გაკვეთილის მიზნები:

გაკვეთილის ტიპი:

ჩატარების ფორმა:ლექცია პრეზენტაციით

კარასევა ირინა დიმიტრიევნა, 17.12.2017

2492 287

განვითარების შინაარსი

გაკვეთილის შეჯამება თემაზე:

რადიაციის სახეები. ელექტრომაგნიტური ტალღის მასშტაბი

შემუშავებული გაკვეთილი

LPR-ის სახელმწიფო დაწესებულების მასწავლებელი "LOUSOSH No18"

კარასევა ი.დ.

გაკვეთილის მიზნები:განიხილეთ ელექტრომაგნიტური ტალღების მასშტაბები, დაახასიათეთ სხვადასხვა სიხშირის დიაპაზონის ტალღები; აჩვენოს სხვადასხვა სახის გამოსხივების როლი ადამიანის ცხოვრებაში, სხვადასხვა სახის გამოსხივების გავლენა ადამიანზე; თემაზე მასალის სისტემატიზაცია და მოსწავლეთა ცოდნის გაღრმავება ელექტრომაგნიტური ტალღების შესახებ; განუვითაროს მოსწავლეებს ზეპირი მეტყველება, მოსწავლეთა შემოქმედებითი უნარები, ლოგიკა, მეხსიერება; შემეცნებითი შესაძლებლობები; მოსწავლეებში ფიზიკის შესწავლისადმი ინტერესის ჩამოყალიბება; სიზუსტის, შრომისმოყვარეობის დამუშავება.

გაკვეთილის ტიპი:გაკვეთილი ახალი ცოდნის ფორმირებაში.

ჩატარების ფორმა:ლექცია პრეზენტაციით

აღჭურვილობა:კომპიუტერი, მულტიმედიური პროექტორი, პრეზენტაცია „გამოსხივების სახეები.

ელექტრომაგნიტური ტალღების მასშტაბი »

გაკვეთილების დროს

ორგანიზების დრო.

საგანმანათლებლო და შემეცნებითი საქმიანობის მოტივაცია.

სამყარო ელექტრომაგნიტური გამოსხივების ოკეანეა. ხალხი მასში ცხოვრობს, უმეტესწილად, ვერ ამჩნევს მიმდებარე სივრცეში შეღწევას ტალღებს. ბუხართან დათბობა ან სანთლის ანთება, ადამიანი აიძულებს ამ ტალღების წყაროს იმუშაოს, მათ თვისებებზე ფიქრის გარეშე. მაგრამ ცოდნა ძალაა: როდესაც აღმოაჩინა ელექტრომაგნიტური გამოსხივების ბუნება, კაცობრიობამ მე-20 საუკუნის განმავლობაში აითვისა და მის სამსახურში დააყენა მისი ყველაზე მრავალფეროვანი სახეობები.

გაკვეთილის თემისა და მიზნების განსაზღვრა.

დღეს ჩვენ გავაკეთებთ მოგზაურობას ელექტრომაგნიტური ტალღების მასშტაბით, განვიხილავთ სხვადასხვა სიხშირის დიაპაზონის ელექტრომაგნიტური გამოსხივების ტიპებს. ჩამოწერეთ გაკვეთილის თემა: „გამოსხივების სახეები. ელექტრომაგნიტური ტალღების მასშტაბი » (სლაიდი 1)

ჩვენ შევისწავლით თითოეულ გამოსხივებას შემდეგი განზოგადებული გეგმის მიხედვით (სლაიდი 2).გამოსხივების შესწავლის განზოგადებული გეგმა:

1. დიაპაზონის სახელი

2. ტალღის სიგრძე

3. სიხშირე

4. ვინ აღმოაჩინეს

5. წყარო

6. მიმღები (ინდიკატორი)

7. განაცხადი

8. მოქმედება ადამიანზე

თემის შესწავლისას თქვენ უნდა შეავსოთ შემდეგი ცხრილი:

ცხრილი "ელექტრომაგნიტური გამოსხივების მასშტაბი"

სახელი რადიაცია	ტალღის სიგრძე	სიხშირე	Ვინ იყო გახსნა	წყარო	მიმღები	განაცხადი	მოქმედება ადამიანზე

ახალი მასალის პრეზენტაცია.

(სლაიდი 3)

ელექტრომაგნიტური ტალღების სიგრძე ძალიან განსხვავებულია: 10-ის რიგის მნიშვნელობებისგან 13 მ (დაბალი სიხშირის ვიბრაცია) 10-მდე -10 მ ( - სხივები). სინათლე ელექტრომაგნიტური ტალღების ფართო სპექტრის უმნიშვნელო ნაწილია. თუმცა, სპექტრის ამ მცირე ნაწილის შესწავლისას აღმოაჩინეს სხვა უჩვეულო თვისებების მქონე გამოსხივებები.
ჩვეულებრივია გამოყოფა დაბალი სიხშირის გამოსხივება, რადიო გამოსხივება, ინფრაწითელი სხივები, ხილული შუქი, ულტრაიისფერი სხივები, რენტგენი და - რადიაცია.Უმოკლესი - რადიაცია ასხივებს ატომის ბირთვებს.

არ არსებობს ფუნდამენტური განსხვავება ცალკეულ გამოსხივებებს შორის. ყველა მათგანი ელექტრომაგნიტური ტალღებია, რომლებიც წარმოიქმნება დამუხტული ნაწილაკებით. ელექტრომაგნიტური ტალღები აღმოჩენილია, საბოლოო ჯამში, დამუხტულ ნაწილაკებზე მათი მოქმედებით . ვაკუუმში ნებისმიერი ტალღის სიგრძის გამოსხივება მოძრაობს 300000 კმ/წმ სიჩქარით.რადიაციის მასშტაბის ცალკეულ უბნებს შორის საზღვრები ძალიან თვითნებურია.

(სლაიდი 4)

სხვადასხვა ტალღის სიგრძის ემისიები განსხვავდებიან ერთმანეთისგან იმით მიღება(ანტენის გამოსხივება, თერმული გამოსხივება, გამოსხივება სწრაფი ელექტრონების შენელების დროს და ა.შ.) და რეგისტრაციის მეთოდები.

ელექტრომაგნიტური გამოსხივების ყველა ჩამოთვლილი სახეობა ასევე წარმოიქმნება კოსმოსური ობიექტების მიერ და წარმატებით არის შესწავლილი რაკეტების, ხელოვნური დედამიწის თანამგზავრებისა და კოსმოსური ხომალდების დახმარებით. პირველ რიგში, ეს ეხება რენტგენს და რადიაცია, რომელიც ძლიერად შეიწოვება ატმოსფეროში.

რაოდენობრივი განსხვავებები ტალღის სიგრძეში იწვევს მნიშვნელოვან ხარისხობრივ განსხვავებებს.

სხვადასხვა სიგრძის ტალღის გამოსხივება ძლიერ განსხვავდება ერთმანეთისგან მატერიის მიერ მათი შთანთქმის თვალსაზრისით. მოკლე ტალღის გამოსხივება (რენტგენი და განსაკუთრებით სხივები) სუსტად შეიწოვება. ნივთიერებები, რომლებიც გაუმჭვირვალეა ოპტიკური ტალღის სიგრძით, გამჭვირვალეა ამ გამოსხივებისთვის. ელექტრომაგნიტური ტალღების ასახვის კოეფიციენტი ასევე დამოკიდებულია ტალღის სიგრძეზე. მაგრამ მთავარი განსხვავება გრძელი და მოკლე ტალღის გამოსხივებას შორის არის ის მოკლეტალღური გამოსხივება ავლენს ნაწილაკების თვისებებს.

განვიხილოთ თითოეული გამოსხივება.

(სლაიდი 5)

დაბალი სიხშირის გამოსხივებახდება სიხშირის დიაპაზონში 3 · 10 -3-დან 3 10 5 ჰც-მდე. ეს გამოსხივება შეესაბამება ტალღის სიგრძეს 10 13 - 10 5 მ. ასეთი შედარებით დაბალი სიხშირის გამოსხივება შეიძლება უგულებელყო. დაბალი სიხშირის გამოსხივების წყაროა ალტერნატორები. ისინი გამოიყენება ლითონების დნობისა და გამკვრივებისთვის.

(სლაიდი 6)

რადიო ტალღებიიკავებენ სიხშირის დიაპაზონს 3·10 5 - 3·10 11 ჰც. ისინი შეესაბამება ტალღის სიგრძეს 10 5 - 10 -3 მ. რადიოტალღები, ასევედაბალი სიხშირის გამოსხივება არის ალტერნატიული დენი. ასევე, წყარო არის რადიოსიხშირული გენერატორი, ვარსკვლავები, მათ შორის მზე, გალაქტიკები და მეტაგალაქტიკები. ინდიკატორებია ჰერცის ვიბრატორი, რხევითი წრე.

დიდი სიხშირე რადიოტალღებთან შედარებითდაბალი სიხშირის გამოსხივება იწვევს რადიოტალღების შესამჩნევ გამოსხივებას კოსმოსში. ეს საშუალებას აძლევს მათ გამოიყენონ ინფორმაციის გადასაცემად სხვადასხვა დისტანციებზე. გადადის მეტყველება, მუსიკა (მაუწყებლობა), სატელეგრაფო სიგნალები (რადიოკავშირი), სხვადასხვა ობიექტების გამოსახულებები (რადარი).

რადიოტალღები გამოიყენება მატერიის სტრუქტურისა და გარემოს თვისებების შესასწავლად, რომელშიც ისინი ვრცელდება. კოსმოსური ობიექტებიდან რადიო ემისიების შესწავლა რადიოასტრონომიის საგანია. რადიომეტეოროლოგიაში პროცესები შეისწავლება მიღებული ტალღების მახასიათებლების მიხედვით.

(სლაიდი 7)

ინფრაწითელი გამოსხივებაიკავებს სიხშირის დიაპაზონს 3 10 11 - 3.85 10 14 ჰც. ისინი შეესაბამება ტალღის სიგრძეს 2 10 -3 - 7.6 10 -7 მ.

ინფრაწითელი გამოსხივება აღმოაჩინა ასტრონომ უილიამ ჰერშელმა 1800 წელს. ხილული შუქით გაცხელებული თერმომეტრის ტემპერატურის აწევის შესწავლისას ჰერშელმა აღმოაჩინა თერმომეტრის უდიდესი გათბობა ხილული სინათლის ზონის გარეთ (წითელი რეგიონის მიღმა). უხილავ გამოსხივებას, სპექტრში მისი ადგილის გათვალისწინებით, ინფრაწითელი ეწოდა. ინფრაწითელი გამოსხივების წყაროა მოლეკულების და ატომების გამოსხივება თერმული და ელექტრული გავლენის ქვეშ. ინფრაწითელი გამოსხივების მძლავრი წყაროა მზე, მისი გამოსხივების დაახლოებით 50% ინფრაწითელ რეგიონშია. ინფრაწითელი გამოსხივება შეადგენს ვოლფრამის ძაფით ინკანდესენტური ნათურების გამოსხივების ენერგიის მნიშვნელოვან ნაწილს (70-დან 80%-მდე). ინფრაწითელი გამოსხივება გამოიყოფა ელექტრული რკალი და სხვადასხვა გაზის გამომშვები ნათურები. ზოგიერთი ლაზერის გამოსხივება დევს სპექტრის ინფრაწითელ რეგიონში. ინფრაწითელი გამოსხივების ინდიკატორებია ფოტო და თერმისტორები, სპეციალური ფოტო ემულსიები. ინფრაწითელი გამოსხივება გამოიყენება ხის, საკვები პროდუქტების და სხვადასხვა საღებავისა და ლაქის საფარის გასაშრობად (ინფრაწითელი გათბობა), ცუდი ხილვადობის შემთხვევაში სიგნალიზაციისთვის, შესაძლებელს ხდის ოპტიკური მოწყობილობების გამოყენებას, რომლებიც საშუალებას გაძლევთ ნახოთ სიბნელეში, ასევე დისტანციური პულტით. კონტროლი. ინფრაწითელი სხივები გამოიყენება სამიზნეზე ჭურვებისა და რაკეტების დასამიზნებლად, შენიღბული მტრის გამოსავლენად. ეს სხივები შესაძლებელს ხდის პლანეტების ზედაპირის ცალკეული მონაკვეთების ტემპერატურის სხვაობის განსაზღვრას, ნივთიერების მოლეკულების სტრუქტურულ თავისებურებებს (სპექტრული ანალიზი). ინფრაწითელი ფოტოგრაფია გამოიყენება ბიოლოგიაში მცენარეთა დაავადებების შესწავლაში, მედიცინაში კანისა და სისხლძარღვთა დაავადებების დიაგნოსტიკაში, სასამართლო ექსპერტიზაში ყალბების გამოვლენაში. ადამიანთან შეხებისას იწვევს ადამიანის სხეულის ტემპერატურის მატებას.

(სლაიდი 8)

ხილული გამოსხივება - ელექტრომაგნიტური ტალღების ერთადერთი დიაპაზონი, რომელიც აღიქმება ადამიანის თვალით. სინათლის ტალღები საკმაოდ ვიწრო დიაპაზონს იკავებს: 380 - 670 ნმ ( \u003d 3.85 10 14 - 8 10 14 ჰც). ხილული გამოსხივების წყაროა ვალენტური ელექტრონები ატომებში და მოლეკულებში, რომლებიც ცვლიან თავიანთ პოზიციას სივრცეში, ისევე როგორც თავისუფალი მუხტები. სწრაფად მოძრაობს. ესსპექტრის ნაწილი აძლევს ადამიანს მაქსიმალურ ინფორმაციას მის გარშემო არსებულ სამყაროზე. მისი ფიზიკური თვისებების მიხედვით, ის ჰგავს სპექტრის სხვა დიაპაზონებს, არის ელექტრომაგნიტური ტალღების სპექტრის მხოლოდ მცირე ნაწილი. ხილულ დიაპაზონში განსხვავებული ტალღის სიგრძის (სიხშირის) რადიაციას აქვს სხვადასხვა ფიზიოლოგიური გავლენა ადამიანის თვალის ბადურაზე, რაც იწვევს სინათლის ფსიქოლოგიურ შეგრძნებას. ფერი თავისთავად არ არის ელექტრომაგნიტური სინათლის ტალღის თვისება, არამედ ადამიანის ფიზიოლოგიური სისტემის ელექტროქიმიური მოქმედების გამოვლინება: თვალები, ნერვები, ტვინი. ხილულ დიაპაზონში (გამოსხივების სიხშირის აღმავალი წესით) ადამიანის თვალით შეიძლება გამოირჩეოდეს დაახლოებით შვიდი ძირითადი ფერი: წითელი, ნარინჯისფერი, ყვითელი, მწვანე, ლურჯი, ინდიგო, იისფერი. სპექტრის ძირითადი ფერების თანმიმდევრობის დამახსოვრებას ხელს უწყობს ფრაზა, რომლის თითოეული სიტყვა იწყება ძირითადი ფერის სახელის პირველი ასოთი: „ყველა მონადირეს უნდა იცოდეს სად ზის ხოხობი“. ხილულმა გამოსხივებამ შეიძლება გავლენა მოახდინოს მცენარეებში (ფოტოსინთეზი) და ცხოველთა და ადამიანის ორგანიზმებში ქიმიური რეაქციების მიმდინარეობაზე. ხილულ გამოსხივებას გამოყოფს ცალკეული მწერები (ციცინათელები) და ზოგიერთი ღრმა ზღვის თევზი ორგანიზმში ქიმიური რეაქციების გამო. მცენარეების მიერ ნახშირორჟანგის შეწოვა ფოტოსინთეზის პროცესის შედეგად და ჟანგბადის გამოყოფა ხელს უწყობს დედამიწაზე ბიოლოგიური სიცოცხლის შენარჩუნებას. ხილული გამოსხივება ასევე გამოიყენება სხვადასხვა ობიექტების გასანათებლად.

სინათლე არის სიცოცხლის წყარო დედამიწაზე და ამავე დროს ჩვენი იდეების წყარო ჩვენს გარშემო არსებულ სამყაროზე.

(სლაიდი 9)

Ულტრაიისფერი გამოსხივება,თვალისთვის უხილავი ელექტრომაგნიტური გამოსხივება, რომელიც იკავებს სპექტრულ რეგიონს ხილულ და რენტგენის გამოსხივებას შორის 3,8 ∙10 -7 - 3 ∙10 -9 მ ტალღის სიგრძეში ( \u003d 8 * 10 14 - 3 * 10 16 ჰც). ულტრაიისფერი გამოსხივება აღმოაჩინა გერმანელმა მეცნიერმა იოჰან რიტერმა 1801 წელს. ხილული სინათლის მოქმედებით ვერცხლის ქლორიდის გაშავების შესწავლით, რიტერმა აღმოაჩინა, რომ ვერცხლი კიდევ უფრო ეფექტურად შავდება სპექტრის იისფერი ბოლოს მიღმა რეგიონში, სადაც არ არის ხილული გამოსხივება. უხილავ გამოსხივებას, რომელმაც ეს გაშავება გამოიწვია, ულტრაიისფერი ეწოდა.

ულტრაიისფერი გამოსხივების წყაროა ატომებისა და მოლეკულების ვალენტური ელექტრონები, ასევე სწრაფად მოძრავი თავისუფალი მუხტები.

-3000 K ტემპერატურამდე გაცხელებული მყარი ნივთიერებების გამოსხივება შეიცავს უწყვეტი სპექტრის ულტრაიისფერი გამოსხივების მნიშვნელოვან ნაწილს, რომლის ინტენსივობა იზრდება ტემპერატურის მატებასთან ერთად. ულტრაიისფერი გამოსხივების უფრო ძლიერი წყაროა ნებისმიერი მაღალი ტემპერატურის პლაზმა. ულტრაიისფერი გამოსხივების სხვადასხვა გამოყენებისთვის გამოიყენება ვერცხლისწყლის, ქსენონის და სხვა გაზის გამონადენი ნათურები. ულტრაიისფერი გამოსხივების ბუნებრივი წყაროები - მზე, ვარსკვლავები, ნისლეულები და სხვა კოსმოსური ობიექტები. თუმცა, მათი გამოსხივების მხოლოდ გრძელი ტალღის ნაწილი (  290 ნმ) აღწევს დედამიწის ზედაპირს. ულტრაიისფერი გამოსხივების რეგისტრაციისთვის ქ

 = 230 ნმ, გამოიყენება ჩვეულებრივი ფოტომასალა; უფრო მოკლე ტალღის სიგრძის რეგიონში, სპეციალური დაბალი ჟელატინის ფოტოგრაფიული ფენები მგრძნობიარეა მის მიმართ. გამოიყენება ფოტოელექტრული მიმღებები, რომლებიც იყენებენ ულტრაიისფერი გამოსხივების უნარს, გამოიწვიოს იონიზაცია და ფოტოელექტრული ეფექტი: ფოტოდიოდები, იონიზაციის კამერები, ფოტონების მრიცხველები, ფოტომულტიპლიკატორები.

მცირე დოზებით ულტრაიისფერი გამოსხივება ავლენს ადამიანზე სასარგებლო, სამკურნალო გავლენას, ააქტიურებს ორგანიზმში D ვიტამინის სინთეზს და ასევე იწვევს მზის დამწვრობას. ულტრაიისფერი გამოსხივების დიდმა დოზამ შეიძლება გამოიწვიოს კანის დამწვრობა და სიმსივნური წარმონაქმნები (80% განკურნებადია). გარდა ამისა, გადაჭარბებული ულტრაიისფერი გამოსხივება ასუსტებს ორგანიზმის იმუნურ სისტემას, რაც ხელს უწყობს გარკვეული დაავადებების განვითარებას. ულტრაიისფერ გამოსხივებას ასევე აქვს ბაქტერიციდული მოქმედება: ამ გამოსხივების გავლენით პათოგენური ბაქტერიები იღუპებიან.

ულტრაიისფერი გამოსხივება გამოიყენება ფლუორესცენტურ ნათურებში, სასამართლო ექსპერტიზაში (სურათებიდან ვლინდება დოკუმენტების გაყალბება), ხელოვნების ისტორიაში (ულტრაიისფერი სხივების დახმარებით ნახატებში აღდგენის კვალი, რომელიც თვალით არ ჩანს). მას შემდეგ პრაქტიკულად არ გადის ულტრაიისფერი გამოსხივება ფანჯრის მინაზე. მას შთანთქავს რკინის ოქსიდი, რომელიც შუშის ნაწილია. ამ მიზეზით, ცხელ მზიან დღესაც კი, დახურულ ოთახში არ შეიძლება მზის აბაზანების მიღება.

ადამიანის თვალი ვერ ხედავს ულტრაიისფერ გამოსხივებას, რადგან. თვალის რქოვანა და თვალის ლინზა შთანთქავს ულტრაიისფერ შუქს. ზოგიერთ ცხოველს შეუძლია ულტრაიისფერი გამოსხივების დანახვა. მაგალითად, მტრედი მოღრუბლულ ამინდშიც კი მზეს ხელმძღვანელობს.

(სლაიდი 10)

რენტგენის გამოსხივება - ეს არის ელექტრომაგნიტური მაიონებელი გამოსხივება, რომელიც იკავებს სპექტრულ რეგიონს გამა და ულტრაიისფერ გამოსხივებას შორის ტალღის სიგრძეში 10 -12 - 10 -8 მ (სიხშირეები 3 * 10 16 - 3-10 20 ჰც). რენტგენის გამოსხივება აღმოაჩინა გერმანელმა ფიზიკოსმა W.K. Roentgen-მა 1895 წელს. რენტგენის ყველაზე გავრცელებული წყაროა რენტგენის მილი, რომელშიც ელექტრული ველით აჩქარებული ელექტრონები ბომბავს ლითონის ანოდს. რენტგენის სხივების მიღება შესაძლებელია მაღალი ენერგიის იონებით სამიზნის დაბომბვით. ზოგიერთი რადიოაქტიური იზოტოპი, სინქროტრონი - ელექტრონის აკუმულატორები ასევე შეიძლება გახდეს რენტგენის გამოსხივების წყარო. რენტგენის სხივების ბუნებრივი წყაროა მზე და სხვა კოსმოსური ობიექტები.

რენტგენის სხივებში ობიექტების გამოსახულებები მიიღება სპეციალურ რენტგენის ფოტოსურათზე. რენტგენის გამოსხივება შეიძლება ჩაიწეროს იონიზაციის კამერის, სცინტილაციის მრიცხველის, მეორადი ელექტრონის ან არხის ელექტრონების მულტიპლიკატორების და მიკროარხის ფირფიტების გამოყენებით. მაღალი შეღწევადობის გამო რენტგენის სხივები გამოიყენება რენტგენის დიფრაქციულ ანალიზში (კრისტალური ბადის სტრუქტურის შესწავლა), მოლეკულების სტრუქტურის შესწავლაში, ნიმუშებში დეფექტების გამოვლენაში, მედიცინაში (X -სხივები, ფლუოროგრაფია, კიბოს მკურნალობა), ხარვეზების გამოვლენაში (ჩამოსხმის, რელსების დეფექტების გამოვლენა), ხელოვნების ისტორიაში (გვიანდელი მხატვრობის ფენის ქვეშ დამალული უძველესი ნახატების აღმოჩენა), ასტრონომიაში (რენტგენის წყაროების შესწავლისას) და სასამართლო მეცნიერება. რენტგენის გამოსხივების დიდი დოზა იწვევს დამწვრობას და ადამიანის სისხლის სტრუქტურის ცვლილებას. რენტგენის მიმღების შექმნამ და მათმა კოსმოსურ სადგურებზე განთავსებამ შესაძლებელი გახადა ასობით ვარსკვლავის რენტგენის გამოსხივების, ასევე სუპერნოვასა და მთელი გალაქტიკების გარსების აღმოჩენა.

(სლაიდი 11)

გამა გამოსხივება - მოკლე ტალღის ელექტრომაგნიტური გამოსხივება, რომელიც იკავებს მთელ სიხშირის დიაპაზონს  \u003d 8 10 14 - 10 17 Hz, რომელიც შეესაბამება ტალღის სიგრძეებს  \u003d 3.8 10 -7 - 3 10 -9 მ. გამა გამოსხივება აღმოაჩინა ფრანგმა მეცნიერმა პოლ ვილარმა 1900 წელს.

ძლიერ მაგნიტურ ველში რადიუმის გამოსხივების შესწავლისას ვილერმა აღმოაჩინა მოკლე ტალღის ელექტრომაგნიტური გამოსხივება, რომელიც სინათლის მსგავსად არ არის გადახრილი მაგნიტური ველით. მას გამა გამოსხივება ეწოდა. გამა გამოსხივება დაკავშირებულია ბირთვულ პროცესებთან, რადიოაქტიური დაშლის ფენომენებთან, რომლებიც ხდება გარკვეულ ნივთიერებებთან, როგორც დედამიწაზე, ასევე კოსმოსში. გამა გამოსხივება შეიძლება ჩაიწეროს იონიზაციისა და ბუშტუკოვანი კამერების გამოყენებით, ასევე სპეციალური ფოტოგრაფიული ემულსიების გამოყენებით. ისინი გამოიყენება ბირთვული პროცესების შესწავლაში, ხარვეზების გამოვლენაში. გამა გამოსხივება უარყოფითად მოქმედებს ადამიანებზე.

(სლაიდი 12)

ასე რომ, დაბალი სიხშირის გამოსხივება, რადიოტალღები, ინფრაწითელი გამოსხივება, ხილული გამოსხივება, ულტრაიისფერი გამოსხივება, რენტგენის სხივები,-გამოსხივება არის ელექტრომაგნიტური გამოსხივების სხვადასხვა სახეობა.

თუ თქვენ გონებრივად დაშლით ამ ტიპებს სიხშირის გაზრდის ან ტალღის სიგრძის შემცირების თვალსაზრისით, მიიღებთ ფართო უწყვეტ სპექტრს - ელექტრომაგნიტური გამოსხივების მასშტაბს. (მასწავლებელი აჩვენებს მასშტაბს). რადიაციის სახიფათო ტიპებს მიეკუთვნება: გამა გამოსხივება, რენტგენი და ულტრაიისფერი გამოსხივება, დანარჩენი უსაფრთხოა.

ელექტრომაგნიტური გამოსხივების დიაპაზონებად დაყოფა პირობითია. არ არსებობს მკაფიო საზღვარი რეგიონებს შორის. რეგიონების სახელები განვითარდა ისტორიულად, ისინი მხოლოდ რადიაციული წყაროების კლასიფიკაციის მოხერხებულ საშუალებას ემსახურებიან.

(სლაიდი 13)

ელექტრომაგნიტური გამოსხივების მასშტაბის ყველა დიაპაზონს აქვს საერთო თვისებები:

ყველა რადიაციის ფიზიკური ბუნება იგივეა

ყველა გამოსხივება ვაკუუმში ვრცელდება იგივე სიჩქარით, უდრის 3 * 10 8 მ / წმ

ყველა გამოსხივება ავლენს საერთო ტალღის თვისებებს (არეკვლა, გარდატეხა, ჩარევა, დიფრაქცია, პოლარიზაცია)

5. გაკვეთილის შეჯამება

გაკვეთილის ბოლოს მოსწავლეები ასრულებენ სამუშაოს მაგიდაზე.

(სლაიდი 14)

დასკვნა:

ელექტრომაგნიტური ტალღების მთელი მასშტაბი იმის მტკიცებულებაა, რომ ყველა გამოსხივებას აქვს როგორც კვანტური, ასევე ტალღური თვისებები.

კვანტური და ტალღური თვისებები ამ შემთხვევაში არ გამორიცხავს, ​​მაგრამ ავსებს ერთმანეთს.

ტალღის თვისებები უფრო გამოხატულია დაბალ სიხშირეებზე და ნაკლებად გამოხატული მაღალ სიხშირეებზე. პირიქით, კვანტური თვისებები უფრო გამოხატულია მაღალ სიხშირეებზე და ნაკლებად მკაფიოდ დაბალ სიხშირეებზე.

რაც უფრო მოკლეა ტალღის სიგრძე, მით უფრო გამოხატულია კვანტური თვისებები და რაც უფრო გრძელია ტალღის სიგრძე, მით უფრო გამოხატულია ტალღის თვისებები.

ეს ყველაფერი ადასტურებს დიალექტიკის კანონს (რაოდენობრივი ცვლილებების ხარისხობრივში გადასვლა).

რეზიუმე (ისწავლე), შეავსე ცხრილი

ბოლო სვეტი (EMP-ის გავლენა ადამიანზე) და

მოამზადეთ ანგარიში EMR-ის გამოყენების შესახებ

განვითარების შინაარსი

GU LPR "LOUSOSH No. 18"

ლუგანსკი

კარასევა ი.დ.

გენერალიზებული რადიაციული კვლევის გეგმა

1. დიაპაზონის სახელი.

2. ტალღის სიგრძე

3. სიხშირე

4. ვინ აღმოაჩინეს

5. წყარო

6. მიმღები (ინდიკატორი)

7. განაცხადი

8. მოქმედება ადამიანზე

ცხრილი "ელექტრომაგნიტური ტალღების მასშტაბი"

რადიაციის სახელი

ტალღის სიგრძე

სიხშირე

ვინც გახსნა

წყარო

მიმღები

განაცხადი

მოქმედება ადამიანზე

რადიაცია განსხვავდება ერთმანეთისგან:

• მიღების მეთოდის მიხედვით;
• რეგისტრაციის მეთოდი.

რაოდენობრივი განსხვავებები ტალღის სიგრძეში იწვევს მნიშვნელოვან ხარისხობრივ განსხვავებებს; ისინი განსხვავებულად შეიწოვება მატერიით (მოკლეტალღოვანი გამოსხივება - რენტგენი და გამა გამოსხივება) - სუსტად შეიწოვება.

მოკლეტალღური გამოსხივება ავლენს ნაწილაკების თვისებებს.

დაბალი სიხშირის ვიბრაცია

ტალღის სიგრძე (მ)

10 13 - 10 5

სიხშირე ჰც)

3 · 10 -3 - 3 · 10 5

წყარო

რეოსტატიკური გენერატორი, დინამო,

ჰერცის ვიბრატორი,

გენერატორები ელექტრო ქსელებში (50 ჰც)

გაზრდილი (სამრეწველო) სიხშირის მანქანების გენერატორები (200 ჰც)

სატელეფონო ქსელები (5000Hz)

ხმის გენერატორები (მიკროფონი, დინამიკები)

მიმღები

ელექტრო ტექნიკა და ძრავები

აღმოჩენის ისტორია

ოლივერ ლოჯი (1893), ნიკოლა ტესლა (1983)

განაცხადი

კინო, მაუწყებლობა (მიკროფონი, დინამიკები)

რადიო ტალღები

ტალღის სიგრძე (მ)

სიხშირე ჰც)

10 5 - 10 -3

წყარო

3 · 10 5 - 3 · 10 11

ოსცილატორული წრე

მაკროსკოპული ვიბრატორები

ვარსკვლავები, გალაქტიკები, მეტაგალაქტიკები

მიმღები

აღმოჩენის ისტორია

ნაპერწკლები მიმღები ვიბრატორის უფსკრულით (ჰერცის ვიბრატორი)

გაზის გამონადენი მილის სიკაშკაშე, თანმიმდევრული

ბ.ფედერსენი (1862), გ.ჰერცი (1887), ა.ს. პოპოვი, ა.ნ. ლებედევი

განაცხადი

ზედმეტი გრძელი- რადიო ნავიგაცია, რადიოტელეგრაფიული კომუნიკაცია, ამინდის ანგარიშების გადაცემა

გრძელი– რადიოტელეგრაფი და რადიოტელეფონო კომუნიკაციები, რადიომაუწყებლობა, რადიო ნავიგაცია

საშუალო- რადიოტელეგრაფიისა და რადიოტელეფონიის რადიომაუწყებლობა, რადიო ნავიგაცია

მოკლე- სამოყვარულო რადიო

VHF- კოსმოსური რადიოკავშირი

DMV- ტელევიზია, რადარი, რადიო სარელეო კომუნიკაცია, ფიჭური სატელეფონო კომუნიკაცია

SMV-რადარი, რადიო სარელეო კომუნიკაცია, ასტრონავიგაცია, სატელიტური ტელევიზია

IIM- რადარი

ინფრაწითელი გამოსხივება

ტალღის სიგრძე (მ)

2 · 10 -3 - 7,6∙10 -7

სიხშირე ჰც)

3∙10 11 - 3,85∙10 14

წყარო

ნებისმიერი გაცხელებული სხეული: სანთელი, ღუმელი, წყლის გამაცხელებელი ბატარეა, ელექტრო ინკანდესენტური ნათურა

ადამიანი ასხივებს ელექტრომაგნიტურ ტალღებს 9 სიგრძით · 10 -6 მ

მიმღები

თერმოელემენტები, ბოლომეტრები, ფოტოცელები, ფოტორეზისტორები, ფოტოფილმები

აღმოჩენის ისტორია

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

განაცხადი

სასამართლო ექსპერტიზაში ხმელეთის ობიექტების გადაღება ნისლში და სიბნელეში, ბინოკლები და ხედები სიბნელეში სროლისთვის, ცოცხალი ორგანიზმის ქსოვილების გათბობა (მედიცინაში), ხის გაშრობა და შეღებილი მანქანის ძარა, სიგნალიზაცია შენობების დასაცავად, ინფრაწითელი ტელესკოპი.

ხილული გამოსხივება

ტალღის სიგრძე (მ)

6,7∙10 -7 - 3,8 ∙10 -7

სიხშირე ჰც)

4∙10 14 - 8 ∙10 14

წყარო

მზე, ინკანდესენტური ნათურა, ცეცხლი

მიმღები

თვალი, ფოტოგრაფიული ფირფიტა, ფოტოცელები, თერმოელემენტები

აღმოჩენის ისტორია

მ.მელონი

განაცხადი

ხედვა

ბიოლოგიური სიცოცხლე

Ულტრაიისფერი გამოსხივება

ტალღის სიგრძე (მ)

3,8 ∙10 -7 - 3∙10 -9

სიხშირე ჰც)

8 ∙ 10 14 - 3 · 10 16

წყარო

შედის მზის შუქზე

გამონადენი ნათურები კვარცის მილით

გამოსხივებულია ყველა მყარი ნივთიერებით, რომელთა ტემპერატურა 1000°C-ზე მეტია, მანათობელი (ვერცხლისწყლის გარდა)

მიმღები

ფოტოცელტები,

ფოტომამრავლები,

მანათობელი ნივთიერებები

აღმოჩენის ისტორია

იოჰან რიტერი, ლეიმანი

განაცხადი

სამრეწველო ელექტრონიკა და ავტომატიზაცია,

ფლუორესცენტური ნათურები,

ტექსტილის წარმოება

ჰაერის სტერილიზაცია

მედიცინა, კოსმეტოლოგია

რენტგენის გამოსხივება

ტალღის სიგრძე (მ)

10 -12 - 10 -8

სიხშირე ჰც)

3∙10 16 - 3 · 10 20

წყარო

ელექტრონული რენტგენის მილი (ძაბვა ანოდზე - 100 კვ-მდე, კათოდი - ინკანდესენტური ძაფი, გამოსხივება - მაღალი ენერგიის კვანტა)

მზის გვირგვინი

მიმღები

კამერის როლი,

ზოგიერთი კრისტალის ბზინვარება

აღმოჩენის ისტორია

W. Roentgen, R. Milliken

განაცხადი

დაავადებათა დიაგნოსტიკა და მკურნალობა (მედიცინაში), დეფექტოსკოპია (შიდა სტრუქტურების კონტროლი, შედუღება)

გამა გამოსხივება

ტალღის სიგრძე (მ)

3,8 · 10 -7 - 3∙10 -9

სიხშირე ჰც)

8∙10 14 - 10 17

ენერგია (EV)

9,03 10 3 – 1, 24 10 16 ევ

წყარო

რადიოაქტიური ატომის ბირთვები, ბირთვული რეაქციები, მატერიის რადიად გადაქცევის პროცესები

მიმღები

მრიცხველები

აღმოჩენის ისტორია

პოლ ვილარსი (1900)

განაცხადი

დეფექტოსკოპია

Პროცესის კონტროლი

ბირთვული პროცესების კვლევა

თერაპია და დიაგნოსტიკა მედიცინაში

ელექტრომაგნიტური გამოსხივების ზოგადი თვისებები

ფიზიკური ბუნება

ყველა რადიაცია ერთნაირია

ყველა რადიაცია ვრცელდება

ვაკუუმში იმავე სიჩქარით,

სინათლის სიჩქარის ტოლი

გამოვლენილია ყველა გამოსხივება

ზოგადი ტალღის თვისებები

პოლარიზაცია

ანარეკლი

რეფრაქცია

დიფრაქცია

ჩარევა

• ელექტრომაგნიტური ტალღების მთელი მასშტაბი იმის მტკიცებულებაა, რომ ყველა გამოსხივებას აქვს როგორც კვანტური, ასევე ტალღური თვისებები.
• კვანტური და ტალღური თვისებები ამ შემთხვევაში არ გამორიცხავს, ​​მაგრამ ავსებს ერთმანეთს.
• ტალღის თვისებები უფრო გამოხატულია დაბალ სიხშირეებზე და ნაკლებად გამოხატული მაღალ სიხშირეებზე. პირიქით, კვანტური თვისებები უფრო გამოხატულია მაღალ სიხშირეებზე და ნაკლებად გამოხატული დაბალ სიხშირეებზე.
• რაც უფრო მოკლეა ტალღის სიგრძე, მით უფრო გამოხატულია კვანტური თვისებები და რაც უფრო გრძელია ტალღის სიგრძე, მით უფრო გამოხატულია ტალღის თვისებები.

• § 68 (წაიკითხეთ)
• შეავსეთ ცხრილის ბოლო სვეტი (EMP-ის გავლენა ადამიანზე)
• მოამზადეთ ანგარიში EMR-ის გამოყენების შესახებ

ელექტრომაგნიტური გამოსხივების მასშტაბი პირობითად მოიცავს შვიდ დიაპაზონს:

1. დაბალი სიხშირის რხევები

2. რადიოტალღები

3. ინფრაწითელი

4. ხილული გამოსხივება

5. ულტრაიისფერი გამოსხივება

6. რენტგენი

7. გამა სხივები

არ არსებობს ფუნდამენტური განსხვავება ცალკეულ გამოსხივებებს შორის. ყველა მათგანი ელექტრომაგნიტური ტალღებია, რომლებიც წარმოიქმნება დამუხტული ნაწილაკებით. ელექტრომაგნიტური ტალღები აღმოჩენილია, საბოლოო ჯამში, დამუხტულ ნაწილაკებზე მათი მოქმედებით. ვაკუუმში ნებისმიერი ტალღის სიგრძის გამოსხივება მოძრაობს 300000 კმ/წმ სიჩქარით. რადიაციის მასშტაბის ცალკეულ უბნებს შორის საზღვრები ძალიან თვითნებურია.

სხვადასხვა სიგრძის ტალღის გამოსხივება ერთმანეთისგან განსხვავდება მათი წარმოების მეთოდით (გამოსხივება ანტენიდან, თერმული გამოსხივება, გამოსხივება სწრაფი ელექტრონების შენელებისას და სხვ.) და რეგისტრაციის მეთოდებით.

ელექტრომაგნიტური გამოსხივების ყველა ჩამოთვლილი სახეობა ასევე წარმოიქმნება კოსმოსური ობიექტების მიერ და წარმატებით არის შესწავლილი რაკეტების, ხელოვნური დედამიწის თანამგზავრებისა და კოსმოსური ხომალდების დახმარებით. უპირველეს ყოვლისა, ეს ეხება რენტგენსა და გ- გამოსხივებას, რომელიც ძლიერად შეიწოვება ატმოსფეროში.

როგორც ტალღის სიგრძე მცირდება, რაოდენობრივი განსხვავებები ტალღის სიგრძეში იწვევს მნიშვნელოვან ხარისხობრივ განსხვავებებს.

სხვადასხვა სიგრძის ტალღის გამოსხივება ძლიერ განსხვავდება ერთმანეთისგან მატერიის მიერ მათი შთანთქმის თვალსაზრისით. მოკლე ტალღის გამოსხივება (რენტგენი და განსაკუთრებით გ-სხივები) სუსტად შეიწოვება. ნივთიერებები, რომლებიც გაუმჭვირვალეა ოპტიკური ტალღის სიგრძით, გამჭვირვალეა ამ გამოსხივებისთვის. ელექტრომაგნიტური ტალღების ასახვის კოეფიციენტი ასევე დამოკიდებულია ტალღის სიგრძეზე. მაგრამ მთავარი განსხვავება გრძელი და მოკლე ტალღის გამოსხივებას შორის არის ის, რომ მოკლე ტალღის გამოსხივება ავლენს ნაწილაკების თვისებებს.

რენტგენის გამოსხივება

რენტგენის გამოსხივება- ელექტრომაგნიტური ტალღები ტალღის სიგრძით 8 * 10-6 სმ-დან 10-10 სმ-მდე.

არსებობს რენტგენის ორი ტიპი: bremsstrahlung და დამახასიათებელი.

სამუხრუჭეწარმოიქმნება მაშინ, როდესაც სწრაფი ელექტრონები შენელებულია რაიმე დაბრკოლებით, კერძოდ, მეტალის ელექტრონებით.

ელექტრონების bremsstrahlung-ს აქვს უწყვეტი სპექტრი, რომელიც განსხვავდება მყარი ან სითხეების მიერ წარმოქმნილი გამოსხივების უწყვეტი სპექტრისგან.

დამახასიათებელი რენტგენიაქვს ხაზის სპექტრი. დამახასიათებელი გამოსხივება წარმოიქმნება იმის შედეგად, რომ ნივთიერებაში შენელებული გარეგანი სწრაფი ელექტრონი ამოიყვანს ნივთიერების ატომიდან ერთ-ერთ შიდა გარსზე მდებარე ელექტრონს. ელექტრონის უფრო შორეულ ვაკანტურ ადგილზე გადასვლისას წარმოიქმნება რენტგენის ფოტონი.

რენტგენის მისაღებად მოწყობილობა - რენტგენის მილი.

რენტგენის მილის სქემატური წარმოდგენა.

რენტგენი - რენტგენი, K - კათოდი, A - ანოდი (ზოგჯერ ანტიკათოდს უწოდებენ), C - სითბოს ჩაძირვა, U h- კათოდური გათბობის ძაბვა, U ა- აჩქარების ძაბვა, W შიგნით - წყლის გაგრილების შესასვლელი, W out - წყლის გაგრილების გამოსასვლელი.

კათოდი 1 არის ვოლფრამის სპირალი, რომელიც ასხივებს ელექტრონებს თერმიონული ემისიის გამო. ცილინდრი 3 ყურადღებას ამახვილებს ელექტრონების ნაკადზე, რომლებიც შემდეგ ეჯახება ლითონის ელექტროდს (ანოდი) 2. ამ შემთხვევაში ჩნდება რენტგენის სხივები. ანოდსა და კათოდს შორის ძაბვა რამდენიმე ათეულ კილოვოლტს აღწევს. მილში იქმნება ღრმა ვაკუუმი; მასში გაზის წნევა არ აღემატება 10 _0 მმ Hg-ს. Ხელოვნება.

ცხელი კათოდის მიერ გამოსხივებული ელექტრონები აჩქარდებიან (რენტგენის სხივები არ გამოიყოფა, რადგან აჩქარება ძალიან დაბალია) და ურტყამს ანოდს, სადაც მკვეთრად ნელდება (რენტგენის გამოსხივება: ე.წ. bremsstrahlung)

ამავდროულად, ელექტრონები იშლება ლითონის ატომების შიდა ელექტრონული გარსებიდან, საიდანაც მზადდება ანოდი. გარსებში ცარიელი ადგილები იკავებს ატომის სხვა ელექტრონებს. ამ შემთხვევაში, რენტგენის გამოსხივება გამოიყოფა ანოდის მასალისთვის დამახასიათებელი გარკვეული ენერგიით (მახასიათებელი გამოსხივება )

რენტგენს ახასიათებს მოკლე ტალღის სიგრძე, დიდი „სიხისტე“.

Თვისებები:

მაღალი შეღწევადობის ძალა;

მოქმედება ფოტოგრაფიულ ფირფიტებზე;

იონიზაციის უნარი იმ ნივთიერებებში, რომლებშიც ეს სხივები გადის.

განაცხადი:

რენტგენის დიაგნოსტიკა. რენტგენის დახმარებით შესაძლებელია ადამიანის სხეულის „განათლება“, რის შედეგადაც შესაძლებელია ძვლების, ხოლო თანამედროვე მოწყობილობებში შინაგანი ორგანოების გამოსახულების მიღება.

რენტგენოთერაპია

რენტგენის გამოყენებით პროდუქტების (ლიანდაგები, შედუღები და ა.შ.) დეფექტების აღმოჩენას რენტგენის ხარვეზის გამოვლენა ეწოდება.

მასალების მეცნიერებაში, კრისტალოგრაფიაში, ქიმიასა და ბიოქიმიაში, რენტგენის სხივები გამოიყენება ატომურ დონეზე ნივთიერებების სტრუქტურის გასარკვევად რენტგენის დიფრაქციული გაფანტვის გამოყენებით (რენტგენის დიფრაქციული ანალიზი). ცნობილი მაგალითია დნმ-ის სტრუქტურის განსაზღვრა.

აეროპორტებში რენტგენის სატელევიზიო ინტროსკოპები აქტიურად გამოიყენება ხელბარგისა და ბარგის შიგთავსის სანახავად, რათა მონიტორის ეკრანზე საშიში ობიექტები ვიზუალურად აღმოაჩინონ.

სლაიდი 2

ელექტრომაგნიტური გამოსხივების მასშტაბი.

ელექტრომაგნიტური ტალღის მასშტაბი ვრცელდება გრძელი რადიოტალღებიდან გამა სხივებამდე. სხვადასხვა სიგრძის ელექტრომაგნიტური ტალღები პირობითად იყოფა დიაპაზონებად სხვადასხვა კრიტერიუმების მიხედვით (წარმოების მეთოდი, რეგისტრაციის მეთოდი, მატერიასთან ურთიერთქმედების ბუნება).

სლაიდი 3

სლაიდი 4

ელექტრომაგნიტური რადიაცია

1. გამა გამოსხივება 2. ინფრაწითელი 3. რენტგენი 4. რადიო გამოსხივება და მიკროტალღები 5. ხილული დიაპაზონი 6. ულტრაიისფერი

სლაიდი 5

გამა გამოსხივება

განაცხადი

სლაიდი 6

გამა გამოსხივება გამა სხივების აღმოჩენის სფეროში ერთ-ერთი პირველი ადგილი ინგლისელ ერნესტ რეზერფორდს ეკუთვნის. რეზერფორდმა დაისახა მიზანი არა მხოლოდ ახალი რადიაციული ნივთიერებების აღმოჩენა. მას სურდა გაეგო რა იყო მათი სხივები. მან სწორად ივარაუდა, რომ დამუხტულ ნაწილაკებს შეიძლება შეხვდეს ამ სხივებში. და ისინი გადახრის მაგნიტურ ველში. 1898 წელს რეზერფორდმა დაიწყო ურანის გამოსხივების შესწავლა, რომლის შედეგები გამოქვეყნდა 1899 წელს სტატიაში „ურანის გამოსხივება და მის მიერ შექმნილი ელექტრული გამტარობა“. რეზერფორდმა ძლიერი მაგნიტის პოლუსებს შორის რადიუმის სხივების ძლიერი სხივი გადაიტანა. და მისი ვარაუდები გამართლდა.

სლაიდი 7

რადიაცია დაფიქსირდა მისი მოქმედებით ფოტოგრაფიულ ფირფიტაზე. მიუხედავად იმისა, რომ მაგნიტური ველი არ იყო, თეფშზე ერთი ლაქა გამოჩნდა მასზე დაცემული რადიუმის სხივებისგან. მაგრამ სხივი გავიდა მაგნიტურ ველში. ახლა რაღაცნაირად დაინგრა. ერთი სხივი გადაიხარა მარცხნივ, მეორე მარჯვნივ. სხივების გადახრა მაგნიტურ ველში ნათლად მიუთითებდა, რომ გამოსხივების შემადგენლობა მოიცავდა დამუხტულ ნაწილაკებს; ამ გადახრიდან შეიძლება ასევე ვიმსჯელოთ ნაწილაკების ნიშანზე. ბერძნული ანბანის პირველი ორი ასოს მიხედვით, რეზერფორდმა დაასახელა რადიოაქტიური ნივთიერებების გამოსხივების ორი კომპონენტი. ალფა სხივები () - რადიაციის ნაწილი, რომელიც გადახრილი იყო, რადგან დადებითი ნაწილაკები გადახდებოდა. ნეგატიურ ნაწილაკებს მიენიჭა ბეტა (). ხოლო 1900 წელს ვილერმა აღმოაჩინა ურანის გამოსხივებაში კიდევ ერთი კომპონენტი, რომელიც არ გადახრილი იყო მაგნიტურ ველში და გააჩნდა უდიდესი შეღწევის ძალა, მას გამა სხივები () ეწოდა. ეს, როგორც გაირკვა, იყო ელექტრომაგნიტური გამოსხივების „ნაწილაკები“ - ე.წ. გამა კვანტები. გამა გამოსხივება, მოკლე ტალღის ელექტრომაგნიტური გამოსხივება. ელექტრომაგნიტური ტალღების მასშტაბით, ის ესაზღვრება მძიმე რენტგენის გამოსხივებას, რომელიც იკავებს მთელ სიხშირის დიაპაზონს > 3 * 1020 ჰც, რაც შეესაბამება ტალღის სიგრძეებს 

სლაიდი 8

გამა გამოსხივება წარმოიქმნება რადიოაქტიური ბირთვების, ელემენტარული ნაწილაკების დაშლისას, ნაწილაკ-ანტინაწილაკების წყვილების განადგურების დროს, აგრეთვე მატერიაში სწრაფად დამუხტული ნაწილაკების გავლისას. ბირთვის გადასვლა უფრო აღგზნებული ენერგეტიკული მდგომარეობიდან ნაკლებად აგზნებად ან მთავარზე. ბირთვის მიერ გამა-კვანტის ემისია არ იწვევს ატომური რიცხვის ან მასის რიცხვის ცვლილებას, განსხვავებით სხვა სახის რადიოაქტიური გარდაქმნებისგან. გამა გამოსხივების ხაზის სიგანე ჩვეულებრივ ძალიან მცირეა (~ 10-2 ევ). ვინაიდან დონეებს შორის მანძილი ბევრჯერ აღემატება ხაზის სიგანეს, გამა-სხივების სპექტრი ხაზოვანია, ე.ი. შედგება რიგი დისკრეტული ხაზებისგან. გამა გამოსხივების სპექტრების შესწავლა საშუალებას იძლევა დადგინდეს ბირთვების აღგზნებული მდგომარეობების ენერგიები.

სლაიდი 9

გამა გამოსხივების წყაროა ატომის ბირთვის ენერგეტიკული მდგომარეობის ცვლილება, ასევე თავისუფლად დამუხტული ნაწილაკების აჩქარება.ზოგიერთი ელემენტარული ნაწილაკების დაშლის დროს გამოიყოფა მაღალი ენერგიის მქონე გამა კვანტები. ამრიგად, p° მეზონის დაშლა მოსვენებულ მდგომარეობაში იწვევს გამა გამოსხივებას ~70 მევ ენერგიით. ელემენტარული ნაწილაკების დაშლის გამა გამოსხივება ასევე ქმნის ხაზოვან სპექტრს. თუმცა, ელემენტარული ნაწილაკები, რომლებიც განიცდიან დაშლას, ხშირად მოძრაობენ სინათლის სიჩქარის შესადარებელი სიჩქარით. შედეგად, ხდება ხაზის დოპლერის გაფართოება და გამა გამოსხივების სპექტრი იფარება ენერგიის ფართო დიაპაზონში. გამა გამოსხივება, რომელიც წარმოიქმნება მატერიაში სწრაფად დამუხტული ნაწილაკების გავლისას, გამოწვეულია მათი შენელებით მატერიის ატომური ბირთვების კულონის ველში. ბრემსტრაჰლუნგის გამა გამოსხივება, ბრემსტრაჰლუნგის რენტგენის მსგავსად, ხასიათდება უწყვეტი სპექტრით, რომლის ზედა ზღვარი ემთხვევა დამუხტული ნაწილაკების ენერგიას, როგორიცაა ელექტრონი. ვარსკვლავთშორის სივრცეში გამა გამოსხივება შეიძლება წარმოიშვას უფრო რბილი გრძელი ტალღის ელექტრომაგნიტური გამოსხივების კვანტების შეჯახების შედეგად, როგორიცაა სინათლე, კოსმოსური ობიექტების მაგნიტური ველებით აჩქარებულ ელექტრონებთან. ამ შემთხვევაში, სწრაფი ელექტრონი გადასცემს თავის ენერგიას ელექტრომაგნიტურ გამოსხივებას და ხილული სინათლე გადაიქცევა უფრო მძიმე გამა გამოსხივებად. მსგავსი ფენომენი შეიძლება მოხდეს ხმელეთის პირობებში, როდესაც ამაჩქარებლებში წარმოქმნილი მაღალი ენერგიის ელექტრონები ეჯახებიან ხილული სინათლის ფოტონებს ლაზერების მიერ წარმოქმნილ ინტენსიურ სინათლის სხივებში. ელექტრონი ენერგიას გადასცემს სინათლის ფოტონს, რომელიც გადაიქცევა გამა სხივად. პრაქტიკაში შესაძლებელია სინათლის ცალკეული ფოტონების გადაქცევა მაღალენერგიულ გამა გამოსხივების კვანტებად.

სლაიდი 10

გამა გამოსხივებას აქვს მაღალი შეღწევადი ძალა, ანუ მას შეუძლია შეაღწიოს მატერიის დიდ სისქეში შესამჩნევი შესუსტების გარეშე. ის გადის ბეტონის მეტრის სიგრძის ფენას და რამდენიმე სანტიმეტრის სისქის ტყვიის ფენას.

სლაიდი 11

ძირითადი პროცესები, რომლებიც ხდება მატერიასთან გამა გამოსხივების ურთიერთქმედების დროს, არის ფოტოელექტრული შთანთქმა (ფოტოელექტრული ეფექტი), კომპტონის გაფანტვა (კომპტონის ეფექტი) და ელექტრონ-პოზიტრონის წყვილების წარმოქმნა. ფოტოელექტრული ეფექტით, გამა კვანტს შთანთქავს ატომის ერთ-ერთი ელექტრონი და გამა კვანტის ენერგია გარდაიქმნება, ატომში ელექტრონის შებოჭვის ენერგიას გამოკლებული, ელექტრონის კინეტიკურ ენერგიად, რომელიც გამოფრინავს. ატომი. ფოტოელექტრული ეფექტის ალბათობა პირდაპირპროპორციულია ელემენტის ატომური რიცხვის მე-5 ხარისხთან და უკუპროპორციულია გამა გამოსხივების ენერგიის მე-3 ხარისხთან. კომპტონის ეფექტით გ-კვანტს ანაწილებს ატომში სუსტად შეკრული ერთ-ერთი ელექტრონი.ფოტოელექტრული ეფექტისგან განსხვავებით კომპტონის ეფექტით გამა-კვანტი არ ქრება, არამედ მხოლოდ ცვლის ენერგიას (ტალღის სიგრძეს) და მიმართულებას. გამრავლების. კომპტონის ეფექტის შედეგად გამა სხივების ვიწრო სხივი ფართოვდება, თავად გამოსხივება კი უფრო რბილი (გრძელი ტალღის სიგრძე). კომპტონის გაფანტვის ინტენსივობა პროპორციულია ელექტრონების რაოდენობისა ნივთიერების 1 სმ3-ში და ამიტომ ამ პროცესის ალბათობა ნივთიერების ატომური რიცხვის პროპორციულია. კომპტონის ეფექტი შესამჩნევი ხდება დაბალი ატომური რიცხვის მქონე ნივთიერებებში და გამა გამოსხივების ენერგიების დროს, რომლებიც აღემატება ატომებში ელექტრონების შეკვრის ენერგიას. ბირთვების შესაძლებელი ხდება. წყვილის წარმოქმნის ალბათობა ატომური რიცხვის კვადრატის პროპორციულია და იზრდება hv–ს გაზრდით. ამიტომ, hv ~ 10-ზე, ნებისმიერ ნივთიერებაში მთავარი პროცესი წყვილების წარმოქმნაა. ელექტრონ-პოზიტრონის წყვილის განადგურების საპირისპირო პროცესი გამა გამოსხივების წყაროა. თითქმის მთელი -გამოსხივება, რომელიც დედამიწაზე მოდის კოსმოსიდან, შთანთქავს დედამიწის ატმოსფეროს. ეს იძლევა დედამიწაზე ორგანული სიცოცხლის არსებობის შესაძლებლობას. -გამოსხივება წარმოიქმნება ბირთვული იარაღის აფეთქებისას ბირთვების რადიოაქტიური დაშლის გამო.

სლაიდი 12

გამა გამოსხივება გამოიყენება ტექნოლოგიაში, მაგალითად, ლითონის ნაწილების დეფექტების აღმოსაჩენად - გამა ხარვეზის გამოვლენა. რადიაციულ ქიმიაში გამა გამოსხივება გამოიყენება ქიმიური გარდაქმნების დასაწყებად, როგორიცაა პოლიმერიზაციის პროცესები. გამა გამოსხივება გამოიყენება კვების მრეწველობაში საკვების სტერილიზაციისთვის. გამა გამოსხივების ძირითადი წყაროებია ბუნებრივი და ხელოვნური რადიოაქტიური იზოტოპები, ასევე ელექტრონული ამაჩქარებლები. გამა გამოსხივების ზემოქმედება სხეულზე მსგავსია მაიონებელი გამოსხივების სხვა ტიპების ზემოქმედებისა. გამა გამოსხივებამ შეიძლება გამოიწვიოს ორგანიზმის რადიაციული დაზიანება, მის სიკვდილამდე. გამა გამოსხივების გავლენის ბუნება დამოკიდებულია γ-კვანტების ენერგიაზე და ექსპოზიციის სივრცულ მახასიათებლებზე, მაგალითად, გარე ან შიდა. გამა გამოსხივება გამოიყენება მედიცინაში სიმსივნეების სამკურნალოდ, შენობების, აღჭურვილობისა და მედიკამენტების სტერილიზაციისთვის. გამა გამოსხივება ასევე გამოიყენება მუტაციების მისაღებად ეკონომიურად სასარგებლო ფორმების შემდგომი შერჩევით. ასე გამოყვანილია მიკროორგანიზმების მაღალპროდუქტიული ჯიშები (მაგალითად, ანტიბიოტიკების მისაღებად) და მცენარეები.

სლაიდი 13

ინფრაწითელი დიაპაზონი

წარმოშობა და ხმელეთის გამოყენება

სლაიდი 14

უილიამ ჰერშელმა პირველად შენიშნა, რომ პრიზმით მიღებული მზის სპექტრის წითელი კიდის მიღმა არის უხილავი გამოსხივება, რომელიც იწვევს თერმომეტრის გაცხელებას. ამ გამოსხივებას მოგვიანებით უწოდეს თერმული ან ინფრაწითელი.

ახლო ინფრაწითელი გამოსხივება ძალიან ჰგავს ხილულ სინათლეს და აღმოჩენილია იგივე ინსტრუმენტებით. შუა და შორეულ IR-ში, ბოლომეტრები გამოიყენება ცვლილებების აღსანიშნავად. შუა IR დიაპაზონში, მთელი პლანეტა დედამიწა და მასზე არსებული ყველა ობიექტი, თუნდაც ყინული, ანათებს. ამის გამო დედამიწა არ ათბობს მზის სიცხეს. მაგრამ ყველა ინფრაწითელი გამოსხივება არ გადის ატმოსფეროში. გამჭვირვალობის მხოლოდ რამდენიმე ფანჯარაა, დანარჩენ რადიაციას შთანთქავს ნახშირორჟანგი, წყლის ორთქლი, მეთანი, ოზონი და სხვა სათბურის გაზები, რომლებიც ხელს უშლიან დედამიწის სწრაფ გაციებას. ატმოსფეროში შეწოვისა და ობიექტების თერმული გამოსხივების გამო, შუა და შორს ინფრაწითელი ტელესკოპები გაჰყავთ კოსმოსში და გაცივდებიან თხევადი აზოტის ან თუნდაც ჰელიუმის ტემპერატურამდე.

სლაიდი 15

წყაროები ინფრაწითელში ჰაბლის ტელესკოპი უფრო მეტ გალაქტიკას ხედავს, ვიდრე ვარსკვლავს.

ჰაბლის ღრმა ველის ფრაგმენტი. 1995 წელს კოსმოსურმა ტელესკოპმა ცის ერთი ნაწილიდან 10 დღის განმავლობაში აგროვებდა სინათლეს. ამან შესაძლებელი გახადა უკიდურესად მკრთალი გალაქტიკების დანახვა, რომელთა მანძილი 13 მილიარდ სინათლის წელია (დიდი აფეთქებიდან ერთ მილიარდ წელზე ნაკლები). ასეთი შორეული ობიექტებიდან ხილული სინათლე განიცდის მნიშვნელოვან წითელ ცვლას და ხდება ინფრაწითელი. დაკვირვებები განხორციელდა გალაქტიკის სიბრტყიდან მოშორებულ რეგიონში, სადაც შედარებით ცოტა ვარსკვლავი ჩანს. აქედან გამომდინარე, რეგისტრირებული ობიექტების უმეტესობა არის გალაქტიკები ევოლუციის სხვადასხვა ეტაპზე.

სლაიდი 16

Sombrero Galaxy ინფრაწითელში

გიგანტური სპირალური გალაქტიკა, რომელსაც ასევე M104-ს უწოდებენ, მდებარეობს ქალწულის თანავარსკვლავედის გალაქტიკათა გროვაში და ჩვენთვის ხილულია თითქმის პირისპირ. მას აქვს უზარმაზარი ცენტრალური ამობურცულობა (სფერული გასქელება გალაქტიკის ცენტრში) და შეიცავს დაახლოებით 800 მილიარდ ვარსკვლავს - 2-3-ჯერ მეტს, ვიდრე ირმის ნახტომი. გალაქტიკის ცენტრში არის სუპერმასიური შავი ხვრელი, რომლის მასა დაახლოებით მილიარდი მზის მასაა. ეს განისაზღვრება გალაქტიკის ცენტრთან ახლოს მდებარე ვარსკვლავების სიჩქარით. ინფრაწითელში, გალაქტიკაში აშკარად ჩანს გაზისა და მტვრის რგოლი, რომელშიც ვარსკვლავები აქტიურად იბადებიან.

სლაიდი 17

ნისლეულები და მტვრის ღრუბლები გალაქტიკის ცენტრთან ინფრაწითელში

სლაიდი 18

ReceiversSpitzer ინფრაწითელი კოსმოსური ტელესკოპი

მთავარი სარკე, დიამეტრის 85 სმ, დამზადებულია ბერილიუმისგან და გაცივდა 5,5 კ ტემპერატურამდე, რათა შეამციროს სარკის საკუთარი ინფრაწითელი გამოსხივება. ტელესკოპი გაუშვეს 2003 წლის აგვისტოში ნასას ოთხი დიდი ობსერვატორიის პროგრამის ფარგლებში, რომელიც მოიცავს: კომპტონის გამა ობსერვატორიას (1991–2000, 20 კევ-30 გევ), ცას 100 მევ გამა სხივებში, ჩანდრას რენტგენის ობსერვატორია » (1999, 100 eV-10 კევ), ჰაბლის კოსმოსური ტელესკოპი (1990, 100–2100 ნმ), სპიცერის ინფრაწითელი ტელესკოპი (2003, 3–180 მკმ). ვარაუდობენ, რომ Spitzer ტელესკოპის სიცოცხლე დაახლოებით 5 წელი იქნება. ტელესკოპმა მიიღო სახელი ასტროფიზიკოსის ლიმან სპიცერის (1914-97) პატივსაცემად, რომელმაც 1946 წელს, პირველი თანამგზავრის გაშვებამდე დიდი ხნით ადრე, გამოაქვეყნა სტატია "არამიწიერი ობსერვატორიის ასტრონომიის უპირატესობები" და 30 წლის შემდეგ დაარწმუნა NASA. და აშშ-ს კონგრესი დაიწყებენ კოსმოსური ტელესკოპის "ჰაბლის" შემუშავებას.

სლაიდი 19

სახმელეთო აპლიკაცია: ღამის ხედვის მოწყობილობა

მოწყობილობა დაფუძნებულია ელექტრონულ-ოპტიკურ გადამყვანზე (IOC), რაც შესაძლებელს ხდის მნიშვნელოვნად (100-დან 50 ათასჯერ) სუსტი ხილული ან ინფრაწითელი სინათლის გაძლიერებას. ლინზა ქმნის სურათს ფოტოკათოდზე, საიდანაც, როგორც PMT-ის შემთხვევაში, ელექტრონები იშლება. შემდეგ ისინი აჩქარდებიან მაღალი ძაბვით (10-20 კვ), ფოკუსირებულია ელექტრონული ოპტიკით (სპეციალურად შერჩეული კონფიგურაციის ელექტრომაგნიტური ველი) და ეცემა ტელევიზორის მსგავს ფლუორესცენტულ ეკრანზე. მასზე გამოსახულება ოკულარებიდან ჩანს. ფოტოელექტრონების აჩქარება შესაძლებელს ხდის დაბალი განათების პირობებში გამოიყენოს სინათლის ფაქტიურად ყველა კვანტი გამოსახულების მისაღებად, თუმცა სრულ სიბნელეში საჭიროა განათება. იმისთვის, რომ დამკვირვებლის არსებობა არ მოხდეს, ამისათვის გამოიყენება ახლო IR პროჟექტორი (760–3000 ნმ).

სლაიდი 20

ასევე არსებობს მოწყობილობები, რომლებიც იჭერენ ობიექტების საკუთარ თერმულ გამოსხივებას შუა IR დიაპაზონში (8-14 მიკრონი). ასეთ მოწყობილობებს თერმოგამომსახველებს უწოდებენ, ისინი საშუალებას გაძლევთ შეამჩნიოთ ადამიანი, ცხოველი ან გაცხელებული ძრავა, მათი თერმული კონტრასტის გამო მიმდებარე ფონთან.

სლაიდი 21

რადიატორი

ელექტრო გამათბობლის მიერ მოხმარებული მთელი ენერგია საბოლოოდ გარდაიქმნება სითბოდ. სითბოს მნიშვნელოვან ნაწილს ატარებს ჰაერი, რომელიც შეხებაში შედის ცხელ ზედაპირთან, ფართოვდება და ამოდის, ისე რომ ძირითადად ჭერი თბება. ამის თავიდან ასაცილებლად, გამათბობლები აღჭურვილია ვენტილატორებით, რომლებიც მიმართავენ თბილ ჰაერს, მაგალითად, ადამიანის ფეხებს და ხელს უწყობენ ჰაერის შერევას ოთახში. მაგრამ არსებობს სხვა გზა სითბოს მიმდებარე ობიექტებზე გადასატანად: გამათბობლის ინფრაწითელი გამოსხივება. რაც უფრო ძლიერია, მით უფრო ცხელია ზედაპირი და უფრო დიდია მისი ფართობი. ფართობის გასაზრდელად რადიატორები მზადდება ბრტყელი. თუმცა, ზედაპირის ტემპერატურა არ შეიძლება იყოს მაღალი. გამათბობლების სხვა მოდელებში გამოიყენება რამდენიმე ასეულ გრადუსამდე გაცხელებული სპირალი (წითელი სიცხე) და ჩაზნექილი ლითონის რეფლექტორი, რომელიც ქმნის ინფრაწითელი გამოსხივების მიმართულ ნაკადს.

სლაიდი 22

რენტგენი

1. წყაროები, აპლიკაცია

სლაიდი 23

2. ხაზს უსვამს ახალი ტიპის კვლევას, ვილჰელმ რენტგენმა მას რენტგენი (რენტგენი) უწოდა. ამ სახელწოდებით იგი ცნობილია მთელ მსოფლიოში, რუსეთის გარდა. კოსმოსში რენტგენის სხივების ყველაზე დამახასიათებელი წყაროა ნეიტრონული ვარსკვლავებისა და შავი ხვრელების გარშემო აკრეციული დისკების ცხელი შიდა რეგიონები. ასევე რენტგენის დიაპაზონში, მზის გვირგვინი ანათებს, თბება 1-2 მილიონ გრადუსამდე, თუმცა მზის ზედაპირზე მხოლოდ 6 ათასი გრადუსია. მაგრამ რენტგენის მიღება შესაძლებელია ექსტრემალური ტემპერატურის გარეშე. სამედიცინო რენტგენის აპარატის რადიაციულ მილში ელექტრონები აჩქარდებიან რამდენიმე კილოვოლტის ძაბვით და ეჯახებიან ლითონის ეკრანს და დამუხრუჭების დროს ასხივებენ რენტგენის სხივებს. სხეულის ქსოვილები შთანთქავს რენტგენის სხივებს სხვადასხვა გზით, ეს საშუალებას გაძლევთ შეისწავლოთ შინაგანი ორგანოების სტრუქტურა. რენტგენის სხივები არ აღწევს ატმოსფეროში; კოსმოსური რენტგენის წყაროები შეინიშნება მხოლოდ ორბიტიდან. მძიმე რენტგენის სხივები იწერება სცინტილაციის სენსორებით. როდესაც რენტგენის კვანტები შეიწოვება, მათში მცირე ხნით ჩნდება ბზინვარება, რომელსაც აფიქსირებს ფოტომამრავლები. რბილი რენტგენის სხივები ფოკუსირებულია დახრილი ლითონის სარკეებით, საიდანაც სხივები აირეკლება ერთ გრადუსზე ნაკლები კუთხით, როგორც კენჭები წყლის ზედაპირიდან.

სლაიდი 24

წყაროები რენტგენის წყაროები ჩვენი გალაქტიკის ცენტრთან ახლოს

გალაქტიკის ცენტრის სიახლოვეს გამოსახულების ფრაგმენტი, რომელიც მიღებულია რენტგენის ტელესკოპით „ჩანდრა“. ხილულია მთელი რიგი კაშკაშა წყაროები, რომლებიც, სავარაუდოდ, არის აკრეციული დისკები კომპაქტური ობიექტების გარშემო - ნეიტრონული ვარსკვლავები და შავი ხვრელები.

სლაიდი 25

პულსარის გარემოცვა კრაბის ნისლეულში

კრაბის ნისლეული არის სუპერნოვას ნარჩენი, რომელიც 1054 წელს მოხდა. თავად ნისლეული არის კოსმოსში მიმოფანტული ვარსკვლავის გარსი, რომლის ბირთვი შეკუმშულია და წარმოქმნის ზემკვრივ მბრუნავ ნეიტრონულ ვარსკვლავს, რომლის დიამეტრი დაახლოებით 20 კმ-ია. ამ ნეიტრონული ვარსკვლავის ბრუნვას თვალყურს ადევნებს მისი გამოსხივების მკაცრად პერიოდული რხევები რადიო დიაპაზონში. მაგრამ პულსარი ასევე ასხივებს ხილულ და რენტგენის დიაპაზონში. რენტგენის სხივების საშუალებით ჩანდრას ტელესკოპმა შეძლო პულსარის გარშემო აკრეციული დისკის და მისი სიბრტყეზე პერპენდიკულარული პატარა ჭავლების გამოსახვა (შდრ. აკრეციული დისკი სუპერმასიური შავი ხვრელის გარშემო).

სლაიდი 26

მზის სხივები რენტგენში

მზის ხილული ზედაპირი თბება დაახლოებით 6 ათას გრადუსამდე, რაც შეესაბამება რადიაციის ხილულ დიაპაზონს. თუმცა, მზის გარშემო არსებული გვირგვინი თბება მილიონ გრადუსზე მეტ ტემპერატურამდე და ამიტომ ანათებს სპექტრის რენტგენის დიაპაზონში. ეს სურათი გადაღებულია მზის მაქსიმალური აქტივობის დროს, რომელიც იცვლება 11 წლის პერიოდის მიხედვით. მზის ზედაპირი რენტგენის სხივებში პრაქტიკულად არ ასხივებს და ამიტომ გამოიყურება შავი. მზის მინიმუმის დროს მზიდან რენტგენის გამოსხივება საგრძნობლად მცირდება. სურათი გადაღებულია იაპონური Yohkoh-ის („მზის სხივი“) თანამგზავრის მიერ, რომელიც ასევე ცნობილია როგორც Solar-A, რომელიც მუშაობდა 1991 წლიდან 2001 წლამდე.

სლაიდი 27

მიმღები რენტგენის ტელესკოპი "ჩანდრა"

NASA-ს ოთხი „დიდი ობსერვატორიიდან“ ერთ-ერთი, ინდური წარმოშობის ამერიკელი ასტროფიზიკოსის სუბრამანიან ჩანდრასეხარის (1910–95), ნობელის პრემიის ლაურეატი (1983), ვარსკვლავების სტრუქტურისა და ევოლუციის თეორიის სპეციალისტის სახელის მიხედვით. ობსერვატორიის მთავარი ინსტრუმენტია 1,2 მ დიამეტრის დახრილი რენტგენის ტელესკოპი, რომელიც შეიცავს ოთხ ბუდებულ ირიბად პარაბოლურ სარკეს (იხ. დიაგრამა), რომლებიც გადაიქცევიან ჰიპერბოლურ სარკეში. ობსერვატორია ორბიტაზე შევიდა 1999 წელს და მუშაობს რბილი რენტგენის დიაპაზონში (100 eV-10 კევ). ჩანდრას მრავალი აღმოჩენა მოიცავს კრაბის ნისლეულში პულსარის გარშემო აკრეციული დისკის პირველ სურათს.

სლაიდი 28

დედამიწის აპლიკაცია

ელექტრონული ნათურა, რომელიც ემსახურება როგორც რბილი რენტგენის სხივების წყაროს. 10-100 კვ ძაბვა გამოიყენება ორ ელექტროდს შორის დალუქული ვაკუუმის კოლბაში. ამ ძაბვის მოქმედებით ელექტრონები აჩქარდებიან 10-100 კევ ენერგიამდე. მოგზაურობის ბოლოს ისინი ეჯახებიან გაპრიალებულ მეტალის ზედაპირს და მკვეთრად ამუხრუჭებენ ენერგიის მნიშვნელოვან ნაწილს რენტგენისა და ულტრაიისფერი სხივების რადიაციის სახით.

სლაიდი 29

რენტგენი

გამოსახულება მიიღება რენტგენის სხივებისთვის ადამიანის სხეულის ქსოვილების არათანაბარი გამტარიანობის გამო. ჩვეულებრივ კამერაში, ობიექტივი არღვევს ობიექტის მიერ ასახულ შუქს და ფოკუსირებს მას ფილმზე, სადაც გამოსახულება იქმნება. თუმცა, რენტგენის ფოკუსირება ძალიან რთულია. მაშასადამე, რენტგენის აპარატის მუშაობა უფრო ჰგავს სურათის კონტაქტურ ანაბეჭდს, როცა ნეგატივი იდება ფოტოგრაფიულ ქაღალდზე და მცირე ხნით განათებულია. მხოლოდ ამ შემთხვევაში, ადამიანის სხეული მოქმედებს როგორც ნეგატივი, რენტგენის სხივების მიმართ მგრძნობიარე სპეციალური ფოტოფილმი მოქმედებს როგორც ფოტოგრაფიული ქაღალდი და სინათლის წყაროს ნაცვლად იღებენ რენტგენის მილს.

სლაიდი 30

რადიო გამოსხივება და მიკროტალღები

განაცხადი

სლაიდი 31

რადიო გამოსხივების დიაპაზონი ეწინააღმდეგება გამა გამოსხივებას და ასევე შეუზღუდავია ერთის მხრივ - გრძელი ტალღებიდან და დაბალი სიხშირეებიდან. ინჟინრები მას მრავალ განყოფილებად ყოფენ. უმოკლეს რადიოტალღები გამოიყენება უსადენო მონაცემთა გადაცემისთვის (ინტერნეტი, ფიჭური და სატელიტური ტელეფონი); მეტრი, დეციმეტრი და ულტრამოკლე ტალღები (VHF) იკავებს ადგილობრივ ტელევიზიასა და რადიოსადგურებს; მოკლე ტალღები (HF) გამოიყენება გლობალური რადიო კომუნიკაციისთვის - ისინი აისახება იონოსფეროდან და შეუძლიათ დედამიწის გარშემო შემოვლა; რეგიონალური მაუწყებლობისთვის გამოიყენება საშუალო და გრძელი ტალღები. ძალიან გრძელი ტალღები (VLF) - 1 კმ-დან ათასობით კილომეტრამდე - აღწევს მარილიან წყალში და გამოიყენება წყალქვეშა ნავებთან კომუნიკაციისთვის, ასევე მინერალების მოსაძებნად. რადიოტალღების ენერგია უკიდურესად დაბალია, მაგრამ ისინი აღძრავს ელექტრონების სუსტ რხევებს ლითონის ანტენაში. შემდეგ ეს რხევები ძლიერდება და ჩაიწერება. ატმოსფერო გადასცემს რადიოტალღებს 1 მმ-დან 30 მ-მდე სიგრძის. ისინი გალაქტიკების, ნეიტრონული ვარსკვლავების და სხვა პლანეტარული სისტემების ბირთვებზე დაკვირვების საშუალებას იძლევა, მაგრამ რადიოასტრონომიის ყველაზე შთამბეჭდავი მიღწევაა კოსმოსური წყაროების დეტალური სურათების რეკორდული გადაღება, გარჩევადობა. რომელიც აღემატება რკალი წამის ათი მეათასედს.

სლაიდი 32

მიკროტალღური

მიკროტალღები არის რადიო ემისიების ქვედანაყოფი ინფრაწითელთან მიმდებარედ. მას ასევე უწოდებენ მიკროტალღურ გამოსხივებას, რადგან მას აქვს ყველაზე მაღალი სიხშირე რადიო ზოლში. მიკროტალღური დიაპაზონი საინტერესოა ასტრონომებისთვის, რადგან ის აღრიცხავს დიდი აფეთქების დროიდან შემორჩენილ რელიქტურ გამოსხივებას (სხვა სახელია მიკროტალღური კოსმოსური ფონი). ის გამოიცა 13,7 მილიარდი წლის წინ, როდესაც სამყაროს ცხელი მატერია გამჭვირვალე გახდა საკუთარი თერმული გამოსხივებისთვის. როდესაც სამყარო გაფართოვდა, CMB გაცივდა და დღეს მისი ტემპერატურა 2.7 კ. CMB მოდის დედამიწაზე ყველა მხრიდან. დღეს ასტროფიზიკოსები დაინტერესებულნი არიან მიკროტალღურ დიაპაზონში ცის ნათების არაერთგვაროვნებით. ისინი გამოიყენება იმის დასადგენად, თუ როგორ დაიწყო ადრეულ სამყაროში გალაქტიკების გროვების ფორმირება კოსმოლოგიური თეორიების სისწორის შესამოწმებლად. დედამიწაზე კი მიკროტალღურ ღუმელებს იყენებენ ქვეყნიური ამოცანებისთვის, როგორიცაა საუზმის გაცხელება და მობილურ ტელეფონზე საუბარი. ატმოსფერო გამჭვირვალეა მიკროტალღებისთვის. მათი გამოყენება შესაძლებელია თანამგზავრებთან კომუნიკაციისთვის. ასევე არსებობს პროექტები ენერგიის გადაცემის დისტანციებზე მიკროტალღური სხივების გამოყენებით.

სლაიდი 33

კრაბის ნისლეულის წყაროები რადიოს დიაპაზონში

ეს სურათი, რომელიც შეიქმნა ამერიკის ეროვნული რადიო ასტრონომიის ობსერვატორიის (NRAO) მიერ დაკვირვების საფუძველზე, შეიძლება გამოყენებულ იქნას კრაბის ნისლეულის მაგნიტური ველების ბუნების შესაფასებლად. კრაბის ნისლეული არის სუპერნოვას აფეთქების ყველაზე შესწავლილი ნარჩენი. ეს სურათი გვიჩვენებს, თუ როგორ გამოიყურება ის რადიოს დიაპაზონში. რადიო გამოსხივება წარმოიქმნება მაგნიტურ ველში მოძრავი სწრაფი ელექტრონების მიერ. ველი იწვევს ელექტრონების ბრუნვას, ანუ აჩქარებული სიჩქარით მოძრაობას და აჩქარებისას მუხტები გამოყოფენ ელექტრომაგნიტურ ტალღებს.

სლაიდი 34

მატერიის განაწილების კომპიუტერული მოდელი სამყაროში

თავდაპირველად მატერიის განაწილება სამყაროში თითქმის იდეალურად ერთგვაროვანი იყო. მაგრამ მაინც, მცირე (შესაძლოა კვანტური) სიმკვრივის რყევებმა მრავალი მილიონი და მილიარდი წლის განმავლობაში გამოიწვია ის ფაქტი, რომ ნივთიერება იყო ფრაგმენტული. მსგავსი შედეგები მიიღება კოსმოსში გალაქტიკების განაწილების დაკვირვებით. ასიათასობით გალაქტიკისთვის ცაში კოორდინატები და წითელ ცვლა განისაზღვრება, რომლითაც გამოითვლება მანძილი გალაქტიკებამდე. ფიგურაში ნაჩვენებია სამყაროს ევოლუციის კომპიუტერული სიმულაციის შედეგი. გამოითვალა 10 მილიარდი ნაწილაკების მოძრაობა ორმხრივი სიმძიმის მოქმედებით 15 მილიარდი წლის განმავლობაში. შედეგად, ჩამოყალიბდა ფოროვანი სტრუქტურა, რომელიც ბუნდოვნად წააგავდა ღრუბელს. მტევნები-გალაქტიკები კონცენტრირებულია მის კვანძებში და კიდეებში, მათ შორის კი არის უზარმაზარი უდაბნოები, სადაც თითქმის არ არის ობიექტები - ასტრონომები მათ სიცარიელეს უწოდებენ (ინგლისური void-დან - სიცარიელე).

სლაიდი 35

თუმცა, გამოთვლებსა და დაკვირვებებს შორის კარგი შეთანხმების მიღწევა შესაძლებელია მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ დავუშვებთ, რომ ხილული (ელექტრომაგნიტურ სპექტრში მანათობელი) მატერია არის სამყაროს მთელი მასის მხოლოდ დაახლოებით 5%. დანარჩენი ეცემა ეგრეთ წოდებულ ბნელ მატერიასა და ბნელ ენერგიას, რომლებიც ვლინდება მხოლოდ მათი გრავიტაციით და რომლის ბუნება ჯერ კიდევ არ არის დადგენილი. მათი შესწავლა თანამედროვე ასტროფიზიკის ერთ-ერთი ყველაზე აქტუალური პრობლემაა.

სლაიდი 36

კვაზარი: აქტიური გალაქტიკური ბირთვი

კვაზარის რადიო გამოსახულებაში წითლად არის ნაჩვენები რადიო გამოსხივების მაღალი ინტენსივობის რეგიონები: ცენტრში არის გალაქტიკის აქტიური ბირთვი, ხოლო მის გვერდებზე ორი ჭავლი. თავად გალაქტიკა პრაქტიკულად არ ასხივებს რადიოს დიაპაზონში. როდესაც ძალიან ბევრი მასალა გროვდება გალაქტიკის ცენტრში მდებარე სუპერმასიურ შავ ხვრელზე, გამოიყოფა უზარმაზარი ენერგია. ეს ენერგია აჩქარებს მატერიის ნაწილს სინათლის სისწრაფემდე და გამოაქვს მას რელატივისტური პლაზმური ჭავლებით ორი საპირისპირო მიმართულებით აკრეციული დისკის ღერძის პერპენდიკულარულად. როდესაც ეს ჭავლები ეჯახება გალაქტიკურ გარემოს და ანელებს, მათში შემავალი ნაწილაკები ასხივებენ რადიოტალღებს.

სლაიდი 37

რადიო გალაქტიკა: რადიოს სიკაშკაშის იზოლირების რუკა

კონტურული რუქები ჩვეულებრივ გამოიყენება ერთი ტალღის სიგრძით გადაღებული სურათების გამოსასახად, რაც განსაკუთრებით ეხება რადიო ზოლს. კონსტრუქციის პრინციპით, ისინი ტოპოგრაფიულ რუკაზე კონტურული ხაზების მსგავსია, მაგრამ ჰორიზონტის ზემოთ ფიქსირებული სიმაღლის წერტილების ნაცვლად, ისინი აკავშირებენ წერტილებს ცაში წყაროს იგივე რადიო სიკაშკაშით. კოსმოსური ობიექტების გამოსახულება რადიაციის დიაპაზონში, გარდა ხილულისა, გამოიყენება სხვადასხვა ტექნიკა. ყველაზე ხშირად ეს არის ხელოვნური ფერები და კონტურული რუქები. ხელოვნური ფერები შეიძლება გამოყენებულ იქნას იმის საჩვენებლად, თუ როგორი იქნებოდა ობიექტი, თუ ადამიანის თვალის სინათლისადმი მგრძნობიარე რეცეპტორები მგრძნობიარე იქნებოდა არა ხილული დიაპაზონის გარკვეულ ფერებზე, არამედ ელექტრომაგნიტური სპექტრის სხვა სიხშირეებზე.

სლაიდი 38

მიმღები მიკროტალღური ორბიტალური ზონდი WMAP

მიკროტალღური ფონის შესწავლა დაიწყო ხმელეთზე დაფუძნებული რადიოტელესკოპებით, რომელიც გაგრძელდა საბჭოთა ინსტრუმენტმა „Relikt-1“ თანამგზავრზე „Prognoz-9“ 1983 წელს და ამერიკული თანამგზავრით COBE (Cosmic Background Explorer) 1989 წელს. ციური სფეროს მიერ მიკროტალღური ფონის განაწილების ყველაზე დეტალური რუკა აშენდა 2003 წელს WMAP ზონდის მიერ (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe). მიღებული მონაცემები მნიშვნელოვან შეზღუდვებს აწესებს გალაქტიკების ფორმირების მოდელებსა და სამყაროს ევოლუციაზე. კოსმოსური მიკროტალღური ფონი, რომელსაც ასევე უწოდებენ CMB, ქმნის რადიო ხმაურს, რომელიც თითქმის ერთნაირია ცის ყველა მიმართულებით. და მაინც, ინტენსივობის ძალიან მცირე ვარიაციებია - პროცენტის დაახლოებით მეათასედი. ეს არის სიმკვრივის არაჰომოგენურობის კვალი ახალგაზრდა სამყაროში, რომელიც წარმოადგენდა თესლს მომავალი გალაქტიკების გროვებისთვის.

სლაიდი 39

ცის კვლევები

წყალბადის ამოუწურავი ატომის ენერგია დამოკიდებულია პროტონისა და ელექტრონის სპინების ორმხრივ ორიენტაციაზე. თუ ისინი პარალელურია, ენერგია ოდნავ უფრო მაღალია. ასეთ ატომებს შეუძლიათ სპონტანურად გადავიდნენ მდგომარეობაზე ანტიპარალელური ტრიალებით, ასხივებენ რადიო გამოსხივების კვანტს, რომელიც ატარებს მცირე ჭარბ ენერგიას. ერთი ატომით ეს საშუალოდ 11 მილიონ წელიწადში ერთხელ ხდება. მაგრამ სამყაროში წყალბადის უზარმაზარი განაწილება შესაძლებელს ხდის ამ სიხშირეზე გაზის ღრუბლების დაკვირვებას. ცნობილი 21,1 სმ სპექტრული ხაზი არის კიდევ ერთი გზა კოსმოსში ნეიტრალური ატომური წყალბადის დასაკვირვებლად. ხაზი წარმოიქმნება წყალბადის ატომის მიწის ენერგიის დონის ეგრეთ წოდებული ჰიპერწვრილი გაყოფის გამო.

სლაიდი 40

რადიო ცა ტალღაზე 73,5 სმ, 408 MHz (ბონი)

კვლევის ასაგებად გამოიყენეს მსოფლიოში ერთ-ერთი უდიდესი სრული ბრუნვის რადიოტელესკოპი, 100 მეტრიანი ბონის რადიოტელესკოპი. ეს არის ყველაზე გრძელი ტალღის სიგრძე ყველა ცის კვლევაში. იგი განხორციელდა ტალღის სიგრძეზე, რომლის დროსაც გალაქტიკაში შეინიშნება წყაროების მნიშვნელოვანი რაოდენობა. გარდა ამისა, ტალღის სიგრძის არჩევანი განისაზღვრა ტექნიკური მიზეზებით.

სლაიდი 41

დედამიწის აპლიკაცია

მიკროტალღური ღუმელი ასე ხდება საკვების მიკროტალღური (MW) გაშრობა, გაყინვა, მომზადება და გათბობა. ასევე, ალტერნატიული ელექტრული დენები აღძრავს მაღალი სიხშირის დენებს. ეს დენები შეიძლება წარმოიშვას ისეთ ნივთიერებებში, სადაც არის მობილური დამუხტული ნაწილაკები. მაგრამ მკვეთრი და თხელი ლითონის საგნები არ უნდა მოათავსოთ მიკროტალღურ ღუმელში (ეს განსაკუთრებით ეხება ჭურჭელს ვერცხლისა და ოქროსთვის დაფქული ლითონის დეკორაციებით). ფირფიტის კიდეზე მოოქროვილი თხელი რგოლიც კი შეიძლება გამოიწვიოს ძლიერი ელექტრული გამონადენი, რომელიც დააზიანებს მოწყობილობას, რომელიც ქმნის ელექტრომაგნიტურ ტალღას ღუმელში (მაგნიტრონი, კლისტრონი). მიკროტალღური ღუმელის მთავარი უპირატესობა ის არის, რომ დროთა განმავლობაში პროდუქტები თბება მთელ მოცულობაში და არა მხოლოდ ზედაპირიდან. მიკროტალღური გამოსხივება, რომელსაც აქვს ტალღის სიგრძე, უფრო ღრმად აღწევს, ვიდრე ინფრაწითელი პროდუქტების ზედაპირზე. საკვების შიგნით ელექტრომაგნიტური ვიბრაციები აღაგზნებს წყლის მოლეკულების ბრუნვის დონეებს, რომელთა მოძრაობა ძირითადად იწვევს საკვების გაცხელებას.

სლაიდი 42

მობილური ტელეფონი

GSM სტანდარტში, ერთ საბაზო სადგურს შეუძლია ერთდროულად უზრუნველყოს არაუმეტეს 8 სატელეფონო საუბარი. მასობრივი მოვლენების დროს და სტიქიური უბედურებების დროს, აბონენტთა რაოდენობა მკვეთრად იზრდება, რაც გადატვირთავს საბაზო სადგურებს და იწვევს ფიჭური კომუნიკაციების შეფერხებას. ასეთი შემთხვევებისთვის, ფიჭურ ოპერატორებს აქვთ მობილური საბაზო სადგურები, რომლებიც შეიძლება სწრაფად მიიტანონ ხალხმრავალ ადგილას. ბევრი კამათი აჩენს საკითხს მობილური ტელეფონებიდან მიკროტალღური გამოსხივების შესაძლო ზიანის შესახებ. საუბრის დროს გადამცემი პირის თავთან ახლოსაა. არაერთხელ ჩატარებულმა კვლევებმა ჯერ კიდევ ვერ შეძლო საიმედოდ დაარეგისტრიროთ მობილური ტელეფონებიდან რადიო გამოსხივების უარყოფითი გავლენა ჯანმრთელობაზე. მიუხედავად იმისა, რომ შეუძლებელია მთლიანად გამოირიცხოს სუსტი მიკროტალღური გამოსხივების ეფექტი სხეულის ქსოვილებზე, არ არსებობს სერიოზული შეშფოთების საფუძველი. ფიჭური ტელეფონის მუშაობის პრინციპი ემყარება რადიო არხის გამოყენებას (მიკროტალღურ დიაპაზონში) აბონენტსა და ერთ-ერთ საბაზო სადგურს შორის კომუნიკაციისთვის. ინფორმაციის გადაცემა ხდება საბაზო სადგურებს შორის, როგორც წესი, ციფრული საკაბელო ქსელების საშუალებით. საბაზო სადგურის დიაპაზონი - უჯრედის ზომა - რამდენიმე ათეულიდან რამდენიმე ათას მეტრამდე. ეს დამოკიდებულია ლანდშაფტზე და სიგნალის სიძლიერეზე, რომელიც შეირჩევა ისე, რომ არ იყოს ძალიან ბევრი აქტიური აბონენტი ერთ უჯრედში.

სლაიდი 43

ტელევიზორი

სატელევიზიო სადგურის გადამცემი მუდმივად ავრცელებს მკაცრად ფიქსირებული სიხშირის რადიო სიგნალს, მას ეწოდება გადამზიდავი სიხშირე. მასზე მორგებულია ტელევიზორის მიმღები წრე - მასში ხდება რეზონანსი სასურველი სიხშირით, რაც შესაძლებელს ხდის სუსტი ელექტრომაგნიტური რხევების დაჭერას. სურათის შესახებ ინფორმაცია გადადის რხევების ამპლიტუდით: დიდი ამპლიტუდა - მაღალი სიკაშკაშე, დაბალი ამპლიტუდა - გამოსახულების ბნელი არე. ამ პრინციპს ამპლიტუდის მოდულაცია ეწოდება. რადიოსადგურები (გარდა FM სადგურებისა) ხმას იმავე გზით გადასცემენ. ციფრულ ტელევიზიაზე გადასვლასთან ერთად იცვლება გამოსახულების კოდირების წესები, მაგრამ შენარჩუნებულია გადამზიდავი სიხშირის პრინციპი და მისი მოდულაცია. სატელევიზიო გამოსახულება გადაიცემა მეტრულ და დეციმეტრულ ტალღებზე. თითოეული ჩარჩო იყოფა ხაზებად, რომელთა გასწვრივ სიკაშკაშე გარკვეულწილად იცვლება.

სლაიდი 44

სატელიტური ანტენა

პარაბოლური ანტენა გეოსტაციონარული თანამგზავრიდან სიგნალის მისაღებად მიკროტალღურ და VHF ზოლებში. მოქმედების პრინციპი იგივეა, რაც რადიოტელესკოპის, მაგრამ ჭურჭლის მოძრავი გაკეთება არ არის საჭირო. ინსტალაციის დროს იგი იგზავნება სატელიტზე, რომელიც ყოველთვის რჩება იმავე ადგილას მიწიერ სტრუქტურებთან შედარებით. ეს მიიღწევა თანამგზავრის გეოსტაციონარული ორბიტაზე გაშვებით დედამიწის ეკვატორიდან დაახლოებით 36000 კმ სიმაღლეზე. ამ ორბიტის გასწვრივ რევოლუციის პერიოდი ზუსტად უდრის დედამიწის ბრუნვის პერიოდს მისი ღერძის გარშემო ვარსკვლავებთან მიმართებაში - 23 საათი 56 წუთი 4 წამი. თეფშის ზომა დამოკიდებულია სატელიტური გადამცემის სიმძლავრეზე და მის რადიაციის ნიმუშზე. თითოეულ თანამგზავრს აქვს ძირითადი მომსახურების ზონა, სადაც მის სიგნალებს იღებს 50-100 სმ დიამეტრის თეფში და პერიფერიული ზონა, სადაც სიგნალი სწრაფად სუსტდება და მის მისაღებად შეიძლება საჭირო გახდეს ანტენა 2-3 მ-მდე. .

სლაიდი 45

ხილული დიაპაზონი

დედამიწის აპლიკაცია

სლაიდი 46

ხილული სინათლის დიაპაზონი ყველაზე ვიწროა მთელ სპექტრში. მასში ტალღის სიგრძე ორჯერ არანაკლებ იცვლება. ხილული სინათლე ითვალისწინებს მზის სპექტრის მაქსიმალურ გამოსხივებას. ჩვენი თვალები ევოლუციის პროცესში ადაპტირებულია მის სინათლეს და შეუძლია რადიაციის აღქმა მხოლოდ სპექტრის ამ ვიწრო ნაწილში. თითქმის ყველა ასტრონომიული დაკვირვება მე-20 საუკუნის შუა პერიოდამდე ხდებოდა ხილულ შუქზე. კოსმოსში ხილული სინათლის ძირითადი წყარო ვარსკვლავებია, რომელთა ზედაპირი რამდენიმე ათას გრადუსამდე თბება და ამიტომ ასხივებს სინათლეს. დედამიწაზე ასევე გამოიყენება არათერმული სინათლის წყაროები, როგორიცაა ფლუორესცენტური ნათურები და ნახევარგამტარული სინათლის დიოდები. სარკეები და ლინზები გამოიყენება სუსტი კოსმოსური წყაროებიდან სინათლის შესაგროვებლად. ხილული სინათლის მიმღები არის ბადურა, ფოტოფილმი, ნახევარგამტარული კრისტალები (CCD მასივები), რომლებიც გამოიყენება ციფრულ კამერებში, ფოტოცელებსა და ფოტოგამმრავლებლებში. მიმღების მოქმედების პრინციპი ემყარება იმ ფაქტს, რომ ხილული სინათლის კვანტური ენერგია საკმარისია სპეციალურად შერჩეულ ნივთიერებაში ქიმიური რეაქციის პროვოცირებისთვის ან ნივთიერებიდან თავისუფალი ელექტრონის ამოსაღებად. შემდეგ მიღებული სინათლის რაოდენობა განისაზღვრება რეაქციის პროდუქტების კონცენტრაციით ან გამოთავისუფლებული მუხტის სიდიდით.

სლაიდი 47

წყაროები

მე-20 საუკუნის ბოლოს ერთ-ერთი ყველაზე კაშკაშა კომეტა. ის აღმოაჩინეს 1995 წელს, როდესაც ის ჯერ კიდევ იუპიტერის ორბიტის მიღმა იყო. ეს არის რეკორდული მანძილი ახალი კომეტის აღმოსაჩენად. მან გაიარა პერიჰელიონი 1997 წლის 1 აპრილს და მაისის ბოლოს მიაღწია მაქსიმალურ სიკაშკაშეს - დაახლოებით ნულოვანი სიდიდის. კომეტა ჰეილ-ბოპი მთლიანობაში, კომეტა შეუიარაღებელი თვალით ხილული დარჩა 18,5 თვის განმავლობაში - ორჯერ აღემატება 1811 წლის დიდი კომეტას მიერ დაფიქსირებულ წინა რეკორდს. სურათზე ნაჩვენებია კომეტის ორი კუდი - მტვრიანი და აირისებრი. მზის რადიაციის წნევა მათ მზისგან აშორებს.

სლაიდი 48

პლანეტა სატურნი

მზის სისტემის სიდიდით მეორე პლანეტა. მიეკუთვნება გაზის გიგანტების კლასს. სურათი გადაღებულია კასინის ინტერპლანეტარული სადგურის მიერ, რომელიც 2004 წლიდან აწარმოებს კვლევას სატურნის სისტემაში. მე-20 საუკუნის ბოლოს რგოლის სისტემები იპოვეს ყველა გიგანტურ პლანეტაზე - იუპიტერიდან ნეპტუნამდე, მაგრამ მხოლოდ სატურნშია მათი წვდომა მცირე სამოყვარულო ტელესკოპითაც კი.

სლაიდი 49

მზის ლაქები

ისინი ცხოვრობენ რამდენიმე საათიდან რამდენიმე თვემდე. ლაქების რაოდენობა მზის აქტივობის მაჩვენებელია. რამდენიმე დღის განმავლობაში ლაქებზე დაკვირვებით, მზის ბრუნვის შემჩნევა ადვილია. სურათი გადაღებულია სამოყვარულო ტელესკოპით. დაბალი ტემპერატურის რეგიონები მზის ხილულ ზედაპირზე. მათი ტემპერატურაა 4300-4800 K - დაახლოებით ერთი და ნახევარი ათასი გრადუსით დაბალი ვიდრე მზის დანარჩენ ზედაპირზე. ამის გამო მათი სიკაშკაშე 2-4-ჯერ ნაკლებია, რაც საპირისპიროდ ქმნის შავი ლაქების შთაბეჭდილებას. მზის ლაქები წარმოიქმნება, როდესაც მაგნიტური ველი ანელებს კონვექციას და, შესაბამისად, მზის მატერიის ზედა ფენებში სითბოს მოცილებას.

სლაიდი 50

მიმღებები

სამოყვარულო ტელესკოპი თანამედროვე სამყაროში სამოყვარულო ასტრონომია გახდა მომხიბლავი და პრესტიჟული ჰობი. უმარტივესი ინსტრუმენტები ლინზის დიამეტრით 50-70 მმ, ყველაზე დიდი დიამეტრით 350-400 მმ, ფასით შედარებულია პრესტიჟულ მანქანასთან და მოითხოვს მუდმივ დამონტაჟებას გუმბათის ქვეშ ბეტონის საძირკველზე. გამოცდილი ხელებით, ასეთმა ინსტრუმენტებმა შეიძლება ხელი შეუწყოს დიდ მეცნიერებას.

სლაიდი 51

ინკანდესენტური ნათურა

ის ასხივებს ხილულ სინათლეს და ინფრაწითელ გამოსხივებას ვაკუუმში მოთავსებული ვოლფრამის ხვეულის ელექტრული დენით გაცხელებით. ემისიის სპექტრი ძალიან ახლოს არის შავ სხეულთან, რომლის ტემპერატურაა დაახლოებით 2000 K. ამ ტემპერატურაზე, ემისია პიკს აღწევს ახლო ინფრაწითელ რეგიონში და, შესაბამისად, უსარგებლოდ იხარჯება განათების მიზნით. შეუძლებელია ტემპერატურის მნიშვნელოვნად ამაღლება, რადგან ამ შემთხვევაში სპირალი სწრაფად იშლება. ამიტომ, ინკანდესენტური ნათურები არაეკონომიური განათების მოწყობილობაა. ფლუორესცენტური ნათურები ბევრად უფრო ეფექტურია ელექტროენერგიის შუქად გარდაქმნაში.

სლაიდი 52

ულტრაიისფერი

დედამიწის აპლიკაცია

სლაიდი 53

ელექტრომაგნიტური გამოსხივების ულტრაიისფერი დიაპაზონი დგას ხილული სპექტრის იისფერი (მოკლეტალღოვანი) კიდეზე. მზის ულტრაიისფერი გამოსხივება გადის ატმოსფეროში. ის იწვევს კანზე მზის დამწვრობას და აუცილებელია D ვიტამინის გამომუშავებისთვის. მაგრამ გადაჭარბებული ზემოქმედება სავსეა კანის კიბოს განვითარებით. ულტრაიისფერი გამოსხივება საზიანოა თვალებისთვის. ამიტომ წყალზე და განსაკუთრებით მთაში თოვლზე სათვალეების ტარება აუცილებელია. უფრო მძიმე ულტრაიისფერი გამოსხივება შეიწოვება ატმოსფეროში ოზონის და სხვა გაზების მოლეკულებით. მისი დაკვირვება მხოლოდ კოსმოსიდანაა შესაძლებელი, რის გამოც მას ვაკუუმულ ულტრაიისფერს უწოდებენ. ულტრაიისფერი კვანტების ენერგია საკმარისია ბიოლოგიური მოლეკულების, განსაკუთრებით დნმ-ისა და ცილების განადგურებისთვის. ეს არის მიკრობების განადგურების ერთ-ერთი მეთოდი. ითვლება, რომ სანამ დედამიწის ატმოსფეროში არ იყო ოზონი, რომელიც შთანთქავს ულტრაიისფერი გამოსხივების მნიშვნელოვან ნაწილს, სიცოცხლე ხმელეთზე წყალს ვერ დატოვებდა. ულტრაიისფერი გამოსხივება ხდება ობიექტებისგან, რომელთა ტემპერატურა მერყეობს ათასობით-დან ასი ათას გრადუსამდე, როგორიცაა ახალგაზრდა, ცხელი, მასიური ვარსკვლავები. თუმცა, ულტრაიისფერი გამოსხივება შეიწოვება ვარსკვლავთშორისი გაზისა და მტვრის მიერ, ამიტომ ჩვენ ხშირად ვხედავთ არა თავად წყაროებს, არამედ მათ მიერ განათებულ კოსმოსურ ღრუბლებს. ულტრაიისფერი გამოსხივების შესაგროვებლად გამოიყენება სარკისებური ტელესკოპები, ფოტომულტიპლიკატორები გამოიყენება რეგისტრაციისთვის, ხოლო ახლო ულტრაიისფერში, როგორც ხილულ შუქზე, გამოიყენება CCD მატრიცები.

სლაიდი 54

წყაროები

სიკაშკაშე წარმოიქმნება, როდესაც მზის ქარის დამუხტული ნაწილაკები იუპიტერის ატმოსფეროში არსებულ მოლეკულებს ეჯახება. პლანეტის მაგნიტური ველის გავლენის ქვეშ მყოფი ნაწილაკების უმეტესობა ატმოსფეროში შედის მის მაგნიტურ პოლუსებთან. ამიტომ, ბზინვარება ხდება შედარებით მცირე ფართობზე. მსგავსი პროცესები მიმდინარეობს დედამიწაზე და ატმოსფეროსა და მაგნიტური ველის მქონე სხვა პლანეტებზე. სურათი გადაღებულია ჰაბლის კოსმოსური ტელესკოპით. ავრორა იუპიტერზე ულტრაიისფერში

სლაიდი 55

ცის კვლევები

ცა მყარ ულტრაიისფერში (EUVE) კვლევა შეიქმნა ორბიტალური ულტრაიისფერი ობსერვატორიის Extreme Ultraviolet Explorer-ის მიერ, გამოსახულების ხაზის სტრუქტურა შეესაბამება თანამგზავრის ორბიტალურ მოძრაობას, ხოლო ცალკეული ზოლების სიკაშკაშის არაერთგვაროვნება დაკავშირებულია ცვლილებებთან. აღჭურვილობის დაკალიბრება. შავი ზოლები არის ცის ის ადგილები, რომელთა დაკვირვებაც შეუძლებელია. ამ მიმოხილვაში დეტალების მცირე რაოდენობა განპირობებულია იმით, რომ შედარებით ცოტაა მყარი ულტრაიისფერი წყაროები და, გარდა ამისა, ულტრაიისფერი გამოსხივება მიმოფანტულია კოსმოსური მტვრის მიერ.

სლაიდი 56

დედამიწის აპლიკაცია

სოლარიუმის ინსტალაცია გარუჯვისთვის სხეულის დოზირებული დასხივებისთვის ულტრაიისფერთან ახლოს. ულტრაიისფერი გამოსხივება იწვევს უჯრედებში მელანინის პიგმენტის გამოყოფას, რომელიც ცვლის კანის ფერს.

სლაიდი 57

ვალუტის დეტექტორი

ულტრაიისფერი გამოსხივება გამოიყენება ბანკნოტების ავთენტურობის დასადგენად. პოლიმერული ბოჭკოები სპეციალური საღებავით იჭედება ბანკნოტებში, რომლებიც შთანთქავს ულტრაიისფერ კვანტებს და შემდეგ გამოყოფს ნაკლებად ენერგიულ ხილულ გამოსხივებას. ულტრაიისფერი შუქის გავლენით ბოჭკოები იწყებენ ნათებას, რაც ავთენტურობის ერთ-ერთი ნიშანია. დეტექტორის ულტრაიისფერი გამოსხივება თვალისთვის უხილავია, ცისფერი ბზინვარება, რომელიც შესამჩნევია დეტექტორების უმეტესობის მუშაობის დროს, განპირობებულია იმით, რომ გამოყენებული ულტრაიისფერი წყაროები ასევე ასხივებენ ხილულ დიაპაზონში.

ყველა სლაიდის ნახვა

ელექტრომაგნიტური გამოსხივების წყარო ყოველთვის არის მატერია, მაგრამ მატერიაში მატერიის ორგანიზების სხვადასხვა დონეს აქვს ელექტრომაგნიტური ტალღების აგზნების განსხვავებული მექანიზმი.

ასე რომ, ელექტრომაგნიტურ ტალღებს წყაროდ აქვთ დენები, რომლებიც მიედინება გამტარებლებში, ელექტრული ცვლადი ძაბვები ლითონის ზედაპირებზე (ანტენებზე) და ა.შ. ინფრაწითელი გამოსხივება ათბობს ობიექტებს, როგორც მის წყაროს და წარმოიქმნება სხეულის მოლეკულების ვიბრაციებით. ოპტიკური გამოსხივება წარმოიქმნება ატომების ელექტრონების ერთი აღგზნებული ორბიტიდან მეორეზე (სტაციონარული) გადასვლის შედეგად. რენტგენის სხივები დაფუძნებულია ატომების ელექტრონული გარსების აგზნებაზე გარე გავლენით, მაგალითად, დაბომბვა ელექტრონული სხივებით. გამა გამოსხივებას აქვს ატომების აღგზნებული ბირთვების წყარო, აგზნება შეიძლება იყოს ბუნებრივი, ან შეიძლება იყოს გამოწვეული რადიოაქტიურობის შედეგი.

ელექტრომაგნიტური ტალღის მასშტაბი:

ელექტრომაგნიტურ ტალღებს სხვაგვარად უწოდებენ რადიოტალღებს. რადიოტალღები იყოფა ქვეზოლებად (იხ. ცხრილი).

ქვეზონის სახელი	ტალღის სიგრძე, მ	რხევის სიხშირე, ჰც.
ულტრა გრძელი ტალღები	10 4-ზე მეტი	3 10 4-ზე ნაკლები
გრძელი ტალღები		310 4 -310 5
საშუალო ტალღები		310 5 -310 6
მოკლე ტალღები		310 6 -310 7
მეტრიანი ტალღები		310 7 -310 8
დეციმეტრული ტალღები		310 8 -310 9
სანტიმეტრიანი ტალღები		310 9 -310 10
მილიმეტრიანი ტალღები		310 10 -310 11
სუბმილიმეტრიანი ტალღები	10 -3 -510 -5	310 11 -310 12

გრძელი და საშუალო ტალღები იღუნება ზედაპირის გარშემო, კარგია მოკლე და შორი მანძილის რადიო კომუნიკაციებისთვის, მაგრამ აქვთ დაბალი ტევადობა;

მოკლე ტალღები - აირეკლება ზედაპირიდან და აქვს უფრო დიდი სიმძლავრე, გამოიყენება შორ მანძილზე რადიო კომუნიკაციებისთვის;

VHF - ნაწილდება მხოლოდ მხედველობის ხაზში, გამოიყენება რადიო კომუნიკაციებისა და ტელევიზიისთვის;

IKI - გამოიყენება ყველა სახის თერმული მოწყობილობისთვის;

ხილული სინათლე - გამოიყენება ყველა ოპტიკურ ინსტრუმენტში;

UVI - გამოიყენება მედიცინაში;

რენტგენის გამოსხივება გამოიყენება მედიცინაში და პროდუქციის ხარისხის კონტროლის მოწყობილობებში;

გამა სხივები - ბირთვის შემადგენელი ნუკლეონების ზედაპირის ვიბრაცია. გამოიყენება პარამაგნიტურ რეზონანსში მატერიის შემადგენლობისა და სტრუქტურის დასადგენად.

2. ობიექტების გადაადგილებისას ველების შეცვლა. დოპლერის ეფექტი და მისი გამოყენება ტექნოლოგიაში

როდესაც ობიექტი მოძრაობს ძალის ნებისმიერ ველში - ელექტრო, მაგნიტურ თუ ელექტრომაგნიტურ ველში, იცვლება მისი აღქმა ამ ველის მოქმედებების შესახებ. ეს გამოწვეულია იმით, რომ ობიექტისა და ველის ურთიერთქმედება დამოკიდებულია ველისა და ობიექტის მატერიის შედარებით სიჩქარეზე და, შესაბამისად, არ რჩება მუდმივ მნიშვნელობად. ეს ყველაზე მკაფიოდ ვლინდება ე.წ დოპლერის ეფექტში.

დოპლერის ეფექტი არის რხევების სიხშირისა და რხევების მიმღების მიერ აღქმული ტალღის სიგრძის ცვლილება ტალღის წყაროსა და დამკვირვებლის ერთმანეთთან შედარებით მოძრაობის გამო. ეფექტის მთავარი მიზეზი არის ტალღების რაოდენობის ცვლილება, რომლებიც ჯდება წყაროსა და მიმღებს შორის გავრცელების გზაზე.

დოპლერის ეფექტი ხმის ტალღებისთვის პირდაპირ შეინიშნება. იგი გამოიხატება ბგერის ტონის (სიხშირის) მატებაში, როდესაც ხმის წყარო და დამკვირვებელი მიუახლოვდებიან და შესაბამისად, ხმის ტონის დაქვეითებით, როცა ისინი შორდებიან.

დოპლერის ეფექტმა იპოვა გამოყენება ობიექტების სიჩქარის დასადგენად - მოძრავი მანქანის სიჩქარის განსაზღვრისას, თვითმფრინავის სიჩქარის გაზომვისას, მიახლოების სიჩქარის გაზომვისას ან თვითმფრინავის ერთმანეთისგან მოცილებისას.

პირველ შემთხვევაში, მოძრაობის კონტროლერი მიმართავს პორტატული რადარის სხივს მანქანისკენ და განსაზღვრავს მის სიჩქარეს გაგზავნილ და ასახულ სხივს შორის სიხშირის სხვაობით.

მეორე შემთხვევაში, თავად დოპლერის სიჩქარის კომპონენტის მრიცხველი დამონტაჟებულია პირდაპირ თვითმფრინავზე. სამი-ოთხი სხივი გამოიყოფა ირიბად ქვემოთ - მარცხნივ წინ, მარჯვნივ წინ, მარცხენა უკან და მარჯვენა უკან. მიღებული სიგნალის სიხშირეები შედარებულია გამოსხივებული სიგნალების სიხშირეებთან, სიხშირის განსხვავებები იძლევა წარმოდგენას თვითმფრინავის მოძრაობის კომპონენტზე სხივის მიმართულებით, შემდეგ კი მიღებული ინფორმაციის ხელახალი გამოთვლა, პოზიციის გათვალისწინებით. თვითმფრინავთან მიმართებაში არსებული სხივებიდან გამოითვლება თვითმფრინავის სიჩქარე და დრიფტის კუთხე.

მესამე შემთხვევაში, თვითმფრინავზე დაყენებული რადარი განსაზღვრავს არა მხოლოდ სხვა თვითმფრინავის დიაპაზონს, როგორც ჩვეულებრივ რადარებში, არამედ დოპლერის სიხშირის ცვლას, რაც შესაძლებელს ხდის არა მხოლოდ იცოდეთ მანძილი სხვა თვითმფრინავამდე (სამიზნე), არამედ. ასევე მისი სიჩქარე. ფონზე, ეს მეთოდი საშუალებას გაძლევთ განასხვავოთ მოძრავი სამიზნე სტაციონარული სამიზნისგან.

დოპლერის ეფექტის გამოყენება სპექტრომეტრებთან ერთად ასტრონომიაში შესაძლებელს ხდის ჩვენგან შორს მდებარე ვარსკვლავური ობიექტებისა და წარმონაქმნების ქცევის შესახებ ინფორმაციის დიდი რაოდენობით მიღებას.

ელექტრომაგნიტური ტალღების სიგრძე, რომელიც შეიძლება დარეგისტრირდეს მოწყობილობების მიერ, ძალიან ფართო დიაპაზონშია. ყველა ამ ტალღას აქვს საერთო თვისებები: აბსორბცია, ასახვა, ჩარევა, დიფრაქცია, დისპერსია. თუმცა, ეს თვისებები შეიძლება გამოვლინდეს სხვადასხვა გზით. ტალღის წყაროები და მიმღები განსხვავებულია.

რადიო ტალღები

ν \u003d 10 5 - 10 11 ჰც, λ \u003d 10 -3 -10 3 მ.

მიღებულია რხევითი სქემებისა და მაკროსკოპული ვიბრატორების გამოყენებით. Თვისებები.სხვადასხვა სიხშირის და სხვადასხვა ტალღის სიგრძის რადიოტალღები შეიწოვება და აისახება მედიის მიერ სხვადასხვა გზით. განაცხადირადიოკავშირი, ტელევიზია, რადარი. ბუნებაში რადიოტალღებს ასხივებენ სხვადასხვა არამიწიერი წყაროები (გალაქტიკური ბირთვები, კვაზარები).

ინფრაწითელი გამოსხივება (თერმული)

ν =3-10 11 - 4 . 10 14 ჰც, λ =8. 10 -7 - 2 . 10 -3 მ.

გამოსხივებულია მატერიის ატომებითა და მოლეკულებით.

ინფრაწითელი გამოსხივება გამოიყოფა ყველა სხეულის მიერ ნებისმიერ ტემპერატურაზე.

ადამიანი ასხივებს ელექტრომაგნიტურ ტალღებს λ≈9. 10 -6 მ.

Თვისებები

1. გადის ზოგიერთ გაუმჭვირვალე სხეულში, ასევე წვიმაში, ნისლში, თოვლში.
2. ახდენს ქიმიურ ეფექტს ფოტოგრაფიულ ფირფიტებზე.
3. შეიწოვება ნივთიერებით, ათბობს მას.
4. იწვევს შიდა ფოტოელექტრო ეფექტს გერმანიუმში.
5. უხილავი.

რეგისტრაცია თერმული მეთოდებით, ფოტოელექტრული და ფოტოგრაფიული.

განაცხადი. მიიღეთ ობიექტების სურათები სიბნელეში, ღამის ხედვის მოწყობილობები (ღამის ბინოკლები), ნისლი. ისინი გამოიყენება სასამართლო მეცნიერებაში, ფიზიოთერაპიაში, მრეწველობაში შეღებილი პროდუქტების გასაშრობად, შენობის კედლების, ხის, ხილის გასაშრობად.

თვალის მიერ აღქმული ელექტრომაგნიტური გამოსხივების ნაწილი (წითლიდან იისფერამდე):

Თვისებები.ATგავლენას ახდენს თვალზე.

(იისფერზე ნაკლები)

წყაროები: გამონადენი ნათურები კვარცის მილებით (კვარცის ნათურები).

გამოსხივებულია ყველა მყარი ნივთიერებით T > 1000°C, ასევე მანათობელი ვერცხლისწყლის ორთქლით.

Თვისებები. მაღალი ქიმიური აქტივობა (ვერცხლის ქლორიდის დაშლა, თუთიის სულფიდის კრისტალების ბზინვარება), უხილავი, მაღალი შეღწევადობის ძალა, კლავს მიკროორგანიზმებს, მცირე დოზებით აქვს სასარგებლო გავლენა ადამიანის სხეულზე (მზის დამწვრობა), მაგრამ დიდი დოზებით აქვს უარყოფითი ბიოლოგიური ეფექტი: ცვლილებები უჯრედების განვითარებასა და თვალებზე მოქმედი ნივთიერებების მეტაბოლიზმში.

რენტგენის სხივები

ისინი გამოიყოფა ელექტრონების მაღალი აჩქარების დროს, მაგალითად, ლითონებში მათი შენელების დროს. მიღებულია რენტგენის მილის გამოყენებით: ელექტრონები ვაკუუმურ მილში (p = 10 -3 -10 -5 Pa) აჩქარებულია ელექტრული ველით მაღალი ძაბვის დროს, აღწევს ანოდამდე და მკვეთრად ნელდება დარტყმისას. დამუხრუჭებისას ელექტრონები მოძრაობენ აჩქარებით და ასხივებენ ელექტრომაგნიტურ ტალღებს მოკლე სიგრძით (100-დან 0,01 ნმ-მდე). Თვისებებიჩარევა, რენტგენის დიფრაქცია ბროლის გისოსზე, დიდი შეღწევადობის ძალა. მაღალი დოზებით დასხივება იწვევს რადიაციულ დაავადებას. განაცხადი. მედიცინაში (შინაგანი ორგანოების დაავადებების დიაგნოსტიკა), მრეწველობაში (სხვადასხვა პროდუქტის შიდა სტრუქტურის კონტროლი, შედუღება).

γ გამოსხივება

წყაროები: ატომის ბირთვი (ბირთვული რეაქციები). Თვისებები. მას აქვს უზარმაზარი შეღწევადობა, აქვს ძლიერი ბიოლოგიური ეფექტი. განაცხადი. მედიცინაში, წარმოებაში γ - ხარვეზის გამოვლენა). განაცხადი. მედიცინაში, ინდუსტრიაში.

ელექტრომაგნიტური ტალღების საერთო თვისება ასევე არის ის, რომ ყველა გამოსხივებას აქვს როგორც კვანტური, ასევე ტალღური თვისებები. კვანტური და ტალღური თვისებები ამ შემთხვევაში არ გამორიცხავს, ​​მაგრამ ავსებს ერთმანეთს. ტალღის თვისებები უფრო გამოხატულია დაბალ სიხშირეებზე და ნაკლებად გამოხატული მაღალ სიხშირეებზე. პირიქით, კვანტური თვისებები უფრო გამოხატულია მაღალ სიხშირეებზე და ნაკლებად მკაფიოდ დაბალ სიხშირეებზე. რაც უფრო მოკლეა ტალღის სიგრძე, მით უფრო გამოხატულია კვანტური თვისებები და რაც უფრო გრძელია ტალღის სიგრძე, მით უფრო გამოხატულია ტალღის თვისებები.