Spektrum elektromagnet secara konvensional dibahagikan kepada julat. Hasil daripada pertimbangan mereka, anda perlu mengetahui perkara berikut.
- Nama julat gelombang elektromagnet.
- Urutan di mana ia muncul.
- Sempadan julat dalam panjang gelombang atau frekuensi.
- Apakah yang menyebabkan penyerapan atau pancaran gelombang pada julat tertentu.
- Penggunaan setiap jenis gelombang elektromagnet.
- Sumber sinaran pelbagai gelombang elektromagnet (semula jadi dan buatan).
- Bahaya setiap jenis gelombang.
- Contoh objek yang mempunyai dimensi yang setanding dengan panjang gelombang julat yang sepadan.
- Konsep sinaran badan hitam.
- Sinaran suria dan tingkap ketelusan atmosfera.
Jalur gelombang elektromagnet
Julat gelombang mikro
Sinaran gelombang mikro digunakan untuk memanaskan makanan dalam ketuhar gelombang mikro, komunikasi mudah alih, radar (radar), sehingga 300 GHz dengan mudah melalui atmosfera, dan oleh itu sesuai untuk komunikasi satelit. Radiometer untuk penderiaan jauh dan menentukan suhu lapisan atmosfera yang berbeza, serta teleskop radio, beroperasi dalam julat ini. Julat ini adalah salah satu yang penting untuk spektroskopi EPR dan spektrum putaran molekul. Pendedahan jangka panjang kepada mata menyebabkan katarak. Telefon bimbit mempunyai kesan negatif pada otak.
Ciri ciri gelombang gelombang mikro ialah panjang gelombangnya setanding dengan saiz peralatan. Oleh itu, dalam julat ini, peranti direka bentuk berdasarkan elemen teragih. Pandu gelombang dan garis jalur digunakan untuk menghantar tenaga, dan resonator volumetrik atau garis resonan digunakan sebagai unsur resonan. Sumber gelombang gelombang mikro buatan manusia ialah klystron, magnetron, tiub gelombang kembara (TWT), diod Gunn dan diod transit avalanche (ATD). Di samping itu, terdapat maser, analog laser dalam julat panjang gelombang panjang.
Ketuhar gelombang mikro dipancarkan oleh bintang.
Dalam julat gelombang mikro terdapat sinaran gelombang mikro latar belakang kosmik (radiasi relik), yang dalam ciri spektrumnya sepenuhnya sepadan dengan sinaran badan hitam sepenuhnya dengan suhu 2.72 K. Keamatan maksimumnya berlaku pada frekuensi 160 GHz (1.9 mm) (lihat rajah di bawah). Kehadiran sinaran ini dan parameternya adalah salah satu hujah yang memihak kepada teori Big Bang, yang kini menjadi asas kosmologi moden. Yang terakhir, menurut ukuran dan pemerhatian ini khususnya, berlaku 13.6 bilion tahun yang lalu.
Di atas 300 GHz (lebih pendek daripada 1 mm), gelombang elektromagnet sangat kuat diserap oleh atmosfera Bumi. Atmosfera mula telus dalam julat IR dan boleh dilihat.
| Warna | Julat panjang gelombang, nm | Julat frekuensi, THz | Julat tenaga foton, eV |
|---|---|---|---|
| Violet | 380-440 | 680-790 | 2,82-3,26 |
| Biru | 440-485 | 620-680 | 2,56-2,82 |
| Biru | 485-500 | 600-620 | 2,48-2,56 |
| hijau | 500-565 | 530-600 | 2,19-2,48 |
| Kuning | 565-590 | 510-530 | 2,10-2,19 |
| Jingga | 590-625 | 480-510 | 1,98-2,10 |
| merah | 625-740 | 400-480 | 1,68-1,98 |
Antara laser dan sumber dengan penggunaannya, memancarkan dalam julat yang boleh dilihat, yang berikut boleh dinamakan: laser dilancarkan pertama, delima, dengan panjang gelombang 694.3 nm, laser diod, contohnya, berdasarkan GaInP dan AlGaInP untuk julat merah , dan berdasarkan GaN untuk julat biru, laser titanium-sapphire, laser He-Ne, argon dan laser ion kripton, laser wap kuprum, laser pewarna, laser dengan penggandaan kekerapan atau penjumlahan dalam media tak linear, laser Raman. (https://www.rp-photonics.com/visible_lasers.html?s=ak).
Untuk masa yang lama terdapat masalah dalam mencipta laser padat di bahagian spektrum biru-hijau. Terdapat laser gas, seperti laser ion argon (sejak 1964), yang mempunyai dua garisan pengikat utama di bahagian biru dan hijau spektrum (488 dan 514 nm) atau laser helium kadmium. Walau bagaimanapun, ia tidak sesuai untuk banyak aplikasi kerana saiznya yang besar dan bilangan talian penjanaan yang terhad. Ia tidak mungkin untuk mencipta laser semikonduktor dengan jurang jalur lebar kerana kesukaran teknologi yang besar. Walau bagaimanapun, kaedah berkesan akhirnya dibangunkan untuk menggandakan dan menggandakan kekerapan IR keadaan pepejal dan laser optik dalam kristal tak linear, laser semikonduktor berdasarkan sebatian GaN dwi dan laser penukaran naik.
Sumber cahaya di rantau biru-hijau memungkinkan untuk meningkatkan ketumpatan rakaman pada CD-ROM, kualiti reprografi, dan diperlukan untuk mencipta projektor warna penuh, untuk berkomunikasi dengan kapal selam, untuk menangkap pelepasan dasar laut, untuk penyejukan laser bagi atom dan ion individu, untuk memantau pemendapan daripada gas (pemendapan wap), dalam sitometri aliran. (diambil daripada "Laser biru-hijau padat" oleh W. P. Risk et al).
kesusasteraan:
Julat ultraviolet
Julat ultraviolet dianggap menduduki rantau ini dari 10 hingga 380 nm. Walaupun sempadannya tidak ditakrifkan dengan jelas, terutamanya di kawasan gelombang pendek. Ia dibahagikan kepada subjulat dan bahagian ini juga tidak jelas, kerana dalam sumber yang berbeza ia terikat kepada pelbagai proses fizikal dan biologi.
Jadi di laman web Persatuan Fizik Kesihatan, julat ultraviolet ditakrifkan dalam julat 40 - 400 nm dan dibahagikan kepada lima subjulat: UV vakum (40-190 nm), UV jauh (190-220 nm), UVC (220- 290 nm), UVB (290-320 nm), dan UVA (320-400 nm) (cahaya hitam). Dalam versi bahasa Inggeris artikel Wikipedia mengenai ultraviolet "Ultraviolet", julat 40 - 400 nm diperuntukkan untuk sinaran ultraviolet, tetapi dalam jadual dalam teks ia dibahagikan kepada sekumpulan subjulat bertindih, bermula dari 10 nm. Dalam versi Rusia Wikipedia "Radiasi Ultraviolet", dari awal lagi, sempadan julat UV ditetapkan dalam 10 - 400 nm. Selain itu, Wikipedia menyenaraikan kawasan 100 – 280, 280 – 315, 315 – 400 nm untuk julat UVC, UVB dan UVA.
Sinaran ultraungu, walaupun kesannya yang bermanfaat dalam kuantiti yang kecil pada objek biologi, pada masa yang sama adalah yang paling berbahaya daripada semua sinaran meluas semula jadi yang lain pada julat lain.
Sumber semula jadi utama sinaran UV ialah Matahari. Walau bagaimanapun, tidak semua sinaran sampai ke Bumi, kerana ia diserap oleh lapisan ozon stratosfera dan di rantau yang lebih pendek daripada 200 nm dengan sangat kuat oleh oksigen atmosfera.
UVC hampir diserap sepenuhnya oleh atmosfera dan tidak sampai ke permukaan bumi. Julat ini digunakan oleh lampu pembunuh kuman. Pendedahan berlebihan membawa kepada kerosakan kornea dan buta salji, serta muka terbakar yang teruk.
UVB adalah bahagian sinaran UV yang paling merosakkan, kerana ia mempunyai tenaga yang cukup untuk merosakkan DNA. Ia tidak diserap sepenuhnya oleh atmosfera (kira-kira 2% melaluinya). Sinaran ini diperlukan untuk penghasilan (sintesis) vitamin D, tetapi kesan berbahaya boleh menyebabkan luka bakar, katarak dan kanser kulit. Bahagian sinaran ini diserap oleh ozon atmosfera, penurunannya yang membimbangkan.
UVA hampir sepenuhnya mencapai Bumi (99%). Ia bertanggungjawab untuk penyamakan, tetapi lebihan membawa kepada luka bakar. Seperti UVB, ia adalah perlu untuk sintesis vitamin D. Pendedahan yang berlebihan membawa kepada penindasan sistem imun, kekerasan kulit dan pembentukan katarak. Sinaran dalam julat ini juga dipanggil cahaya hitam. Serangga dan burung dapat melihat cahaya ini.
Sebagai contoh, rajah di bawah menunjukkan pergantungan kepekatan ozon pada ketinggian di latitud utara (lengkung kuning) dan tahap penyekatan sinaran ultraungu suria oleh ozon. UVC diserap sepenuhnya sehingga ketinggian 35 km. Pada masa yang sama, UVA hampir sepenuhnya mencapai permukaan Bumi, tetapi sinaran ini hampir tidak menimbulkan bahaya. Ozon menyekat kebanyakan UVB, tetapi ada yang sampai ke Bumi. Sekiranya lapisan ozon berkurangan, kebanyakannya akan menyinari permukaan dan menyebabkan kerosakan genetik kepada hidupan.
Senarai pendek kegunaan gelombang elektromagnet dalam julat UV.
- Fotolitografi berkualiti tinggi untuk pembuatan peranti elektronik seperti mikropemproses dan cip memori.
- Dalam pembuatan unsur gentian optik, khususnya grating Bragg.
- Pembasmian kuman makanan, air, udara, objek daripada mikrob (UVC).
- Cahaya hitam (UVA) dalam sains forensik, dalam pemeriksaan karya seni, dalam mewujudkan keaslian wang kertas (fenomena pendarfluor).
- tan palsu.
- Ukiran laser.
- Dermatologi.
- Pergigian (fotopolimerisasi tampalan).
Sumber sinaran ultraungu buatan manusia ialah:
Bukan monokromatik: Lampu nyahcas gas merkuri pelbagai tekanan dan reka bentuk.
monokromatik:
- Diod laser, terutamanya berdasarkan GaN, (kuasa rendah), menjana dalam julat ultraviolet berhampiran;
- Laser excimer adalah sumber sinaran ultraungu yang sangat berkuasa. Mereka memancarkan denyut nanosaat (picosaat dan mikrosaat) dengan kuasa purata antara beberapa watt hingga ratusan watt. Panjang gelombang biasa terletak di antara 157 nm (F2) hingga 351 nm (XeF);
- Beberapa laser keadaan pepejal didopkan dengan serium, seperti Ce3+:LiCAF atau Ce3+:LiLuF4, yang beroperasi dalam mod berdenyut dengan denyutan nanosaat;
- Sesetengah laser gentian, sebagai contoh, didopkan dengan neodymium;
- Sesetengah laser pewarna mampu memancarkan cahaya ultraviolet;
- Laser ion argon, yang, walaupun pada hakikatnya garis utama terletak dalam julat optik, boleh menghasilkan sinaran berterusan dengan panjang gelombang 334 dan 351 nm, tetapi dengan kuasa yang lebih rendah;
- Pemancaran laser nitrogen pada panjang gelombang 337 nm. Laser yang sangat mudah dan murah, beroperasi dalam mod berdenyut dengan tempoh nadi nanosaat dan kuasa puncak beberapa megawatt;
- Kekerapan tiga kali ganda laser Nd:YAG dalam kristal tak linear;
kesusasteraan:
- Wikipedia "Ultraviolet".
Spektrum elektromagnetik
Spektrum elektromagnetik- jumlah semua julat frekuensi sinaran elektromagnet.
Panjang gelombang - frekuensi - tenaga foton
Kuantiti berikut digunakan sebagai ciri spektrum sinaran elektromagnet:
- Kekerapan ayunan - skala kekerapan diberikan dalam artikel berasingan;
- Tenaga foton (kuantum medan elektromagnet).
Ketelusan bahan untuk sinar gamma, berbeza dengan cahaya yang boleh dilihat, tidak bergantung pada bentuk kimia dan keadaan pengagregatan bahan, tetapi terutamanya pada cas nukleus yang membentuk bahan dan pada tenaga sinar gamma. . Oleh itu, kapasiti penyerapan lapisan bahan untuk sinar gamma boleh, pada anggaran pertama, dicirikan oleh ketumpatan permukaannya (dalam g/cm²). Tiada cermin atau kanta untuk sinar-γ.
Tiada had bawah yang tajam untuk sinaran gamma, tetapi biasanya dipercayai bahawa gamma quanta dipancarkan oleh nukleus, dan x-ray quanta dipancarkan oleh kulit elektron atom (ini hanya perbezaan istilah yang tidak menjejaskan sifat fizikal sinaran).
sinaran X-ray
- daripada 0.1 nm = 1 Å (12,400 eV) kepada 0.01 nm = 0.1 Å (124,000 eV) - sinaran x-ray keras. Sumber: beberapa tindak balas nuklear, tiub sinar katod.
- 10 nm (124 eV) hingga 0.1 nm = 1 Å (12,400 eV) - x-ray lembut. Sumber: tiub sinar katod, sinaran plasma terma.
Kuanta sinar-X dipancarkan terutamanya semasa peralihan elektron dalam kulit elektron atom berat ke orbit rendah. Kekosongan di orbit rendah biasanya dicipta oleh hentaman elektron. Sinaran sinar-X yang dicipta dengan cara ini mempunyai spektrum garis dengan ciri frekuensi bagi atom tertentu (lihat sinaran ciri); ini membolehkan, khususnya, mengkaji komposisi bahan (analisis pendarfluor sinar-x). Sinar-X terma, bremsstrahlung dan synchrotron mempunyai spektrum berterusan.
Dalam sinar-X, pembelauan oleh kekisi kristal diperhatikan, kerana panjang gelombang elektromagnet pada frekuensi ini adalah hampir dengan tempoh kekisi kristal. Kaedah analisis pembelauan sinar-X adalah berdasarkan ini.
Radiasi ultra ungu
Julat: 400 nm (3.10 eV) hingga 10 nm (124 eV)
| Nama | Singkatan | Panjang gelombang dalam nanometer | Jumlah tenaga setiap foton |
|---|---|---|---|
| Dekat | NUV | 400 - 300 | 3.10 - 4.13 eV |
| Purata | MUV | 300 - 200 | 4.13 - 6.20 eV |
| Selanjutnya | F.U.V. | 200 - 122 | 6.20 - 10.2 eV |
| melampau | EUV, XUV | 121 - 10 | 10.2 - 124 eV |
| vakum | VUV | 200 - 10 | 6.20 - 124 eV |
| Ultraviolet A, julat gelombang panjang, Cahaya hitam | UVA | 400 - 315 | 3.10 - 3.94 eV |
| Ultraviolet B (julat pertengahan) | UVB | 315 - 280 | 3.94 - 4.43 eV |
| Ultraviolet C, gelombang pendek, julat pembunuh kuman | UVC | 280 - 100 | 4.43 - 12.4 eV |
Sinaran optik
Sinaran dalam julat optik (cahaya kelihatan dan sinaran inframerah dekat) melalui atmosfera secara bebas dan boleh dipantulkan dan dibiaskan dengan mudah dalam sistem optik. Sumber: sinaran haba (termasuk Matahari), pendarfluor, tindak balas kimia, LED.
- dari 30 GHz hingga 300 GHz - gelombang mikro.
- dari 3 GHz hingga 30 GHz - gelombang sentimeter (gelombang mikro).
- dari 300 MHz hingga 3 GHz - gelombang desimeter.
- dari 30 MHz hingga 300 MHz - gelombang meter.
- dari 3 MHz hingga 30 MHz - gelombang pendek.
- dari 300 kHz hingga 3 MHz - gelombang sederhana.
- dari 30 kHz hingga 300 kHz - gelombang panjang.
- dari 3 kHz hingga 30 kHz - gelombang ultra-panjang (myriameter).
Tidak seperti julat optik, kajian spektrum dalam julat radio dijalankan bukan dengan pemisahan gelombang fizikal, tetapi dengan kaedah pemprosesan isyarat.
lihat juga
Yayasan Wikimedia. 2010.
- Kamus penjelasan Inggeris-Rusia mengenai nanoteknologi. - M. - medan elektromagnet jangka pendek yang berlaku semasa letupan senjata nuklear akibat daripada interaksi sinaran gamma dan neutron yang dipancarkan semasa letupan nuklear dengan atom persekitaran. Spektrum frekuensi nadi elektromagnet... ... Kamus Laut
Nadi elektromagnet letupan nuklear- medan elektromagnet jangka pendek yang berlaku semasa letupan senjata nuklear akibat daripada interaksi sinaran gamma dan neutron yang dipancarkan semasa letupan nuklear dengan atom persekitaran. Spektrum bahagian E.m.i. sepadan dengan julat ... ... Perlindungan awam. Kamus konsep dan istilah
Cahaya matahari selepas melalui spektrum prisma kaca segi tiga (spektrum Latin dari rupa spektrum Latin) dalam fizik, taburan nilai kuantiti fizik (biasanya tenaga, kekerapan atau jisim), serta perwakilan grafik ... .. Wikipedia
Medan elektromagnet jangka pendek yang berlaku semasa letupan senjata nuklear akibat daripada interaksi sinaran gamma dan neutron yang dipancarkan semasa letupan nuklear dengan atom persekitaran. Spektrum frekuensi I.e.m. melumpuhkan atau... Kamus situasi kecemasan
Terdapat beberapa jenis sinaran elektromagnet, dari gelombang radio hingga sinar gamma. Sinar elektromagnet semua jenis merambat dalam vakum pada kelajuan cahaya dan berbeza antara satu sama lain hanya dalam panjang gelombang.
spektroskopi 1859
1864 Persamaan Maxwell
1864 RANGKAIAN
RADIASI ELEKTROMAGNETIK
1900 sinaran
Badan hitam
Selepas kemunculan persamaan Maxwell, menjadi jelas bahawa mereka meramalkan kewujudan fenomena semula jadi yang tidak diketahui oleh sains - gelombang elektromagnet melintang, yang merupakan ayunan medan elektrik dan magnet yang saling berkaitan yang merambat di angkasa pada kelajuan cahaya. James Clark Maxwell sendiri adalah orang pertama yang menunjukkan kepada komuniti saintifik akibat daripada sistem persamaan yang diperolehnya. Dalam pembiasan ini, kelajuan perambatan gelombang elektromagnet dalam vakum ternyata menjadi pemalar universal yang penting dan asas sehingga ia ditetapkan oleh huruf c yang berasingan, berbeza dengan semua kelajuan lain, yang biasanya ditetapkan oleh huruf v. .
Setelah membuat penemuan ini, Maxwell segera menentukan bahawa cahaya yang boleh dilihat adalah "semata-mata" sejenis gelombang elektromagnet. Pada masa itu, panjang gelombang gelombang cahaya di bahagian spektrum yang kelihatan telah diketahui - dari 400 nm (sinar ungu) hingga 800 nm (sinar merah). (Nometer ialah satu unit panjang bersamaan dengan satu bilion meter, yang digunakan terutamanya dalam fizik atom dan sinar; 1 nm = 10 -9 m.) Semua warna pelangi sepadan dengan panjang gelombang yang berbeza, terletak di dalam ini. had yang sempit. Walau bagaimanapun, persamaan Maxwell tidak mengandungi sebarang sekatan pada julat panjang gelombang elektromagnet yang mungkin. Apabila menjadi jelas bahawa gelombang elektromagnet dengan panjang yang sangat berbeza mesti wujud, perbandingan sebenarnya telah dikemukakan dengan segera mengenai fakta bahawa mata manusia membezakan jalur sempit panjang dan frekuensinya: seseorang diumpamakan sebagai pendengar konsert simfoni , yang pendengarannya hanya mampu menangkap bahagian biola, tidak membezakan semua bunyi lain.
Tidak lama selepas ramalan Maxwell tentang kewujudan gelombang elektromagnet dalam julat spektrum lain, satu siri penemuan diikuti yang mengesahkan ketepatannya. Gelombang radio adalah yang pertama ditemui pada tahun 1888 oleh ahli fizik Jerman Heinrich Hertz (1857-1894). Satu-satunya perbezaan antara gelombang radio dan cahaya ialah panjang gelombang radio boleh berkisar dari beberapa desimeter hingga beribu-ribu kilometer. Menurut teori Maxwell, punca gelombang elektromagnet ialah pergerakan cas elektrik yang dipercepatkan. Ayunan elektron di bawah pengaruh voltan elektrik berselang-seli dalam antena pemancar radio mencipta gelombang elektromagnet yang merambat di atmosfera bumi. Semua jenis gelombang elektromagnet yang lain juga timbul akibat pelbagai jenis pergerakan dipercepatkan cas elektrik.
Seperti gelombang cahaya, gelombang radio boleh bergerak dalam jarak jauh di atmosfera Bumi dengan hampir tiada kerugian, menjadikannya pembawa maklumat yang dikodkan yang berguna. Sudah pada awal tahun 1894 - lebih daripada lima tahun selepas penemuan gelombang radio - jurutera-fizik Itali Guglielmo Marconi (1874-1937) telah merancang
10" 10" 10* 10" 1
10 10* 10*
1SG 5 10* 10"" 10^ 10*
- 10"" X-ray
sinar - 10 -i*
- 10""
- 10"
- 1(G"
- 1<Г"
sinar gama
Gelombang elektromagnet membentuk spektrum panjang gelombang dan tenaga (frekuensi) berterusan, dibahagikan kepada julat konvensional - daripada gelombang radio kepada sinar gama
telegraf wayarles pertama yang berfungsi - prototaip radio moden - yang mana beliau telah dianugerahkan Hadiah Nobel pada tahun 1909.
Selepas kewujudan gelombang elektromagnet di luar spektrum yang boleh dilihat, yang diramalkan oleh persamaan Maxwell, mula-mula disahkan secara eksperimen, relung spektrum yang tinggal diisi dengan sangat cepat. Hari ini, gelombang elektromagnet dari semua julat tanpa pengecualian telah ditemui, dan hampir kesemuanya menemui aplikasi yang luas dan berguna dalam sains dan teknologi. Kekerapan gelombang dan tenaga bagi kuantiti sinaran elektromagnet yang sepadan (lihat pemalar Plank) meningkat dengan pengurangan panjang gelombang. Keseluruhan semua gelombang elektromagnet membentuk apa yang dipanggil spektrum sinaran elektromagnet berterusan. Ia dibahagikan kepada julat berikut (mengikut urutan peningkatan frekuensi dan penurunan panjang gelombang):
Gelombang radio
Seperti yang telah dinyatakan, panjang gelombang radio boleh berbeza-beza dengan ketara - dari beberapa sentimeter hingga ratusan malah beribu-ribu kilometer, yang setanding dengan jejari dunia (kira-kira 6400 km). Gelombang semua jalur radio digunakan secara meluas dalam teknologi - gelombang desimeter dan meter ultrashort digunakan untuk penyiaran televisyen dan radio dalam julat gelombang ultrashort dengan modulasi frekuensi (VHF/UB), memberikan penerimaan isyarat berkualiti tinggi dalam zon perambatan gelombang langsung. Gelombang radio dalam julat meter dan kilometer digunakan untuk penyiaran radio dan komunikasi radio pada jarak jauh menggunakan modulasi amplitud (AM), yang, walaupun dengan mengorbankan kualiti isyarat, memastikan penghantarannya pada jarak yang jauh sewenang-wenangnya di dalam Bumi disebabkan oleh pantulan. gelombang dari ionosfera planet. Walau bagaimanapun, hari ini jenis komunikasi ini menjadi perkara yang lepas terima kasih kepada perkembangan komunikasi satelit. Gelombang dalam julat desimeter tidak boleh membengkok di sekitar ufuk bumi seperti gelombang meter, yang mengehadkan kawasan penerimaan kepada kawasan perambatan langsung, yang, bergantung pada ketinggian antena dan kuasa pemancar, berjulat dari beberapa hingga beberapa puluh kilometer . Dan di sini pengulang satelit datang untuk menyelamatkan, mengambil peranan pemantul gelombang radio yang dimainkan oleh ionosfera berhubung dengan gelombang meter.
Ketuhar gelombang mikro
Gelombang mikro dan gelombang radio gelombang mikro mempunyai panjang 300 mm hingga 1 mm. Gelombang sentimeter, seperti desimeter dan gelombang radio meter, boleh dikatakan tidak diserap oleh atmosfera dan oleh itu digunakan secara meluas dalam satelit.
kovaya dan komunikasi selular dan sistem telekomunikasi lain. Saiz hidangan satelit biasa adalah sama dengan beberapa panjang gelombang gelombang sedemikian.
Gelombang gelombang mikro yang lebih pendek juga mempunyai banyak aplikasi industri dan domestik. Ia cukup untuk menyebut ketuhar gelombang mikro, yang kini dilengkapi di kedua-dua kedai roti industri dan dapur rumah. Pengendalian ketuhar gelombang mikro adalah berdasarkan putaran pantas elektron dalam peranti yang dipanggil klystron. Akibatnya, elektron memancarkan gelombang gelombang mikro elektromagnet pada frekuensi tertentu, di mana ia mudah diserap oleh molekul air. Apabila anda memasukkan makanan ke dalam ketuhar gelombang mikro, molekul air dalam makanan menyerap tenaga daripada gelombang mikro, bergerak lebih pantas, dan seterusnya memanaskan makanan. Dalam erti kata lain, tidak seperti ketuhar atau ketuhar konvensional, di mana makanan dipanaskan dari luar, ketuhar gelombang mikro memanaskannya dari dalam.
Sinaran inframerah
Bahagian spektrum elektromagnet ini termasuk sinaran dengan panjang gelombang dari 1 milimeter hingga lapan ribu diameter atom (kira-kira 800 nm). Seseorang merasakan sinar bahagian spektrum ini terus melalui kulit - sebagai haba. Jika anda menghulurkan tangan anda ke arah api atau objek panas dan merasakan haba yang terpancar daripadanya, anda menganggap sinaran inframerah sebagai haba. Sesetengah haiwan (contohnya, ular beludak liang) malah mempunyai organ deria yang membolehkan mereka menentukan lokasi mangsa berdarah panas oleh sinaran inframerah badannya.
Memandangkan kebanyakan objek di permukaan Bumi memancarkan tenaga dalam julat panjang gelombang inframerah, pengesan inframerah memainkan peranan penting dalam teknologi pengesanan moden. Kanta mata inframerah peranti penglihatan malam membolehkan orang ramai "melihat dalam gelap", dan dengan bantuan mereka adalah mungkin untuk mengesan bukan sahaja orang, tetapi juga peralatan dan struktur yang telah memanaskan badan pada siang hari dan mengeluarkan haba mereka pada waktu malam ke persekitaran dalam bentuk sinar inframerah. Pengesan sinar inframerah digunakan secara meluas oleh perkhidmatan menyelamat, contohnya, untuk mengesan orang yang masih hidup di bawah runtuhan selepas gempa bumi atau bencana alam dan buatan manusia yang lain.
Cahaya nampak
Seperti yang telah disebutkan, panjang gelombang elektromagnet dalam julat cahaya boleh dilihat berkisar antara lapan hingga empat ribu diameter atom (800-400 nm). Mata manusia ialah alat yang ideal untuk merakam dan menganalisis gelombang elektromagnet dalam julat ini. Ini disebabkan oleh dua sebab. Pertama, seperti yang dinyatakan, gelombang bahagian spektrum yang kelihatan merambat hampir tanpa halangan dalam suasana yang telus kepada mereka. Kedua, suhu permukaan suria (kira-kira 5000°C) adalah sedemikian rupa sehingga tenaga puncak sinar suria jatuh tepat di bahagian spektrum yang boleh dilihat. Oleh itu, sumber tenaga utama kita mengeluarkan sejumlah besar tenaga dalam julat cahaya yang boleh dilihat, dan persekitaran di sekeliling kita sebahagian besarnya telus kepada sinaran ini. Oleh itu, tidak menghairankan bahawa mata manusia, dalam proses evolusi, telah dibentuk sedemikian rupa untuk menangkap dan mengenali dengan tepat bahagian spektrum gelombang elektromagnet ini.
Saya ingin menegaskan sekali lagi bahawa tidak ada yang istimewa dari sudut fizikal dalam julat sinar elektromagnet yang boleh dilihat. Ia hanyalah jalur sempit dalam spektrum luas gelombang yang dipancarkan (lihat rajah). Bagi kami, ia sangat penting hanya setakat otak manusia dilengkapi dengan alat untuk mengenal pasti dan menganalisis gelombang elektromagnet di bahagian spektrum tertentu ini.
Sinar ultraviolet
Sinar ultraungu termasuk sinaran elektromagnet dengan panjang gelombang dari beberapa ribu hingga beberapa diameter atom (400-10 nm). Dalam bahagian spektrum ini, sinaran mula menjejaskan fungsi organisma hidup. Sinaran ultraungu ringan dalam spektrum suria (dengan panjang gelombang menghampiri bahagian spektrum yang kelihatan), contohnya, menyebabkan penyamakan dalam dos sederhana, dan luka terbakar teruk dalam dos yang berlebihan. Sinaran ultraungu keras (gelombang pendek) merosakkan sel biologi dan oleh itu digunakan, khususnya, dalam bidang perubatan untuk mensterilkan instrumen pembedahan dan peralatan perubatan, membunuh semua mikroorganisma pada permukaannya.
Semua hidupan di Bumi dilindungi daripada kesan berbahaya sinaran ultraungu keras oleh lapisan ozon atmosfera bumi, yang menyerap kebanyakan sinaran ultraungu keras dalam spektrum sinaran suria (lihat lubang ozon). Jika tidak kerana perisai semulajadi ini, kehidupan di Bumi hampir tidak akan muncul dari perairan Lautan Dunia. Walau bagaimanapun, di sebalik lapisan ozon pelindung, beberapa sinaran ultraungu yang keras sampai ke permukaan bumi dan boleh menyebabkan kanser kulit, terutamanya pada orang yang secara semula jadi terdedah kepada pucat dan tidak berkulit sawo matang di bawah matahari.
X-ray
Sinaran dalam julat panjang gelombang daripada beberapa diameter atom hingga beberapa ratus diameter nukleus atom dipanggil sinar-X. X-ray menembusi tisu lembut badan dan oleh itu amat diperlukan dalam diagnosis perubatan.
tandakan. Seperti dalam kes gelombang radio, jurang masa antara penemuan mereka pada tahun 1895 dan permulaan aplikasi praktikal, yang ditandai dengan penerimaan sinar-X pertama di hospital Paris, adalah beberapa tahun. (Adalah menarik untuk diperhatikan bahawa akhbar Paris pada masa itu sangat terpikat dengan idea bahawa sinar-X boleh menembusi pakaian sehingga mereka tidak melaporkan apa-apa tentang aplikasi perubatan unik mereka.)
sinar gama
Panjang gelombang terpendek dan frekuensi tertinggi dan sinar tenaga dalam spektrum elektromagnet ialah sinar-y (sinar gamma). Mereka terdiri daripada foton tenaga ultra tinggi dan digunakan hari ini dalam onkologi untuk merawat tumor kanser (atau lebih tepat, untuk membunuh sel kanser). Walau bagaimanapun, kesannya terhadap sel hidup adalah sangat merosakkan sehinggakan penjagaan yang melampau mesti diambil supaya tidak menyebabkan kemudaratan kepada tisu dan organ yang sihat di sekelilingnya.
Kesimpulannya, adalah penting untuk ditekankan sekali lagi bahawa walaupun semua jenis sinaran elektromagnet yang diterangkan menunjukkan diri mereka secara luaran secara berbeza, pada terasnya mereka adalah kembar. Semua gelombang elektromagnet dalam mana-mana bahagian spektrum mewakili ayunan melintang medan elektrik dan magnet yang merambat dalam vakum atau medium, semuanya merambat dalam vakum pada kelajuan cahaya c dan berbeza antara satu sama lain hanya dalam panjang gelombang dan, sebagai akibatnya; , dalam tenaga yang mereka bawa. Ia hanya tinggal untuk menambah bahawa sempadan julat yang saya namakan adalah agak sewenang-wenangnya (dan dalam buku lain anda kemungkinan besar akan menemui nilai yang sedikit berbeza dari panjang gelombang sempadan). Khususnya, pelepasan gelombang mikro dengan panjang gelombang yang panjang selalunya dan betul diklasifikasikan sebagai gelombang radio frekuensi ultra tinggi. Tiada sempadan yang jelas antara ultraungu keras dan sinar-X lembut, serta antara sinar-X keras dan sinaran gamma lembut.
Spektroskopi
Kehadiran atom unsur kimia dalam bahan boleh dikenal pasti dengan kehadiran garis ciri dalam spektrum pelepasan atau penyerapan.
KAEDAH ANALISIS SPEKRAL
Kaedah analisis spektrum adalah berdasarkan merekodkan spektrum pelepasan atau penyerapan atom dan molekul dan mengukur keamatan sinaran elektromagnet dalam julat tenaga yang sempit. Kaedah analisis spektrum dibahagikan kepada frekuensi radio, optik, sinar-X dan jenis spektrometri lain, bergantung pada kawasan spektrum elektromagnet di mana pengukuran diambil.
Sinaran elektromagnet boleh dicirikan sama ada gelombang, atau tenaga parameter. Semua kuantiti ini saling berkaitan dan pilihan satu atau kuantiti lain ditentukan oleh kemudahan kerja.
Parameter gelombang dinyatakan oleh panjang gelombang l(m, cm, µm, nm atau Å), kekerapan getaran n(s -1 atau hertz, 1 Hz = 1 s -1), atau nombor gelombang uu(m -1, cm -1). Dalam sesetengah buku, nombor gelombang dilambangkan dengan tanda. Kekerapan elektromagnet n berkaitan dengan panjang gelombang l nisbah n = c/l, di mana Dengan- kelajuan cahaya dalam vakum, bersamaan dengan 2.997925∙10 8 m/s (kira-kira 3∙10 8 m/s). Dalam spektroskopi, adalah kebiasaan untuk memanggil nombor gelombang sebagai frekuensi. u = 1/l, menunjukkan berapa banyak panjang gelombang yang sesuai dalam selang 1 cm (iaitu jika l= 10 -5 m = 10-3 cm, kemudian u= 1000 cm -1). Melanggar keperluan untuk menggunakan sistem SI, nombor gelombang masih diukur dalam sentimeter timbal balik (cm -1). 1 cm ≡ 11.9631 J/mol.
Kekerapan garis spektrum serapan adalah berkaitan dengan perbezaan tenaga Δ E keadaan teruja dan asas:
ΔE= hν = E kecuali. - E asas,
di mana h– Pemalar Planck ( h= 6.626·10 -34 J·s).
Seperti berikut dari formula di atas, kuanta sinaran dengan panjang gelombang yang lebih pendek (dengan frekuensi yang lebih tinggi) mempunyai tenaga yang lebih tinggi.
Rajah 1. Skim untuk mengukur tenaga elektron dalam hidrogen atom (subperingkat p dan d tidak ditunjukkan pada rajah). Tenaga elektron dengan nombor kuantum utama n= 1 sepadan dengan keadaan dasar atom (1 s 1). Negeri lain (2s 1, 3s 1, 4s 1, ....) teruja. Peralihan elektron daripada keadaan teruja 2s 1, 3s 1, 4s 1, ... ke tahap 1s 1 sepadan dengan siri Lyman, dari keadaan 3s 1, 4s 1, ... ke tahap 2s 1 - Balmer siri, dsb.
nasi. 2. Spektrum pelepasan hidrogen atom - garis cahaya dan jalur pada latar belakang hitam. garis hitam pada latar belakang putih. Spektrum penyerapan kelihatan berbeza - garis hitam dan jalur (di tempat yang sama) pada latar belakang putih. garis dan jalur putih pada latar belakang hitam. Sambungan talian adalah disebabkan oleh
Spektrum sinaran elektromagnet
E kuantum →
| 10 5 | 3∙10 -4 | 8∙10 -7 | 4∙10 -7 | 10 -8 | 10 -12 | l, m | |||||||||||||
| Kawasan frekuensi radio | Kawasan gelombang mikro | Rantau inframerah | Sinaran yang boleh dilihat | Rantau ultraungu | sinaran X-ray | g - sinaran sinaran kosmik | |||||||||||||
| Spektrum putaran | K-vr. | Spektrum elektronik | Perubahan | Perubahan | |||||||||||||||
| Perubahan dalam keadaan tenaga putaran elektron (spektroskopi EPR). Perubahan dalam keadaan tenaga putaran nuklear (spektroskopi NMR) | Getaran - spektrum putaran (getaran atom dalam molekul). spektroskopi IR | Perubahan dalam keadaan tenaga elektron luar (valens) (spektroskopi UV dan boleh dilihat, spektroskopi Raman) | dalam keadaan tenaga elektron dalaman atom (X-ray) | dalam keadaan tenaga nukleus (kaedah analisis fizik nuklear) | |||||||||||||||
Spektrum elektromagnet terdiri daripada sinaran gamma keras dengan panjang gelombang yang sangat pendek kepada gelombang radio yang panjang. Setiap kawasan spektrum dikaitkan dengan jenis pergerakan intramolekul tertentu, proses dalam atom dan nukleus. Apabila quanta cahaya diserap atau dipancarkan, tenaga elektron dalam kulit elektron atom dan molekul, tenaga getaran nukleus atom dalam molekul, dan tenaga putaran molekul berubah.
Semua jenis pergerakan intramolekul saling berkaitan, tetapi bagi setiap daripada mereka terdapat set tertentu nilai tenaga yang dibenarkan (dibenarkan).
1.1.1 Spektrum molekul pelepasan, penyerapan dan hamburan Raman (lihat perenggan 1.4)
Doktrin moden spektrum sinaran elektromagnet adalah berdasarkan teori kuantum, yang menurutnya sistem atom hanya stabil dalam keadaan pegun tertentu yang sepadan dengan jujukan nilai tenaga tertentu yang diskret. Peralihan antara dua keadaan kuantum 1 « 2 dengan tenaga E 1 dan E 2 membawa kepada penyerapan (penyerapan), E 1< E 2 , atau pelepasan (pelepasan), E 1 > E 2, tenaga dalam bentuk sinaran elektromagnet dengan frekuensi n, ditentukan oleh persamaan Bohr:
DE = |E 1 - E 2|= hn,
di mana E 1 Dan E 2- tenaga keadaan awal dan akhir, masing-masing, hh- pemalar Planck, n- kekerapan sinaran yang diserap atau dipancarkan. h= 6.616 10 -34 J∙s
Menurut persamaan frekuensi Bohr, garis muncul dalam spektrum dengan frekuensi (s -1)
n = |E 1 - E 2|/h
atau dengan nombor gelombang (cm -1)
u = |E 1 - E 2|/hc.
Peralihan dari aras tenaga yang lebih rendah ke yang atas menghasilkan spektrum penyerapan (penyerapan), dan dari yang atas ke yang lebih rendah - spektrum pelepasan (pelepasan) (Rajah 2).
Kaedah analisis spektrometri optik menggunakan diskret tahap tenaga molekul dan pelepasan atau penyerapan sinaran, yang dikaitkan dengan peralihan molekul atau atom dari satu tahap tenaga ke tahap tenaga yang lain (Rajah 1). Tenaga kuanta cahaya dalam spektroskopi dinyatakan dalam sentimeter salingan, dengan mengambil kira bahawa 1 cm -1 ≡ 11.9631 J/mol. Kuanta yang timbul semasa peralihan elektronik mempunyai tenaga tertinggi (dari 40 hingga 400 kJ/mol), diikuti oleh quanta getaran (dari 4 hingga 40 kJ/mol) dan kemudian quanta putaran, dengan tenaga terendah (0.4 - 4 kJ/mol). ). Peralihan elektronik secara serentak disertai dengan peralihan getaran dan putaran, i.e. mewakili elektronik - getaran - putaran peralihan. (Gamb. 3).
nasi. 31. Gambar rajah aras tenaga bagi molekul diatomik: E e - tahap tenaga elektron; E v– tahap tenaga getaran (getaran – getaran, ayunan): E r – tahap tenaga putaran (putaran): vevr– peralihan yang sepadan dengan spektrum elektronik – getaran – putaran: v v r- peralihan yang sepadan dengan spektrum getaran-putaran; v r– peralihan yang sepadan dengan spektrum putaran. [Zolotov. Asas kimia analisis. Buku 2. hlm.207]
Tenaga kuantum peralihan sedemikian dinyatakan oleh formula
e el.-col.-vr = e el + e ql + e hr = hn el + hn ql + hn hr,
dan kekerapan garis yang sepadan dalam spektrum adalah sama dengan jumlah frekuensi (ini adalah satu baris):
n el.-col.-temp.
Untuk ringkasnya, spektrum elektronik-getaran-putaran dipanggil secara ringkas elektronik spektrum. Ia terdiri daripada banyak siri jalur di kawasan UV dan boleh dilihat. Setiap siri sepadan dengan satu peralihan elektronik dari tahap yang lebih tinggi ke beberapa tahap yang lebih rendah (Rajah 1). Tenaga quanta yang merangsang peralihan sedemikian, kami ulangi, terletak dalam julat 40 ÷ 400 kJ/mol. Nombor gelombang Frekuensi νu kuanta peralihan elektronik terletak pada julat (3.3 ÷ 33.3)∙10 3 cm -1, yang sepadan dengan panjang gelombang.e. l dari 0.3 hingga 3 mikron.
Kuanta tenaga yang lebih rendah dalam kawasan 4 ÷ 40 kJ/mol sepadan dengan peralihan antara aras getaran. Dalam kes ini, perubahan dalam keadaan putaran, walaupun tenaga yang lebih rendah, tidak dapat dielakkan berlaku, dan getaran-putaran julat. Tenaga peralihan dan kekerapan garisan dalam spektrum getaran-putaran dikaitkan dengan hubungan:
e count-time = e count + e time = hn count + hn time
n bilangan kali = n nombor + n masa
Untuk peralihan getaran yang diberikan dengan kekerapan n kira jalur muncul, garis individu yang sepadan dengan kombinasi istilah yang berbeza dalam jumlah n kira + n vr. Nombor gelombang u Kekerapan quanta getaran n memanjang dari 30 hingga 4000 cm -1 ( l dari 2.5 µm hingga 0.3 mm). Ini ialah kawasan inframerah jauh, berdekatan dengan kawasan gelombang radio milimeter.
Kuanta tenaga yang lebih rendah (0.4 ÷ 4 kJ/mol) hanya boleh menyebabkan peralihan antara aras putaran dan menimbulkan semata-mata bergilir spektrum Tenaga peralihan dan frekuensi dalam spektrum putaran dikaitkan dengan hubungan
e masa = hn masa
Setiap baris dalam spektrum sedemikian mempunyai frekuensi n vr, menjawab i-peralihan putaran ke-. Spektrum putaran mempunyai frekuensi tertib 10 -1 ÷ 1 cm -1 dan meluas ke kawasan submilimeter (MV - kawasan gelombang mikro) dan sentimeter (gelombang mikro - kawasan gelombang mikro) gelombang radio.
Rajah 3. Bentuk jalur dalam spektrum molekul: A- kontur berbentuk loceng licin; b – jalur dengan struktur halus yang jelas. Ciri jalur: saya maksimum, v maksimum, Δ v. Jalur spektrum ialah satu set garis spektrum jarak rapat yang terbentuk hasil daripada superposisi yang mengiringi peralihan getaran dan putaran pada peralihan elektronik.
Kontur jalur spektrum dalam spektrum molekul boleh licin, berbentuk loceng atau mempamerkan struktur halus (Rajah 3). Jalur tanpa struktur halus yang diselesaikan biasanya dicirikan, seperti garis spektrum, dengan tiga parameter: kekerapan n maks(panjang gelombang lmax); nilai keamatan maksimum (keamatan puncak) saya maks ; lebar Δ v (Δ λ ). Lebar jalur dalam spektrum getaran-putaran boleh mencapai beberapa puluh sentimeter songsang, dan dalam spektrum elektronik - beberapa ribu sentimeter songsang.
1.1.2 Pengujaan spektrum
Kesan tenaga pada bahan boleh dilakukan dengan cara terma, elektromagnet, kimia dan lain-lain. Semua pengaruh ini membawa kepada pancaran sinaran elektromagnet oleh bahan tersebut. Tenaga dipancarkan dalam bentuk spektrum garis, dicirikan oleh panjang gelombang diskret. Apabila sinaran spektrum berterusan melalui bahan, sebaliknya, tenaga diserap dan spektrum penyerapan terbentuk, yang juga dicirikan oleh panjang gelombang diskret. Nisbah keamatan jalur yang sepadan dengan peralihan yang sama m « n, dalam spektrum serapan saya a dan spektrum pelepasan iaitu berbeza-beza dan bergantung kepada kekerapan peralihan. Teori itu membawa kepada hubungan
mereka. keamatan pelepasan iaitu adalah berkali-kali lebih besar daripada keamatan penyerapan saya a di kawasan frekuensi tinggi. Oleh itu, adalah lebih mudah untuk mengkaji spektrum pelepasan di kawasan yang boleh dilihat dan ultraungu. Di kawasan frekuensi rendah (kawasan IR dan gelombang mikro) adalah lebih mudah untuk mengkaji spektrum penyerapan. Pada frekuensi ini, sebaliknya, spektrum penyerapan lebih sengit.
Sebaliknya, spektrum pelepasan dikenali untuk atom (spektrum atom telah dikaji) dan hanya untuk sebilangan kecil molekul yang agak mudah. Oleh itu, spektrum molekul dikaji terutamanya sebagai spektrum pengambilalihan, apabila sinaran daripada sumber spektrum berterusan (contohnya, lampu pijar) melalui kuvet yang diisi dengan larutan bahan. Oleh kerana setiap unsur struktur molekul menyerap tenaga hanya dalam kawasan cirinya, dengan menentukan kekerapan dan mengukur keamatan sinaran yang diserap, adalah mungkin untuk mewujudkan struktur sebatian (analisis kualitatif) dan menentukan jumlah bahan di bawah kajian (analisis kuantitatif).
Sifat sinaran elektromagnet. Sinaran elektromagnet dengan panjang gelombang yang berbeza mempunyai banyak perbezaan, tetapi kesemuanya, daripada gelombang radio kepada sinaran gamma, adalah sifat fizikal yang sama. Semua jenis sinaran elektromagnet, pada tahap yang lebih besar atau lebih kecil, mempamerkan sifat-sifat gangguan, pembelauan dan ciri-ciri polarisasi gelombang. Pada masa yang sama, semua jenis sinaran elektromagnet mempamerkan sifat kuantum pada tahap yang lebih besar atau lebih kecil.
Biasa kepada semua sinaran elektromagnet ialah mekanisme kejadiannya: gelombang elektromagnet dengan sebarang panjang gelombang boleh timbul semasa pergerakan dipercepatkan cas elektrik atau semasa peralihan molekul, atom atau nukleus atom dari satu keadaan kuantum ke keadaan kuantum yang lain. Ayunan harmonik cas elektrik disertakan dengan sinaran elektromagnet yang mempunyai frekuensi yang sama dengan frekuensi ayunan cas.
Gelombang radio. Apabila ayunan berlaku dengan frekuensi dari 10 5 hingga 10 12 Hz, sinaran elektromagnet timbul, panjang gelombangnya terletak dalam julat dari beberapa kilometer hingga beberapa milimeter. Bahagian skala sinaran elektromagnet ini merujuk kepada julat gelombang radio. Gelombang radio digunakan untuk komunikasi radio, televisyen, dan radar.
Sinaran inframerah. Sinaran elektromagnet dengan panjang gelombang kurang daripada 1-2 mm, tetapi lebih besar daripada 8 * 10 -7 m, i.e. yang terletak di antara julat gelombang radio dan julat cahaya yang boleh dilihat dipanggil sinaran inframerah.
Kawasan spektrum di luar tepi merahnya mula-mula dikaji secara eksperimen pada tahun 1800. Ahli astronomi Inggeris William Herschel (1738 - 1822). Herschel meletakkan termometer dengan bola hitam di hujung merah spektrum dan mendapati peningkatan suhu. Bola termometer itu dipanaskan oleh sinaran yang tidak dapat dilihat oleh mata. Sinaran ini dipanggil sinar inframerah.
Sinaran inframerah dipancarkan oleh mana-mana badan yang dipanaskan. Sumber sinaran inframerah ialah dapur, radiator pemanas air, dan lampu elektrik pijar.
Menggunakan peranti khas, sinaran inframerah boleh ditukar kepada cahaya yang boleh dilihat dan imej objek yang dipanaskan boleh diperolehi dalam kegelapan sepenuhnya. Sinaran inframerah digunakan untuk mengeringkan produk yang dicat, dinding bangunan, dan kayu.
Cahaya nampak. Cahaya yang boleh dilihat (atau ringkasnya cahaya) termasuk sinaran dengan panjang gelombang kira-kira 8*10-7 hingga 4*10-7 m, daripada cahaya merah ke ungu.
Kepentingan bahagian spektrum sinaran elektromagnet ini dalam kehidupan manusia sangat besar, kerana seseorang menerima hampir semua maklumat tentang dunia di sekelilingnya melalui penglihatan.
Cahaya adalah prasyarat untuk pembangunan tumbuhan hijau dan, oleh itu, syarat yang diperlukan untuk kewujudan kehidupan di Bumi.
Radiasi ultra ungu. Pada tahun 1801, ahli fizik Jerman Johann Ritter (1776 - 1810), semasa mengkaji spektrum, mendapati bahawa di sebalik tepi ungunya terdapat kawasan yang dicipta oleh sinar yang tidak dapat dilihat oleh mata. Sinaran ini menjejaskan sebatian kimia tertentu. Di bawah pengaruh sinar yang tidak kelihatan ini, perak klorida terurai, kristal zink sulfida dan beberapa kristal lain bercahaya.
Sinaran elektromagnet dengan panjang gelombang lebih pendek daripada cahaya ungu, tidak dapat dilihat oleh mata, dipanggil sinaran ultraungu. Sinaran ultraungu termasuk sinaran elektromagnet dalam julat panjang gelombang dari 4*10 -7 hingga 1*10 -8 m.
Sinaran ultraungu boleh membunuh bakteria patogen, jadi ia digunakan secara meluas dalam perubatan. Sinaran ultraviolet dalam komposisi cahaya matahari menyebabkan proses biologi yang membawa kepada kegelapan kulit manusia - penyamakan.
Lampu pelepasan gas digunakan sebagai sumber sinaran ultraungu dalam bidang perubatan. Tiub lampu sedemikian diperbuat daripada kuarza, telus kepada sinar ultraviolet; Itulah sebabnya lampu ini dipanggil lampu kuarza.
X-ray. Jika voltan malar beberapa puluh ribu volt digunakan dalam tiub vakum antara katod yang dipanaskan yang memancarkan elektron dan anod, elektron mula-mula akan dipercepatkan oleh medan elektrik dan kemudian nyahpecutan secara mendadak dalam bahan anod apabila berinteraksi dengannya. atom. Apabila elektron cepat dalam bahan dinyahpecutan atau semasa peralihan elektron pada kulit dalam atom, gelombang elektromagnet dengan panjang gelombang lebih pendek daripada sinaran ultraungu muncul. Sinaran ini ditemui pada tahun 1895 oleh ahli fizik Jerman Wilhelm Roentgen (1845-1923). Sinaran elektromagnet dalam julat panjang gelombang dari 10 -14 hingga 10 -7 m dipanggil sinar-X.
X-ray tidak dapat dilihat oleh mata. Mereka melepasi tanpa penyerapan ketara melalui lapisan ketara jirim yang legap kepada cahaya yang boleh dilihat. X-ray dikesan oleh keupayaannya untuk menyebabkan cahaya tertentu dalam kristal tertentu dan bertindak pada filem fotografi.
Keupayaan sinar-X untuk menembusi lapisan tebal bahan digunakan untuk mendiagnosis penyakit organ dalaman manusia. Dalam teknologi, sinar-X digunakan untuk mengawal struktur dalaman pelbagai produk dan kimpalan. X-ray mempunyai kesan biologi yang kuat dan digunakan untuk merawat penyakit tertentu.
Sinaran gamma. Sinaran gamma ialah sinaran elektromagnet yang dipancarkan oleh nukleus atom teruja dan terhasil daripada interaksi zarah asas.
Sinaran gamma ialah sinaran elektromagnet dengan panjang gelombang terpendek (l < 10 -10 m). Keanehannya ialah sifat korpuskularnya yang jelas. Oleh itu, sinaran gamma biasanya dianggap sebagai aliran zarah - gamma quanta. Di rantau panjang gelombang dari 10 -10 hingga 10 -14, julat sinaran X dan sinaran gamma bertindih di rantau ini, sinaran X dan sinar gama adalah sama sifatnya dan hanya berbeza dari segi asal.