

Elektromagnetické vlny - jedná se o příčné vlny (smykové vlny), ve kterých vektory elektrického a magnetického pole kmitají kolmo na směr šíření vlnění, ale od vlnění na vodě a od zvuku se výrazně liší tím, že je lze přenášet ze zdroje na přijímač, a to i prostřednictvím vakua.

Společná pro všechny druhy záření je rychlost jejich šíření ve vakuu rovna 300 000 000 metrů za sekundu.

Elektromagnetické záření je charakterizováno frekvencí oscilace, udávající počet úplných cyklů oscilace za sekundu nebo vlnovou délku, tzn. vzdálenost, kterou se záření rozšíří během jednoho kmitu (za jednu periodu kmitu).

Frekvence kmitání (f), vlnová délka (λ) a rychlost šíření záření (c) spolu souvisí vztahem: c = f λ.

Elektromagnetické záření se obvykle dělí do frekvenčních rozsahů... Mezi rozsahy nejsou ostré přechody, někdy se překrývají a hranice mezi nimi jsou libovolné. Vzhledem k tomu, že rychlost šíření záření je konstantní, frekvence jeho oscilací je striktně vázána na vlnovou délku ve vakuu.

Ultrakrátké rádiové vlny se běžně dělí na metr, decimetr, centimetr, milimetr a submilimetr nebo mikrometr. Vlny o délce λ menší než 1 m (frekvence nad 300 MHz) se také nazývají mikrovlny nebo mikrovlnné vlny.

Infračervené záření — elektromagnetické záření zabírající spektrální oblast mezi červeným koncem viditelného světla (s vlnovou délkou 0,74 mikronů) a mikrovlnným zářením (1-2 mm).

Infračervené záření zaujímá největší část optického spektra.Infračervené záření se také nazývá „tepelné“ záření, protože všechna tělesa, pevná i kapalná, zahřátá na určitou teplotu, vyzařují energii v infračerveném spektru. V tomto případě vlnové délky vyzařované tělesem závisí na teplotě zahřívání: čím vyšší teplota, tím kratší vlnová délka a vyšší intenzita emise. Emisní spektrum absolutně černého tělesa při relativně nízkých teplotách (až několik tisíc Kelvinů) leží převážně v tomto rozmezí.

Viditelné světlo je kombinací sedmi základních barev: červené, oranžové, žluté, zelené, azurové, modré a fialové. Ale ani infračervené ani ultrafialové záření není pro lidské oko viditelné.

Viditelné, infračervené a ultrafialové záření tvoří tzv. optické spektrum v nejširším slova smyslu. Nejznámějším zdrojem optického záření je Slunce. Jeho povrch (fotosféra) je zahřátý na teplotu 6000 stupňů a září jasně žlutým světlem. Tuto část spektra elektromagnetického záření vnímáme přímo našimi smysly.

K záření v optickém rozsahu dochází při zahřívání těles (infračervené záření se také nazývá tepelné) v důsledku tepelného pohybu atomů a molekul. Čím více se tělo zahřívá, tím vyšší je frekvence jeho záření. Při určitém zahřátí začne tělo svítit ve viditelné oblasti (žhavení), nejprve červeně, pak žlutě atd. Naopak záření z optického spektra působí na tělesa tepelně.

V přírodě se nejčastěji setkáváme s tělesy vyzařujícími světlo složitého spektrálního složení sestávajícího z různě dlouhých vůlí.Energie viditelného záření proto ovlivňuje světlocitlivé prvky oka a způsobuje jiný vjem. Je to dáno rozdílnou citlivostí oka. na záření různých vlnových délek.

Viditelná část spektra radiačního toku

Kromě tepelného záření mohou jako zdroje a přijímače optického záření sloužit chemické a biologické reakce. Jedna z nejznámějších chemických reakcí, která je přijímačem optického záření, se využívá ve fotografii.

Tvrdé paprsky... Hranice oblastí rentgenového a gama záření lze určit jen velmi orientačně. Pro obecnou orientaci lze předpokládat, že energie rentgenových kvant leží v rozmezí 20 eV — 0,1 MeV a energie gama kvant je více než 0,1 MeV.

Ultrafialové záření (ultrafialové, UV, UV) — elektromagnetické záření zabírající oblast mezi viditelným a rentgenovým zářením (380 — 10 nm, 7,9 × 1014 — 3 × 1016 Hz). Rozsah je podmíněně rozdělen na blízké (380-200 nm) a vzdálené nebo vakuové (200-10 nm) ultrafialové záření, které je tak pojmenováno, protože je intenzivně absorbováno atmosférou a je studováno pouze pomocí vakuových zařízení.

Dlouhovlnné ultrafialové záření má relativně nízkou fotobiologickou aktivitu, ale může způsobit pigmentaci lidské kůže, má pozitivní vliv na organismus. Záření tohoto podrozsahu je schopno způsobit záři některých látek, proto se používá pro luminiscenční analýzu chemického složení produktů.

Středovlnné ultrafialové záření má tonizující a léčebný účinek na živé organismy.Je schopen způsobit erytém a spálení sluncem, přeměňovat vitamín D nezbytný pro růst a vývoj na vstřebatelnou formu v těle zvířat a má silný účinek proti křivici. Záření v tomto podrozsahu je škodlivé pro většinu rostlin.

Krátkovlnné ošetření ultrafialovým zářením Má baktericidní účinek, proto se široce používá k dezinfekci vody a vzduchu, dezinfekci a sterilizaci různých zařízení a nádob.

Hlavním přirozeným zdrojem ultrafialového záření na Zemi je Slunce. Poměr intenzity UV-A a UV-B záření, celkové množství UV paprsků dopadajících na zemský povrch, závisí na různých faktorech.

Umělé zdroje ultrafialového záření jsou rozmanité. Umělé zdroje ultrafialového záření jsou dnes široce používány v medicíně, preventivních, hygienických a hygienických zařízeních, zemědělství atd. výrazně větší možnosti než při použití přirozeného ultrafialového záření.