Lições objetivas:

Tipo de aula:

Formulário de conduta: palestra com apresentação

Karaseva Irina Dmitrievna, 17.12.2017

2492 287

Conteúdo de desenvolvimento

Resumo da aula sobre o tema:

Tipos de radiação. Escala de onda eletromagnética

Lição projetada

professor da Instituição Estadual do LPR "LOUSOSH No. 18"

Karaseva I.D.

Lições objetivas: considerar a escala das ondas eletromagnéticas, caracterizar as ondas de diferentes faixas de frequência; mostrar o papel de vários tipos de radiação na vida humana, o impacto de vários tipos de radiação em uma pessoa; sistematizar o material sobre o tema e aprofundar o conhecimento dos alunos sobre ondas eletromagnéticas; desenvolver a fala oral dos alunos, habilidades criativas dos alunos, lógica, memória; habilidades cognitivas; despertar o interesse dos alunos pelo estudo da física; educar precisão, diligência.

Tipo de aula: uma lição na formação de novos conhecimentos.

Formulário de conduta: palestra com apresentação

Equipamento: computador, projetor multimídia, apresentação “Tipos de radiação.

Escala de ondas eletromagnéticas»

Durante as aulas

Organizando o tempo.

Motivação da atividade educativa e cognitiva.

O universo é um oceano de radiação eletromagnética. As pessoas vivem nele, na maioria das vezes, sem perceber as ondas que penetram no espaço circundante. Aquecendo junto à lareira ou acendendo uma vela, uma pessoa força a fonte dessas ondas a trabalhar, sem pensar em suas propriedades. Mas conhecimento é poder: tendo descoberto a natureza da radiação eletromagnética, a humanidade durante o século 20 dominou e colocou a seu serviço seus mais diversos tipos.

Definir o tema e os objetivos da aula.

Hoje faremos uma viagem ao longo da escala de ondas eletromagnéticas, considere os tipos de radiação eletromagnética de diferentes faixas de frequência. Anote o tema da aula: “Tipos de radiação. Escala de ondas eletromagnéticas» (Slide 1)

Estudaremos cada radiação de acordo com o seguinte plano generalizado (Slide 2).Plano generalizado para estudar a radiação:

1. Nome do intervalo

2. Comprimento de onda

3. Frequência

4. Quem foi descoberto

5. Fonte

6. Receptor (indicador)

7. Aplicação

8. Ação em uma pessoa

Durante o estudo do tópico, você deve preencher a seguinte tabela:

Tabela "Escala de radiação eletromagnética"

Nome radiação	Comprimento de onda	Frequência	Quem era abrir	Fonte	Receptor	Inscrição	Ação em uma pessoa

Apresentação de novo material.

(Slide 3)

O comprimento das ondas eletromagnéticas é muito diferente: de valores da ordem de 10 13 m (vibrações de baixa frequência) até 10 -10 m ( -raios). A luz é uma parte insignificante do amplo espectro de ondas eletromagnéticas. No entanto, foi durante o estudo dessa pequena parte do espectro que outras radiações com propriedades incomuns foram descobertas.
É costume alocar radiação de baixa frequência, radiação de rádio, raios infravermelhos, luz visível, raios ultravioleta, raios-x e -radiação. O mais curto -a radiação emite núcleos atômicos.

Não há diferença fundamental entre as radiações individuais. Todos eles são ondas eletromagnéticas geradas por partículas carregadas. As ondas eletromagnéticas são detectadas, em última análise, por sua ação sobre partículas carregadas . No vácuo, a radiação de qualquer comprimento de onda viaja a uma velocidade de 300.000 km/s. Os limites entre as áreas individuais da escala de radiação são muito arbitrários.

(Slide 4)

Emissões de vários comprimentos de onda diferem entre si na forma como recebendo(radiação de antena, radiação térmica, radiação durante a desaceleração de elétrons rápidos, etc.) e métodos de registro.

Todos os tipos de radiação eletromagnética listados também são gerados por objetos espaciais e são estudados com sucesso com a ajuda de foguetes, satélites terrestres artificiais e naves espaciais. Em primeiro lugar, isso se aplica a raios-X e radiação que é fortemente absorvida pela atmosfera.

As diferenças quantitativas nos comprimentos de onda levam a diferenças qualitativas significativas.

As radiações de diferentes comprimentos de onda diferem muito umas das outras em termos de absorção pela matéria. Radiação de ondas curtas (raios X e especialmente raios) são fracamente absorvidos. As substâncias que são opacas aos comprimentos de onda ópticos são transparentes a essas radiações. O coeficiente de reflexão das ondas eletromagnéticas também depende do comprimento de onda. Mas a principal diferença entre a radiação de ondas longas e de ondas curtas é que a radiação de ondas curtas revela as propriedades das partículas.

Vamos considerar cada radiação.

(Slide 5)

radiação de baixa frequência ocorre na faixa de frequência de 3 · 10 -3 a 3 10 5 Hz. Esta radiação corresponde a um comprimento de onda de 10 13 - 10 5 m. A radiação de frequências relativamente baixas pode ser desprezada. A fonte de radiação de baixa frequência são alternadores. Eles são usados ​​na fusão e endurecimento de metais.

(Slide 6)

ondas de rádio ocupar a faixa de frequência 3·10 5 - 3·10 11 Hz. Correspondem a um comprimento de onda de 10 5 - 10 -3 m. ondas de rádio, bem como radiação de baixa frequência é corrente alternada. Além disso, a fonte é um gerador de radiofrequência, estrelas, incluindo o Sol, galáxias e metagaláxias. Os indicadores são o vibrador Hertz, o circuito oscilatório.

Grande frequência ondas de rádio em comparação com radiação de baixa frequência leva a uma radiação perceptível de ondas de rádio no espaço. Isso permite que eles sejam usados ​​para transmitir informações em várias distâncias. Fala, música (transmissão), sinais de telégrafo (comunicação de rádio), imagens de vários objetos (radar) são transmitidos.

As ondas de rádio são usadas para estudar a estrutura da matéria e as propriedades do meio em que se propagam. O estudo da emissão de rádio de objetos espaciais é o assunto da radioastronomia. Na radiometeorologia, os processos são estudados de acordo com as características das ondas recebidas.

(Slide 7)

Radiação infra-vermelha ocupa a faixa de frequência 3 10 11 - 3,85 10 14 Hz. Correspondem a um comprimento de onda de 2 10 -3 - 7,6 10 -7 m.

A radiação infravermelha foi descoberta em 1800 pelo astrônomo William Herschel. Estudando o aumento da temperatura de um termômetro aquecido pela luz visível, Herschel encontrou o maior aquecimento do termômetro fora da região da luz visível (além da região vermelha). A radiação invisível, devido ao seu lugar no espectro, foi chamada de infravermelho. A fonte de radiação infravermelha é a radiação de moléculas e átomos sob influências térmicas e elétricas. Uma poderosa fonte de radiação infravermelha é o Sol, cerca de 50% de sua radiação encontra-se na região do infravermelho. A radiação infravermelha é responsável por uma proporção significativa (de 70 a 80%) da energia de radiação das lâmpadas incandescentes com filamento de tungstênio. A radiação infravermelha é emitida por um arco elétrico e várias lâmpadas de descarga de gás. A radiação de alguns lasers encontra-se na região infravermelha do espectro. Os indicadores de radiação infravermelha são foto e termistores, emulsões especiais de foto. A radiação infravermelha é utilizada para secagem de madeiras, produtos alimentícios e diversos revestimentos de tintas e vernizes (aquecimento infravermelho), para sinalização em caso de má visibilidade, possibilita o uso de dispositivos ópticos que permitem enxergar no escuro, bem como com controle remoto ao controle. Feixes infravermelhos são usados ​​para apontar projéteis e mísseis no alvo, para detectar um inimigo camuflado. Esses raios permitem determinar a diferença de temperaturas de seções individuais da superfície dos planetas, as características estruturais das moléculas de uma substância (análise espectral). A fotografia infravermelha é usada em biologia no estudo de doenças de plantas, em medicina no diagnóstico de doenças de pele e vasculares, em forense na detecção de falsificações. Quando exposto a uma pessoa, causa um aumento na temperatura do corpo humano.

(Slide 8)

Radiação visível - a única gama de ondas eletromagnéticas percebidas pelo olho humano. As ondas de luz ocupam um intervalo bastante estreito: 380 - 670 nm ( \u003d 3,85 10 14 - 8 10 14 Hz). A fonte de radiação visível são elétrons de valência em átomos e moléculas que mudam sua posição no espaço, bem como cargas livres, movendo-se rapidamente. Esse parte do espectro dá a uma pessoa o máximo de informações sobre o mundo ao seu redor. Em termos de suas propriedades físicas, é semelhante a outras faixas do espectro, sendo apenas uma pequena parte do espectro de ondas eletromagnéticas. A radiação com diferentes comprimentos de onda (frequências) na faixa do visível tem diferentes efeitos fisiológicos na retina do olho humano, causando uma sensação psicológica de luz. A cor não é uma propriedade de uma onda de luz eletromagnética em si, mas uma manifestação da ação eletroquímica do sistema fisiológico humano: olhos, nervos, cérebro. Aproximadamente, sete cores primárias podem ser distinguidas pelo olho humano na faixa visível (em ordem crescente de frequência de radiação): vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, índigo, violeta. A lembrança da sequência das cores primárias do espectro é facilitada por uma frase, cada palavra começa com a primeira letra do nome da cor primária: "Todo caçador quer saber onde fica o faisão". A radiação visível pode influenciar o curso das reações químicas nas plantas (fotossíntese) e nos organismos animais e humanos. A radiação visível é emitida por insetos individuais (vaga-lumes) e alguns peixes de profundidade devido a reações químicas no corpo. A absorção de dióxido de carbono pelas plantas como resultado do processo de fotossíntese e a liberação de oxigênio contribui para a manutenção da vida biológica na Terra. A radiação visível também é usada para iluminar vários objetos.

A luz é a fonte da vida na Terra e, ao mesmo tempo, a fonte das nossas ideias sobre o mundo que nos rodeia.

(Slide 9)

Radiação ultravioleta, radiação eletromagnética invisível ao olho, ocupando a região espectral entre a radiação visível e a radiação de raios-X nos comprimentos de onda de 3,8 ∙10 -7 - 3 ∙10 -9 m ( \u003d 8 * 10 14 - 3 * 10 16 Hz). A radiação ultravioleta foi descoberta em 1801 pelo cientista alemão Johann Ritter. Ao estudar o escurecimento do cloreto de prata sob a ação da luz visível, Ritter descobriu que a prata escurece ainda mais efetivamente na região além da extremidade violeta do espectro, onde não há radiação visível. A radiação invisível que causou esse escurecimento foi chamada de ultravioleta.

A fonte de radiação ultravioleta são os elétrons de valência de átomos e moléculas, também cargas livres em movimento rápido.

A radiação de sólidos aquecidos a temperaturas de -3000 K contém uma fração significativa de radiação ultravioleta de espectro contínuo, cuja intensidade aumenta com o aumento da temperatura. Uma fonte mais poderosa de radiação ultravioleta é qualquer plasma de alta temperatura. Para várias aplicações de radiação ultravioleta, mercúrio, xenônio e outras lâmpadas de descarga de gás são usadas. Fontes naturais de radiação ultravioleta - o Sol, estrelas, nebulosas e outros objetos espaciais. No entanto, apenas a parte de comprimento de onda longo de sua radiação (  290 nm) atinge a superfície da Terra. Para registro de radiação ultravioleta em

 = 230 nm, são usados ​​materiais fotográficos comuns; na região de comprimento de onda mais curto, camadas fotográficas especiais de baixa gelatina são sensíveis a ele. São utilizados receptores fotoelétricos que utilizam a capacidade da radiação ultravioleta para causar ionização e o efeito fotoelétrico: fotodiodos, câmaras de ionização, contadores de fótons, fotomultiplicadores.

Em pequenas doses, a radiação ultravioleta tem um efeito benéfico e curativo em uma pessoa, ativando a síntese de vitamina D no corpo e também causando queimaduras solares. Uma grande dose de radiação ultravioleta pode causar queimaduras na pele e tumores cancerígenos (80% curáveis). Além disso, a radiação ultravioleta excessiva enfraquece o sistema imunológico do corpo, contribuindo para o desenvolvimento de certas doenças. A radiação ultravioleta também tem um efeito bactericida: sob a influência dessa radiação, as bactérias patogênicas morrem.

A radiação ultravioleta é usada em lâmpadas fluorescentes, em forense (falsificação de documentos é detectada a partir das fotos), na história da arte (com a ajuda de raios ultravioleta, vestígios de restauração invisíveis a olho nu podem ser detectados nas pinturas). Praticamente não passa a radiação ultravioleta um vidro de janela desde. é absorvido pelo óxido de ferro, que faz parte do vidro. Por esta razão, mesmo em um dia quente e ensolarado, você não pode tomar sol em um quarto com a janela fechada.

O olho humano não vê a radiação ultravioleta, porque. A córnea do olho e a lente do olho absorvem a luz ultravioleta. Alguns animais podem ver a radiação ultravioleta. Por exemplo, uma pomba é guiada pelo Sol mesmo com tempo nublado.

(Slide 10)

radiação de raios-x - esta é a radiação ionizante eletromagnética que ocupa a região espectral entre a radiação gama e ultravioleta dentro de comprimentos de onda de 10 -12 - 10 -8 m (frequências 3 * 10 16 - 3-10 20 Hz). A radiação de raios X foi descoberta em 1895 pelo físico alemão W. K. Roentgen. A fonte de raios X mais comum é o tubo de raios X, no qual os elétrons acelerados por um campo elétrico bombardeiam um ânodo de metal. Os raios X podem ser obtidos bombardeando um alvo com íons de alta energia. Alguns isótopos radioativos, síncrotrons - acumuladores de elétrons também podem servir como fontes de radiação de raios-X. As fontes naturais de raios X são o Sol e outros objetos espaciais.

Imagens de objetos em raios-x são obtidas em um filme fotográfico especial de raios-x. A radiação de raios X pode ser registrada usando uma câmara de ionização, um contador de cintilação, multiplicadores de elétrons secundários ou de canais de elétrons e placas de microcanais. Devido ao seu alto poder de penetração, os raios X são usados ​​na análise de difração de raios X (o estudo da estrutura da rede cristalina), no estudo da estrutura das moléculas, na detecção de defeitos em amostras, na medicina (X -raios, fluorografia, tratamento do câncer), na detecção de falhas (detecção de defeitos em peças fundidas, trilhos), na história da arte (a descoberta de pinturas antigas escondidas sob uma camada de pintura tardia), na astronomia (ao estudar fontes de raios-X) e ciência forense. Uma grande dose de radiação de raios X leva a queimaduras e alterações na estrutura do sangue humano. A criação de receptores de raios-X e sua colocação em estações espaciais tornaram possível detectar a emissão de raios-X de centenas de estrelas, assim como as conchas de supernovas e galáxias inteiras.

(Slide 11)

Radiação gama - radiação eletromagnética de ondas curtas, ocupando toda a faixa de frequência  \u003d 8 10 14 - 10 17 Hz, que corresponde a comprimentos de onda  \u003d 3,8 10 -7 - 3 10 -9 m. Radiação gama foi descoberto pelo cientista francês Paul Villars em 1900.

Estudando a radiação do rádio em um campo magnético forte, Villars descobriu a radiação eletromagnética de ondas curtas, que, como a luz, não é desviada por um campo magnético. Foi chamado de radiação gama. A radiação gama está associada a processos nucleares, os fenômenos de decaimento radioativo que ocorrem com certas substâncias, tanto na Terra quanto no espaço. A radiação gama pode ser registrada usando câmaras de ionização e bolhas, bem como usando emulsões fotográficas especiais. Eles são usados ​​no estudo de processos nucleares, na detecção de falhas. A radiação gama tem um efeito negativo sobre os seres humanos.

(Slide 12)

Assim, radiação de baixa frequência, ondas de rádio, radiação infravermelha, radiação visível, radiação ultravioleta, raios X,-radiação são diferentes tipos de radiação eletromagnética.

Se você decompor mentalmente esses tipos em termos de frequência crescente ou comprimento de onda decrescente, obterá um amplo espectro contínuo - a escala da radiação eletromagnética (professor mostra a escala). Tipos perigosos de radiação incluem: radiação gama, raios-x e radiação ultravioleta, o resto é seguro.

A divisão da radiação eletromagnética em faixas é condicional. Não há limites claros entre as regiões. Os nomes das regiões se desenvolveram historicamente, servem apenas como um meio conveniente de classificar as fontes de radiação.

(Slide 13)

Todas as faixas da escala de radiação eletromagnética têm propriedades comuns:

a natureza física de todas as radiações é a mesma

toda a radiação se propaga no vácuo com a mesma velocidade, igual a 3 * 10 8 m / s

todas as radiações exibem propriedades de onda comuns (reflexão, refração, interferência, difração, polarização)

5. Resumindo a lição

No final da aula, os alunos completam o trabalho na mesa.

(Slide 14)

Conclusão:

Toda a escala de ondas eletromagnéticas é evidência de que toda radiação tem propriedades quânticas e ondulatórias.

As propriedades quânticas e ondulatórias neste caso não excluem, mas se complementam.

As propriedades da onda são mais pronunciadas em baixas frequências e menos pronunciadas em altas frequências. Por outro lado, as propriedades quânticas são mais pronunciadas em altas frequências e menos pronunciadas em baixas frequências.

Quanto menor o comprimento de onda, mais pronunciadas as propriedades quânticas, e quanto maior o comprimento de onda, mais pronunciadas as propriedades da onda.

Tudo isso confirma a lei da dialética (transição de mudanças quantitativas em qualitativas).

Resumo (aprenda), preencha a tabela

a última coluna (o efeito da EMP em uma pessoa) e

preparar um relatório sobre o uso de EMR

Conteúdo de desenvolvimento

GU LPR "LOUSOSH No. 18"

Lugansk

Karaseva I.D.

PLANO DE ESTUDO DE RADIAÇÃO GENERALIZADA

1. Nome do intervalo.

2. Comprimento de onda

3. Frequência

4. Quem foi descoberto

5. Fonte

6. Receptor (indicador)

7. Aplicação

8. Ação em uma pessoa

TABELA "ESCALA DE ONDAS ELETROMAGNÉTICAS"

Nome da radiação

Comprimento de onda

Frequência

Quem abriu

Fonte

Receptor

Inscrição

Ação em uma pessoa

As radiações diferem umas das outras:

• de acordo com o método de obtenção;
• método de registro.

Diferenças quantitativas nos comprimentos de onda levam a diferenças qualitativas significativas; eles são absorvidos de forma diferente pela matéria (radiação de ondas curtas - raios X e radiação gama) - são absorvidas fracamente.

A radiação de ondas curtas revela as propriedades das partículas.

Vibrações de baixa frequência

Comprimento de onda (m)

10 13 - 10 5

Frequência Hz)

3 · 10 -3 - 3 · 10 5

Fonte

Alternador reostático, dínamo,

vibrador hertz,

Geradores em redes elétricas (50 Hz)

Geradores de máquina de frequência aumentada (industrial) (200 Hz)

Redes telefônicas (5000Hz)

Geradores de som (microfones, alto-falantes)

Receptor

Aparelhos elétricos e motores

Histórico de descobertas

Oliver Lodge (1893), Nikola Tesla (1983)

Inscrição

Cinema, radiodifusão (microfones, alto-falantes)

ondas de rádio

Comprimento de onda (m)

Frequência Hz)

10 5 - 10 -3

Fonte

3 · 10 5 - 3 · 10 11

Circuito oscilatório

Vibradores macroscópicos

Estrelas, galáxias, metagaláxias

Receptor

Histórico de descobertas

Faíscas na abertura do vibrador receptor (vibrador Hertz)

O brilho de um tubo de descarga de gás, mais coeso

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

Inscrição

Extra longo- Navegação por rádio, comunicação radiotelegráfica, transmissão de boletins meteorológicos

Grandes– Comunicações radiotelegráficas e radiotelefônicas, radiodifusão, radionavegação

Médio- Radiotelegrafia e radiotelefonia radiodifusão, radionavegação

Baixo- rádio amador

VHF- comunicação de rádio espacial

DMV- televisão, radar, comunicação de retransmissão de rádio, comunicação por telefone celular

SMV- radar, comunicação de retransmissão de rádio, astronavegação, televisão por satélite

IIM- radar

Radiação infra-vermelha

Comprimento de onda (m)

2 · 10 -3 - 7,6∙10 -7

Frequência Hz)

3∙10 11 - 3,85∙10 14

Fonte

Qualquer corpo aquecido: uma vela, um fogão, uma bateria de aquecimento de água, uma lâmpada incandescente elétrica

Uma pessoa emite ondas eletromagnéticas com um comprimento de 9 · 10 -6 m

Receptor

Termoelementos, bolômetros, fotocélulas, fotoresistores, filmes fotográficos

Histórico de descobertas

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

Inscrição

Na área forense, fotografar objetos terrestres no nevoeiro e na escuridão, binóculos e miras para fotografar no escuro, aquecer os tecidos de um organismo vivo (na medicina), secar madeira e carrocerias pintadas, alarmes para proteção de instalações, um telescópio infravermelho.

Radiação visível

Comprimento de onda (m)

6,7∙10 -7 - 3,8 ∙10 -7

Frequência Hz)

4∙10 14 - 8 ∙10 14

Fonte

Sol, lâmpada incandescente, fogo

Receptor

Olho, chapa fotográfica, fotocélulas, termoelementos

Histórico de descobertas

M. Melloni

Inscrição

Visão

vida biológica

Radiação ultravioleta

Comprimento de onda (m)

3,8 ∙10 -7 - 3∙10 -9

Frequência Hz)

8 ∙ 10 14 - 3 · 10 16

Fonte

Incluído na luz solar

Lâmpadas de descarga com tubo de quartzo

Irradiado por todos os sólidos cuja temperatura é superior a 1000 ° C, luminoso (exceto mercúrio)

Receptor

fotocélulas,

fotomultiplicadores,

Substâncias luminescentes

Histórico de descobertas

Johann Ritter, Leiman

Inscrição

Eletrônica e automação industrial,

lâmpadas fluorescentes,

Produção têxtil

Esterilização do ar

medicina, cosmetologia

radiação de raios-x

Comprimento de onda (m)

10 -12 - 10 -8

Frequência Hz)

3∙10 16 - 3 · 10 20

Fonte

Tubo eletrônico de raios X (tensão no ânodo - até 100 kV, cátodo - filamento incandescente, radiação - quanta de alta energia)

coroa solar

Receptor

Rolo da câmera,

Brilho de alguns cristais

Histórico de descobertas

W. Roentgen, R. Milliken

Inscrição

Diagnóstico e tratamento de doenças (em medicina), Defectoscopia (controle de estruturas internas, soldas)

Radiação gama

Comprimento de onda (m)

3,8 · 10 -7 - 3∙10 -9

Frequência Hz)

8∙10 14 - 10 17

Energia (EV)

9,03 10 3 – 1, 24 10 16 Ev

Fonte

Núcleos atômicos radioativos, reações nucleares, processos de transformação da matéria em radiação

Receptor

contadores

Histórico de descobertas

Paul Villard (1900)

Inscrição

Defectoscopia

Controle do processo

Pesquisa de processos nucleares

Terapia e diagnóstico em medicina

PROPRIEDADES GERAIS DAS RADIAÇÕES ELETROMAGNÉTICAS

natureza física

toda a radiação é a mesma

toda a radiação se propaga

no vácuo com a mesma velocidade,

igual à velocidade da luz

todas as radiações são detectadas

propriedades gerais da onda

polarização

reflexão

refração

difração

interferência

• Toda a escala de ondas eletromagnéticas é evidência de que toda radiação tem propriedades quânticas e ondulatórias.
• As propriedades quânticas e ondulatórias neste caso não excluem, mas se complementam.
• As propriedades da onda são mais pronunciadas em baixas frequências e menos pronunciadas em altas frequências. Por outro lado, as propriedades quânticas são mais pronunciadas em altas frequências e menos pronunciadas em baixas frequências.
• Quanto menor o comprimento de onda, mais pronunciadas as propriedades quânticas, e quanto maior o comprimento de onda, mais pronunciadas as propriedades da onda.

• § 68 (ler)
• preencha a última coluna da tabela (o efeito da EMP em uma pessoa)
• preparar um relatório sobre o uso de EMR

A escala de radiação eletromagnética inclui condicionalmente sete faixas:

1. Oscilações de baixa frequência

2. Ondas de rádio

3. Infravermelho

4. Radiação visível

5. Radiação ultravioleta

6. Raios-X

7. Raios gama

Não há diferença fundamental entre as radiações individuais. Todos eles são ondas eletromagnéticas geradas por partículas carregadas. As ondas eletromagnéticas são detectadas, em última análise, por sua ação sobre partículas carregadas. No vácuo, a radiação de qualquer comprimento de onda viaja a uma velocidade de 300.000 km/s. Os limites entre as áreas individuais da escala de radiação são muito arbitrários.

As radiações de comprimentos de onda diferentes diferem umas das outras no método de sua produção (radiação de uma antena, radiação térmica, radiação durante a desaceleração de elétrons rápidos, etc.) e métodos de registro.

Todos os tipos de radiação eletromagnética listados também são gerados por objetos espaciais e são estudados com sucesso com a ajuda de foguetes, satélites terrestres artificiais e naves espaciais. Em primeiro lugar, isso se aplica aos raios X e à radiação G, que são fortemente absorvidos pela atmosfera.

À medida que o comprimento de onda diminui, as diferenças quantitativas nos comprimentos de onda levam a diferenças qualitativas significativas.

As radiações de diferentes comprimentos de onda diferem muito umas das outras em termos de absorção pela matéria. A radiação de ondas curtas (raios X e especialmente os raios G) são fracamente absorvidas. As substâncias que são opacas aos comprimentos de onda ópticos são transparentes a essas radiações. O coeficiente de reflexão das ondas eletromagnéticas também depende do comprimento de onda. Mas a principal diferença entre a radiação de onda longa e a radiação de onda curta é que a radiação de onda curta revela as propriedades das partículas.

radiação de raios-x

radiação de raios-x- ondas eletromagnéticas com comprimento de onda de 8 * 10-6 cm a 10-10 cm.

Existem dois tipos de raios-X: bremsstrahlung e característico.

freio surge quando elétrons rápidos são retardados por qualquer obstáculo, em particular, por elétrons metálicos.

O bremsstrahlung de elétrons tem um espectro contínuo, que difere dos espectros contínuos de radiação produzidos por sólidos ou líquidos.

Raios X característicos tem um espectro de linha. A radiação característica surge como resultado do fato de que um elétron externo rápido desacelerando em uma substância puxa um elétron localizado em uma das camadas internas de um átomo da substância. Na transição para o lugar vago de um elétron mais distante, surge um fóton de raios X.

Dispositivo para obtenção de raios-x - tubo de raios-x.

Representação esquemática de um tubo de raios X.

X - raios X, K - cátodo, A - ânodo (às vezes chamado de anticátodo), C - dissipador de calor, Uh- tensão de aquecimento do cátodo, U a- tensão de aceleração, W in - entrada de refrigeração a água, W out - saída de refrigeração a água.

O cátodo 1 é uma espiral de tungstênio que emite elétrons devido à emissão termiônica. O cilindro 3 focaliza o fluxo de elétrons, que então colidem com o eletrodo metálico (ânodo) 2. Nesse caso, aparecem os raios X. A tensão entre o ânodo e o cátodo atinge várias dezenas de quilovolts. Um vácuo profundo é criado no tubo; a pressão do gás nele não excede 10 _0 mm Hg. Arte.

Os elétrons emitidos pelo cátodo quente são acelerados (não são emitidos raios X, porque a aceleração é muito baixa) e atingem o ânodo, onde são fortemente desacelerados (são emitidos raios X: o chamado bremsstrahlung)

Ao mesmo tempo, os elétrons são expulsos das camadas internas de elétrons dos átomos de metal dos quais o ânodo é feito. Os espaços vazios nas camadas são ocupados por outros elétrons do átomo. Neste caso, a radiação de raios X é emitida com uma certa energia característica do material do ânodo (radiação característica )

Os raios X são caracterizados por um comprimento de onda curto, uma grande "dureza".

Propriedades:

alto poder de penetração;

ação em chapas fotográficas;

a capacidade de causar ionização nas substâncias através das quais esses raios passam.

Inscrição:

Diagnóstico de raios-X. Com a ajuda de raios-X, é possível "iluminar" o corpo humano, pelo que é possível obter uma imagem dos ossos e, em dispositivos modernos, dos órgãos internos.

Terapia de raios-X

A detecção de defeitos em produtos (trilhos, soldas, etc.) usando raios X é chamada de detecção de defeitos por raios X.

Na ciência dos materiais, cristalografia, química e bioquímica, os raios X são usados ​​para elucidar a estrutura de substâncias no nível atômico usando espalhamento de difração de raios X (análise de difração de raios X). Um exemplo famoso é a determinação da estrutura do DNA.

Nos aeroportos, são usados ​​ativamente os introscópios de televisão de raios X, que permitem visualizar o conteúdo da bagagem de mão e da bagagem para detectar visualmente objetos perigosos na tela do monitor.

slide 2

Escala de radiação eletromagnética.

A escala de ondas eletromagnéticas se estende desde longas ondas de rádio até raios gama. As ondas eletromagnéticas de vários comprimentos são condicionalmente divididas em faixas de acordo com vários critérios (método de produção, método de registro, natureza da interação com a matéria).

slide 3

slide 4

radiação eletromagnética

1. Radiação gama 2. Infravermelho 3. Raio-X 4. Radiação de rádio e microondas 5. Alcance visível 6. Ultravioleta

slide 5

Radiação gama

Inscrição

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Radiação gama No campo da descoberta dos raios gama, um dos primeiros lugares pertence ao inglês Ernest Rutherford. Rutherford estabeleceu o objetivo de não apenas descobrir novas substâncias radiantes. Ele queria descobrir quais eram seus raios. Ele assumiu corretamente que partículas carregadas poderiam ser encontradas nesses feixes. E eles se desviam em um campo magnético. Em 1898, Rutherford embarcou em um estudo da radiação de urânio, cujos resultados foram publicados em 1899 no artigo "A radiação do urânio e a condutividade elétrica criada por ele". Rutherford passou um forte feixe de raios de rádio entre os pólos de um poderoso ímã. E suas suposições se tornaram realidade.

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A radiação foi registrada por sua ação em uma chapa fotográfica. Embora não houvesse campo magnético, um ponto apareceu na placa dos raios de rádio que incidiam sobre ela. Mas o feixe passou por um campo magnético. Agora meio que desmoronou. Um feixe desviado para a esquerda, o outro para a direita. A deflexão dos raios em um campo magnético indicava claramente que a composição da radiação incluía partículas carregadas; a partir desse desvio também se pode julgar o sinal das partículas. De acordo com as duas primeiras letras do alfabeto grego, Rutherford nomeou os dois componentes da radiação das substâncias radioativas. Raios alfa () - parte da radiação que foi desviada, pois partículas positivas seriam desviadas. As partículas negativas foram designadas beta (). E em 1900, Villars descobriu outro componente na radiação do urânio, que não se desviava em um campo magnético e tinha o maior poder de penetração, era chamado de raios gama (). Estes, como se viu, eram "partículas" de radiação eletromagnética - os chamados gamma quanta. Radiação gama, radiação eletromagnética de ondas curtas. Na escala das ondas eletromagnéticas, beira a radiação de raios-X dura, ocupando toda a faixa de frequência > 3 * 1020 Hz, que corresponde a comprimentos de onda 

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A radiação gama ocorre durante o decaimento de núcleos radioativos, partículas elementares, durante a aniquilação de pares partícula-antipartícula, bem como durante a passagem de partículas de carga rápida através da matéria. transição do núcleo de um estado de energia mais excitado para um menos excitado ou principal. A emissão de um gama-quântico pelo núcleo não acarreta uma mudança no número atômico ou no número de massa, ao contrário de outros tipos de transformações radioativas. A largura de linha da radiação gama é geralmente extremamente pequena (~10-2 eV). Como a distância entre os níveis é muitas vezes maior que a largura da linha, o espectro de raios gama é em forma de linha, ou seja, consiste em um número de linhas discretas. O estudo dos espectros de radiação gama permite estabelecer as energias dos estados excitados dos núcleos.

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A fonte de radiação gama é uma mudança no estado de energia do núcleo atômico, bem como a aceleração de partículas livremente carregadas.Gama quanta com altas energias são emitidos durante o decaimento de algumas partículas elementares. Assim, o decaimento de um méson p° em repouso dá origem a radiação gama com uma energia de ~70 MeV. a radiação gama do decaimento de partículas elementares também forma um espectro de linhas. No entanto, as partículas elementares em decadência geralmente se movem a velocidades comparáveis ​​à velocidade da luz. Como resultado, ocorre um alargamento Doppler da linha e o espectro da radiação gama é espalhado em uma ampla faixa de energia. A radiação gama, formada durante a passagem de partículas de carga rápida através da matéria, é causada por sua desaceleração no campo de Coulomb dos núcleos atômicos da matéria. A radiação gama de Bremsstrahlung, como os raios X de Bremsstrahlung, é caracterizada por um espectro contínuo, cujo limite superior coincide com a energia de uma partícula carregada, como um elétron. No espaço interestelar, a radiação gama pode surgir como resultado de colisões de quanta de radiação eletromagnética de onda longa mais suave, como a luz, com elétrons acelerados pelos campos magnéticos de objetos espaciais. Nesse caso, um elétron rápido transfere sua energia para a radiação eletromagnética e a luz visível se transforma em radiação gama mais dura. Um fenômeno semelhante pode ocorrer em condições terrestres quando elétrons de alta energia produzidos em aceleradores colidem com fótons de luz visível em feixes de luz intensos produzidos por lasers. O elétron transfere energia para um fóton de luz, que se transforma em um raio gama. Na prática, é possível converter fótons individuais de luz em quanta de raios gama de alta energia.

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A radiação gama tem um alto poder de penetração, ou seja, pode penetrar em grandes espessuras de matéria sem atenuação perceptível. Ele passa por uma camada de concreto de um metro de comprimento e uma camada de chumbo com vários centímetros de espessura.

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Os principais processos que ocorrem durante a interação da radiação gama com a matéria são a absorção fotoelétrica (efeito fotoelétrico), espalhamento Compton (efeito Compton) e a formação de pares elétron-pósitron. Com o efeito fotoelétrico, um quantum gama é absorvido por um dos elétrons do átomo, e a energia do quantum gama é convertida, menos a energia de ligação do elétron no átomo, na energia cinética do elétron voando o átomo. A probabilidade do efeito fotoelétrico é diretamente proporcional à 5ª potência do número atômico do elemento e inversamente proporcional à 3ª potência da energia da radiação gama. Com o efeito Compton, um g-quantum é espalhado por um dos elétrons fracamente ligados no átomo. Ao contrário do efeito fotoelétrico, com o efeito Compton, o gama-quântico não desaparece, apenas altera a energia (comprimento de onda) e direção de propagação. Como resultado do efeito Compton, um feixe estreito de raios gama se torna mais amplo e a própria radiação se torna mais suave (comprimento de onda longo). A intensidade do espalhamento Compton é proporcional ao número de elétrons em 1 cm3 da substância e, portanto, a probabilidade desse processo é proporcional ao número atômico da substância. O efeito Compton torna-se perceptível em substâncias com baixo número atômico e em energias de radiação gama que excedem a energia de ligação dos elétrons nos átomos. de núcleos se torna possível. A probabilidade de formação de pares é proporcional ao quadrado do número atômico e aumenta com o aumento de hv. Portanto, em hv ~ 10, o principal processo em qualquer substância é a formação de pares. O processo inverso de aniquilação de um par elétron-pósitron é uma fonte de radiação gama. Quase toda a radiação  que chega à Terra vinda do espaço é absorvida pela atmosfera da Terra. Isso fornece a possibilidade da existência de vida orgânica na Terra. -A radiação ocorre durante a explosão de uma arma nuclear devido ao decaimento radioativo dos núcleos.

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A radiação gama é usada em tecnologia, por exemplo, para detectar defeitos em peças metálicas - detecção de falhas gama. Na química da radiação, a radiação gama é usada para iniciar transformações químicas, como processos de polimerização. A radiação gama é usada na indústria alimentícia para esterilizar alimentos. As principais fontes de radiação gama são isótopos radioativos naturais e artificiais, bem como aceleradores de elétrons. O efeito da radiação gama no corpo é semelhante ao efeito de outros tipos de radiação ionizante. A radiação gama pode causar danos de radiação ao corpo, até sua morte. A natureza da influência da radiação gama depende da energia dos γ-quanta e das características espaciais da exposição, por exemplo, externa ou interna. A radiação gama é usada na medicina para o tratamento de tumores, para esterilização de instalações, equipamentos e medicamentos. A radiação gama também é usada para obter mutações com seleção subsequente de formas economicamente úteis. É assim que variedades altamente produtivas de microrganismos (por exemplo, para obter antibióticos) e plantas são criadas.

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alcance infravermelho

Origem e Aplicação Terrestre

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William Herschel notou pela primeira vez que além da borda vermelha do espectro do Sol obtida com um prisma, existe uma radiação invisível que faz com que o termômetro aqueça. Essa radiação foi mais tarde chamada de térmica ou infravermelha.

A radiação infravermelha próxima é muito semelhante à luz visível e é detectada pelos mesmos instrumentos. No IR médio e distante, os bolômetros são usados ​​para indicar mudanças. Na faixa do infravermelho médio, todo o planeta Terra e todos os objetos nele, até o gelo, brilham. Devido a isso, a Terra não é superaquecida pelo calor solar. Mas nem toda a radiação infravermelha passa pela atmosfera. Existem apenas algumas janelas de transparência, o restante da radiação é absorvida pelo dióxido de carbono, vapor d'água, metano, ozônio e outros gases de efeito estufa que impedem que a Terra esfrie rapidamente. Devido à absorção na atmosfera e à radiação térmica dos objetos, os telescópios de infravermelho médio e distante são levados para o espaço e resfriados à temperatura do nitrogênio líquido ou mesmo do hélio.

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Fontes No infravermelho, o telescópio Hubble pode ver mais galáxias do que estrelas.

Um fragmento de um dos chamados Campos Profundos do Hubble. Em 1995, um telescópio espacial acumulou luz vinda de uma parte do céu por 10 dias. Isso tornou possível ver galáxias extremamente fracas, cuja distância é de até 13 bilhões de anos-luz (menos de um bilhão de anos do Big Bang). A luz visível de objetos tão distantes experimenta um desvio para o vermelho significativo e se torna infravermelha. As observações foram realizadas em uma região distante do plano da galáxia, onde relativamente poucas estrelas são visíveis. Portanto, a maioria dos objetos registrados são galáxias em diferentes estágios de evolução.

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A Galáxia do Sombrero em infravermelho

A galáxia espiral gigante, também conhecida como M104, está localizada no aglomerado de galáxias na constelação de Virgem e é visível para nós quase de lado. Tem uma enorme protuberância central (um espessamento esférico no centro da galáxia) e contém cerca de 800 bilhões de estrelas - 2-3 vezes mais que a Via Láctea. No centro da galáxia há um buraco negro supermassivo com uma massa de cerca de um bilhão de massas solares. Isso é determinado a partir das velocidades das estrelas perto do centro da galáxia. No infravermelho, um anel de gás e poeira é claramente visível na galáxia, na qual as estrelas nascem ativamente.

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Nebulosas e nuvens de poeira perto do centro da Galáxia no infravermelho

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Receptores Telescópio Espacial Infravermelho Spitzer

O espelho principal, de 85 cm de diâmetro, é feito de berílio e resfriado a uma temperatura de 5,5 K para reduzir a radiação infravermelha do próprio espelho. O telescópio foi lançado em agosto de 2003 sob o Programa de Quatro Grandes Observatórios da NASA, que inclui: o Observatório Compton Gamma (1991–2000, 20 keV-30 GeV), ver o céu em raios gama de 100 MeV, o Observatório de raios-X Chandra » (1999, 100 eV-10 keV), Telescópio Espacial Hubble (1990, 100–2100 nm), Telescópio Infravermelho Spitzer (2003, 3–180 µm). Espera-se que a vida útil do telescópio Spitzer seja de cerca de 5 anos. O telescópio recebeu esse nome em homenagem ao astrofísico Lyman Spitzer (1914-1997), que em 1946, muito antes do lançamento do primeiro satélite, publicou o artigo “Advantages for Astronomy of an Extraterrestrial Observatory”, e 30 anos depois convenceu a NASA e o Congresso dos EUA para começar a desenvolver um telescópio espacial “ Hubble.

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Aplicação à terra: dispositivo de visão noturna

O dispositivo é baseado em um conversor óptico eletrônico (IOC), que possibilita amplificar significativamente (de 100 a 50 mil vezes) a luz fraca visível ou infravermelha. A lente cria uma imagem no fotocátodo, da qual, como no caso de um PMT, os elétrons são eliminados. Em seguida, eles são acelerados por alta tensão (10-20 kV), focalizados por ótica eletrônica (um campo eletromagnético de configuração especialmente selecionada) e caem em uma tela fluorescente semelhante a uma televisão. Nele, a imagem é visualizada através das oculares. A aceleração dos fotoelétrons torna possível em condições de pouca luz usar literalmente cada quantum de luz para obter uma imagem, no entanto, na escuridão completa, a iluminação é necessária. Para não revelar a presença de um observador, um holofote de infravermelho próximo (760–3000 nm) é usado para isso.

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Existem também dispositivos que captam a própria radiação térmica de objetos na faixa de infravermelho médio (8-14 mícrons). Esses dispositivos são chamados de termovisores, eles permitem que você observe uma pessoa, um animal ou um motor aquecido devido ao contraste térmico com o fundo ao redor.

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Radiador

Toda a energia consumida por um aquecedor elétrico é convertida em calor. Uma parte significativa do calor é levada pelo ar que entra em contato com a superfície quente, se expande e sobe, de modo que é principalmente o teto que é aquecido. Para evitar isso, os aquecedores são equipados com ventiladores que direcionam o ar quente, por exemplo, para as pernas de uma pessoa e ajudam a misturar o ar da sala. Mas há outra maneira de transferir calor para os objetos ao redor: a radiação infravermelha do aquecedor. É quanto mais forte, mais quente a superfície e maior a sua área. Para aumentar a área, os radiadores são planos. No entanto, a temperatura da superfície não pode ser alta. Em outros modelos de aquecedores, uma espiral aquecida a várias centenas de graus (calor vermelho) e um refletor de metal côncavo são usados, o que cria um fluxo direcionado de radiação infravermelha.

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raio X

1. Fontes, Aplicação

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2. Destacando um novo tipo de estudo, Wilhelm Roentgen o chamou de raios X (raios X). Sob esse nome, é conhecido em todo o mundo, exceto na Rússia. A fonte mais característica de raios-X no espaço são as regiões quentes internas dos discos de acreção em torno de estrelas de nêutrons e buracos negros. Também na faixa de raios-X, a coroa solar brilha, aquecida a 1-2 milhões de graus, embora haja apenas cerca de 6 mil graus na superfície do Sol. Mas os raios X podem ser obtidos sem temperaturas extremas. No tubo de radiação de uma máquina de raios X médica, os elétrons são acelerados por uma voltagem de vários kilovolts e colidem com uma tela de metal, emitindo raios X durante a frenagem. Os tecidos do corpo absorvem os raios X de diferentes maneiras, o que permite estudar a estrutura dos órgãos internos. Os raios X não penetram na atmosfera; as fontes cósmicas de raios X são observadas apenas da órbita. Raios-x duros são registrados por sensores de cintilação. Quando os quanta de raios X são absorvidos, um brilho aparece neles por um curto período de tempo, que é capturado por fotomultiplicadores. Raios X suaves são focalizados por espelhos metálicos de incidência oblíqua, a partir dos quais os raios são refletidos em um ângulo de menos de um grau, como seixos da superfície da água.

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FontesFontes de raios X perto do centro da nossa Galáxia

Um fragmento de uma imagem da vizinhança do centro da Galáxia, obtida pelo telescópio de raios-X "Chandra". Várias fontes brilhantes são visíveis, que, provavelmente, são discos de acreção em torno de objetos compactos - estrelas de nêutrons e buracos negros.

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Arredores de um pulsar na Nebulosa do Caranguejo

A Nebulosa do Caranguejo é o remanescente de uma supernova que ocorreu em 1054. A nebulosa em si é uma concha de uma estrela espalhada no espaço, e seu núcleo comprimiu e formou uma estrela de nêutrons giratória superdensa com um diâmetro de cerca de 20 km. A rotação desta estrela de nêutrons é rastreada por oscilações estritamente periódicas de sua radiação na faixa de rádio. Mas o pulsar também emite nas faixas visível e de raios-X. Em raios-x, o telescópio Chandra foi capaz de visualizar um disco de acreção em torno de um pulsar e pequenos jatos perpendiculares ao seu plano (cf. um disco de acreção em torno de um buraco negro supermassivo).

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Proeminências solares em raios-X

A superfície visível do Sol é aquecida a cerca de 6 mil graus, o que corresponde à faixa visível de radiação. No entanto, a coroa ao redor do Sol é aquecida a uma temperatura de mais de um milhão de graus e, portanto, brilha na faixa de raios-X do espectro. Esta foto foi tirada durante a atividade solar máxima, que varia com um período de 11 anos. A própria superfície do Sol em raios-X praticamente não irradia e, portanto, parece preta. Durante o mínimo solar, a emissão de raios X do Sol é significativamente reduzida. A imagem foi tirada pelo satélite japonês Yohkoh (“Raio de Sol”), também conhecido como Solar-A, que operou de 1991 a 2001.

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ReceptoresTelescópio de raios-X "Chandra"

Um dos quatro "Grandes Observatórios" da NASA, em homenagem ao astrofísico americano de origem indiana Subramanyan Chandrasekhar (1910-1995), ganhador do Prêmio Nobel (1983), especialista na teoria da estrutura e evolução das estrelas. O principal instrumento do observatório é um telescópio de raios-X de incidência oblíqua com 1,2 m de diâmetro, contendo quatro espelhos parabólicos de incidência oblíqua aninhados (veja o diagrama) que se transformam em hiperbólicos. O observatório foi colocado em órbita em 1999 e opera na faixa de raios X suaves (100 eV-10 keV). As muitas descobertas do Chandra incluem a primeira imagem de um disco de acreção em torno de um pulsar na Nebulosa do Caranguejo.

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Aplicação Terra

Uma lâmpada eletrônica que serve como fonte de raios X suaves. Uma tensão de 10-100 kV é aplicada entre dois eletrodos dentro de um frasco de vácuo selado. Sob a ação dessa voltagem, os elétrons são acelerados a uma energia de 10 a 100 keV. Ao final do percurso, eles colidem com uma superfície de metal polido e freiam bruscamente, emitindo uma parte significativa da energia na forma de radiação na faixa de raios X e ultravioleta.

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Raio X

A imagem é obtida devido à permeabilidade desigual dos tecidos do corpo humano para raios-x. Em uma câmera convencional, a lente refrata a luz refletida pelo objeto e a focaliza no filme onde a imagem é formada. No entanto, os raios-X são muito difíceis de focar. Portanto, o trabalho da máquina de raios X é mais como uma impressão de contato de uma imagem, quando o negativo é colocado em papel fotográfico e iluminado por um curto período de tempo. Somente neste caso, o corpo humano atua como negativo, um filme fotográfico especial sensível aos raios X atua como papel fotográfico e um tubo de raios X é tirado em vez de uma fonte de luz.

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Emissão de rádio e microondas

Inscrição

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A faixa de emissão de rádio é oposta à radiação gama e também é ilimitada por um lado - de ondas longas e baixas frequências. Os engenheiros o dividem em muitas seções. As ondas de rádio mais curtas são usadas para transmissão de dados sem fio (Internet, celular e telefonia via satélite); metros, decímetros e ondas ultracurtas (VHF) ocupam estações locais de televisão e rádio; ondas curtas (HF) são usadas para comunicação global de rádio - elas são refletidas da ionosfera e podem dar a volta à Terra; ondas médias e longas são usadas para transmissão regional. Ondas muito longas (VLF) - de 1 km a milhares de quilômetros - penetram na água salgada e são usadas para se comunicar com submarinos, além de buscar minerais. A energia das ondas de rádio é extremamente baixa, mas elas excitam fracas oscilações de elétrons em uma antena de metal. Essas oscilações são então amplificadas e registradas. A atmosfera transmite ondas de rádio de 1 mm a 30 m de comprimento. Elas permitem observar os núcleos de galáxias, estrelas de nêutrons e outros sistemas planetários, mas a conquista mais impressionante da radioastronomia são imagens detalhadas recordes de fontes cósmicas, a resolução de que excede dez milésimos de segundo de arco.

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Microondas

As microondas são uma subfaixa de emissão de rádio adjacente ao infravermelho. É também chamada de radiação de micro-ondas porque tem a maior frequência na banda de rádio. A faixa de micro-ondas é de interesse dos astrônomos, pois registra a radiação relíquia que sobrou da época do Big Bang (outro nome é o fundo cósmico de micro-ondas). Foi emitido há 13,7 bilhões de anos, quando a matéria quente do Universo se tornou transparente à sua própria radiação térmica. À medida que o Universo se expandiu, o CMB esfriou e hoje sua temperatura é de 2,7 K. O CMB chega à Terra de todas as direções. Hoje, os astrofísicos estão interessados ​​nas não homogeneidades do brilho do céu na faixa de micro-ondas. Eles são usados ​​para determinar como os aglomerados de galáxias começaram a se formar no início do universo, a fim de testar a correção das teorias cosmológicas. E na Terra, os micro-ondas são usados ​​para tarefas mundanas, como aquecer o café da manhã e falar ao telefone celular. A atmosfera é transparente às micro-ondas. Eles podem ser usados ​​para se comunicar com satélites. Há também projetos de transferência de energia à distância usando feixes de micro-ondas.

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Fontes da Nebulosa do Caranguejo na faixa de rádio

Esta imagem, que foi construída a partir de observações do American National Radio Astronomy Observatory (NRAO), pode ser usada para avaliar a natureza dos campos magnéticos na Nebulosa do Caranguejo. A Nebulosa do Caranguejo é o remanescente mais estudado de uma explosão de supernova. Esta imagem mostra como fica no alcance do rádio. A emissão de rádio é gerada por elétrons rápidos que se movem em um campo magnético. O campo faz com que os elétrons girem, ou seja, se movam em velocidade acelerada, e quando aceleradas, as cargas emitem ondas eletromagnéticas.

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Modelo de computador de distribuição de matéria no Universo

Inicialmente, a distribuição da matéria no universo era quase perfeitamente uniforme. Mas ainda assim, pequenas flutuações de densidade (talvez até quânticas) ao longo de muitos milhões e bilhões de anos levaram ao fato de que a substância foi fragmentada. Resultados semelhantes são obtidos a partir de levantamentos observacionais da distribuição de galáxias no espaço. Para centenas de milhares de galáxias, as coordenadas no céu e os desvios para o vermelho são determinados, pelos quais as distâncias às galáxias são calculadas. A figura mostra o resultado da simulação computacional da evolução do Universo. O movimento de 10 bilhões de partículas sob a ação da gravidade mútua ao longo de 15 bilhões de anos foi calculado. Como resultado, formou-se uma estrutura porosa, vagamente parecida com uma esponja. Aglomerados-galáxias estão concentrados em seus nós e bordas, e entre eles há vastos desertos, onde quase não há objetos - os astrônomos os chamam de vazios (do inglês void - vazio).

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No entanto, é possível obter um bom acordo entre cálculos e observações apenas se assumirmos que a matéria visível (luminosa no espectro eletromagnético) é apenas cerca de 5% de toda a massa do Universo. O resto recai sobre a chamada matéria escura e energia escura, que se manifestam apenas por sua gravidade e cuja natureza ainda não foi estabelecida. Seu estudo é um dos problemas mais urgentes da astrofísica moderna.

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Quasar: núcleo galáctico ativo

Na imagem de rádio do quasar, as regiões de alta intensidade de emissão de rádio são mostradas em vermelho: no centro está o núcleo ativo da galáxia e nas laterais há dois jatos. A própria galáxia praticamente não irradia no alcance do rádio. Quando muito material é acumulado no buraco negro supermassivo no centro de uma galáxia, uma enorme quantidade de energia é liberada. Essa energia acelera parte da matéria a velocidades próximas à da luz e a ejeta com jatos de plasma relativísticos em duas direções opostas perpendiculares ao eixo do disco de acreção. Quando esses jatos colidem com o meio intergaláctico e desaceleram, as partículas que entram neles emitem ondas de rádio.

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Galáxia de rádio: mapa de isolinhas de brilho de rádio

Os mapas de contorno geralmente são usados ​​para representar imagens tiradas em um único comprimento de onda, o que é especialmente verdadeiro para a banda de rádio. Pelo princípio de construção, eles são semelhantes a linhas de contorno em um mapa topográfico, mas em vez de pontos com uma altura fixa acima do horizonte, eles conectam pontos com o mesmo brilho de rádio da fonte no céu. Para obter imagens de objetos espaciais em faixas de radiação diferentes da visível, várias técnicas são usadas. Na maioria das vezes, são cores artificiais e mapas de contorno. As cores artificiais podem ser usadas para mostrar como seria um objeto se os receptores sensíveis à luz do olho humano fossem sensíveis não a certas cores na faixa visível, mas a outras frequências do espectro eletromagnético.

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ReceptoresMicrowave Orbital Probe WMAP

O estudo do fundo de microondas foi iniciado por radiotelescópios terrestres, continuado pelo instrumento soviético Relikt-1 a bordo do satélite Prognoz-9 em 1983 e pelo satélite americano COBE (Cosmic Background Explorer) em 1989, mas o mapa mais detalhado da distribuição do fundo de microondas pela esfera celeste foi construído em 2003 pela sonda WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe). Os dados obtidos impõem restrições significativas aos modelos de formação de galáxias e evolução do Universo. O fundo cósmico de micro-ondas, também chamado de CMB, cria ruído de rádio que é quase o mesmo em todas as direções do céu. E, no entanto, há variações muito pequenas de intensidade - cerca de um milésimo de um por cento. Estes são vestígios de heterogeneidades de densidade no Universo jovem, que serviram de sementes para futuros aglomerados de galáxias.

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levantamentos do céu

A energia de um átomo de hidrogênio não excitado depende da orientação mútua dos spins do próton e do elétron. Se eles são paralelos, a energia é ligeiramente maior. Esses átomos podem fazer a transição espontânea para um estado com spins antiparalelos, emitindo um quantum de emissão de rádio que carrega um pequeno excesso de energia. Com um único átomo, isso acontece em média uma vez a cada 11 milhões de anos. Mas a enorme distribuição de hidrogênio no universo torna possível observar nuvens de gás nessa frequência. A famosa linha espectral de 21,1 cm é outra maneira de observar o hidrogênio atômico neutro no espaço. A linha surge devido à chamada divisão hiperfina do nível de energia fundamental do átomo de hidrogênio.

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Céu de rádio em uma onda de 73,5 cm, 408 MHz (Bonn)

Um dos maiores radiotelescópios de rotação total do mundo, o radiotelescópio Bonn de 100 metros, foi usado para construir a pesquisa. Este é o comprimento de onda mais longo de todos os levantamentos do céu. Foi realizado em um comprimento de onda no qual um número significativo de fontes é observado na Galáxia. Além disso, a escolha do comprimento de onda foi determinada por razões técnicas.

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Aplicação Terra

Forno de micro-ondas É assim que ocorre a secagem de alimentos por micro-ondas (MW), descongelamento, cozimento e aquecimento. Além disso, as correntes elétricas alternadas excitam as correntes de alta frequência. Essas correntes podem surgir em substâncias onde estão presentes partículas móveis carregadas. Mas objetos de metal pontiagudos e finos não devem ser colocados em um forno de micro-ondas (isso é especialmente verdadeiro para pratos com decorações de metal pulverizadas para prata e ouro). Mesmo um fino anel de dourado ao longo da borda da placa pode causar uma forte descarga elétrica que danificará o dispositivo que cria uma onda eletromagnética no forno (magnetron, klystron). A principal vantagem do micro-ondas é que, com o tempo, os produtos são aquecidos em todo o volume, e não apenas na superfície. A radiação de microondas, tendo um comprimento de onda mais longo, penetra mais profundamente do que o infravermelho sob a superfície dos produtos. Dentro do alimento, vibrações eletromagnéticas excitam os níveis rotacionais das moléculas de água, cujo movimento basicamente faz com que o alimento aqueça.

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Telefone celular

No padrão GSM, uma estação base não pode fornecer mais de 8 conversas telefônicas ao mesmo tempo. Em eventos de massa e durante desastres naturais, o número de chamadores aumenta drasticamente, o que sobrecarrega as estações base e leva a interrupções nas comunicações celulares. Para esses casos, as operadoras de celular têm estações base móveis que podem ser entregues rapidamente a uma área lotada. Muita controvérsia levanta a questão do possível dano da radiação de micro-ondas dos telefones celulares. Durante uma conversa, o transmissor está próximo à cabeça da pessoa. Estudos realizados repetidamente ainda não foram capazes de registrar de forma confiável os efeitos negativos da emissão de rádio de telefones celulares na saúde. Embora seja impossível excluir completamente o efeito da fraca radiação de micro-ondas nos tecidos do corpo, não há motivos para preocupação séria. O princípio de funcionamento da telefonia celular baseia-se na utilização de um canal de rádio (na faixa de micro-ondas) para comunicação entre o assinante e uma das estações base. As informações são transmitidas entre as estações base, via de regra, por meio de redes de cabo digital. O alcance da estação base - tamanho da célula - de várias dezenas a vários milhares de metros. Depende da paisagem e da intensidade do sinal, que é selecionada para que não haja muitos assinantes ativos em uma célula.

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aparelho de TV

O transmissor de uma estação de televisão transmite constantemente um sinal de rádio de uma frequência estritamente fixa, é chamada de frequência portadora. O circuito de recepção da TV é ajustado a ele - ocorre uma ressonância na frequência desejada, o que possibilita a captura de oscilações eletromagnéticas fracas. As informações sobre a imagem são transmitidas pela amplitude das oscilações: grande amplitude - alto brilho, baixa amplitude - uma área escura da imagem. Este princípio é chamado de modulação de amplitude. As estações de rádio (exceto as estações FM) transmitem o som da mesma maneira. Com a transição para a televisão digital, as regras de codificação de imagem mudam, mas o próprio princípio da frequência portadora e sua modulação são preservados. A imagem da televisão é transmitida em ondas de metro e decímetro. Cada quadro é dividido em linhas, ao longo das quais o brilho muda de uma determinada maneira.

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antena parabólica

Antena parabólica para receber um sinal de um satélite geoestacionário nas bandas de microondas e VHF. O princípio de funcionamento é o mesmo de um radiotelescópio, mas o prato não precisa ser móvel. No momento da instalação, é enviado ao satélite, que permanece sempre no mesmo local em relação às estruturas terrestres. Isso é conseguido colocando o satélite em uma órbita geoestacionária a uma altura de cerca de 36.000 km acima do equador da Terra. O período de revolução ao longo desta órbita é exatamente igual ao período de rotação da Terra em torno de seu eixo em relação às estrelas - 23 horas 56 minutos e 4 segundos. O tamanho do prato depende da potência do transmissor do satélite e seu padrão de radiação. Cada satélite possui uma área de serviço principal, onde seus sinais são recebidos por uma antena parabólica de 50 a 100 cm de diâmetro, e uma zona periférica, onde o sinal enfraquece rapidamente e pode ser necessária uma antena de até 2 a 3 m para recebê-lo. .

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Alcance visível

Aplicação Terra

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A faixa de luz visível é a mais estreita em todo o espectro. O comprimento de onda nele muda menos de duas vezes. A luz visível é responsável pela radiação máxima no espectro do Sol. Nossos olhos no curso da evolução se adaptaram à sua luz e são capazes de perceber a radiação apenas nesta parte estreita do espectro. Quase todas as observações astronômicas até meados do século 20 foram realizadas na luz visível. A principal fonte de luz visível no espaço são as estrelas, cuja superfície é aquecida a vários milhares de graus e, portanto, emite luz. Na Terra, também são usadas fontes de luz não térmicas, como lâmpadas fluorescentes e diodos emissores de luz semicondutores. Espelhos e lentes são usados ​​para coletar luz de fontes cósmicas fracas. Os receptores de luz visível são a retina, filme fotográfico, cristais semicondutores (matrizes CCD) usados ​​em câmeras digitais, fotocélulas e fotomultiplicadores. O princípio de funcionamento dos receptores baseia-se no fato de que a energia de um quantum de luz visível é suficiente para provocar uma reação química em uma substância especialmente selecionada ou para eliminar um elétron livre de uma substância. Então, a quantidade de luz recebida é determinada pela concentração dos produtos da reação ou pela magnitude da carga liberada.

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Origens

Um dos cometas mais brilhantes do final do século 20. Foi descoberto em 1995, quando ainda estava além da órbita de Júpiter. Esta é uma distância recorde para detectar um novo cometa. Passou pelo periélio em 1º de abril de 1997 e, no final de maio, atingiu seu brilho máximo - magnitude zero. Cometa Hale-Bopp No total, o cometa permaneceu visível a olho nu por 18,5 meses - o dobro do recorde anterior estabelecido pelo grande cometa de 1811. A imagem mostra duas caudas do cometa - empoeiradas e gasosas. A pressão da radiação solar os direciona para longe do Sol.

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Planeta Saturno

O segundo maior planeta do sistema solar. Pertence à classe dos gigantes gasosos. A foto foi tirada pela estação interplanetária Cassini, que realiza pesquisas no sistema de Saturno desde 2004. No final do século 20, os sistemas de anéis foram encontrados em todos os planetas gigantes - de Júpiter a Netuno, mas apenas em Saturno eles são facilmente acessíveis, mesmo com um pequeno telescópio amador.

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manchas solares

Eles vivem de várias horas a vários meses. O número de manchas serve como um indicador da atividade solar. Observando as manchas por vários dias, é fácil notar a rotação do Sol. A foto foi tirada com um telescópio amador. Regiões de baixa temperatura na superfície visível do Sol. Sua temperatura é de 4300-4800 K - cerca de mil e quinhentos graus mais baixa do que no resto da superfície do Sol. Por causa disso, seu brilho é 2 a 4 vezes menor, o que, em contraste, cria a impressão de manchas pretas. As manchas solares ocorrem quando o campo magnético diminui a convecção e, portanto, a remoção de calor nas camadas superiores da matéria do Sol.

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Receptores

Telescópio amador No mundo moderno, a astronomia amadora tornou-se um hobby fascinante e prestigioso. Os instrumentos mais simples com um diâmetro de lente de 50–70 mm, o maior com um diâmetro de 350–400 mm, são comparáveis ​​em custo a um carro de prestígio e requerem uma instalação permanente em uma fundação de concreto sob uma cúpula. Em mãos hábeis, essas ferramentas podem contribuir para a grande ciência.

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lâmpada incandescente

Ele emite luz visível e radiação infravermelha aquecendo uma bobina de tungstênio colocada no vácuo com uma corrente elétrica. O espectro de emissão é muito próximo do corpo negro com uma temperatura de cerca de 2000 K. Nessa temperatura, a emissão atinge o pico na região do infravermelho próximo e, portanto, é desperdiçada inutilmente para fins de iluminação. Não é possível aumentar significativamente a temperatura, pois nesse caso a espiral falha rapidamente. Portanto, as lâmpadas incandescentes são um dispositivo de iluminação antieconômico. As lâmpadas fluorescentes são muito mais eficientes na conversão de eletricidade em luz.

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Ultravioleta

Aplicação Terra

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A faixa ultravioleta da radiação eletromagnética está além da borda violeta (ondas curtas) do espectro visível. O ultravioleta próximo do Sol passa pela atmosfera. Ela causa queimaduras solares na pele e é necessária para a produção de vitamina D. Mas a exposição excessiva é preocupante com o desenvolvimento de câncer de pele. A radiação UV é prejudicial aos olhos. Portanto, na água e especialmente na neve nas montanhas, é imperativo usar óculos de proteção. A radiação UV mais dura é absorvida na atmosfera por moléculas de ozônio e outros gases. Só pode ser observado do espaço, por isso é chamado de ultravioleta a vácuo. A energia dos quanta ultravioleta é suficiente para destruir moléculas biológicas, em particular DNA e proteínas. Este é um dos métodos para a destruição de micróbios. Acredita-se que enquanto não houvesse ozônio na atmosfera terrestre, que absorve parte significativa da radiação ultravioleta, a vida não poderia deixar a água em terra. O ultravioleta é emitido por objetos com temperaturas que variam de milhares a centenas de milhares de graus, como estrelas jovens, quentes e massivas. No entanto, a radiação UV é absorvida pelo gás e poeira interestelar, então muitas vezes não vemos as próprias fontes, mas as nuvens cósmicas iluminadas por elas. Para coletar a radiação UV, são utilizados telescópios de espelho, e fotomultiplicadores são usados ​​para registro, e no UV próximo, como na luz visível, são utilizadas matrizes CCD.

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Origens

O brilho é produzido quando partículas carregadas do vento solar colidem com moléculas na atmosfera de Júpiter. A maioria das partículas sob a influência do campo magnético do planeta entra na atmosfera perto de seus pólos magnéticos. Portanto, a radiância ocorre em uma área relativamente pequena. Processos semelhantes estão ocorrendo na Terra e em outros planetas com atmosfera e campo magnético. A imagem foi obtida pelo Telescópio Espacial Hubble. Aurora em Júpiter em ultravioleta

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levantamentos do céu

Sky in Hard Ultraviolet (EUVE) O levantamento foi criado pelo observatório orbital ultravioleta Extreme Ultraviolet Explorer. A estrutura de linhas da imagem corresponde ao movimento orbital do satélite, e a falta de homogeneidade do brilho das bandas individuais está associada a mudanças no calibração do equipamento. Listras pretas são áreas do céu que não puderam ser observadas. O pequeno número de detalhes nesta revisão se deve ao fato de que existem relativamente poucas fontes de ultravioleta forte e, além disso, a radiação ultravioleta é espalhada pela poeira cósmica.

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Aplicação Terra

Instalação de solário para irradiação dosada do corpo com ultravioleta próximo para bronzeamento. A radiação ultravioleta leva à liberação do pigmento melanina nas células, que altera a cor da pele.

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Detector de moeda

A radiação ultravioleta é usada para determinar a autenticidade das notas. Fibras de polímero com um corante especial são prensadas em notas, que absorvem quanta ultravioleta e, em seguida, emitem radiação visível menos energética. Sob a influência da luz ultravioleta, as fibras começam a brilhar, o que é um dos sinais de autenticidade. A radiação ultravioleta do detector é invisível a olho nu, o brilho azul que é perceptível durante a operação da maioria dos detectores se deve ao fato de que as fontes ultravioletas utilizadas também emitem na faixa do visível.

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A fonte de radiação eletromagnética é sempre a matéria, mas diferentes níveis de organização da matéria na matéria têm um mecanismo diferente para a excitação das ondas eletromagnéticas.

Assim, as ondas eletromagnéticas têm como fonte correntes fluindo em condutores, tensões elétricas alternadas em superfícies metálicas (antenas), etc. A radiação infravermelha tem como fonte objetos aquecidos e é gerada por vibrações das moléculas do corpo. A radiação óptica ocorre como resultado da transição de elétrons de átomos de uma órbita excitada para outras (estacionárias). Os raios X são baseados na excitação das camadas eletrônicas dos átomos por influências externas, por exemplo, bombardeio por feixes de elétrons. A radiação gama tem uma fonte de núcleos de átomos excitados, a excitação pode ser natural, ou pode ser resultado de radioatividade induzida.

Escala de onda eletromagnética:

As ondas eletromagnéticas são também conhecidas como ondas de rádio. As ondas de rádio são divididas em sub-bandas (ver tabela).

Nome do subintervalo	Comprimento de onda, m	Frequência de oscilação, Hz.
Ondas ultra longas	mais de 10 4	menos de 3 10 4
ondas longas		310 4 -310 5
ondas médias		310 5 -310 6
ondas curtas		310 6 -310 7
Medir ondas		310 7 -310 8
ondas decimétricas		310 8 -310 9
ondas de centímetros		310 9 -310 10
ondas milimétricas		310 10 -310 11
ondas submilimétricas	10 -3 -510 -5	310 11 -310 12

Ondas longas e médias curvam-se ao redor da superfície, são boas para comunicações de rádio de curto e longo alcance, mas têm baixa capacidade;

ondas curtas - refletidas da superfície e com maior capacidade, são usadas para comunicações de rádio de longa distância;

VHF - distribuído apenas na linha de visão, utilizado para comunicações de rádio e televisão;

IKI - são usados ​​para todos os tipos de dispositivos térmicos;

luz visível - usada em todos os instrumentos ópticos;

UVI - usado na medicina;

A radiação de raios X é utilizada na medicina e em dispositivos para controle de qualidade de produtos;

raios gama - vibrações da superfície dos núcleons que compõem o núcleo. usado em ressonância paramagnética para determinar a composição e estrutura da matéria.

2. Alterando os campos ao mover objetos. Efeito Doppler e sua aplicação na tecnologia

Quando um objeto se move em qualquer campo de força - elétrico, magnético ou eletromagnético, sua percepção das ações desse campo muda. Isso se deve ao fato de que a interação do objeto e do campo depende da velocidade relativa da matéria do campo e do objeto e, portanto, não permanece um valor constante. Isso se manifesta mais claramente no chamado efeito Doppler.

O efeito Doppler é uma mudança na frequência das oscilações e no comprimento de onda percebido pelo receptor das oscilações devido ao movimento da fonte de onda e do observador em relação um ao outro. A principal razão para o efeito é uma mudança no número de ondas que se encaixam no caminho de propagação entre a fonte e o receptor.

O efeito Doppler para ondas sonoras é observado diretamente. Manifesta-se num aumento do tom (frequência) do som quando a fonte do som e o observador se aproximam e, consequentemente, numa diminuição do tom do som quando se afastam.

O efeito Doppler encontrou aplicação para determinar a velocidade de objetos - ao determinar a velocidade de um carro em movimento, ao medir a velocidade de uma aeronave, ao medir a velocidade de aproximação ou remoção de aeronaves umas das outras.

No primeiro caso, o controlador de tráfego direciona o feixe de um radar portátil para o carro e determina sua velocidade pela diferença de frequência entre o feixe enviado e o refletido.

No segundo caso, o próprio medidor de componente de velocidade Doppler é instalado diretamente na aeronave. Três ou quatro feixes são emitidos obliquamente para baixo - para a esquerda para a frente, para a direita para a frente, para a esquerda atrás e para a direita atrás. as frequências do sinal recebido são comparadas com as frequências dos sinais emitidos, as diferenças de frequência dão uma ideia do componente do movimento da aeronave na direção do feixe e, em seguida, recalculando as informações recebidas, levando em consideração a posição dos feixes em relação à aeronave, a velocidade e o ângulo de deriva da aeronave são calculados.

No terceiro caso, o radar instalado na aeronave determina não apenas o alcance até outra aeronave, como nos radares convencionais, mas também o deslocamento da frequência Doppler, que possibilita não apenas conhecer a distância até outra aeronave (alvo), mas também sua velocidade. No contexto, esse método permite distinguir um alvo em movimento de um estacionário.

O uso do efeito Doppler em conjunto com espectrômetros em astronomia possibilita obter uma grande quantidade de informações sobre o comportamento de objetos e formações estelares distantes de nós.

Os comprimentos das ondas eletromagnéticas que podem ser registradas pelos dispositivos estão em uma faixa muito ampla. Todas essas ondas têm propriedades comuns: absorção, reflexão, interferência, difração, dispersão. Essas propriedades podem, no entanto, se manifestar de diferentes maneiras. Fontes e receptores de ondas são diferentes.

ondas de rádio

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

Obtido usando circuitos oscilatórios e vibradores macroscópicos. Propriedades. Ondas de rádio de diferentes frequências e com diferentes comprimentos de onda são absorvidas e refletidas pelos meios de comunicação de diferentes maneiras. Inscrição Comunicação de rádio, televisão, radar. Na natureza, as ondas de rádio são emitidas por várias fontes extraterrestres (núcleos galácticos, quasares).

Radiação infravermelha (térmica)

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

Radiado por átomos e moléculas de matéria.

A radiação infravermelha é emitida por todos os corpos a qualquer temperatura.

Uma pessoa emite ondas eletromagnéticas λ≈9. 10-6m.

Propriedades

1. Passa por alguns corpos opacos, assim como pela chuva, neblina, neve.
2. Produz um efeito químico em chapas fotográficas.
3. Absorvido pela substância, aquece-a.
4. Causa um efeito fotoelétrico interno no germânio.
5. Invisível.

Registo por métodos térmicos, fotoelétricos e fotográficos.

Inscrição. Obtenha imagens de objetos no escuro, dispositivos de visão noturna (binóculos noturnos), neblina. Eles são usados ​​na ciência forense, na fisioterapia, na indústria para secagem de produtos pintados, construção de paredes, madeira, frutas.

Parte da radiação eletromagnética percebida pelo olho (do vermelho ao violeta):

Propriedades.NO afeta o olho.

(menos que a luz violeta)

Fontes: lâmpadas de descarga com tubos de quartzo (lâmpadas de quartzo).

Irradiado por todos os sólidos com T > 1000°C, bem como vapor de mercúrio luminoso.

Propriedades. Alta atividade química (decomposição de cloreto de prata, brilho de cristais de sulfeto de zinco), invisível, alto poder de penetração, mata microorganismos, em pequenas doses tem um efeito benéfico no corpo humano (queimaduras solares), mas em grandes doses tem um efeito biológico negativo efeito: alterações no desenvolvimento celular e no metabolismo de substâncias que atuam nos olhos.

raios X

Eles são emitidos durante a alta aceleração de elétrons, por exemplo, sua desaceleração em metais. Obtidos usando um tubo de raios X: elétrons em um tubo de vácuo (p = 10 -3 -10 -5 Pa) são acelerados por um campo elétrico de alta voltagem, atingindo o ânodo, e são fortemente desacelerados com o impacto. Ao frear, os elétrons se movem com aceleração e emitem ondas eletromagnéticas de curta duração (de 100 a 0,01 nm). Propriedades Interferência, difração de raios X na rede cristalina, grande poder de penetração. A irradiação em altas doses causa a doença da radiação. Inscrição. Na medicina (diagnóstico de doenças dos órgãos internos), na indústria (controle da estrutura interna de vários produtos, soldas).

radiação γ

Origens: núcleo atômico (reações nucleares). Propriedades. Tem um enorme poder de penetração, tem um forte efeito biológico. Inscrição. Na medicina, a fabricação γ - detecção de falhas). Inscrição. Na medicina, na indústria.

Uma propriedade comum das ondas eletromagnéticas também é que todas as radiações têm propriedades quânticas e ondulatórias. As propriedades quânticas e ondulatórias neste caso não excluem, mas se complementam. As propriedades da onda são mais pronunciadas em baixas frequências e menos pronunciadas em altas frequências. Por outro lado, as propriedades quânticas são mais pronunciadas em altas frequências e menos pronunciadas em baixas frequências. Quanto menor o comprimento de onda, mais pronunciadas as propriedades quânticas, e quanto maior o comprimento de onda, mais pronunciadas as propriedades da onda.