Tujuan Pelajaran:

Jenis pelajaran:

Formulir perilaku: kuliah dengan presentasi

Karaseva Irina Dmitrievna, 17.12.2017

2492 287

Konten pengembangan

Ringkasan pelajaran tentang topik:

Jenis radiasi. Skala gelombang elektromagnetik

Pelajaran dirancang

guru Lembaga Negara LPR "LOUSOSH No. 18"

ID Karaseva

Tujuan Pelajaran: pertimbangkan skala gelombang elektromagnetik, cirikan gelombang dengan rentang frekuensi yang berbeda; menunjukkan peran berbagai jenis radiasi dalam kehidupan manusia, dampak berbagai jenis radiasi pada seseorang; mensistematisasikan materi pada topik dan memperdalam pengetahuan siswa tentang gelombang elektromagnetik; mengembangkan pidato lisan siswa, keterampilan kreatif siswa, logika, memori; kemampuan kognitif; membentuk minat siswa dalam mempelajari fisika; untuk menumbuhkan akurasi, kerja keras.

Jenis pelajaran: pelajaran dalam pembentukan pengetahuan baru.

Formulir perilaku: kuliah dengan presentasi

Peralatan: komputer, proyektor multimedia, presentasi “Jenis radiasi.

Skala gelombang elektromagnetik»

Selama kelas

Mengatur waktu.

Motivasi aktivitas pendidikan dan kognitif.

Alam semesta adalah lautan radiasi elektromagnetik. Orang-orang tinggal di dalamnya, sebagian besar, tidak memperhatikan ombak yang menembus ruang sekitarnya. Menghangatkan di dekat perapian atau menyalakan lilin, seseorang memaksa sumber gelombang ini untuk bekerja, tanpa memikirkan propertinya. Tetapi pengetahuan adalah kekuatan: setelah menemukan sifat radiasi elektromagnetik, umat manusia selama abad ke-20 menguasai dan memanfaatkan jenisnya yang paling beragam.

Menetapkan topik dan tujuan pelajaran.

Hari ini kita akan melakukan perjalanan di sepanjang skala gelombang elektromagnetik, pertimbangkan jenis radiasi elektromagnetik dari rentang frekuensi yang berbeda. Tuliskan topik pelajaran: “Jenis radiasi. Skala gelombang elektromagnetik» (Slide 1)

Kami akan mempelajari setiap radiasi sesuai dengan rencana umum berikut: (Slide 2).Rencana umum untuk mempelajari radiasi:

1. Nama rentang

2. Panjang gelombang

3. Frekuensi

4. Siapa yang ditemukan?

5. Sumber

6. Penerima (indikator)

7. Aplikasi

8. Tindakan pada seseorang

Selama mempelajari topik, Anda harus melengkapi tabel berikut:

Tabel "Skala radiasi elektromagnetik"

Nama radiasi	panjang gelombang	Frekuensi	siapa? membuka	Sumber	Penerima	Aplikasi	Tindakan pada seseorang

Presentasi materi baru.

(Slide 3)

Panjang gelombang elektromagnetik sangat berbeda: dari nilai orde 10 13 m (getaran frekuensi rendah) hingga 10 -10 m ( -sinar). Cahaya adalah bagian yang tidak signifikan dari spektrum gelombang elektromagnetik yang luas. Namun, selama studi bagian kecil dari spektrum inilah radiasi lain dengan sifat yang tidak biasa ditemukan.
Sudah menjadi kebiasaan untuk mengalokasikan radiasi frekuensi rendah, radiasi radio, sinar infra merah, cahaya tampak, sinar ultraviolet, sinar-x dan -radiasi. Terpendek -radiasi memancarkan inti atom.

Tidak ada perbedaan mendasar antara radiasi individu. Semuanya adalah gelombang elektromagnetik yang dihasilkan oleh partikel bermuatan. Gelombang elektromagnetik terdeteksi, pada akhirnya, dengan aksinya pada partikel bermuatan . Dalam ruang hampa, radiasi dari setiap panjang gelombang bergerak dengan kecepatan 300.000 km/s. Batas-batas antara area individu dari skala radiasi sangat arbitrer.

(Slide 4)

Emisi dari berbagai panjang gelombang berbeda satu sama lain dalam cara mereka menerima(radiasi antena, radiasi termal, radiasi selama perlambatan elektron cepat, dll.) dan cara pendaftaran.

Semua jenis radiasi elektromagnetik yang terdaftar juga dihasilkan oleh benda-benda luar angkasa dan berhasil dipelajari dengan bantuan roket, satelit bumi buatan, dan pesawat ruang angkasa. Pertama-tama, ini berlaku untuk sinar-X dan radiasi yang sangat kuat diserap oleh atmosfer.

Perbedaan kuantitatif dalam panjang gelombang menyebabkan perbedaan kualitatif yang signifikan.

Radiasi dengan panjang gelombang yang berbeda sangat berbeda satu sama lain dalam hal penyerapannya oleh materi. Radiasi gelombang pendek (sinar-X dan khususnya sinar) diserap dengan lemah. Zat yang buram terhadap panjang gelombang optik transparan terhadap radiasi ini. Koefisien refleksi gelombang elektromagnetik juga tergantung pada panjang gelombang. Tetapi perbedaan utama antara radiasi gelombang panjang dan gelombang pendek adalah bahwa radiasi gelombang pendek mengungkapkan sifat-sifat partikel.

Mari kita pertimbangkan setiap radiasi.

(Slide 5)

radiasi frekuensi rendah terjadi pada rentang frekuensi dari 3 · 10 -3 hingga 3 10 5 Hz. Radiasi ini sesuai dengan panjang gelombang 10 13 - 10 5 m. Radiasi frekuensi yang relatif rendah tersebut dapat diabaikan. Sumber radiasi frekuensi rendah adalah alternator. Mereka digunakan dalam peleburan dan pengerasan logam.

(Slide 6)

gelombang radio menempati rentang frekuensi 3·10 5 - 3·10 11 Hz. Mereka sesuai dengan panjang gelombang 10 5 - 10 -3 m. gelombang radio, serta radiasi frekuensi rendah adalah arus bolak-balik. Juga, sumbernya adalah generator frekuensi radio, bintang-bintang, termasuk Matahari, galaksi dan metagalaxies. Indikatornya adalah vibrator Hertz, rangkaian osilasi.

Frekuensi besar gelombang radio dibandingkan dengan radiasi frekuensi rendah menyebabkan radiasi gelombang radio yang nyata ke luar angkasa. Hal ini memungkinkan mereka untuk digunakan untuk mengirimkan informasi melalui berbagai jarak. Pidato, musik (penyiaran), sinyal telegraf (komunikasi radio), gambar berbagai objek (radar) ditransmisikan.

Gelombang radio digunakan untuk mempelajari struktur materi dan sifat-sifat medium tempat mereka merambat. Studi tentang emisi radio dari benda-benda luar angkasa adalah subjek astronomi radio. Dalam radiometeorologi, proses dipelajari sesuai dengan karakteristik gelombang yang diterima.

(Slide 7)

Radiasi infra merah menempati rentang frekuensi 3 10 11 - 3,85 10 14 Hz. Mereka sesuai dengan panjang gelombang 2 10 -3 - 7,6 10 -7 m.

Radiasi inframerah ditemukan pada tahun 1800 oleh astronom William Herschel. Mempelajari kenaikan suhu termometer yang dipanaskan oleh cahaya tampak, Herschel menemukan pemanasan terbesar termometer di luar wilayah cahaya tampak (di luar wilayah merah). Radiasi tak terlihat, mengingat tempatnya dalam spektrum, disebut inframerah. Sumber radiasi inframerah adalah radiasi molekul dan atom di bawah pengaruh termal dan listrik. Sumber radiasi inframerah yang kuat adalah Matahari, sekitar 50% dari radiasinya terletak di wilayah inframerah. Radiasi inframerah menyumbang proporsi yang signifikan (dari 70 hingga 80%) dari energi radiasi lampu pijar dengan filamen tungsten. Radiasi inframerah dipancarkan oleh busur listrik dan berbagai lampu pelepasan gas. Radiasi dari beberapa laser terletak di wilayah spektrum inframerah. Indikator radiasi inframerah adalah foto dan termistor, emulsi foto khusus. Radiasi inframerah digunakan untuk mengeringkan kayu, produk makanan dan berbagai pelapis cat dan pernis (pemanasan inframerah), untuk memberi sinyal jika visibilitas buruk, memungkinkan untuk menggunakan perangkat optik yang memungkinkan Anda melihat dalam gelap, serta dengan remote kontrol. Sinar inframerah digunakan untuk mengarahkan proyektil dan misil ke sasaran, untuk mendeteksi musuh yang disamarkan. Sinar ini memungkinkan untuk menentukan perbedaan suhu masing-masing bagian permukaan planet, fitur struktural molekul suatu zat (analisis spektral). Fotografi inframerah digunakan dalam biologi dalam studi penyakit tanaman, dalam kedokteran dalam diagnosis penyakit kulit dan pembuluh darah, dalam forensik dalam mendeteksi pemalsuan. Ketika terkena seseorang, itu menyebabkan peningkatan suhu tubuh manusia.

(Slide 8)

Radiasi yang terlihat - satu-satunya rentang gelombang elektromagnetik yang dirasakan oleh mata manusia. Gelombang cahaya menempati kisaran yang cukup sempit: 380 - 670 nm ( \u003d 3,85 10 14 - 8 10 14 Hz). Sumber radiasi tampak adalah elektron valensi dalam atom dan molekul yang berubah posisinya di ruang angkasa, serta muatan bebas, bergerak cepat. Ini bagian dari spektrum memberi seseorang informasi maksimum tentang dunia di sekitarnya. Dalam hal sifat fisiknya, ia mirip dengan rentang spektrum lainnya, karena hanya sebagian kecil dari spektrum gelombang elektromagnetik. Radiasi yang memiliki panjang gelombang (frekuensi) yang berbeda dalam rentang yang terlihat memiliki efek fisiologis yang berbeda pada retina mata manusia, menyebabkan sensasi psikologis cahaya. Warna bukanlah properti dari gelombang cahaya elektromagnetik itu sendiri, tetapi manifestasi dari aksi elektrokimia dari sistem fisiologis manusia: mata, saraf, otak. Kira-kira, tujuh warna primer dapat dibedakan oleh mata manusia dalam rentang yang terlihat (dalam urutan frekuensi radiasi yang meningkat): merah, oranye, kuning, hijau, biru, nila, ungu. Mengingat urutan warna primer dari spektrum difasilitasi oleh frasa, yang setiap kata dimulai dengan huruf pertama dari nama warna primer: "Setiap Pemburu Ingin Tahu Di Mana Pheasant Duduk." Radiasi tampak dapat mempengaruhi jalannya reaksi kimia pada tumbuhan (fotosintesis) dan pada organisme hewan dan manusia. Radiasi yang terlihat dipancarkan oleh individu serangga (kunang-kunang) dan beberapa ikan laut dalam karena reaksi kimia dalam tubuh. Penyerapan karbon dioksida oleh tanaman sebagai hasil dari proses fotosintesis dan pelepasan oksigen berkontribusi pada pemeliharaan kehidupan biologis di Bumi. Radiasi tampak juga digunakan untuk menerangi berbagai objek.

Cahaya adalah sumber kehidupan di Bumi dan pada saat yang sama sumber gagasan kita tentang dunia di sekitar kita.

(Slide 9)

Radiasi ultraviolet, radiasi elektromagnetik yang tidak terlihat oleh mata, menempati wilayah spektral antara radiasi sinar tampak dan sinar-X dalam panjang gelombang 3,8 10 -7 - 3 10 -9 m ( \u003d 8 * 10 14 - 3 * 10 16 Hz). Radiasi ultraviolet ditemukan pada tahun 1801 oleh ilmuwan Jerman Johann Ritter. Dengan mempelajari penghitaman perak klorida di bawah aksi cahaya tampak, Ritter menemukan bahwa perak menghitam bahkan lebih efektif di wilayah di luar ujung spektrum ungu, di mana tidak ada radiasi yang terlihat. Radiasi tak kasat mata yang menyebabkan penghitaman ini disebut ultraviolet.

Sumber radiasi ultraviolet adalah elektron valensi atom dan molekul, juga muatan bebas yang bergerak cepat.

Radiasi padatan yang dipanaskan hingga suhu - 3000 K mengandung fraksi yang signifikan dari radiasi ultraviolet spektrum kontinu, yang intensitasnya meningkat dengan meningkatnya suhu. Sumber radiasi ultraviolet yang lebih kuat adalah plasma bersuhu tinggi. Untuk berbagai aplikasi radiasi ultraviolet, merkuri, xenon, dan lampu pelepasan gas lainnya digunakan. Sumber alami radiasi ultraviolet - Matahari, bintang, nebula, dan benda luar angkasa lainnya. Namun, hanya bagian panjang gelombang panjang dari radiasinya (  290 nm) mencapai permukaan bumi. Untuk pendaftaran radiasi ultraviolet di

= 230 nm, bahan fotografi biasa digunakan; di wilayah panjang gelombang yang lebih pendek, lapisan fotografi gelatin rendah khusus sensitif terhadapnya. Penerima fotolistrik digunakan yang menggunakan kemampuan radiasi ultraviolet untuk menyebabkan ionisasi dan efek fotolistrik: fotodioda, ruang ionisasi, penghitung foton, pengganda foto.

Dalam dosis kecil, radiasi ultraviolet memiliki efek penyembuhan yang menguntungkan pada seseorang, mengaktifkan sintesis vitamin D dalam tubuh, dan juga menyebabkan kulit terbakar. Dosis besar radiasi ultraviolet dapat menyebabkan kulit terbakar dan pertumbuhan kanker (80% dapat disembuhkan). Selain itu, radiasi ultraviolet yang berlebihan melemahkan sistem kekebalan tubuh, berkontribusi pada perkembangan penyakit tertentu. Radiasi ultraviolet juga memiliki efek bakterisida: di bawah pengaruh radiasi ini, bakteri patogen mati.

Radiasi ultraviolet digunakan dalam lampu neon, dalam forensik (pemalsuan dokumen terdeteksi dari gambar), dalam sejarah seni (dengan bantuan sinar ultraviolet, jejak restorasi yang tidak terlihat oleh mata dapat dideteksi dalam lukisan). Praktis tidak lulus radiasi ultra-violet kaca jendela sejak. itu diserap oleh oksida besi, yang merupakan bagian dari kaca. Untuk alasan ini, bahkan pada hari yang cerah, Anda tidak dapat berjemur di ruangan dengan jendela tertutup.

Mata manusia tidak melihat radiasi ultraviolet, karena. Kornea mata dan lensa mata menyerap sinar ultraviolet. Beberapa hewan dapat melihat radiasi ultraviolet. Misalnya, seekor merpati dipandu oleh Matahari bahkan dalam cuaca mendung.

(Slide 10)

radiasi sinar-x - ini adalah radiasi pengion elektromagnetik yang menempati wilayah spektral antara radiasi gamma dan ultraviolet dalam panjang gelombang dari 10 -12 - 10 -8 m (frekuensi 3 * 10 16 - 3-10 20 Hz). Radiasi sinar-X ditemukan pada tahun 1895 oleh fisikawan Jerman W. K. Roentgen. Sumber sinar-X yang paling umum adalah tabung sinar-X, di mana elektron yang dipercepat oleh medan listrik membombardir anoda logam. Sinar-X dapat diperoleh dengan membombardir target dengan ion berenergi tinggi. Beberapa isotop radioaktif, sinkrotron - akumulator elektron juga dapat berfungsi sebagai sumber radiasi sinar-X. Sumber alami sinar-X adalah Matahari dan benda-benda luar angkasa lainnya.

Gambar objek dalam sinar-x diperoleh pada film fotografi sinar-x khusus. Radiasi sinar-X dapat direkam menggunakan ruang ionisasi, pencacah kilau, pengganda elektron sekunder atau saluran elektron, dan pelat saluran mikro. Karena daya tembusnya yang tinggi, sinar-X digunakan dalam analisis difraksi sinar-X (studi tentang struktur kisi kristal), dalam studi tentang struktur molekul, deteksi cacat pada sampel, dalam kedokteran (X -sinar, fluorografi, pengobatan kanker), dalam deteksi cacat (deteksi cacat pada coran, rel), dalam sejarah seni (penemuan lukisan kuno yang tersembunyi di bawah lapisan lukisan akhir), dalam astronomi (saat mempelajari sumber sinar-X) , dan ilmu forensik. Dosis besar radiasi sinar-X menyebabkan luka bakar dan perubahan struktur darah manusia. Penciptaan penerima sinar-X dan penempatannya di stasiun luar angkasa memungkinkan untuk mendeteksi emisi sinar-X dari ratusan bintang, serta cangkang supernova dan seluruh galaksi.

(Slide 11)

Radiasi gamma - radiasi elektromagnetik gelombang pendek, menempati seluruh rentang frekuensi \u003d 8 10 14 - 10 17 Hz, yang sesuai dengan panjang gelombang \u003d 3,8 10 -7 - 3 10 -9 m. Radiasi gamma ditemukan oleh ilmuwan Perancis Paul Villars pada tahun 1900.

Mempelajari radiasi radium dalam medan magnet yang kuat, Villars menemukan radiasi elektromagnetik gelombang pendek, yang, seperti cahaya, tidak dibelokkan oleh medan magnet. Itu disebut radiasi gamma. Radiasi gamma dikaitkan dengan proses nuklir, fenomena peluruhan radioaktif yang terjadi dengan zat tertentu, baik di Bumi maupun di luar angkasa. Radiasi gamma dapat direkam menggunakan ruang ionisasi dan gelembung, serta menggunakan emulsi fotografi khusus. Mereka digunakan dalam studi proses nuklir, dalam deteksi cacat. Radiasi gamma memiliki efek negatif pada manusia.

(Slide 12)

Jadi, radiasi frekuensi rendah, gelombang radio, radiasi infra merah, radiasi tampak, radiasi ultraviolet, sinar-X,-radiasi adalah berbagai jenis radiasi elektromagnetik.

Jika Anda secara mental menguraikan jenis ini dalam hal peningkatan frekuensi atau penurunan panjang gelombang, Anda mendapatkan spektrum kontinu yang luas - skala radiasi elektromagnetik (guru menunjukkan skala). Jenis radiasi berbahaya antara lain: radiasi gamma, sinar-x dan radiasi ultraviolet, selebihnya aman.

Pembagian radiasi elektromagnetik menjadi rentang bersyarat. Tidak ada batasan yang jelas antar wilayah. Nama-nama daerah telah berkembang secara historis, mereka hanya berfungsi sebagai sarana yang mudah untuk mengklasifikasikan sumber radiasi.

(Slide 13)

Semua rentang skala radiasi elektromagnetik memiliki sifat umum:

sifat fisik semua radiasi adalah sama

semua radiasi merambat dalam ruang hampa dengan kecepatan yang sama, sama dengan 3 * 108 m / s

semua radiasi menunjukkan sifat gelombang yang sama (pemantulan, pembiasan, interferensi, difraksi, polarisasi)

5. Menyimpulkan pelajaran

Di akhir pelajaran, siswa menyelesaikan pekerjaan di atas meja.

(Slide 14)

Kesimpulan:

Seluruh skala gelombang elektromagnetik adalah bukti bahwa semua radiasi memiliki sifat kuantum dan gelombang.

Sifat kuantum dan gelombang dalam hal ini tidak mengecualikan, tetapi saling melengkapi.

Sifat gelombang lebih menonjol pada frekuensi rendah dan kurang menonjol pada frekuensi tinggi. Sebaliknya, sifat kuantum lebih menonjol pada frekuensi tinggi dan kurang menonjol pada frekuensi rendah.

Semakin pendek panjang gelombang, semakin jelas sifat kuantum, dan semakin panjang panjang gelombang, semakin jelas sifat gelombang.

Semua ini menegaskan hukum dialektika (transisi perubahan kuantitatif menjadi kualitatif).

Abstrak (belajar), isi tabel

kolom terakhir (efek EMP pada seseorang) dan

menyiapkan laporan penggunaan EMR

Konten pengembangan

GU LPR "LOUSOSH No. 18"

Lugansk

ID Karaseva

RENCANA STUDI RADIASI UMUM

1. Nama rentang.

2. Panjang gelombang

3. Frekuensi

4. Siapa yang ditemukan?

5. Sumber

6. Penerima (indikator)

7. Aplikasi

8. Tindakan pada seseorang

TABEL “SKALA GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK”

Nama radiasi

panjang gelombang

Frekuensi

Siapa yang membuka?

Sumber

Penerima

Aplikasi

Tindakan pada seseorang

Radiasi berbeda satu sama lain:

• menurut cara memperolehnya;
• metode pendaftaran.

Perbedaan kuantitatif dalam panjang gelombang menyebabkan perbedaan kualitatif yang signifikan; mereka diserap secara berbeda oleh materi (radiasi gelombang pendek - sinar-X dan radiasi gamma) - diserap dengan lemah.

Radiasi gelombang pendek mengungkapkan sifat-sifat partikel.

Getaran frekuensi rendah

Panjang gelombang (m)

10 13 - 10 5

Frekuensi Hz)

3 · 10 -3 - 3 · 10 5

Sumber

Alternator reostatik, dinamo,

vibrator hertz,

Generator dalam jaringan listrik (50 Hz)

Mesin generator dengan peningkatan frekuensi (industri) (200 Hz)

Jaringan telepon (5000Hz)

Generator suara (mikrofon, pengeras suara)

Penerima

Peralatan listrik dan motor

Sejarah penemuan

Oliver Lodge (1893), Nikola Tesla (1983)

Aplikasi

Bioskop, penyiaran (mikrofon, pengeras suara)

gelombang radio

Panjang gelombang (m)

Frekuensi Hz)

10 5 - 10 -3

Sumber

3 · 10 5 - 3 · 10 11

Sirkuit osilasi

vibrator makroskopik

Bintang, galaksi, metagalaxies

Penerima

Sejarah penemuan

Percikan di celah vibrator penerima (vibrator Hertz)

Cahaya tabung pelepasan gas, koherer

B. Feddersen (1862), G. Hertz (1887), A.S. Popov, A.N. Lebedev

Aplikasi

Sangat panjang- Navigasi radio, komunikasi radiotelegraf, transmisi laporan cuaca

Panjang– Radiotelegraph dan komunikasi radiotelepon, siaran radio, navigasi radio

Medium- Radiotelegrafi dan siaran radio radiotelephony, navigasi radio

Pendek- radio amatir

VHF- komunikasi radio ruang angkasa

DMV- televisi, radar, komunikasi relai radio, komunikasi telepon seluler

SMV- radar, komunikasi relai radio, astronavigasi, televisi satelit

SAYA- radar

Radiasi infra merah

Panjang gelombang (m)

2 · 10 -3 - 7,6∙10 -7

Frekuensi Hz)

3∙10 11 - 3,85∙10 14

Sumber

Setiap benda yang dipanaskan: lilin, kompor, baterai pemanas air, lampu pijar listrik

Seseorang memancarkan gelombang elektromagnetik dengan panjang 9 · 10 -6 m

Penerima

Termoelemen, bolometer, fotosel, fotoresistor, film fotografi

Sejarah penemuan

W. Herschel (1800), G. Rubens dan E. Nichols (1896),

Aplikasi

Dalam forensik, memotret objek terestrial dalam kabut dan kegelapan, teropong dan pemandangan untuk pemotretan dalam gelap, memanaskan jaringan organisme hidup (dalam kedokteran), mengeringkan kayu dan bodi mobil yang dicat, alarm untuk perlindungan tempat, teleskop inframerah.

Radiasi yang terlihat

Panjang gelombang (m)

6,7∙10 -7 - 3,8 ∙10 -7

Frekuensi Hz)

4∙10 14 - 8 ∙10 14

Sumber

Matahari, lampu pijar, api

Penerima

Mata, pelat fotografi, fotosel, elemen termo

Sejarah penemuan

M. Melloni

Aplikasi

Penglihatan

kehidupan biologis

Radiasi ultraviolet

Panjang gelombang (m)

3,8 ∙10 -7 - 3∙10 -9

Frekuensi Hz)

8 ∙ 10 14 - 3 · 10 16

Sumber

Termasuk di bawah sinar matahari

Lampu debit dengan tabung kuarsa

Dipancarkan oleh semua padatan yang suhunya lebih dari 1000 ° C, bercahaya (kecuali merkuri)

Penerima

fotosel,

pengganda foto,

zat bercahaya

Sejarah penemuan

Johann Ritter, Leiman

Aplikasi

Elektronik industri dan otomatisasi,

Lampu Pijar,

Produksi tekstil

Sterilisasi udara

Kedokteran, tata rias

radiasi sinar-x

Panjang gelombang (m)

10 -12 - 10 -8

Frekuensi Hz)

3∙10 16 - 3 · 10 20

Sumber

Tabung sinar-X elektronik (tegangan pada anoda - hingga 100 kV, katoda - filamen pijar, radiasi - kuanta energi tinggi)

korona matahari

Penerima

Camera Roll,

Cahaya dari beberapa kristal

Sejarah penemuan

W. Roentgen, R. Milliken

Aplikasi

Diagnosis dan pengobatan penyakit (dalam kedokteran), Defectoscopy (kontrol struktur internal, lasan)

Radiasi gamma

Panjang gelombang (m)

3,8 · 10 -7 - 3∙10 -9

Frekuensi Hz)

8∙10 14 - 10 17

Energi (EV)

9,03 10 3 – 1, 24 10 16 Eva

Sumber

Inti atom radioaktif, reaksi nuklir, proses transformasi materi menjadi radiasi

Penerima

penghitung

Sejarah penemuan

Paul Villard (1900)

Aplikasi

Defekoskopi

Pengendalian proses

Penelitian proses nuklir

Terapi dan diagnostik dalam kedokteran

SIFAT UMUM RADIASI ELEKTROMAGNETIK

sifat fisik

semua radiasi adalah sama

semua radiasi merambat

dalam ruang hampa dengan kecepatan yang sama,

sama dengan kecepatan cahaya

semua radiasi terdeteksi

sifat gelombang umum

polarisasi

refleksi

pembiasan

difraksi

gangguan

• Seluruh skala gelombang elektromagnetik adalah bukti bahwa semua radiasi memiliki sifat kuantum dan gelombang.
• Sifat kuantum dan gelombang dalam hal ini tidak mengecualikan, tetapi saling melengkapi.
• Sifat gelombang lebih menonjol pada frekuensi rendah dan kurang menonjol pada frekuensi tinggi. Sebaliknya, sifat kuantum lebih menonjol pada frekuensi tinggi dan kurang menonjol pada frekuensi rendah.
• Semakin pendek panjang gelombang, semakin jelas sifat kuantum, dan semakin panjang panjang gelombang, semakin jelas sifat gelombang.

• § 68 (baca)
• isi kolom terakhir tabel (efek EMP pada seseorang)
• menyiapkan laporan penggunaan EMR

Skala radiasi elektromagnetik secara kondisional mencakup tujuh rentang:

1. Osilasi frekuensi rendah

2. Gelombang radio

3. Inframerah

4. Radiasi yang terlihat

5. Radiasi ultraviolet

6. Rontgen

7. Sinar gamma

Tidak ada perbedaan mendasar antara radiasi individu. Semuanya adalah gelombang elektromagnetik yang dihasilkan oleh partikel bermuatan. Gelombang elektromagnetik terdeteksi, pada akhirnya, dengan aksinya pada partikel bermuatan. Dalam ruang hampa, radiasi dari setiap panjang gelombang bergerak dengan kecepatan 300.000 km/s. Batas-batas antara area individu dari skala radiasi sangat arbitrer.

Radiasi dengan panjang gelombang yang berbeda berbeda satu sama lain dalam metode produksinya (radiasi dari antena, radiasi termal, radiasi selama perlambatan elektron cepat, dll.) dan metode pendaftaran.

Semua jenis radiasi elektromagnetik yang terdaftar juga dihasilkan oleh benda-benda luar angkasa dan berhasil dipelajari dengan bantuan roket, satelit bumi buatan, dan pesawat ruang angkasa. Pertama-tama, ini berlaku untuk sinar-X dan radiasi-g, yang diserap kuat oleh atmosfer.

Ketika panjang gelombang berkurang, perbedaan kuantitatif dalam panjang gelombang menyebabkan perbedaan kualitatif yang signifikan.

Radiasi dengan panjang gelombang yang berbeda sangat berbeda satu sama lain dalam hal penyerapannya oleh materi. Radiasi gelombang pendek (sinar-X dan terutama sinar-g) diserap dengan lemah. Zat yang buram terhadap panjang gelombang optik transparan terhadap radiasi ini. Koefisien refleksi gelombang elektromagnetik juga tergantung pada panjang gelombang. Tetapi perbedaan utama antara radiasi gelombang panjang dan gelombang pendek adalah bahwa radiasi gelombang pendek mengungkapkan sifat-sifat partikel.

radiasi sinar-x

radiasi sinar-x- gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang dari 8 * 10-6 cm hingga 10-10 cm.

Ada dua jenis radiasi sinar-X: bremsstrahlung dan karakteristik.

rem muncul ketika elektron cepat diperlambat oleh hambatan apa pun, khususnya oleh elektron logam.

Bremsstrahlung elektron memiliki spektrum kontinu, yang berbeda dari spektrum kontinu radiasi yang dihasilkan oleh padatan atau cairan.

Sinar-X karakteristik memiliki spektrum garis. Radiasi karakteristik muncul sebagai akibat dari fakta bahwa elektron cepat eksternal yang mengalami perlambatan dalam suatu zat menarik elektron yang terletak di salah satu kulit bagian dalam dari atom zat tersebut. Dalam transisi ke tempat kosong elektron yang lebih jauh, foton sinar-X muncul.

Perangkat untuk mendapatkan sinar-x - tabung sinar-x.

Gambar skema tabung sinar-x.

X - sinar-X, K - katoda, A - anoda (kadang disebut antikatoda), C - heat sink, kamu- tegangan pemanasan katoda, kamu- tegangan akselerasi, W masuk - saluran masuk pendingin air, W keluar - saluran keluar pendingin air.

Katoda 1 adalah spiral tungsten yang memancarkan elektron karena emisi termionik. Silinder 3 memfokuskan aliran elektron, yang kemudian bertabrakan dengan elektroda logam (anoda) 2. Dalam hal ini, sinar-x muncul. Tegangan antara anoda dan katoda mencapai beberapa puluh kilovolt. Kekosongan yang dalam dibuat di dalam tabung; tekanan gas di dalamnya tidak melebihi 10 _0 mm Hg. Seni.

Elektron yang dipancarkan oleh katoda panas dipercepat (tidak ada sinar-X yang dipancarkan, karena percepatannya terlalu rendah) dan mengenai anoda, di mana mereka diperlambat dengan tajam (sinar-X dipancarkan: yang disebut bremsstrahlung)

Pada saat yang sama, elektron terlempar keluar dari kulit elektron bagian dalam atom logam dari mana anoda dibuat. Ruang kosong di kulit ditempati oleh elektron atom lainnya. Dalam hal ini, radiasi sinar-X dipancarkan dengan karakteristik energi tertentu dari bahan anoda (radiasi karakteristik). )

Sinar-X dicirikan oleh panjang gelombang pendek, "kekerasan" yang besar.

Properti:

daya tembus tinggi;

aksi di piring fotografi;

kemampuan untuk menyebabkan ionisasi pada zat yang dilalui sinar ini.

Aplikasi:

Diagnostik sinar-X. Dengan bantuan sinar-X, dimungkinkan untuk "mencerahkan" tubuh manusia, sebagai akibatnya dimungkinkan untuk mendapatkan gambar tulang, dan dalam perangkat modern, dari organ internal.

terapi sinar-X

Deteksi cacat pada produk (rel, las, dll.) menggunakan sinar-X disebut deteksi cacat sinar-X.

Dalam ilmu material, kristalografi, kimia dan biokimia, sinar-X digunakan untuk menjelaskan struktur zat pada tingkat atom menggunakan hamburan difraksi sinar-X (analisis difraksi sinar-X). Contoh yang terkenal adalah penentuan struktur DNA.

Di bandara, introskop televisi sinar-X secara aktif digunakan untuk melihat isi tas jinjing dan bagasi untuk mendeteksi objek berbahaya secara visual di layar monitor.

geser 2

Skala radiasi elektromagnetik.

Skala gelombang elektromagnetik memanjang dari gelombang radio panjang hingga sinar gamma. Gelombang elektromagnetik dari berbagai panjang secara kondisional dibagi menjadi rentang menurut berbagai kriteria (metode produksi, metode pendaftaran, sifat interaksi dengan materi).

geser 3

geser 4

radiasi elektromagnetik

1. Radiasi gamma 2. Inframerah 3. Sinar-X 4. Radiasi radio dan gelombang mikro 5. Jangkauan tampak 6. Ultraviolet

geser 5

Radiasi gamma

Aplikasi

geser 6

Radiasi gamma Di bidang penemuan sinar gamma, salah satu tempat pertama adalah milik orang Inggris Ernest Rutherford. Rutherford menetapkan tujuan untuk dirinya sendiri bukan hanya untuk menemukan zat-zat baru yang memancar. Dia ingin mencari tahu apa sinar mereka. Dia benar berasumsi bahwa partikel bermuatan dapat ditemui di balok ini. Dan mereka menyimpang dalam medan magnet. Pada tahun 1898, Rutherford memulai studi tentang radiasi uranium, yang hasilnya diterbitkan pada tahun 1899 dalam artikel "Radiasi uranium dan konduktivitas listrik yang diciptakan olehnya." Rutherford melewati seberkas sinar radium yang kuat di antara kutub magnet yang kuat. Dan asumsinya menjadi kenyataan.

Geser 7

Radiasi direkam oleh aksinya pada pelat fotografi. Meskipun tidak ada medan magnet, satu titik muncul di piring dari sinar radium yang jatuh di atasnya. Tapi sinar melewati medan magnet. Sekarang agak berantakan. Satu balok menyimpang ke kiri, yang lain ke kanan. Pembelokan sinar dalam medan magnet dengan jelas menunjukkan bahwa komposisi radiasi termasuk partikel bermuatan; dari penyimpangan ini orang juga bisa menilai tanda partikel. Menurut dua huruf pertama dari alfabet Yunani, Rutherford menamai dua komponen radiasi zat radioaktif. Sinar alfa () - bagian dari radiasi yang dibelokkan, karena partikel positif akan dibelokkan. Partikel negatif disebut beta (). Dan pada tahun 1900, komponen lain ditemukan dalam radiasi uranium oleh Villars, yang tidak menyimpang dalam medan magnet dan memiliki daya tembus terbesar, itu disebut sinar gamma (). Ini, ternyata, adalah "partikel" radiasi elektromagnetik - yang disebut gamma kuanta. Radiasi gamma, radiasi elektromagnetik gelombang pendek. Pada skala gelombang elektromagnetik, ia berbatasan dengan radiasi sinar-X keras, menempati seluruh rentang frekuensi > 3 * 1020 Hz, yang sesuai dengan panjang gelombang

Geser 8

Radiasi gamma terjadi selama peluruhan inti radioaktif, partikel elementer, selama pemusnahan pasangan partikel-antipartikel, serta selama perjalanan partikel bermuatan cepat melalui materi.Radiasi gamma, yang menyertai peluruhan inti radioaktif, dipancarkan selama transisi inti dari keadaan energi yang lebih tereksitasi ke yang kurang tereksitasi atau utama. Emisi gamma-kuantum oleh nukleus tidak memerlukan perubahan nomor atom atau nomor massa, berbeda dengan jenis transformasi radioaktif lainnya. Lebar garis radiasi gamma biasanya sangat kecil (~10-2 eV). Karena jarak antar level berkali-kali lebih besar dari lebar garis, spektrum sinar gamma berbentuk garis, mis. terdiri dari sejumlah garis diskrit. Studi tentang spektrum radiasi gamma memungkinkan untuk menetapkan energi keadaan tereksitasi dari inti.

Geser 9

Sumber radiasi gamma adalah perubahan keadaan energi inti atom, serta percepatan partikel bermuatan bebas.Kuanta gamma dengan energi tinggi dipancarkan selama peluruhan beberapa partikel elementer. Jadi, peluruhan p° meson yang diam menimbulkan radiasi gamma dengan energi ~70 MeV. radiasi gamma dari peluruhan partikel elementer juga membentuk spektrum garis. Namun, partikel elementer yang mengalami peluruhan sering kali bergerak dengan kecepatan yang sebanding dengan kecepatan cahaya. Akibatnya, terjadi pelebaran garis Doppler dan spektrum sinar gamma dioleskan pada rentang energi yang luas. Radiasi gamma, terbentuk selama perjalanan partikel bermuatan cepat melalui materi, disebabkan oleh perlambatan mereka di bidang Coulomb inti atom materi. Radiasi gamma Bremsstrahlung, seperti sinar-x bremsstrahlung, dicirikan oleh spektrum kontinu, batas atasnya bertepatan dengan energi partikel bermuatan, seperti elektron. Di ruang antarbintang, radiasi gamma dapat terjadi sebagai akibat dari tumbukan kuanta radiasi elektromagnetik gelombang panjang yang lebih lembut, seperti cahaya, dengan elektron yang dipercepat oleh medan magnet objek luar angkasa. Dalam hal ini, elektron cepat mentransfer energinya ke radiasi elektromagnetik dan cahaya tampak berubah menjadi radiasi gamma yang lebih keras. Fenomena serupa dapat terjadi di bawah kondisi terestrial ketika elektron berenergi tinggi yang dihasilkan pada akselerator bertabrakan dengan foton cahaya tampak dalam berkas cahaya intens yang dihasilkan oleh laser. Elektron mentransfer energi ke foton cahaya, yang berubah menjadi sinar gamma. Dalam praktiknya dimungkinkan untuk mengubah foton individu cahaya menjadi kuanta sinar gamma berenergi tinggi.

Geser 10

Radiasi gamma memiliki daya tembus yang tinggi, yaitu dapat menembus materi dengan ketebalan yang besar tanpa redaman yang nyata. Ini melewati lapisan beton sepanjang satu meter dan lapisan timah setebal beberapa sentimeter.

geser 11

Proses utama yang terjadi selama interaksi radiasi gamma dengan materi adalah penyerapan fotolistrik (efek fotolistrik), hamburan Compton (efek Compton) dan pembentukan pasangan elektron-positron. Dengan efek fotolistrik, kuantum gamma diserap oleh salah satu elektron atom, dan energi kuantum gamma diubah, dikurangi energi ikat elektron dalam atom, menjadi energi kinetik elektron yang terbang keluar. atom. Probabilitas efek fotolistrik berbanding lurus dengan pangkat 5 nomor atom unsur dan berbanding terbalik dengan pangkat 3 energi radiasi gamma. Dengan efek Compton, g-kuantum dihamburkan oleh salah satu elektron yang terikat lemah dalam sebuah atom. Berbeda dengan efek fotolistrik, dengan efek Compton, gamma-kuantum tidak menghilang, tetapi hanya mengubah energi (panjang gelombang) dan arah propagasi. Akibat efek Compton, berkas sinar gamma yang sempit menjadi lebih lebar, dan radiasi itu sendiri menjadi lebih lembut (panjang gelombang panjang). Intensitas hamburan Compton sebanding dengan jumlah elektron dalam 1 cm3 zat, dan oleh karena itu peluang proses ini sebanding dengan nomor atom zat. Efek Compton menjadi nyata pada zat dengan nomor atom rendah dan pada energi radiasi gamma melebihi energi ikat elektron dalam atom.Jika energi kuantum gamma melebihi 1,02 MeV, proses pembentukan pasangan elektron-positron dalam medan listrik inti menjadi mungkin. Probabilitas pembentukan pasangan sebanding dengan kuadrat nomor atom dan meningkat dengan meningkatnya hv. Oleh karena itu, pada hv ~ 10, proses utama dalam zat apa pun adalah pembentukan pasangan. Proses kebalikan dari pemusnahan pasangan elektron-positron adalah sumber radiasi gamma. Hampir semua radiasi yang datang ke bumi dari luar angkasa diserap oleh atmosfer bumi. Ini memberikan kemungkinan adanya kehidupan organik di Bumi. -Radiasi terjadi selama ledakan senjata nuklir karena peluruhan radioaktif inti.

geser 12

Radiasi gamma digunakan dalam teknologi, misalnya, untuk mendeteksi cacat pada bagian logam - deteksi cacat gamma. Dalam kimia radiasi, radiasi gamma digunakan untuk memulai transformasi kimia, seperti proses polimerisasi. Radiasi gamma digunakan dalam industri makanan untuk mensterilkan makanan. Sumber utama radiasi gamma adalah isotop radioaktif alami dan buatan, serta akselerator elektron. Efek radiasi gamma pada tubuh mirip dengan efek jenis radiasi pengion lainnya. Radiasi gamma dapat menyebabkan kerusakan radiasi pada tubuh, hingga kematiannya. Sifat pengaruh radiasi gamma tergantung pada energi -kuanta dan fitur spasial paparan, misalnya, eksternal atau internal. Radiasi gamma digunakan dalam pengobatan untuk pengobatan tumor, untuk sterilisasi tempat, peralatan dan obat-obatan. Radiasi gamma juga digunakan untuk mendapatkan mutasi dengan pemilihan bentuk yang berguna secara ekonomi. Ini adalah bagaimana varietas mikroorganisme yang sangat produktif (misalnya, untuk mendapatkan antibiotik) dan tanaman dibiakkan.

geser 13

jangkauan inframerah

Aplikasi Asal Dan Terestrial

Geser 14

William Herschel pertama kali memperhatikan bahwa di luar tepi merah spektrum Matahari yang diperoleh dengan prisma, ada radiasi tak kasat mata yang menyebabkan termometer memanas. Radiasi ini kemudian disebut termal atau inframerah.

Radiasi inframerah dekat sangat mirip dengan cahaya tampak dan dideteksi oleh instrumen yang sama. Di IR tengah dan jauh, bolometer digunakan untuk menunjukkan perubahan. Dalam kisaran IR pertengahan, seluruh planet Bumi dan semua benda di atasnya, bahkan es, bersinar. Karena ini, Bumi tidak terlalu panas oleh panas matahari. Tetapi tidak semua radiasi infra merah melewati atmosfer. Hanya ada beberapa jendela transparansi, sisa radiasi diserap oleh karbon dioksida, uap air, metana, ozon, dan gas rumah kaca lainnya yang mencegah Bumi mendingin dengan cepat. Karena penyerapan di atmosfer dan radiasi termal benda, teleskop inframerah tengah dan jauh dibawa ke luar angkasa dan didinginkan hingga mencapai suhu nitrogen cair atau bahkan helium.

geser 15

Sumber Dalam inframerah, teleskop Hubble dapat melihat lebih banyak galaksi daripada bintang.

Sebuah fragmen dari salah satu yang disebut Hubble Deep Fields. Pada tahun 1995, sebuah teleskop ruang angkasa mengumpulkan cahaya yang datang dari satu bagian langit selama 10 hari. Hal ini memungkinkan untuk melihat galaksi yang sangat redup, yang jaraknya mencapai 13 miliar tahun cahaya (kurang dari satu miliar tahun dari Big Bang). Cahaya tampak dari objek yang jauh tersebut mengalami pergeseran merah yang signifikan dan menjadi inframerah. Pengamatan dilakukan di wilayah yang jauh dari bidang galaksi, di mana relatif sedikit bintang yang terlihat. Oleh karena itu, sebagian besar objek yang terdaftar adalah galaksi pada tahap evolusi yang berbeda.

geser 16

Galaksi Sombrero dalam inframerah

Galaksi spiral raksasa, juga disebut sebagai M104, terletak di gugusan galaksi di konstelasi Virgo dan terlihat oleh kita hampir secara langsung. Ini memiliki tonjolan pusat yang besar (penebalan bola di pusat galaksi) dan berisi sekitar 800 miliar bintang - 2-3 kali lebih banyak dari Bima Sakti. Di pusat galaksi adalah lubang hitam supermasif dengan massa sekitar satu miliar massa matahari. Ini ditentukan dari kecepatan bintang-bintang di dekat pusat galaksi. Dalam inframerah, cincin gas dan debu terlihat jelas di galaksi, di mana bintang-bintang secara aktif lahir.

Geser 17

Nebula dan awan debu di dekat pusat Galaksi dalam inframerah

Geser 18

Teleskop Luar Angkasa Inframerah ReceiversSpitzer

Cermin utama, berdiameter 85 cm, terbuat dari berilium dan didinginkan hingga suhu 5,5 K untuk mengurangi radiasi inframerah cermin itu sendiri. Teleskop diluncurkan pada Agustus 2003 di bawah Program Empat Observatorium Besar NASA, yang meliputi: Observatorium Gamma Compton (1991–2000, 20 keV-30 GeV), melihat langit dalam sinar gamma 100 MeV, Observatorium Sinar-X Chandra » (1999, 100 eV-10 keV), Teleskop Luar Angkasa Hubble (1990, 100–2100 nm), Teleskop Inframerah Spitzer (2003, 3-180 m). Diperkirakan masa pakai teleskop Spitzer akan menjadi sekitar 5 tahun. Teleskop mendapatkan namanya untuk menghormati astrofisikawan Lyman Spitzer (1914–97), yang pada tahun 1946, jauh sebelum peluncuran satelit pertama, menerbitkan artikel "Keuntungan untuk Astronomi Observatorium Luar Angkasa", dan 30 tahun kemudian meyakinkan NASA dan Kongres AS untuk mulai mengembangkan teleskop luar angkasa “ Hubble.

Geser 19

Aplikasi darat: Perangkat penglihatan malam

Perangkat ini didasarkan pada konverter optik elektron (IOC), yang memungkinkan untuk secara signifikan (dari 100 hingga 50 ribu kali) memperkuat cahaya tampak atau inframerah yang lemah. Lensa menciptakan gambar pada fotokatoda, dari mana, seperti dalam kasus PMT, elektron tersingkir. Kemudian mereka dipercepat oleh tegangan tinggi (10–20 kV), difokuskan oleh optik elektron (medan elektromagnetik dari konfigurasi yang dipilih secara khusus), dan jatuh ke layar fluoresen yang mirip dengan layar televisi. Di atasnya, gambar dilihat melalui lensa mata. Percepatan fotoelektron memungkinkan dalam kondisi cahaya rendah untuk menggunakan secara harfiah setiap kuantum cahaya untuk mendapatkan gambar, namun, dalam kegelapan total, iluminasi diperlukan. Agar tidak memberikan kehadiran pengamat, lampu sorot inframerah-dekat (760–3000 nm) digunakan untuk ini.

Geser 20

Ada juga perangkat yang menangkap radiasi termal objek sendiri dalam kisaran IR pertengahan (8-14 mikron). Perangkat semacam itu disebut pencitra termal, mereka memungkinkan Anda untuk melihat seseorang, binatang, atau mesin yang dipanaskan karena kontras termalnya dengan latar belakang di sekitarnya.

geser 21

Radiator

Semua energi yang dikonsumsi oleh pemanas listrik pada akhirnya diubah menjadi panas. Sebagian besar panas terbawa oleh udara yang bersentuhan dengan permukaan panas, mengembang dan naik, sehingga terutama langit-langit yang dipanaskan. Untuk menghindarinya, pemanas dilengkapi dengan kipas yang mengarahkan udara hangat, misalnya ke kaki seseorang dan membantu untuk mencampur udara di dalam ruangan. Tetapi ada cara lain untuk mentransfer panas ke benda-benda di sekitarnya: radiasi inframerah pemanas. Semakin kuat, semakin panas permukaannya dan semakin luas areanya. Untuk menambah luas, radiator dibuat rata. Namun, suhu permukaan tidak boleh tinggi. Dalam model pemanas lain, spiral yang dipanaskan hingga beberapa ratus derajat (panas merah) dan reflektor logam cekung digunakan, yang menciptakan aliran radiasi inframerah yang diarahkan.

geser 22

sinar-x

1. Sumber, Aplikasi

geser 23

2. Menyoroti jenis penelitian baru, Wilhelm Roentgen menyebutnya sinar-X (X-rays). Dengan nama ini, ia dikenal di seluruh dunia, kecuali Rusia. Sumber sinar-X yang paling khas di ruang angkasa adalah daerah bagian dalam yang panas dari cakram akresi di sekitar bintang neutron dan lubang hitam. Juga dalam rentang sinar-X, korona matahari bersinar, dipanaskan hingga 1–2 juta derajat, meskipun hanya ada sekitar 6 ribu derajat di permukaan Matahari. Tetapi sinar-x dapat diperoleh tanpa suhu yang ekstrem. Dalam tabung radiasi mesin sinar-X medis, elektron dipercepat oleh tegangan beberapa kilovolt dan menabrak layar logam, memancarkan sinar-X selama pengereman. Jaringan tubuh menyerap sinar-x dengan cara yang berbeda, ini memungkinkan Anda untuk mempelajari struktur organ dalam. Sinar-X tidak menembus atmosfer; sumber sinar-X kosmik diamati hanya dari orbit. Sinar-x keras direkam oleh sensor kilau. Ketika kuanta sinar-X diserap, cahaya muncul di dalamnya untuk waktu yang singkat, yang ditangkap oleh photomultiplier. Sinar-x lembut difokuskan oleh cermin logam miring, dari mana sinar dipantulkan pada sudut kurang dari satu derajat, seperti kerikil dari permukaan air.

geser 24

SumberSumber sinar-X di dekat pusat Galaksi kita

Fragmen gambar sekitar pusat Galaksi, diperoleh dengan teleskop sinar-X "Chandra". Sejumlah sumber terang terlihat, yang kemungkinan besar adalah piringan akresi di sekitar benda padat - bintang neutron dan lubang hitam.

Geser 25

Lingkungan sekitar pulsar di Nebula Kepiting

Nebula Kepiting adalah sisa dari supernova yang terjadi pada tahun 1054. Nebula itu sendiri adalah cangkang bintang yang tersebar di ruang angkasa, dan intinya terkompresi dan membentuk bintang neutron super padat yang berputar dengan diameter sekitar 20 km. Rotasi bintang neutron ini dilacak oleh osilasi periodik yang ketat dari radiasinya dalam jangkauan radio. Tetapi pulsar juga memancarkan dalam rentang sinar tampak dan sinar-X. Dalam sinar-x, teleskop Chandra mampu menggambarkan piringan akresi di sekitar pulsar dan pancaran kecil yang tegak lurus terhadap bidangnya (bandingkan piringan akresi di sekitar lubang hitam supermasif).

geser 26

Penonjolan matahari dalam sinar-X

Permukaan Matahari yang terlihat dipanaskan hingga sekitar 6 ribu derajat, yang sesuai dengan kisaran radiasi yang terlihat. Namun, korona yang mengelilingi Matahari dipanaskan hingga suhu lebih dari satu juta derajat dan karenanya bersinar dalam rentang spektrum sinar-X. Gambar ini diambil selama aktivitas matahari maksimum, yang bervariasi dengan periode 11 tahun. Permukaan Matahari dalam sinar-X praktis tidak memancar dan karenanya terlihat hitam. Selama solar minimum, emisi sinar-X dari Matahari berkurang secara signifikan. Gambar tersebut diambil oleh satelit Yohkoh (“Sunbeam”) Jepang, juga dikenal sebagai Solar-A, yang beroperasi dari tahun 1991 hingga 2001.

Geser 27

Teleskop penerima sinar-X "Chandra"

Salah satu dari empat "Observatorium Hebat" NASA, dinamai menurut astrofisikawan Amerika asal India Subramanyan Chandrasekhar (1910–95), pemenang Hadiah Nobel (1983), seorang spesialis dalam teori struktur dan evolusi bintang. Instrumen utama observatorium ini adalah teleskop sinar-X miring dengan diameter 1,2 m, yang berisi empat cermin parabola miring bersarang (lihat diagram) yang berubah menjadi cermin hiperbolik. Observatorium itu dimasukkan ke orbit pada tahun 1999 dan beroperasi dalam rentang sinar-X lunak (100 eV-10 keV). Banyak penemuan Chandra termasuk gambar pertama dari piringan akresi di sekitar pulsar di Nebula Kepiting.

Geser 28

Aplikasi bumi

Sebuah lampu elektronik yang berfungsi sebagai sumber sinar-x lembut. Tegangan 10-100 kV diterapkan antara dua elektroda di dalam labu vakum tertutup. Di bawah aksi tegangan ini, elektron dipercepat menjadi energi 10-100 keV. Di akhir perjalanan, mereka bertabrakan dengan permukaan logam yang dipoles dan mengerem dengan tajam, mengeluarkan sebagian besar energi dalam bentuk radiasi dalam jangkauan sinar-X dan ultraviolet.

Geser 29

sinar-X

Gambar diperoleh karena permeabilitas yang tidak sama dari jaringan tubuh manusia untuk sinar-x. Pada kamera konvensional, lensa membiaskan cahaya yang dipantulkan oleh objek dan memfokuskannya pada film tempat bayangan terbentuk. Namun, sinar-X sangat sulit untuk fokus. Oleh karena itu, cara kerja mesin sinar-X lebih mirip dengan pencetakan kontak dari sebuah gambar, ketika negatif ditempatkan pada kertas foto dan disinari dalam waktu singkat. Hanya dalam kasus ini, tubuh manusia bertindak sebagai negatif, film fotografi khusus yang peka terhadap sinar-X bertindak sebagai kertas fotografi, dan sebagai pengganti sumber cahaya diambil tabung sinar-X.

geser 30

Emisi radio dan gelombang mikro

Aplikasi

Geser 31

Kisaran emisi radio berlawanan dengan radiasi gamma dan juga tidak terbatas di satu sisi - dari gelombang panjang dan frekuensi rendah. Insinyur membaginya menjadi banyak bagian. Gelombang radio terpendek digunakan untuk transmisi data nirkabel (Internet, telepon seluler dan satelit); gelombang meter, desimeter dan ultrashort (VHF) menempati stasiun televisi dan radio lokal; gelombang pendek (HF) digunakan untuk komunikasi radio global - gelombang tersebut dipantulkan dari ionosfer dan dapat mengelilingi Bumi; gelombang menengah dan panjang digunakan untuk siaran regional. Gelombang sangat panjang (VLF) - dari 1 km hingga ribuan kilometer - menembus air asin dan digunakan untuk berkomunikasi dengan kapal selam, serta untuk mencari mineral. Energi gelombang radio sangat rendah, tetapi membangkitkan osilasi lemah elektron dalam antena logam. Osilasi ini kemudian diperkuat dan direkam. Atmosfer memancarkan gelombang radio dari panjang 1 mm hingga 30 m, memungkinkan pengamatan inti galaksi, bintang neutron, dan sistem planet lainnya, tetapi pencapaian paling mengesankan dari astronomi radio adalah pemecahan rekor gambar rinci sumber kosmik, resolusi yang melebihi sepuluh ribu detik busur.

geser 32

gelombang mikro

Gelombang mikro adalah subrange dari emisi radio yang berdekatan dengan inframerah. Disebut juga radiasi gelombang mikro karena memiliki frekuensi tertinggi di pita radio. Rentang gelombang mikro menarik bagi para astronom, karena merekam radiasi peninggalan yang tersisa dari waktu Big Bang (nama lain adalah latar belakang kosmik gelombang mikro). Itu dipancarkan 13,7 miliar tahun yang lalu, ketika materi panas Semesta menjadi transparan terhadap radiasi termalnya sendiri. Saat Semesta mengembang, CMB telah mendingin dan hari ini suhunya 2,7 K. CMB datang ke Bumi dari segala arah. Saat ini, astrofisikawan tertarik pada ketidakhomogenan cahaya langit dalam kisaran gelombang mikro. Mereka digunakan untuk menentukan bagaimana gugus galaksi mulai terbentuk di alam semesta awal untuk menguji kebenaran teori kosmologis. Dan di Bumi, gelombang mikro digunakan untuk tugas-tugas biasa seperti memanaskan sarapan dan berbicara di telepon seluler. Atmosfer transparan untuk gelombang mikro. Mereka dapat digunakan untuk berkomunikasi dengan satelit. Ada juga proyek untuk mentransfer energi jarak jauh menggunakan sinar gelombang mikro.

Geser 33

Sumber Nebula Kepiting dalam jangkauan radio

Gambar ini, yang dibuat dari pengamatan oleh American National Radio Astronomy Observatory (NRAO), dapat digunakan untuk menilai sifat medan magnet di Nebula Kepiting. Nebula Kepiting adalah sisa ledakan supernova yang paling banyak dipelajari. Gambar ini menunjukkan tampilannya dalam jangkauan radio. Emisi radio dihasilkan oleh elektron cepat yang bergerak dalam medan magnet. Medan menyebabkan elektron berputar, yaitu bergerak dengan kecepatan yang dipercepat, dan ketika dipercepat, muatan memancarkan gelombang elektromagnetik.

geser 34

Model komputer distribusi materi di alam semesta

Awalnya, distribusi materi di alam semesta hampir seragam sempurna. Tapi tetap saja, fluktuasi densitas kecil (mungkin bahkan kuantum) selama jutaan dan miliaran tahun mengarah pada fakta bahwa zat itu terfragmentasi. Hasil serupa diperoleh dari survei observasi distribusi galaksi di ruang angkasa. Untuk ratusan ribu galaksi, koordinat di langit dan pergeseran merah ditentukan, yang dengannya jarak ke galaksi dihitung. Gambar tersebut menunjukkan hasil simulasi komputer dari evolusi alam semesta. Gerakan 10 miliar partikel di bawah aksi gravitasi timbal balik selama 15 miliar tahun telah dihitung. Akibatnya, struktur berpori terbentuk, samar-samar menyerupai spons. Gugus-galaksi terkonsentrasi di simpul dan tepinya, dan di antara mereka ada gurun yang luas, di mana hampir tidak ada objek - para astronom menyebutnya rongga (dari bahasa Inggris kekosongan - kekosongan).

Geser 35

Namun, adalah mungkin untuk mencapai kesepakatan yang baik antara perhitungan dan pengamatan hanya jika kita mengasumsikan bahwa materi yang terlihat (bercahaya dalam spektrum elektromagnetik) hanya sekitar 5% dari seluruh massa Semesta. Sisanya jatuh pada apa yang disebut materi gelap dan energi gelap, yang memanifestasikan diri mereka hanya oleh gravitasi mereka dan yang sifatnya belum ditetapkan. Studi mereka adalah salah satu masalah paling mendesak dari astrofisika modern.

geser 36

Quasar: inti galaksi aktif

Dalam gambar radio quasar, daerah dengan intensitas tinggi emisi radio ditunjukkan dengan warna merah: di tengah adalah inti aktif galaksi, dan di sisinya ada dua jet. Galaksi itu sendiri praktis tidak memancar dalam jangkauan radio. Ketika terlalu banyak material yang ditambahkan ke lubang hitam supermasif di pusat galaksi, sejumlah besar energi dilepaskan. Energi ini mempercepat sebagian materi hingga mendekati kecepatan cahaya dan mengeluarkannya dengan pancaran plasma relativistik dalam dua arah berlawanan yang tegak lurus terhadap sumbu piringan akresi. Ketika jet ini bertabrakan dengan medium intergalaksi dan melambat, partikel yang memasukinya memancarkan gelombang radio.

Geser 37

Galaksi radio: peta isoline kecerahan radio

Peta kontur biasanya digunakan untuk mewakili gambar yang diambil pada panjang gelombang tunggal, yang terutama berlaku untuk pita radio. Dengan prinsip konstruksi, mereka mirip dengan garis kontur pada peta topografi, tetapi alih-alih titik dengan ketinggian tetap di atas cakrawala, mereka menghubungkan titik-titik dengan kecerahan radio yang sama dari sumber di langit. Untuk mencitrakan objek luar angkasa dalam rentang radiasi selain yang terlihat, berbagai teknik digunakan. Paling sering ini adalah warna buatan dan peta kontur. Warna buatan dapat digunakan untuk menunjukkan seperti apa suatu objek jika reseptor peka cahaya mata manusia tidak peka terhadap warna tertentu dalam rentang yang terlihat, tetapi terhadap frekuensi lain dari spektrum elektromagnetik.

Geser 38

ReceiverMicrowave Orbital Probe WMAP

Studi tentang latar belakang gelombang mikro dimulai oleh teleskop radio berbasis darat, dilanjutkan oleh instrumen Soviet "Relikt-1" di atas satelit "Prognoz-9" pada tahun 1983 dan oleh satelit Amerika COBE (Cosmic Background Explorer) pada tahun 1989, tetapi peta paling rinci dari distribusi latar belakang gelombang mikro oleh bola langit dibuat pada tahun 2003 oleh probe WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe). Data yang diperoleh memberlakukan batasan signifikan pada model pembentukan galaksi dan evolusi Alam Semesta. Latar belakang gelombang mikro kosmik, juga disebut CMB, menciptakan suara radio yang hampir sama ke segala arah di langit. Namun ada variasi intensitas yang sangat kecil - sekitar seperseribu persen. Ini adalah jejak ketidakhomogenan kepadatan di alam semesta muda, yang berfungsi sebagai benih untuk gugusan galaksi di masa depan.

Geser 39

survei langit

Energi atom hidrogen yang tidak tereksitasi tergantung pada orientasi timbal balik dari proton dan putaran elektron. Jika mereka sejajar, energinya sedikit lebih tinggi. Atom seperti itu dapat secara spontan bertransisi ke keadaan dengan putaran antiparalel, memancarkan kuantum emisi radio yang membawa sedikit energi berlebih. Dengan satu atom, ini terjadi rata-rata sekali setiap 11 juta tahun. Tetapi distribusi hidrogen yang sangat besar di alam semesta memungkinkan untuk mengamati awan gas pada frekuensi ini. Garis spektral 21,1 cm yang terkenal adalah cara lain untuk mengamati atom hidrogen netral di luar angkasa. Garis muncul karena apa yang disebut pemisahan hiperhalus dari tingkat energi dasar atom hidrogen.

Geser 40

Radio langit pada gelombang 73,5 cm, 408 MHz (Bonn)

Salah satu teleskop radio rotasi penuh terbesar di dunia, teleskop radio 100 meter Bonn, digunakan untuk membangun survei. Ini adalah panjang gelombang terpanjang dari semua survei langit. Itu dilakukan pada panjang gelombang di mana sejumlah besar sumber diamati di Galaksi. Selain itu, pilihan panjang gelombang ditentukan oleh alasan teknis.

Geser 41

Aplikasi bumi

Oven microwave Beginilah cara microwave (MW) mengeringkan makanan, mencairkan es, memasak, dan memanaskan berlangsung. Juga, arus listrik bolak-balik membangkitkan arus frekuensi tinggi. Arus ini dapat muncul dalam zat di mana partikel bermuatan bergerak hadir. Tetapi benda logam yang tajam dan tipis tidak boleh dimasukkan ke dalam oven microwave (ini terutama berlaku untuk piring dengan dekorasi logam yang disemprotkan untuk perak dan emas). Bahkan cincin penyepuhan tipis di sepanjang tepi pelat dapat menyebabkan pelepasan listrik yang kuat yang akan merusak perangkat yang menciptakan gelombang elektromagnetik di tungku (magnetron, klystron). Keuntungan utama dari oven microwave adalah bahwa seiring waktu, produk dipanaskan di seluruh volume, dan tidak hanya dari permukaan. Radiasi gelombang mikro, yang memiliki panjang gelombang lebih panjang, menembus lebih dalam daripada inframerah di bawah permukaan produk. Di dalam makanan, getaran elektromagnetik merangsang tingkat rotasi molekul air, gerakan yang pada dasarnya menyebabkan makanan memanas.

Geser 42

Telepon seluler

Dalam standar GSM, satu stasiun pangkalan dapat menyediakan tidak lebih dari 8 percakapan telepon pada saat yang bersamaan. Pada acara massal dan selama bencana alam, jumlah penelepon meningkat secara dramatis, yang membebani stasiun pangkalan dan menyebabkan gangguan dalam komunikasi seluler. Untuk kasus seperti itu, operator seluler memiliki BTS seluler yang dapat dengan cepat dikirim ke area yang ramai. Banyak kontroversi menimbulkan pertanyaan tentang kemungkinan bahaya radiasi gelombang mikro dari ponsel. Selama percakapan, pemancar berada di dekat kepala orang tersebut. Penelitian yang dilakukan berulang kali belum dapat secara andal mencatat efek negatif emisi radio dari ponsel terhadap kesehatan. Meskipun tidak mungkin untuk sepenuhnya mengecualikan efek radiasi gelombang mikro yang lemah pada jaringan tubuh, tidak ada alasan untuk kekhawatiran yang serius. Prinsip pengoperasian telepon seluler didasarkan pada penggunaan saluran radio (dalam jangkauan gelombang mikro) untuk komunikasi antara pelanggan dan salah satu stasiun pangkalan. Informasi ditransmisikan antara stasiun pangkalan, sebagai suatu peraturan, melalui jaringan kabel digital. Kisaran stasiun pangkalan - ukuran sel - dari beberapa puluh hingga beberapa ribu meter. Itu tergantung pada lanskap dan kekuatan sinyal, yang dipilih sehingga tidak terlalu banyak pelanggan aktif dalam satu sel.

geser 43

set TV

Pemancar stasiun televisi terus-menerus menyiarkan sinyal radio dengan frekuensi yang tetap, itu disebut frekuensi pembawa. Sirkuit penerima TV disesuaikan dengannya - resonansi terjadi di dalamnya pada frekuensi yang diinginkan, yang memungkinkan untuk menangkap osilasi elektromagnetik yang lemah. Informasi tentang gambar ditransmisikan oleh amplitudo osilasi: amplitudo besar - kecerahan tinggi, amplitudo rendah - area gelap gambar. Prinsip ini disebut modulasi amplitudo. Stasiun radio (kecuali stasiun FM) mengirimkan suara dengan cara yang sama. Dengan transisi ke televisi digital, aturan pengkodean gambar berubah, tetapi prinsip frekuensi pembawa dan modulasinya dipertahankan. Gambar televisi ditransmisikan pada gelombang meter dan desimeter. Setiap bingkai dibagi menjadi garis, di mana kecerahan berubah dengan cara tertentu.

Geser 44

parabola

Antena parabola untuk menerima sinyal dari satelit geostasioner dalam gelombang mikro dan pita VHF. Prinsip operasinya sama dengan teleskop radio, tetapi antena piringan tidak perlu dibuat bergerak. Pada saat pemasangan, itu dikirim ke satelit, yang selalu tetap di tempat yang sama relatif terhadap struktur duniawi. Hal ini dicapai dengan menempatkan satelit ke orbit geostasioner pada ketinggian sekitar 36.000 km di atas khatulistiwa bumi. Periode revolusi di sepanjang orbit ini persis sama dengan periode rotasi Bumi di sekitar porosnya relatif terhadap bintang-bintang - 23 jam 56 menit 4 detik. Ukuran piringan tergantung pada kekuatan pemancar satelit dan pola radiasinya. Setiap satelit memiliki area layanan utama, di mana sinyalnya diterima oleh antena parabola dengan diameter 50-100 cm, dan zona periferal, di mana sinyal melemah dengan cepat dan antena hingga 2-3 m mungkin diperlukan untuk menerimanya. .

Geser 45

Rentang Terlihat

Aplikasi bumi

Geser 46

Kisaran cahaya tampak adalah yang paling sempit di seluruh spektrum. Panjang gelombang di dalamnya berubah kurang dari dua kali. Cahaya tampak menyumbang radiasi maksimum dalam spektrum Matahari. Mata kita dalam perjalanan evolusi telah beradaptasi dengan cahayanya dan mampu melihat radiasi hanya di bagian spektrum yang sempit ini. Hampir semua pengamatan astronomi hingga pertengahan abad ke-20 dilakukan dalam cahaya tampak. Sumber utama cahaya tampak di luar angkasa adalah bintang-bintang, yang permukaannya dipanaskan hingga beberapa ribu derajat dan karenanya memancarkan cahaya. Di Bumi, sumber cahaya non-termal juga digunakan, seperti lampu neon dan dioda pemancar cahaya semikonduktor. Cermin dan lensa digunakan untuk mengumpulkan cahaya dari sumber kosmik yang lemah. Penerima cahaya tampak adalah retina, film fotografi, kristal semikonduktor (susunan CCD) yang digunakan dalam kamera digital, fotosel, dan pengganda foto. Prinsip pengoperasian penerima didasarkan pada fakta bahwa energi kuantum cahaya tampak cukup untuk memicu reaksi kimia dalam zat yang dipilih secara khusus atau untuk melumpuhkan elektron bebas dari suatu zat. Kemudian, jumlah cahaya yang diterima ditentukan oleh konsentrasi produk reaksi atau oleh besarnya muatan yang dilepaskan.

Geser 47

Sumber

Salah satu komet paling terang di akhir abad ke-20. Ditemukan pada tahun 1995, ketika masih berada di luar orbit Jupiter. Ini adalah rekor jarak untuk mendeteksi komet baru. Itu melewati perihelion pada 1 April 1997, dan pada akhir Mei mencapai kecerahan maksimumnya - sekitar nol magnitudo. Komet Hale-Bopp Secara total, komet tetap terlihat dengan mata telanjang selama 18,5 bulan - dua kali rekor sebelumnya yang dibuat oleh komet besar tahun 1811. Gambar menunjukkan dua ekor komet - berdebu dan gas. Tekanan radiasi matahari mengarahkan mereka menjauh dari Matahari.

Geser 48

Planet Saturnus

Planet terbesar kedua di tata surya. Milik kelas raksasa gas. Gambar itu diambil oleh stasiun antarplanet Cassini, yang telah melakukan penelitian di sistem Saturnus sejak 2004. Pada akhir abad ke-20, sistem cincin ditemukan di semua planet raksasa - dari Jupiter hingga Neptunus, tetapi hanya di Saturnus mereka mudah diakses untuk diamati bahkan dengan teleskop amatir kecil.

Geser 49

bintik matahari

Mereka hidup dari beberapa jam hingga beberapa bulan. Jumlah bintik berfungsi sebagai indikator aktivitas matahari. Dengan mengamati bintik-bintik selama beberapa hari, mudah untuk melihat rotasi Matahari. Gambar diambil dengan teleskop amatir. Daerah bersuhu rendah di permukaan Matahari yang terlihat. Suhu mereka 4300-4800 K - sekitar satu setengah ribu derajat lebih rendah daripada di permukaan Matahari lainnya. Karena itu, kecerahannya 2–4 ​​kali lebih rendah, yang sebaliknya menciptakan kesan bintik hitam. Bintik matahari terjadi ketika medan magnet memperlambat konveksi dan dengan demikian menghilangkan panas di lapisan atas materi Matahari.

Geser 50

Penerima

Teleskop amatir Di dunia modern, astronomi amatir telah menjadi hobi yang menarik dan bergengsi. Instrumen paling sederhana dengan diameter lensa 50–70 mm, yang terbesar dengan diameter 350–400 mm, harganya sebanding dengan mobil dan mobil prestisius. membutuhkan instalasi permanen di atas fondasi beton di bawah kubah. Di tangan yang terampil, alat-alat seperti itu mungkin berkontribusi pada sains yang hebat.

Geser 51

lampu pijar

Ini memancarkan cahaya tampak dan radiasi inframerah dengan memanaskan kumparan tungsten ditempatkan dalam ruang hampa dengan arus listrik. Spektrum emisi sangat dekat dengan benda hitam dengan suhu sekitar 2000 K. Pada suhu ini, puncak emisi di wilayah inframerah dekat dan oleh karena itu terbuang sia-sia untuk keperluan penerangan. Tidak mungkin untuk menaikkan suhu secara signifikan, karena dalam hal ini spiral dengan cepat gagal. Oleh karena itu, lampu pijar merupakan perangkat penerangan yang tidak ekonomis. Lampu neon jauh lebih efisien dalam mengubah listrik menjadi cahaya.

Geser 52

Ultraungu

Aplikasi bumi

Geser 53

Kisaran ultraviolet radiasi elektromagnetik terletak di luar tepi ungu (gelombang pendek) dari spektrum yang terlihat. Sinar ultraviolet dekat dari Matahari melewati atmosfer. Ini menyebabkan kulit terbakar sinar matahari dan diperlukan untuk produksi vitamin D. Tetapi paparan yang berlebihan penuh dengan perkembangan kanker kulit. Radiasi UV berbahaya bagi mata. Oleh karena itu, di atas air dan terutama di salju di pegunungan, sangat penting untuk memakai kacamata. Radiasi UV yang lebih keras diserap di atmosfer oleh molekul ozon dan gas lainnya. Itu hanya dapat diamati dari luar angkasa, itulah sebabnya disebut ultraviolet vakum. Energi kuanta ultraviolet cukup untuk menghancurkan molekul biologis, khususnya DNA dan protein. Ini adalah salah satu metode untuk penghancuran mikroba. Diyakini bahwa selama tidak ada ozon di atmosfer bumi, yang menyerap sebagian besar radiasi ultraviolet, kehidupan tidak dapat meninggalkan air di darat. Ultraviolet dipancarkan oleh benda-benda dengan suhu berkisar antara ribuan hingga ratusan ribu derajat, seperti bintang muda, panas, dan masif. Namun, radiasi UV diserap oleh gas dan debu antarbintang, jadi kita sering tidak melihat sumbernya sendiri, tetapi awan kosmik yang diterangi olehnya. Untuk mengumpulkan radiasi UV, teleskop cermin digunakan, dan photomultiplier digunakan untuk registrasi, dan di dekat UV, seperti dalam cahaya tampak, matriks CCD digunakan.

Geser 54

Sumber

Cahaya dihasilkan ketika partikel bermuatan dalam angin matahari bertabrakan dengan molekul di atmosfer Jupiter. Sebagian besar partikel di bawah pengaruh medan magnet planet memasuki atmosfer di dekat kutub magnetnya. Oleh karena itu, pancaran terjadi di area yang relatif kecil. Proses serupa terjadi di Bumi dan di planet lain dengan atmosfer dan medan magnet. Gambar itu diambil oleh Teleskop Luar Angkasa Hubble. Aurora di Jupiter dalam sinar ultraviolet

Geser 55

survei langit

Sky in Hard Ultraviolet (EUVE) Survei dibuat oleh observatorium ultraviolet orbital Extreme Ultraviolet Explorer.Struktur garis gambar sesuai dengan pergerakan orbit satelit, dan ketidakhomogenan kecerahan masing-masing pita dikaitkan dengan perubahan dalam kalibrasi peralatan. Garis-garis hitam adalah area langit yang tidak bisa diamati. Sedikitnya detail dalam tinjauan ini disebabkan oleh fakta bahwa sumber ultraviolet keras yang ada relatif sedikit dan, selain itu, radiasi ultraviolet dihamburkan oleh debu kosmik.

Geser 56

Aplikasi bumi

Instalasi Solarium untuk iradiasi tertutup tubuh dengan ultraviolet dekat untuk penyamakan. Radiasi ultraviolet menyebabkan pelepasan pigmen melanin dalam sel, yang mengubah warna kulit.

Geser 57

Detektor mata uang

Radiasi ultraviolet digunakan untuk mengetahui keaslian uang kertas. Serat polimer dengan pewarna khusus ditekan menjadi uang kertas, yang menyerap kuanta ultraviolet, dan kemudian memancarkan radiasi tampak yang kurang energik. Di bawah pengaruh sinar ultraviolet, serat mulai bersinar, yang merupakan salah satu tanda keaslian. Radiasi ultraviolet detektor tidak terlihat oleh mata, cahaya biru yang terlihat selama pengoperasian sebagian besar detektor disebabkan oleh fakta bahwa sumber ultraviolet yang digunakan juga memancarkan dalam kisaran yang terlihat.

Lihat semua slide

Sumber radiasi elektromagnetik selalu materi, tetapi tingkat organisasi materi yang berbeda dalam materi memiliki mekanisme yang berbeda untuk eksitasi gelombang elektromagnetik.

Jadi gelombang elektromagnetik memiliki sumber arus yang mengalir dalam konduktor, tegangan listrik bolak-balik pada permukaan logam (antena), dll. Radiasi inframerah telah memanaskan benda sebagai sumbernya dan dihasilkan oleh getaran molekul tubuh. Radiasi optik terjadi sebagai akibat dari transisi elektron atom dari satu orbit tereksitasi ke orbit lain (stasioner). Sinar-X didasarkan pada eksitasi kulit elektron atom oleh pengaruh eksternal, misalnya, pemboman oleh berkas elektron. Radiasi gamma memiliki sumber dari inti atom yang tereksitasi, eksitasi tersebut dapat bersifat alami, atau dapat merupakan hasil dari radioaktivitas induksi.

Skala gelombang elektromagnetik:

Gelombang elektromagnetik atau dikenal sebagai gelombang radio. Gelombang radio dibagi menjadi subband (lihat tabel).

Nama bawahan	Panjang gelombang, m	Frekuensi osilasi, Hz.
Gelombang ultra panjang	lebih dari 10 4	kurang dari 3 10 4
gelombang panjang		310 4 -310 5
gelombang sedang		310 5 -310 6
gelombang pendek		310 6 -310 7
Gelombang meter		310 7 -310 8
gelombang desimeter		310 8 -310 9
gelombang sentimeter		310 9 -310 10
gelombang milimeter		310 10 -310 11
gelombang submilimeter	10 -3 -510 -5	310 11 -310 12

Gelombang panjang dan menengah melengkung di sekitar permukaan, baik untuk komunikasi radio jarak pendek dan jarak jauh, tetapi memiliki kapasitas rendah;

gelombang pendek - dipantulkan dari permukaan dan memiliki kapasitas lebih besar, digunakan untuk komunikasi radio jarak jauh;

VHF - hanya didistribusikan dalam garis pandang, digunakan untuk komunikasi radio dan televisi;

IKI - digunakan untuk semua jenis perangkat termal;

cahaya tampak - digunakan di semua instrumen optik;

UVI - digunakan dalam pengobatan;

Radiasi sinar-X digunakan dalam pengobatan dan perangkat untuk kontrol kualitas produk;

sinar gamma - getaran permukaan nukleon yang membentuk nukleus. digunakan dalam resonansi paramagnetik untuk menentukan komposisi dan struktur materi.

2. Mengubah bidang saat memindahkan objek. Efek Doppler dan penerapannya dalam teknologi

Ketika sebuah objek bergerak dalam medan gaya apa pun - listrik, magnet, atau elektromagnetik, persepsinya tentang tindakan medan ini berubah. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa interaksi objek dan medan bergantung pada kecepatan relatif materi medan dan objek, dan karena itu tidak tetap bernilai konstan. Ini paling jelas dimanifestasikan dalam apa yang disebut efek Doppler.

Efek Doppler adalah perubahan frekuensi osilasi dan panjang gelombang yang dirasakan oleh penerima osilasi karena pergerakan sumber gelombang dan pengamat relatif satu sama lain. Alasan utama untuk efek ini adalah perubahan jumlah gelombang yang sesuai dengan jalur propagasi antara sumber dan penerima.

Efek Doppler untuk gelombang suara diamati secara langsung. Ini memanifestasikan dirinya dalam peningkatan nada (frekuensi) suara ketika sumber suara dan pengamat mendekat dan, karenanya, dalam penurunan nada suara ketika mereka menjauh.

Efek Doppler telah menemukan aplikasi untuk menentukan kecepatan objek - saat menentukan kecepatan mobil yang bergerak, saat mengukur kecepatan pesawat, saat mengukur kecepatan mendekat atau memindahkan pesawat dari satu sama lain.

Dalam kasus pertama, pengatur lalu lintas mengarahkan pancaran radar portabel ke arah mobil, dan menentukan kecepatannya dengan perbedaan frekuensi antara pancaran sinar yang dikirim dan yang dipantulkan.

Dalam kasus kedua, pengukur komponen kecepatan Doppler itu sendiri dipasang langsung di pesawat. Tiga atau empat sinar dipancarkan secara miring ke bawah - ke kiri ke depan, ke kanan ke depan, ke kiri ke belakang dan ke kanan ke belakang. frekuensi sinyal yang diterima dibandingkan dengan frekuensi sinyal yang dipancarkan, perbedaan frekuensi memberikan gambaran tentang komponen pergerakan pesawat ke arah sinar, dan kemudian, dengan menghitung ulang informasi yang diterima, dengan mempertimbangkan posisi balok relatif terhadap pesawat, kecepatan dan sudut melayang pesawat dihitung.

Dalam kasus ketiga, radar yang dipasang di pesawat tidak hanya menentukan jangkauan ke pesawat lain, seperti pada radar konvensional, tetapi juga pergeseran frekuensi Doppler, yang memungkinkan tidak hanya untuk mengetahui jarak ke pesawat lain (target), tetapi juga kecepatannya. Dengan latar belakang, metode ini memungkinkan Anda untuk membedakan target yang bergerak dari yang tidak bergerak.

Penggunaan efek Doppler bersama dengan spektrometer dalam astronomi memungkinkan untuk memperoleh sejumlah besar informasi tentang perilaku objek bintang dan formasi yang jauh dari kita.

Panjang gelombang elektromagnetik yang dapat dicatat oleh perangkat terletak pada rentang yang sangat luas. Semua gelombang ini memiliki sifat yang sama: penyerapan, refleksi, interferensi, difraksi, dispersi. Namun, sifat-sifat ini dapat memanifestasikan dirinya dengan cara yang berbeda. Sumber gelombang dan penerima berbeda.

gelombang radio

ν \u003d 10 5 - 10 11 Hz, λ \u003d 10 -3 -10 3 m.

Diperoleh menggunakan sirkuit osilasi dan vibrator makroskopik. Properti. Gelombang radio dengan frekuensi yang berbeda dan dengan panjang gelombang yang berbeda diserap dan dipantulkan oleh media dengan cara yang berbeda. Aplikasi Komunikasi radio, televisi, radar. Di alam, gelombang radio dipancarkan oleh berbagai sumber luar angkasa (inti galaksi, quasar).

Radiasi inframerah (termal)

ν =3-10 11 - 4 . 10 14Hz, λ =8 . 10 -7 - 2 . 10 -3 m.

Dipancarkan oleh atom dan molekul materi.

Radiasi inframerah dipancarkan oleh semua benda pada suhu berapa pun.

Seseorang memancarkan gelombang elektromagnetik 9. 10 -6 m.

Properti

1. Melewati beberapa badan buram, serta melalui hujan, kabut, salju.
2. Menghasilkan efek kimia pada pelat fotografi.
3. Diserap oleh zat, memanaskannya.
4. Menyebabkan efek fotolistrik internal di germanium.
5. Tak terlihat.

Daftar dengan metode termal, fotolistrik dan fotografi.

Aplikasi. Dapatkan gambar objek dalam gelap, perangkat night vision (teropong malam), kabut. Mereka digunakan dalam ilmu forensik, dalam fisioterapi, dalam industri untuk mengeringkan produk yang dicat, dinding bangunan, kayu, buah-buahan.

Bagian dari radiasi elektromagnetik yang dirasakan oleh mata (dari merah ke ungu):

Properti.PADA mempengaruhi mata.

(kurang dari cahaya ungu)

Sumber: lampu pelepasan dengan tabung kuarsa (lampu kuarsa).

Dipancarkan oleh semua padatan dengan T > 1000 °C, serta uap merkuri bercahaya.

Properti. Aktivitas kimia tinggi (penguraian perak klorida, kilau kristal seng sulfida), tak terlihat, daya tembus tinggi, membunuh mikroorganisme, dalam dosis kecil memiliki efek menguntungkan pada tubuh manusia (terbakar sinar matahari), tetapi dalam dosis besar memiliki efek biologis negatif. efek: perubahan perkembangan sel dan metabolisme zat yang bekerja pada mata.

sinar X

Mereka dipancarkan selama percepatan tinggi elektron, misalnya, perlambatan mereka dalam logam. Diperoleh dengan menggunakan tabung sinar-X: elektron dalam tabung vakum (p = 10 -3 -10 -5 Pa) dipercepat oleh medan listrik pada tegangan tinggi, mencapai anoda, dan diperlambat tajam saat tumbukan. Saat pengereman, elektron bergerak dengan percepatan dan memancarkan gelombang elektromagnetik dengan panjang pendek (dari 100 hingga 0,01 nm). Properti Interferensi, difraksi sinar-X pada kisi kristal, daya tembus besar. Iradiasi dalam dosis tinggi menyebabkan penyakit radiasi. Aplikasi. Dalam kedokteran (diagnosis penyakit organ dalam), dalam industri (kontrol struktur internal berbagai produk, las).

radiasi

Sumber: inti atom (reaksi nuklir). Properti. Ini memiliki daya tembus yang besar, memiliki efek biologis yang kuat. Aplikasi. Dalam kedokteran, manufaktur γ - deteksi cacat). Aplikasi. Dalam kedokteran, dalam industri.

Sifat umum gelombang elektromagnetik adalah bahwa semua radiasi memiliki sifat kuantum dan gelombang. Sifat kuantum dan gelombang dalam hal ini tidak mengecualikan, tetapi saling melengkapi. Sifat gelombang lebih menonjol pada frekuensi rendah dan kurang menonjol pada frekuensi tinggi. Sebaliknya, sifat kuantum lebih menonjol pada frekuensi tinggi dan kurang menonjol pada frekuensi rendah. Semakin pendek panjang gelombang, semakin jelas sifat kuantum, dan semakin panjang panjang gelombang, semakin jelas sifat gelombang.