Teknolojik ilerleme var ve ters taraf. Küresel kullanım çeşitli ekipmanlar Elektrikle çalışan, elektromanyetik gürültü adı verilen kirliliğe neden oldu. Bu yazıda bu olgunun doğasına, insan vücudu üzerindeki etkisinin derecesine ve koruyucu önlemlere bakacağız.
Nedir ve radyasyon kaynakları
Elektromanyetik radyasyon, bir manyetik veya elektrik alanı bozulduğunda ortaya çıkan elektromanyetik dalgalardır. Modern fizik bu süreci dalga-parçacık ikiliği teorisi çerçevesinde yorumluyor. Yani, elektromanyetik radyasyonun minimum kısmı kuantumdur, ancak aynı zamanda ana özelliklerini belirleyen frekans-dalga özelliklerine de sahiptir.
Radyasyon frekans spektrumu elektro manyetik alan, onu aşağıdaki türlere ayırmamızı sağlar:
- radyo frekansı (bunlara radyo dalgaları dahildir);
- termal (kızılötesi);
- optik (yani gözle görülebilir);
- ultraviyole spektrumundaki radyasyon ve sert (iyonize).
Spektral aralığın ayrıntılı gösterimi (ölçek elektromanyetik radyasyon), aşağıdaki şekilde görülebilir.
Radyasyon kaynaklarının doğası
Kaynağına bağlı olarak radyasyon kaynakları elektromanyetik dalgalar dünya pratiğinde iki türe ayırmak gelenekseldir:
- yapay kökenli elektromanyetik alanın bozuklukları;
- Doğal kaynaklardan gelen radyasyon.
Dünya etrafındaki manyetik alandan yayılan radyasyonlar, gezegenimizin atmosferindeki elektriksel süreçler, nükleer füzyon güneşin derinliklerinde - hepsi doğal kökenlidir.
Yapay kaynaklara gelince, onlar yan etkiçeşitli elektrikli mekanizmaların ve cihazların çalışmasından kaynaklanır.
Bunlardan yayılan radyasyon düşük seviyeli ve yüksek seviyeli olabilir. Elektromanyetik alan radyasyonunun yoğunluk derecesi tamamen kaynakların güç seviyelerine bağlıdır.
Yüksek düzeyde EMR içeren kaynaklara örnekler:
- Elektrik hatları genellikle yüksek voltajlıdır;
- her türlü elektrikli taşımacılığın yanı sıra buna eşlik eden altyapı;
- televizyon ve radyo kulelerinin yanı sıra mobil ve mobil iletişim istasyonları;
- elektrik şebekesinin voltajını dönüştürmek için tesisler (özellikle bir transformatörden veya dağıtım trafo merkezinden yayılan dalgalar);
- elektromekanik enerji santrali kullanan asansörler ve diğer kaldırma ekipmanları.
Düşük seviyeli radyasyon yayan tipik kaynaklar arasında aşağıdaki elektrikli ekipmanlar bulunur:
- CRT ekranlı hemen hemen tüm cihazlar (örneğin: ödeme terminali veya bilgisayar);
- ütülerden iklim kontrol sistemlerine kadar çeşitli ev aletleri;
- elektrik tedariği sağlayan mühendislik sistemleri çeşitli nesneler(buna yalnızca güç kablosu değil aynı zamanda prizler ve elektrik sayaçları gibi ilgili ekipmanlar da dahildir).
Ayrı olarak, tıpta kullanılan ve sert radyasyon yayan özel ekipmanı (X-ışını makineleri, MRI, vb.) vurgulamakta fayda var.
İnsanlar üzerindeki etkisi
Çok sayıda çalışma sırasında radyobiyologlar hayal kırıklığı yaratan bir sonuca vardılar - elektromanyetik dalgaların uzun süreli radyasyonu hastalıkların "patlamasına" neden olabilir, yani insan vücudunda patolojik süreçlerin hızlı gelişmesine neden olur. Üstelik birçoğu genetik düzeyde rahatsızlıklara neden oluyor.
Video: Elektromanyetik radyasyon insanları nasıl etkiler?
https://www.youtube.com/watch?v=FYWgXyHW93Q
Bunun nedeni elektromanyetik alanın yüksek seviye biyolojik aktivite Bu da canlı organizmaları olumsuz yönde etkiler. Etki faktörü aşağıdaki bileşenlere bağlıdır:
- üretilen radyasyonun doğası;
- ne kadar süreyle ve hangi yoğunlukta devam ettiği.
Elektromanyetik nitelikteki radyasyonun insan sağlığı üzerindeki etkisi doğrudan konuma bağlıdır. Yerel olabilir veya genel. İÇİNDE ikinci durum Elektrik hatlarının ürettiği radyasyon gibi büyük ölçekli maruz kalma meydana gelir.
Buna göre lokal ışınlama, vücudun belirli bölgelerine maruz kalmayı ifade eder. Elektronik saatten veya cep telefonundan yayılan elektromanyetik dalgalar, parlayan örnek yerel etki.
Ayrı olarak, yüksek frekanslı elektromanyetik radyasyonun canlı madde üzerindeki termal etkisine de dikkat etmek gerekir. Alan enerjisi termal enerjiye dönüştürülür (moleküllerin titreşimi nedeniyle bu etki, çeşitli maddeleri ısıtmak için kullanılan endüstriyel mikrodalga yayıcıların çalışmasının temelini oluşturur). Üretim süreçlerindeki faydalarının aksine, insan vücudu üzerindeki termal etkiler zararlı olabilir. Radyobiyolojik açıdan “sıcak” elektrikli ekipmanların yakınında olunması önerilmez.
Günlük yaşamda düzenli olarak radyasyona maruz kaldığımızı ve bunun sadece işte değil evde veya şehirde dolaşırken de gerçekleştiğini hesaba katmak gerekir. Zamanla biyolojik etki birikir ve yoğunlaşır. Elektromanyetik gürültü arttıkça beyin veya sinir sisteminin karakteristik hastalıklarının sayısı da artar. Radyobiyolojinin oldukça genç bir bilim olduğunu, dolayısıyla elektromanyetik radyasyonun canlı organizmalara verdiği zararın tam olarak araştırılmadığını unutmayın.
Şekil, geleneksel ev aletlerinin ürettiği elektromanyetik dalgaların seviyesini göstermektedir.
Alan gücü seviyesinin mesafe arttıkça önemli ölçüde azaldığını unutmayın. Yani etkisini azaltmak için kaynaktan belli bir mesafe uzaklaşmak yeterlidir.
Elektromanyetik alan radyasyonunun normunu (normalleştirmesini) hesaplama formülü ilgili GOST'larda ve SanPiN'lerde belirtilmiştir.
Radyasyondan korunma
Üretimde radyasyona karşı koruma aracı olarak emici (koruyucu) ekranlar aktif olarak kullanılmaktadır. Ne yazık ki evde bu tür ekipmanları kullanarak kendinizi elektromanyetik alan radyasyonundan korumak mümkün değildir çünkü bunun için tasarlanmamıştır.
- elektromanyetik alan radyasyonunun etkisini neredeyse sıfıra indirmek için elektrik hatlarından, radyo ve televizyon kulelerinden en az 25 metre uzaklaşmalısınız (kaynağın gücü dikkate alınmalıdır);
- CRT monitörler ve TV'ler için bu mesafe çok daha küçüktür - yaklaşık 30 cm;
- Elektronik saatler yastığa yakın yerleştirilmemelidir; onlar için en uygun mesafe 5 cm'den fazladır;
- radyoya gelince ve cep telefonları 2,5 santimetreden daha yakına getirilmesi önerilmez.
Pek çok kişinin yüksek gerilim elektrik hatlarının yanında durmanın ne kadar tehlikeli olduğunu bildiğini ancak çoğu insanın sıradan ev elektrikli aletlerine önem vermediğini unutmayın. Her ne kadar koymak yeterli olsa da sistem birimi yere koyun ya da uzaklaştırın, kendinizi ve sevdiklerinizi koruyacaksınız. Bunu yapmanızı ve ardından azalmayı açıkça doğrulamak için bir elektromanyetik alan radyasyon detektörü kullanarak bilgisayardan arka planı ölçmenizi öneririz.
Bu tavsiye aynı zamanda buzdolabının yerleştirilmesi için de geçerlidir; birçok kişi onu mutfak masasının yakınına yerleştirir; bu pratiktir ancak güvensizdir.
Hiçbir tablo kesin değeri gösteremez güvenli mesafe Radyasyon, cihazın modeline ve üretildiği ülkeye bağlı olarak değişebileceğinden, spesifik elektrikli ekipmana bağlıdır. İÇİNDE şimdiki an Tek bir uluslararası standart yoktur, dolayısıyla farklı ülkeler standartlar önemli ölçüde farklılık gösterebilir.
Radyasyon yoğunluğu, özel bir cihaz olan bir akış ölçer kullanılarak doğru bir şekilde belirlenebilir. Rusya'da kabul edilen standartlara göre izin verilen maksimum doz 0,2 µT'yi geçmemelidir. Elektromanyetik alan radyasyonunun derecesini ölçmek için yukarıda belirtilen cihazı kullanarak dairede ölçüm yapmanızı öneririz.
Fluxmeter - elektromanyetik alanın radyasyon derecesini ölçen bir cihaz Radyasyona maruz kaldığınız süreyi azaltmaya çalışın, yani çalışan elektrikli cihazların yakınında uzun süre kalmayın. Örneğin yemek pişirirken sürekli olarak elektrikli ocağın veya mikrodalga fırının yanında durmanıza hiç gerek yok. Elektrikli ekipmanlara gelince, sıcaklığın her zaman güvenli anlamına gelmediğini fark edebilirsiniz.
Kullanmadığınız zamanlarda elektrikli aletleri daima kapatın. İnsanlar, şu anda elektrikli ekipmanlardan elektromanyetik radyasyonun yayıldığını hesaba katmadan, genellikle çeşitli cihazları açık bırakırlar. Dizüstü bilgisayarınızı, yazıcınızı veya diğer ekipmanlarınızı kapatın; kendinizi tekrar radyasyona maruz bırakmanıza gerek yok; güvenliğinizi unutmayın.
Zemtsova Ekaterina.
Araştırma çalışması.
İndirmek:
Önizleme:
Sunum önizlemelerini kullanmak için bir Google hesabı oluşturun ve bu hesaba giriş yapın: https://accounts.google.com
Slayt başlıkları:
"Elektromanyetik radyasyon ölçeği." Çalışma bir 11. sınıf öğrencisi tarafından tamamlandı: Ekaterina Zemtsova Danışman: Natalya Evgenievna Firsova Volgograd 2016
İçindekiler Giriş Elektromanyetik radyasyon Elektromanyetik radyasyonun ölçeği Radyo dalgaları Radyo dalgalarının insan vücudu üzerindeki etkisi Kendinizi radyo dalgalarından nasıl koruyabilirsiniz? Kızılötesi radyasyon Kızılötesi radyasyonun vücut üzerindeki etkisi Ultraviyole radyasyon X-ışını radyasyonu X ışınlarının insanlar üzerindeki etkisi Ultraviyole radyasyonun etkisi Gama radyasyonunun etkisi radyasyona maruz kalma canlı bir organizma hakkında
Giriş Elektromanyetik dalgalar günlük konforun kaçınılmaz yoldaşlarıdır. Etrafımızdaki alana ve bedenlerimize nüfuz ediyorlar: EM radyasyon kaynakları evleri ısıtıyor ve aydınlatıyor, yemek pişirmeye hizmet ediyor ve dünyanın her köşesiyle anında iletişim sağlıyor.
Uygunluk Elektromanyetik dalgaların insan vücudu üzerindeki etkisi günümüzde sıklıkla tartışılan bir konudur. Ancak tehlikeli olan, hiçbir cihazın onsuz çalışamayacağı elektromanyetik dalgaların kendisi değil, bunların geleneksel osiloskoplarla tespit edilemeyen bilgi bileşenleridir.* Osiloskop, bir elektrik sinyalinin genlik parametrelerini incelemek için tasarlanmış bir cihazdır. *
Hedefler: Her tür elektromanyetik radyasyonun ayrıntılı olarak ele alınması İnsan sağlığı üzerindeki etkisinin belirlenmesi
Elektromanyetik radyasyon, uzayda yayılan elektromanyetik alanın bozulmasıdır (durum değişikliği). Elektromanyetik radyasyon şu şekilde ayrılır: radyo dalgaları (ultra uzun dalgalardan başlayarak), kızılötesi radyasyon, ultraviyole radyasyon, X-ışını radyasyonu, gama radyasyonu (sert)
Elektromanyetik radyasyonun ölçeği, elektromanyetik radyasyonun tüm frekans aralıklarının toplamıdır. Gibi spektral özellikler Elektromanyetik radyasyon aşağıdaki miktarları kullanır: Dalga boyu Salınım frekansı Foton enerjisi (elektromanyetik alan kuantumu)
Radyo dalgaları, elektromanyetik spektrumda kızılötesi ışıktan daha uzun dalga boylarına sahip elektromanyetik radyasyondur. Radyo dalgalarının frekansları 3 kHz'den 300 GHz'e ve karşılık gelen dalga boyları 1 milimetreden 100 kilometreye kadardır. Diğer tüm elektromanyetik dalgalar gibi radyo dalgaları da ışık hızında hareket eder. Radyo dalgalarının doğal kaynakları yıldırım ve astronomik nesnelerdir. Yapay olarak oluşturulan radyo dalgaları, sabit ve mobil radyo iletişimlerinde, radyo yayınlarında, radar ve diğer navigasyon sistemlerinde, iletişim uydularında, bilgisayar ağları ve diğer sayısız uygulama.
Radyo dalgaları frekans aralıklarına ayrılır: uzun dalgalar, orta dalgalar, kısa dalgalar ve ultra kısa dalgalar. Bu aralıktaki dalgalara uzun dalgalar denir çünkü düşük frekansları uzun bir dalga boyuna karşılık gelir. Etrafı dolaşabildikleri için binlerce kilometreye yayılabilirler dünyanın yüzeyi. Bu nedenle birçok uluslararası radyo istasyonu uzun dalgalarda yayın yapmaktadır. Uzun dalgalar.
Yalnızca iyonosferden (Dünya atmosferinin katmanlarından biri) yansıtılabildiklerinden çok uzun mesafelere yayılmazlar. Orta dalga iletimleri, iyonosferik katmanın yansıtıcılığının arttığı gece saatlerinde daha iyi alınır. Orta dalgalar
Kısa dalgalar, çok uzun mesafelere yayıldıkları için Dünya yüzeyinden ve iyonosferden birçok kez yansıtılır. Kısa dalga radyo istasyonundan gelen yayınlar diğer taraftan alınabilir küre. -yalnızca Dünya yüzeyinden yansıtılabilir ve bu nedenle yalnızca çok kısa mesafelerde yayın yapmaya uygundur. Stereo ses genellikle VHF dalgaları üzerinden iletilir çünkü daha az parazite sahiptirler. Ultra kısa dalgalar (VHF)
Radyo dalgalarının insan vücudu üzerindeki etkisi Radyo dalgalarının vücut üzerindeki etkilerinde hangi parametreler farklılık gösterir? Termal etki, insan vücudu örneği kullanılarak açıklanabilir: Yolda bir engelle karşılaşıldığında - insan vücudu, dalgalar ona nüfuz eder. İnsanlarda derinin üst tabakası tarafından emilirler. Bu durumda oluşur termal enerji dolaşım sistemi tarafından atılır. 2. Radyo dalgalarının termal olmayan etkisi. Tipik bir örnek, bir cep telefonu anteninden yayılan dalgalardır. Burada bilim adamlarının kemirgenlerle yaptığı deneylere dikkat edebilirsiniz. Termal olmayan radyo dalgalarının üzerlerindeki etkisini kanıtlamayı başardılar. Ancak insan vücuduna verdikleri zararı kanıtlayamadılar. Bu, mobil iletişimin hem destekçilerinin hem de karşıtlarının insanların zihinlerini manipüle etmek için başarıyla kullandıkları bir şeydir.
İnsan derisi, daha doğrusu dış katmanları, radyo dalgalarını emer (emer), bunun sonucunda ısı açığa çıkar ve bu, deneysel olarak kesinlikle doğru bir şekilde ölçülebilmektedir. İnsan vücudu için izin verilen maksimum sıcaklık artışı 4 derecedir. Bu, ciddi sonuçlara yol açabilecek bir kişinin maruz kalması gerektiği anlamına gelir. uzun süreli maruz kalma oldukça güçlü radyo dalgaları, günlük yaşam koşullarında pek mümkün değil. Elektromanyetik radyasyonun yüksek kaliteli TV sinyali alımını engellediği yaygın olarak bilinmektedir. Radyo dalgaları, elektrikli kalp pili sahipleri için ölümcül tehlikelidir - ikincisi, bir kişiyi çevreleyen elektromanyetik radyasyonun üzerine çıkmaması gereken net bir eşik seviyesine sahiptir.
İnsanın hayatı boyunca karşılaştığı cihazlar cep telefonları; radyo verici antenler; DECT sisteminin radyotelefonları; ağ kablosuz cihazları; Bluetooth cihazları; vücut tarayıcıları; bebek telefonları; elektrikli ev aletleri; yüksek gerilim hatları güç iletimi
Kendinizi radyo dalgalarından nasıl koruyabilirsiniz? Tek etkili yöntem onlardan uzak durmaktır. Radyasyon dozu mesafeyle orantılı olarak azalır: kişi yayıcıdan ne kadar uzak olursa o kadar az olur. Ev aletleri (matkaplar, elektrikli süpürgeler), kabloların doğru şekilde takılmaması durumunda güç kablosunun çevresinde elektriksel manyetik alanlar oluşturur. Cihazın gücü ne kadar büyük olursa, etkisi de o kadar büyük olur. Bunları insanlardan mümkün olduğunca uzağa yerleştirerek kendinizi koruyabilirsiniz. Kullanılmayan cihazların ağ bağlantısı kesilmelidir.
Kızılötesi radyasyona "termal" radyasyon da denir çünkü ısıtılan nesnelerden gelen kızılötesi radyasyon insan cildi tarafından bir ısı hissi olarak algılanır. Bu durumda, vücut tarafından yayılan dalga boyları ısıtma sıcaklığına bağlıdır: sıcaklık ne kadar yüksek olursa, dalga boyu o kadar kısa ve radyasyon yoğunluğu da o kadar yüksek olur. Nispeten düşük (birkaç bin Kelvin'e kadar) sıcaklıklarda tamamen siyah bir cismin radyasyon spektrumu esas olarak bu aralıkta yer alır. Kızılötesi radyasyon uyarılmış atomlar veya iyonlar tarafından yayılır. Kızılötesi radyasyon
Penetrasyon derinliği ve buna bağlı olarak vücudun kızılötesi radyasyonla ısıtılması dalga boyuna bağlıdır. Kısa dalga radyasyonu vücuda birkaç santimetre derinliğe kadar nüfuz edebilir ve iç organları ısıtır, uzun dalga radyasyonu ise dokularda bulunan nem tarafından tutulur ve vücut ısısını artırır. Beyindeki yoğun kızılötesi radyasyona maruz kalmak özellikle tehlikelidir; sıcak çarpmasına neden olabilir. X ışınları, mikrodalgalar ve ultraviyole radyasyon gibi diğer radyasyon türlerinin aksine, normal yoğunluktaki kızılötesi radyasyonun vücut üzerinde olumsuz bir etkisi yoktur. Kızılötesi radyasyonun vücut üzerindeki etkisi
Ultraviyole radyasyon, görünür ve x-ışını radyasyonu arasındaki spektrumda yer alan, gözle görülmeyen elektromanyetik radyasyondur. Ultraviyole radyasyon Dünya yüzeyine ulaşan ultraviyole radyasyonun aralığı 400 - 280 nm'dir ve Güneş'ten yayılan daha kısa dalgalar stratosferde ozon tabakası tarafından emilir.
UV radyasyonunun özellikleri kimyasal aktivite(kimyasal reaksiyonların ve biyolojik süreçlerin seyrini hızlandırır) nüfuz etme yeteneği, mikroorganizmaların yok edilmesi, insan vücudu üzerinde faydalı etkiler (küçük dozlarda) maddelerin ışıldamasına neden olma yeteneği (farklı renklerde yayılan ışıkla parlamaları)
Ultraviyole Radyasyona Maruz Kalma Cildin, cildin doğal bronzlaşma yeteneğinin üzerinde ultraviyole radyasyona maruz kalması yanıklara neden olur. değişen dereceler. Ultraviyole radyasyon mutasyonların oluşumuna (ultraviyole mutajenez) yol açabilir. Mutasyonların oluşumu ise cilt kanserine, cilt melanomuna ve erken yaşlanmaya neden olabilir. Etkili bir çare ultraviyole radyasyona karşı koruma, SPF sayısı 10'dan büyük olan giysiler ve özel güneş kremleri ile sağlanır. Orta dalga aralığındaki (280-315 nm) ultraviyole radyasyon, insan gözü tarafından pratik olarak algılanamaz ve esas olarak kornea epitelyumu tarafından emilir. yoğun ışınlama nedeniyle radyasyon hasarı- kornea yanması (elektrooftalmi). Bu, artan lakrimasyon, fotofobi ve kornea epitelinin şişmesi ile kendini gösterir. Gözleri korumak için, ultraviyole radyasyonunu% 100'e kadar bloke eden ve görünür spektrumda şeffaf olan özel koruyucu gözlükler kullanılır. Daha da kısa dalga boyları için objektif merceklerin şeffaflığına uygun malzeme yoktur ve yansıtıcı optikler - içbükey aynaların kullanılması gerekir.
X-ışını radyasyonu, fotonların enerjisi ultraviyole radyasyon ve gama radyasyonu arasındaki elektromanyetik dalgalar ölçeğinde yer alan elektromanyetik dalgalardır. X-ışını radyasyonunun tıpta uygulanması X-ışını radyasyonunun teşhiste kullanılmasının nedeni, bunların varlığıydı. yüksek nüfuz etme yeteneği. Keşfinden sonraki ilk günlerde, X ışınları çoğunlukla kemik kırıklarını incelemek ve yabancı cisimlerin (mermi gibi) insan vücudundaki yerini belirlemek için kullanıldı. Şu anda, çeşitli teşhis yöntemleri kullanılarak kullanılmaktadır. röntgen.
Floroskopi X ışınları hastanın vücudundan geçtikten sonra doktor onun gölge görüntüsünü gözlemler. Hekimin röntgen ışınlarının zararlı etkilerinden korunması için ekran ile hekimin gözleri arasına kurşun pencere konulması gerekmektedir. Bu yöntem, belirli organların işlevsel durumunu incelemeyi mümkün kılar. Bu yöntemin dezavantajları, kontrastlı görüntülerin yetersiz olması ve işlem sırasında hastanın aldığı nispeten yüksek dozda radyasyondur. Florografi, kural olarak, küçük dozlarda X-ışını radyasyonu kullanan hastaların iç organlarının durumunun ön incelemesi için kullanılır. Radyografi Bu, bir görüntünün fotoğraf filmi üzerine kaydedildiği, x-ışınlarını kullanan bir araştırma yöntemidir. Röntgen fotoğrafları daha fazla ayrıntı içerir ve dolayısıyla daha bilgilendiricidir. Daha fazla analiz için kaydedilebilir. Toplam radyasyon dozu floroskopide kullanılandan daha azdır.
X-ışını radyasyonu iyonlaştırıcıdır. Canlı organizmaların dokularını etkiler ve radyasyon hastalığına, radyasyon yanıklarına ve kötü huylu tümörlere neden olabilir. Bu nedenle X ışınlarıyla çalışırken koruyucu önlemlerin alınması gerekir. Hasarın absorbe edilen radyasyon dozuyla doğru orantılı olduğuna inanılmaktadır. X-ışını radyasyonu mutajenik bir faktördür.
X-ışınlarının vücut üzerindeki etkisi X-ışınları büyük bir nüfuz gücüne sahiptir; incelenen organ ve dokulara kolayca nüfuz edebilirler. X-ışınlarının vücut üzerindeki etkisi, X-ışını radyasyonunun madde moleküllerini iyonize etmesiyle de ortaya çıkar, bu da hücrelerin moleküler yapısının orijinal yapısının bozulmasına yol açar. Bu, aktif hale gelen moleküllerin yanı sıra iyonların (pozitif veya negatif yüklü parçacıklar) oluşmasını sağlar. Bu değişiklikler, bir dereceye kadar, ciltte ve mukoza zarlarında radyasyon yanıklarının, radyasyon hastalığının yanı sıra, kötü huylu da dahil olmak üzere bir tümörün oluşumuna yol açan mutasyonların gelişmesine neden olabilir. Ancak bu değişiklikler ancak vücuttaki röntgen ışınlarına maruz kalma süresi ve sıklığı önemli düzeydeyse meydana gelebilir. X-ışını ışını ne kadar güçlüyse ve maruz kalma süresi ne kadar uzun olursa, olumsuz etki riski de o kadar yüksek olur.
Modern radyoloji çok düşük ışın enerjisine sahip cihazlar kullanır. Standart bir röntgen muayenesinden sonra kansere yakalanma riskinin son derece küçük olduğuna ve yüzde binde 1'i aşmadığına inanılıyor. Klinik uygulamada, vücudun durumu hakkında veri elde etmenin potansiyel faydasının, potansiyel tehlikesinden önemli ölçüde daha yüksek olması koşuluyla, çok kısa bir süre kullanılır. Radyologların yanı sıra teknisyenler ve laboratuvar asistanları da zorunlu koruyucu önlemlere uymak zorundadır. Manipülasyonu yapan doktor, koruyucu kurşun plakalardan oluşan özel bir koruyucu önlük giyer. Ayrıca radyologların bireysel dozimetreleri vardır ve radyasyon dozunun yüksek olduğunu tespit ettiği anda doktor röntgenle çalışmaktan uzaklaştırılır. Bu nedenle, X-ışını radyasyonu, vücut üzerinde potansiyel olarak tehlikeli etkilere sahip olmasına rağmen, pratikte güvenlidir.
2·10−10 m'den daha kısa dalga boyuna sahip bir tür elektromanyetik radyasyon olan gama radyasyonu, en yüksek nüfuz gücüne sahiptir. Bu tür radyasyon kalın bir kurşun veya beton levha ile engellenebilir. Radyasyonun tehlikesi, atomlar ve moleküllerle etkileşime giren ve bu etkinin pozitif yüklü iyonlara dönüşerek parçalanan iyonlaştırıcı radyasyonunda yatmaktadır. kimyasal bağlar Canlı organizmaları oluşturan ve biyolojik açıdan önemli değişikliklere neden olan moleküller.
Doz oranı – bir nesnenin veya canlı organizmanın belirli bir süre boyunca hangi dozda radyasyon alacağını gösterir. Ölçü birimi sievert/saattir. Yıllık etkin eşdeğer dozlar, μSv/yıl Kozmik radyasyon 32 İnşaat malzemelerinden ve zeminden gelen ışınlama 37 Dahili ışınlama 37 Radon-222, radon-220 126 Tıbbi prosedürler 169 Testler nükleer silahlar 1,5 Nükleer enerji 0,01 Toplam 400
İnsan vücudunda tek bir gama radyasyonuna maruz kalmanın sievert cinsinden ölçülen sonuçları tablosu.
Radyasyonun canlı bir organizma üzerindeki etkisi, içinde geri döndürülebilir ve geri döndürülemez çeşitli biyolojik değişikliklere neden olur. Ve bu değişiklikler iki kategoriye ayrılıyor: Doğrudan insanda meydana gelen somatik değişiklikler ve torunlarda meydana gelen genetik değişiklikler. Radyasyonun bir kişi üzerindeki etkilerinin ciddiyeti, bu etkinin nasıl meydana geldiğine bağlıdır - bir kerede veya kısımlar halinde. Çoğu organın radyasyondan bir dereceye kadar iyileşmek için zamanı vardır, bu nedenle bir seferde alınan aynı toplam radyasyon dozuyla karşılaştırıldığında bir dizi kısa süreli dozu daha iyi tolere edebilirler. Kırmızı kemik iliği ve organları hematopoietik sistem Radyasyona en çok üreme organları ve görme organları maruz kalır. Çocuklar radyasyona yetişkinlere göre daha duyarlıdır. Bir yetişkinin çoğu organı radyasyona o kadar duyarlı değildir - bunlar böbrekler, karaciğer, mesane, kıkırdak dokusudur.
Sonuçlar Elektromanyetik radyasyon türleri ayrıntılı olarak incelendi; normal yoğunluktaki kızılötesi radyasyonun vücutta olumsuz bir etkisi olmadığı; X-ışını radyasyonunun radyasyon yanıklarına neden olabileceği ve gama radyasyonunun biyolojik olarak önemli değişikliklere neden olduğu ortaya çıktı. vücut
İlginiz için teşekkür ederiz
Tüm elektromanyetik alanlar, hızlandırılmış hareketli yükler tarafından yaratılır. Sabit bir yük yalnızca elektrostatik bir alan oluşturur. Bu durumda elektromanyetik dalga yoktur. En basit durumda radyasyonun kaynağı, salınan yüklü bir parçacıktır. Çünkü elektrik ücretleri Herhangi bir frekansta salınabiliyorsa, elektromanyetik dalgaların frekans spektrumu sınırsızdır. Elektromanyetik dalgaların ses dalgalarından farkı budur. Bu dalgaların frekansa (hertz cinsinden) veya dalga boyuna (metre cinsinden) göre sınıflandırılması, elektromanyetik dalgaların ölçeğiyle temsil edilir (Şekil 1.10). Spektrumun tamamı bölgelere ayrılmış olsa da, aralarındaki sınırlar geçici olarak çizilmiştir. Alanlar sürekli olarak birbirini takip ediyor ve bazı durumlarda üst üste geliyor. Özelliklerdeki fark, yalnızca dalga boyları birkaç büyüklük düzeyinde farklılık gösterdiğinde fark edilir hale gelir.
Farklı frekans aralıklarındaki elektromanyetik dalgaların niteliksel özelliklerini ve bunların uyarılma ve kaydedilme yöntemlerini ele alalım.
Radyo dalgaları. Dalga boyu yarım milimetreden büyük olan tüm elektromanyetik radyasyon, radyo dalgaları olarak sınıflandırılır. Radyo dalgaları 3 10 3 ile 3 10 14 arasındaki frekans aralığına karşılık gelir Hz.. 1.000'den büyük uzun dalgaların bölgesi belirlendi M, ortalama – 1.000'den itibaren M 100'e kadar M, kısa – 100'den itibaren M 10'a kadar M ve ultra kısa - 10'dan az M.
 |
Radyo dalgaları dünya atmosferinde neredeyse hiç kayıp olmadan uzun mesafelere yayılabilir. Onların yardımıyla radyo ve televizyon sinyalleri iletilir. Radyo dalgalarının dünya yüzeyi üzerindeki yayılımı atmosferin özelliklerinden etkilenir. Atmosferin rolü, iyonosferin üst katmanlarındaki varlığıyla belirlenir. İyonosfer, atmosferin iyonize üst kısmıdır. İyonosferin bir özelliği, serbest yüklü parçacıkların (iyonlar ve elektronlar) yüksek konsantrasyonudur. Ultra uzun olanlardan başlayarak tüm radyo dalgaları için iyonosfer (λ ≈ 10 4 M) ve kısa süreye kadar (λ ≈ 10 M), yansıtıcı bir ortamdır. Dünya'nın iyonosferinden yansıması nedeniyle, metre ve kilometre aralığındaki radyo dalgaları, uzun mesafelerde radyo yayıncılığı ve radyo iletişimi için kullanılır ve Dünya içinde keyfi olarak büyük mesafeler üzerinden sinyal iletimi sağlanır. Ancak günümüzde uydu iletişiminin gelişmesiyle birlikte bu tür iletişim geçmişte kaldı.
UHF dalgaları dünya yüzeyinin etrafında bükülemez, bu da onların alım alanını antenin yüksekliğine ve vericinin gücüne bağlı olan doğrudan yayılma bölgesiyle sınırlar. Ancak bu durumda bile iyonosferin metre dalgalarına göre oynadığı radyo dalgası yansıtıcılarının rolü uydu tekrarlayıcılar tarafından üstleniliyor.
Radyo dalgası aralıklarının elektromanyetik dalgaları, yüksek ve düşük voltaj jeneratörleri kullanılarak elektromanyetik salınımların uyarıldığı radyo istasyonlarının antenleri tarafından yayılır. ultra yüksek frekans(Şekil 1.11).
Ancak istisnai durumlarda radyo frekansı dalgaları, atomların ve moleküllerin elektronları gibi mikroskobik yük sistemleri tarafından oluşturulabilir. Böylece, hidrojen atomundaki bir elektron, belirli bir uzunlukta (bu uzunluk frekansa karşılık gelir) bir elektromanyetik dalga yayma kapasitesine sahiptir. Hz., radyo aralığının mikrodalga bölgesine aittir). Bağlanmamış bir durumda, hidrojen atomları esas olarak yıldızlararası gazda bulunur. Üstelik her biri ortalama 11 milyon yılda bir emisyon yayıyor. Bununla birlikte, kozmik radyasyon oldukça gözlemlenebilirdir, çünkü oldukça fazla miktarda atomik hidrojen uzayda dağılmıştır.
Bu ilginç
Radyo dalgaları ortam tarafından zayıf bir şekilde emilir, bu nedenle Evreni radyo aralığında incelemek gökbilimciler için çok bilgilendiricidir. 40'lı yıllardan beri. XX yüzyılda, görevi araştırmak olan radyo astronomisi hızla gelişiyor gök cisimleri radyo emisyonları nedeniyle. Başarılı gezegenler arası uçuşlar uzay istasyonları Ay'a, Venüs'e ve diğer gezegenlere modern radyo teknolojisinin yetenekleri gösterildi. Böylece yaklaşık 60 milyon kilometre uzaklıktaki Venüs gezegeninden gelen iniş aracından gelen sinyaller, kalkıştan 3,5 dakika sonra yer istasyonları tarafından alınıyor.
Alışılmadık bir radyo teleskopu, San Francisco'nun (Kaliforniya) 500 km kuzeyinde çalışmaya başladı. Görevi dünya dışı uygarlıkları aramaktır.
| Fotoğraf top.rbc.ru'dan alınmıştır |
Allen Teleskop Dizisi (ATA), adını oluşumuna 25 milyon dolar katkıda bulunan Microsoft kurucu ortağı Paul Allen'dan almıştır. ATA şu anda 6 m çapında 42 antenden oluşuyor ancak sayının 350'ye çıkarılması planlanıyor.
ATA'nın yaratıcıları, 2025 yılı civarında Evren'deki diğer canlılardan sinyaller almayı umuyor. Teleskobun ayrıca süpernova, kara delikler ve varlığı teorik olarak tahmin edilen çeşitli egzotik astronomik nesneler gibi olaylar hakkında ek veri toplanmasına yardımcı olması bekleniyor. ancak pratikte gözlemlenemedi.
Merkez, Berkeley'deki Kaliforniya Üniversitesi Radyo Astronomi Laboratuvarı ve dünya dışı yaşam formlarının araştırılmasına adanmış SETI Enstitüsü tarafından ortaklaşa yönetiliyor. ATA'nın teknik yetenekleri SETI'nin akıllı yaşamdan gelen sinyalleri tespit etme yeteneğini büyük ölçüde artırıyor.
Kızılötesi radyasyon. Kızılötesi radyasyonun aralığı 1 ila 1 arasındaki dalga boylarına karşılık gelir. mm 7'ye kadar 10 –7 M. Kızılötesi radyasyon, moleküllerdeki yüklerin hızlandırılmış kuantum hareketinden kaynaklanır. Bu hızlandırılmış hareket molekül döndüğünde ve atomları titreştiğinde meydana gelir.
| Pirinç. 1.12 |
Kızılötesi dalgaların varlığı 1800 yılında William Herschel tarafından tespit edilmiştir. V. Herschel yanlışlıkla kullandığı termometrelerin kırmızı ucun ötesinde ısıtıldığını keşfetti görünür spektrum. Bilim adamı, görünür radyasyon spektrumunu kırmızı ışığın ötesinde sürdüren elektromanyetik radyasyonun olduğu sonucuna vardı. Bu radyasyona kızılötesi adını verdi. Kızılötesi ışınlar, göze parlamasa bile ısıtılmış herhangi bir cisim tarafından yayıldığı için termal olarak da adlandırılır. Parlayacak kadar sıcak olmasa bile sıcak bir demirden gelen radyasyonu kolaylıkla hissedebilirsiniz. Dairedeki ısıtıcılar yayar kızılötesi dalgalarçevredeki cisimlerin gözle görülür şekilde ısınmasına neden olur (Şekil 1.12). Kızılötesi radyasyon, ısıtılan tüm cisimler (Güneş, ateşin alevi, ısıtılmış kum, şömine) tarafından değişen derecelerde yayılan ısıdır.
 Pirinç. 1.13 |
Bir kişi, ateşten veya sıcak bir nesneden yayılan ısıya benzer şekilde, kızılötesi radyasyonu doğrudan deriyle hisseder (Şekil 1.13). Bazı hayvanlarda (örneğin yuva engerekleri), sıcak kanlı avın yerini vücudunun kızılötesi radyasyonuyla belirlemelerine olanak tanıyan duyu organları bile vardır. Bir kişi 6 ila 6 aralığında kızılötesi radyasyon yaratır. µm 10'a kadar µm. İnsan derisini oluşturan moleküller kızılötesi frekanslarda "rezonans" yapar. Bu nedenle ağırlıklı olarak emilen ve bizi ısıtan kızılötesi radyasyondur.
Dünyanın atmosferi kızılötesi radyasyonun çok küçük bir kısmını iletir. Hava molekülleri ve özellikle karbondioksit molekülleri tarafından emilir. Karbondioksit de şunlardan kaynaklanmaktadır: sera etkisi Isınan yüzeyin ısı yayması ve bu ısının uzaya geri dönmemesi nedeniyle. Uzayda çok az karbondioksit olduğundan, ısı ışınları toz bulutlarından çok az kayıpla geçer.
Görünür bölgeye yakın spektral bölgedeki kızılötesi radyasyonu kaydetmek için (l = 0,76'dan itibaren) µm 1,2'ye kadar µm), fotoğrafik bir yöntem kullanılır. Diğer aralıklarda yarı iletken şeritlerden oluşan termokupllar ve yarı iletken bolometreler kullanılır. Yarı iletkenlerin direnci, her zamanki gibi kaydedilen kızılötesi radyasyonla aydınlatıldığında değişir.
Dünya yüzeyindeki çoğu nesne kızılötesi dalga boyu aralığında enerji yaydığından, kızılötesi dedektörler modern algılama teknolojilerinde önemli bir rol oynamaktadır. Gece görüş cihazları sadece insanların değil, gündüzleri ısınan ve geceleri ısısını çevreye şeklinde veren ekipman ve yapıların tespitini mümkün kılmaktadır. kızılötesi ışınlar. Kızılötesi ışın dedektörleri, örneğin deprem veya diğer doğal afetlerden sonra enkaz altında yaşayan insanları tespit etmek için kurtarma hizmetleri tarafından yaygın olarak kullanılmaktadır.
 Pirinç. 1.14 |
Görünür ışık. Görünür ışık ve ultraviyole ışınları atom ve iyonlardaki elektronların titreşimleriyle oluşur. Görünür elektromanyetik radyasyon spektrumunun bölgesi çok küçüktür ve insan görme organının özellikleri tarafından belirlenen sınırlara sahiptir. Görünür ışığın dalga boyları 380'den nm 760'a kadar nm. Gökkuşağının tüm renkleri bu çok dar sınırlar içinde kalan farklı dalga boylarına karşılık gelir. Göz, dar bir dalga boyu aralığındaki radyasyonu tek renkli olarak, tüm dalga boylarını içeren karmaşık radyasyonu ise beyaz ışık olarak algılar (Şekil 1.14). Ana renklere karşılık gelen ışığın dalga boyları Tablo 7.1'de verilmiştir. Dalga boyu değiştikçe renkler yumuşak bir şekilde birbirine geçerek birçok ara ton oluşturur. Ortalama insan gözü 2 dalga boyu farkına karşılık gelen renk farklılıklarını algılamaya başlar. nm.
 |
Bir atomun ışınım yapabilmesi için dışarıdan enerji alması gerekir. En yaygın termal ışık kaynakları şunlardır: Güneş, akkor lambalar, alevler vb. Atomların ışık yayması için gereken enerji, termal olmayan kaynaklardan da ödünç alınabilir; örneğin, bir parıltıya bir gaz boşalması eşlik eder.
Görünür radyasyonun en önemli özelliği elbette insan gözüyle görülebilmesidir. Güneş'in yüzey sıcaklığı (yaklaşık 5.000 °C), güneş ışınlarının tepe enerjisinin tam olarak spektrumun görünür kısmına düşmesine ve etrafımızdaki ortamın bu radyasyona karşı büyük ölçüde şeffaf olmasına neden olur. Bu nedenle, evrim sürecinde insan gözünün elektromanyetik dalga spektrumunun bu bölümünü tam olarak yakalayacak ve tanıyacak şekilde oluşması şaşırtıcı değildir.
Gündüz görüşü sırasında gözün maksimum hassasiyeti dalga boyunda meydana gelir ve sarı-yeşil ışığa karşılık gelir. Bundan dolayı özel kaplama Kameraların ve video kameraların lensleri üzerindeki sarı-yeşil ışığı ekipmana iletmeli ve gözün daha zayıf algıladığı ışınları yansıtmalıdır. Bu nedenle merceğin parlaklığı bize kırmızı ve mor renklerin karışımı gibi görünür.
Optik aralıktaki elektromanyetik dalgaları kaydetmenin en önemli yöntemleri, dalganın taşıdığı enerji akışının ölçülmesine dayanır. Bu amaçla fotoelektrik olaylar (fotoseller, fotoçoğaltıcılar), fotokimyasal olaylar (fotoemülsiyon) ve termoelektrik olaylar (bolometreler) kullanılır.
Ultraviyole radyasyon. Ultraviyole ışınlar, birkaç bin ila birkaç atom çapı (390-10) arasında dalga boyuna sahip elektromanyetik radyasyonu içerir. nm). Bu radyasyon 1802 yılında fizikçi I. Ritter tarafından keşfedildi. Ultraviyole radyasyon görünür ışıktan daha fazla enerjiye sahiptir, bu nedenle ultraviyole aralığındaki güneş radyasyonu insan vücudu için tehlikeli hale gelir. Ultraviyole radyasyon, bildiğimiz gibi, Güneş tarafından bize cömertçe gönderiliyor. Ancak, daha önce de belirtildiği gibi, Güneş en güçlü şekilde görünür ışınlar yayar. Tam tersine sıcak mavi yıldızlar – güçlü kaynak ultraviyole radyasyon. Yayılan bulutsuları ısıtan ve iyonize eden de bu radyasyondur, bu yüzden onları görüyoruz. Ancak ultraviyole radyasyon kolayca emildiği için gaz ortamı, o zaman ışınların yolunda gaz ve toz bariyerleri varsa Galaksinin ve Evrenin uzak bölgelerinden neredeyse bize ulaşmıyor.
 Pirinç. 1.15 |
Temel yaşam deneyimi ultraviyole radyasyonla ilişkili olarak, güneşte çok zaman geçirdiğimiz yaz aylarında elde ederiz. Saçlarımız solar, cildimiz bronzlaşır ve yanar. Güneş ışığının bir kişinin ruh hali ve sağlığı üzerinde ne kadar faydalı etkisi olduğunu herkes çok iyi bilir. Ultraviyole radyasyon kan dolaşımını, nefes almayı, kas aktivitesini iyileştirir, vitamin oluşumunu ve bazı cilt hastalıklarının tedavisini destekler, bağışıklık mekanizmalarını harekete geçirir, canlılık yükü taşır ve iyi ruh hali(Şekil 1.15).
X-ışını aralığına bitişik dalga boylarına karşılık gelen sert (kısa dalga) ultraviyole radyasyon, biyolojik hücreler ve bu nedenle özellikle tıpta cerrahi aletleri ve tıbbi ekipmanı sterilize etmek, yüzeylerindeki tüm mikroorganizmaları öldürmek için kullanılır.
 Pirinç. 1.16 |
Dünyadaki tüm yaşam, sert ultraviyole radyasyonun zararlı etkilerinden, dünya atmosferinin ozon tabakası tarafından emilerek korunmaktadır. O Güneş ışınımı spektrumundaki sert ultraviyole ışınların çoğu (Şekil 1.16). Bu doğal kalkan olmasaydı, Dünya Okyanusu'nun sularından Dünya'daki yaşamın ortaya çıkması pek mümkün olmazdı.
Ozon tabakası stratosferde 20 rakımda oluşur. kilometre 50'ye kadar kilometre. Dünyanın dönmesinin bir sonucu olarak en yüksek yükseklik ozon tabakası ekvatorda, en küçüğü ise kutuplardadır. Kutup bölgelerinin üzerindeki Dünya'ya yakın bölgede, son 15 yılda sürekli artan "delikler" oluşmuş durumda. Ozon tabakasının giderek tahrip olması sonucunda, Dünya yüzeyindeki ultraviyole radyasyonun yoğunluğu artıyor.
Dalga boylarına kadar ultraviyole ışınlar aynı yöntemle incelenebilir deneysel yöntemler, görünür ışınlar olarak. 180'den küçük dalga boyları bölgesinde nm Bu ışınların cam gibi çeşitli maddeler tarafından emilmesinden dolayı önemli zorluklar yaşanmaktadır. Bu nedenle, ultraviyole radyasyonun incelenmesine yönelik tesislerde sıradan cam değil, kuvars veya yapay kristaller kullanılır. Ancak bu kadar kısa bir ultraviyole için normal basınçtaki gazlar (örneğin hava) da opaktır. Bu nedenle, bu tür radyasyonu incelemek için havanın dışarı pompalandığı spektral tesisler (vakum spektrografları) kullanılır.
Uygulamada, ultraviyole radyasyon genellikle fotoelektrik radyasyon dedektörleri kullanılarak kaydedilir. Dalga boyu 160'tan az olan ultraviyole radyasyonun kaydı nm Geiger-Muller sayaçlarına benzer özel sayaçlarla üretilir.
X-ışını radyasyonu. Birkaç atom çapından birkaç yüz çapa kadar dalga boyu aralığındaki radyasyon atom çekirdeği röntgen denir. Bu radyasyon 1895 yılında V. Roentgen tarafından keşfedildi (Roentgen buna adını verdi). X-ışınlar). 1901 yılında V. Roentgen, kendi adını taşıyan radyasyonun keşfi nedeniyle Nobel Ödülü'nü alan ilk fizikçiydi. Bu radyasyon herhangi bir engel nedeniyle frenleme sırasında meydana gelebilir. metal elektrot, hızlı elektronların kinetik enerjisinin elektromanyetik radyasyon enerjisine dönüşmesi sonucu oluşur. X-ışını radyasyonu elde etmek için özel vakum cihazları kullanılır - X-ışını tüpleri. Katot ve anotun birbirinden belirli bir mesafede yerleştirildiği, yüksek voltaj devresine bağlı bir vakumlu cam kasadan oluşurlar. Katot ve anot arasında, elektronları enerjiye hızlandıran güçlü bir elektrik alanı yaratılır. X-ışını radyasyonu, metal anotun yüzeyinin vakumda yüksek hızlarda elektronlar tarafından bombardıman edilmesiyle oluşur. Anot malzemesinde elektronlar yavaşladığında sürekli bir spektruma sahip olan Bremsstrahlung radyasyonu ortaya çıkar. Ayrıca elektron bombardımanı sonucunda anodun yapıldığı malzemenin atomları uyarılır. Geçiş atomik elektronlar Daha düşük enerjili bir duruma geçişe, frekansları anot malzemesi tarafından belirlenen karakteristik X-ışını radyasyonunun emisyonu eşlik eder.
X ışınları insan kaslarından serbestçe geçer, kartona, tahtaya ve ışık geçirmeyen diğer cisimlere nüfuz eder.
Bir takım maddelerin parlamasına neden olurlar. V. Roentgen sadece x-ışını radyasyonunu keşfetmekle kalmadı, aynı zamanda özelliklerini de inceledi. Düşük yoğunluklu malzemenin daha şeffaf olduğunu keşfetti. yüksek yoğunluk. X ışınları nüfuz eder yumuşak kumaşlar vücut ve bu nedenle vazgeçilmez tıbbi teşhis. Elinizi X-ışını kaynağı ile ekran arasına yerleştirdiğinizde, elin soluk bir gölgesini görebilirsiniz; burada kemiklerin koyu gölgeleri keskin bir şekilde öne çıkar (Şekil 1.17).
Güçlü güneş patlamaları aynı zamanda bir X-ışını radyasyonu kaynağıdır (Şekil 1.19). Dünyanın atmosferi X-ışını radyasyonu için mükemmel bir kalkandır.
Astronomide kara delikler, nötron yıldızları ve pulsarlardan bahsederken akla en çok X ışınları gelir. Yakında bir madde yakalandığında manyetik kutuplar Yıldız, X-ışını aralığında yayılan çok fazla enerji açığa çıkarır.
X-ışını radyasyonunu kaydetmek için, ultraviyole radyasyonun incelenmesinde kullanılan aynı fiziksel olaylar kullanılır. Temel olarak fotokimyasal, fotoelektrik ve lüminesans yöntemler kullanılmaktadır.
Gama radyasyonu– dalga boyları 0,1'den küçük olan en kısa dalga boyuna sahip elektromanyetik radyasyon nm. Hem Dünya'da hem de uzayda belirli maddelerde meydana gelen nükleer süreçler, radyoaktif bozunma olayları ile ilişkilidir.
Gama ışınları canlı organizmalar için zararlıdır. Dünyanın atmosferi kozmik gama radyasyonunu iletmez. Bu, dünyadaki tüm yaşamın varlığını garanti eder. Gama radyasyonu, gama radyasyonu dedektörleri ve sintilasyon sayaçları tarafından kaydedilir.
Böylece çeşitli aralıklardaki elektromanyetik dalgalar alınır. farklı isimler ve kendilerini tamamen farklı fiziksel olayların içinde buluyorlar. Bu dalgalar çeşitli vibratörler tarafından yayılır ve çeşitli yöntemlerle kaydedilir, ancak bunların tek bir özelliği vardır: elektromanyetik doğa boşlukta aynı hızla yayılırlar ve girişim ve kırınım olaylarını sergilerler. Elektromanyetik radyasyonun iki ana kaynağı türü vardır. Mikroskobik kaynaklarda, yüklü parçacıklar atomların veya moleküllerin içindeki bir enerji seviyesinden diğerine atlarlar. Bu tip yayıcılar gama, x-ışını, ultraviyole, görünür ve kızılötesi yayarlar ve bazı durumlarda daha uzun dalga boyuna sahip radyasyon kaynakları makroskobik olarak adlandırılabilir. İçlerinde iletkenlerin serbest elektronları senkronize periyodik salınımlar gerçekleştirir. Elektrik sistemi çok çeşitli konfigürasyonlara ve boyutlara sahip olabilir. Dalga boyundaki bir değişiklikle niteliksel farklılıkların da ortaya çıktığı vurgulanmalıdır: kısa dalga boyuna sahip ışınlar, dalga özelliklerinin yanı sıra, parçacık (kuantum) özelliklerini daha net bir şekilde sergiler.
©2015-2019 sitesi
Tüm hakları yazarlarına aittir. Bu site yazarlık iddiasında bulunmaz, ancak ücretsiz kullanım sağlar.
Sayfa oluşturulma tarihi: 2016-02-16
Elektromanyetik dalgalar dalga boyu λ veya ilgili dalga frekansına göre sınıflandırılır F. Bu parametrelerin yalnızca dalgayı değil aynı zamanda elektromanyetik alanın kuantum özelliklerini de karakterize ettiğini de belirtelim. Buna göre ilk durumda elektromanyetik dalga açıklanmaktadır. klasik yasalar bu derste okudu.
Elektromanyetik dalgaların spektrumu kavramını ele alalım. Elektromanyetik dalgaların spektrumu doğada var olan elektromanyetik dalgaların frekans bandıdır.
Artan frekans sırasına göre elektromanyetik radyasyon spektrumu:
Elektromanyetik spektrumun farklı bölümleri, dalgaları yayma ve alma biçimleri bakımından farklılık gösterir. buna ait veya spektrumun başka bir kısmı. Bu nedenle elektromanyetik spektrumun farklı bölümleri arasında keskin sınırlar yoktur, ancak her aralık kendi özellikleri ve doğrusal ölçek ilişkileriyle belirlenen yasalarının yaygınlığı tarafından belirlenir.
Radyo dalgaları çalışmaları klasik elektrodinamik. Kızılötesi ışık ve ultraviyole radyasyon hem klasik optik hem de kuantum fiziği tarafından incelenmektedir. X-ışını ve gama radyasyonu kuantum ve nükleer fizikte incelenir.
Elektromanyetik dalgaların spektrumunu daha ayrıntılı olarak ele alalım.
Düşük frekanslı dalgalar
Düşük frekanslı dalgalar, salınım frekansı 100 kHz'i aşmayan elektromanyetik dalgalardır. Elektrik mühendisliğinde geleneksel olarak kullanılan bu frekans aralığıdır. Endüstriyel enerji mühendisliğinde, elektrik enerjisinin hatlar üzerinden iletildiği ve voltajın transformatör cihazları tarafından dönüştürüldüğü 50 Hz frekans kullanılır. Havacılık ve kara taşımacılığında sıklıkla 400 Hz frekans kullanılır ve bu, 50 Hz frekansa kıyasla elektrikli makine ve transformatörlere göre 8 kat ağırlık avantajı sağlar. En yeni nesil anahtarlamalı güç kaynakları dönüşüm frekanslarını kullanır klima birimleri ve onlarca kHz'dir, bu da onları kompakt ve enerji açısından zengin kılar.
Düşük frekans aralığı ile yüksek frekanslar arasındaki temel fark, elektromanyetik dalgaların frekansının kareköküyle orantılı olarak 100 kHz'de 300 bin km/s'den 50 Hz'de yaklaşık 7 bin km/s'ye düşmesidir.
Radyo dalgaları
Radyo dalgaları, dalga boyları 1 mm'den büyük (frekans 3 10 11 Hz = 300 GHz'den az) ve 3 km'den az (100 kHz'in üzerinde) olan elektromanyetik dalgalardır.
Radyo dalgaları ikiye ayrılır:
1. Uzunluğu 3 km ile 300 m arasında olan uzun dalgalar (frekans 10 5 Hz - 10 6 Hz = 1 MHz aralığında);
2. Uzunluğu 300 m ila 100 m aralığında olan orta dalgalar (frekans 10 6 Hz -3*10 6 Hz = 3 MHz aralığında);
3. 100m ila 10m dalga boyu aralığındaki kısa dalgalar (frekans 310 6 Hz-310 7 Hz=30 MHz aralığında);
4. Dalga boyu 10 m'den az olan ultra kısa dalgalar (frekans 310 7 Hz = 30 MHz'den büyük).
Ultra kısa dalgalar ise şu şekilde ayrılır:
A) metre dalgaları;
B) santimetre dalgalar;
B) milimetre dalgaları;
Dalga boyu 1 m'den (frekansı 300 MHz'den az) küçük olan dalgalara mikrodalga veya ultra yüksek frekanslı dalgalar (mikrodalga dalgaları) adı verilir.
Radyo aralığının dalga boylarının atomların boyutuna kıyasla büyük olması nedeniyle, radyo dalgalarının yayılımı ortamın atomik yapısı dikkate alınmadan düşünülebilir; Maxwell'in teorisini oluştururken alışılmış olduğu gibi fenomenolojik olarak. Radyo dalgalarının kuantum özellikleri, yalnızca spektrumun kızılötesi kısmına bitişik en kısa dalgalar için ve sözde yayılım sırasında ortaya çıkar. 10-12 saniye - 10-15 saniye süren ultra kısa darbeler, atomların ve moleküllerin içindeki elektron salınımlarının zamanıyla karşılaştırılabilir.
Radyo dalgaları ile yüksek frekanslar arasındaki temel fark, dalga taşıyıcının (eter) 1 mm'ye (2,7°K) eşit dalga boyu ile bu ortamda yayılan elektromanyetik dalga arasındaki farklı termodinamik ilişkidir.
Radyo dalgası radyasyonunun biyolojik etkileri
Radar teknolojisinde güçlü radyo dalgası radyasyonunun kullanılmasına ilişkin korkunç fedakarlık deneyimi, radyo dalgalarının dalga boyuna (frekansa) bağlı olarak spesifik etkisini gösterdi.
Açık insan vücudu yıkıcı etki Protein yapılarında geri dönüşü olmayan olayların meydana geldiği zirve radyasyon gücü kadar ortalama bir güce sahip değildir. Örneğin, güç sürekli radyasyon 1 kW tutarındaki bir mikrodalga fırının (mikrodalga) magnetronu, yalnızca fırının küçük kapalı (korumalı) hacmindeki yiyecekleri etkiler ve yakındaki bir kişi için neredeyse güvenlidir. 1000:1 görev döngüsüne (tekrar periyodunun darbe süresine oranı) ve buna göre 1 MW darbe gücüne sahip kısa darbeler tarafından yayılan 1 kW ortalama güce sahip bir radar istasyonunun (radar) gücü, Vericiden yüzlerce metreye kadar olan mesafe insan sağlığı ve yaşamı açısından oldukça tehlikelidir. İkincisinde elbette radar radyasyonunun yönü de bir rol oynar, bu da ortalama güçten ziyade darbeli gücün yıkıcı etkisini vurgular.
Metre dalgalarına maruz kalma
Bir megavattan daha fazla darbe gücüne sahip (P-16 erken uyarı istasyonu gibi) sayaç radar istasyonlarının (radarlar) darbe üreteçleri tarafından yayılan ve uzunlukla orantılı yüksek yoğunluklu sayaç dalgaları omurilik insan ve hayvanlarda aksonların uzunluğunun yanı sıra bu yapıların iletkenliğini bozarak diensefalik sendroma (HF hastalığı) neden olur. İkincisi şunlara yol açar: hızlı gelişme(birkaç aydan birkaç yıla kadar) tam veya kısmi (alınan radyasyon dozuna bağlı olarak), bir kişinin uzuvlarının geri dönüşü olmayan felci ve ayrıca bağırsakların ve diğer iç organların innervasyonunun bozulması.
Desimetre dalgalarının etkisi
Desimetre dalgaları, dalga boyu bakımından akciğerler, karaciğer ve böbrekler gibi insan ve hayvan organlarını kapsayan kan damarlarıyla karşılaştırılabilir. Bu organlarda “iyi huylu” tümörlerin (kistlerin) oluşmasına neden olmalarının nedenlerinden biri de budur. Kan damarlarının yüzeyinde gelişen bu tümörler, normal kan dolaşımının durmasına ve organ fonksiyonlarının bozulmasına yol açar. Bu tür tümörler zamanında cerrahi olarak çıkarılmazsa vücudun ölümü meydana gelir. Tehlikeli yoğunluk seviyelerindeki desimetre dalgaları, P-15 mobil hava savunma radarı gibi radarların magnetronları ve bazı uçakların radarları tarafından yayılır.
Santimetrelik dalgalara maruz kalma
Güçlü santimetre dalgaları, insanlarda ve hayvanlarda lösemi - "beyaz kan" gibi hastalıkların yanı sıra diğer kötü huylu tümör türlerine neden olur. Bu hastalıkların ortaya çıkması için yeterli yoğunluktaki dalgalar, P-35, P-37 santimetre menzilli radarlar ve neredeyse tüm uçak radarları tarafından üretilmektedir.
Kızılötesi, ışık ve ultraviyole radyasyon
Kızılötesi, ışık, ultraviyole radyasyon miktarları elektromanyetik dalga spektrumunun optik bölgesi kelimenin geniş anlamıyla. Bu spektrum, 2.10 -6 m = 2 μm ila 10 -8 m = 10 nm (frekans 1.5.10 14 Hz ila 3.10 16 Hz) aralığındaki elektromanyetik dalga boyları aralığını kaplar. Optik aralığın üst sınırı, kızılötesi aralığın uzun dalga sınırı, alt sınırı ise ultraviyole ışının kısa dalga sınırı tarafından belirlenir (Şekil 2.14).
Listelenen dalgaların spektral bölgelerinin yakınlığı, bunları incelemek için kullanılan yöntem ve araçların benzerliğini belirledi ve pratik uygulama. Tarihsel olarak lensler bu amaçlar için kullanılmıştı. kırınım ızgaraları, prizmalar, diyaframlar, çeşitli optik cihazlarda bulunan optik olarak aktif maddeler (interferometreler, polarizörler, modülatörler vb.).
Öte yandan, spektrumun optik bölgesinden gelen radyasyon, hem optik cihazların hem de optik sinyal yayılım kanallarının hesaplamaları ve yapımında yaygın olarak kullanılan, geometrik optikler kullanılarak elde edilebilen çeşitli ortamların genel iletim modellerine sahiptir. Kızılötesi radyasyon birçok eklembacaklı (böcekler, örümcekler vb.) ve sürüngenler (yılanlar, kertenkeleler vb.) tarafından görülebilir. yarı iletken sensörler (kızılötesi fotodiziler) tarafından erişilebilir, ancak Dünya atmosferinin kalınlığı tarafından iletilmez. izin vermiyor Galaksideki tüm yıldızların% 90'ından fazlasını oluşturan kızılötesi yıldızları - "kahverengi cüceler" Dünya'nın yüzeyinden gözlemleyin.
Optik aralığın frekans genişliği yaklaşık 18 oktavdır ve optik aralık yaklaşık olarak bir oktava karşılık gelir (); ultraviyole için - 5 oktav ( 
), kızılötesi radyasyon - 11 oktav (
Spektrumun optik kısmında maddenin atomik yapısından kaynaklanan olaylar önem kazanmaktadır. Bu nedenle optik radyasyonun dalga özelliklerinin yanı sıra kuantum özellikleri de ortaya çıkar.
Işık
|
Işık, ışık, görünür radyasyon - elektromanyetik radyasyonun optik spektrumunun insanların ve primatların gözleri tarafından görülebilen kısmı, 400 nanometre ila 780 nanometre aralığında, yani bir oktavdan az olan elektromanyetik dalga boyları aralığını kaplar - a frekansta iki kat değişiklik.
Pirinç. 1.14. Elektromanyetik dalga ölçeği Işık spektrumundaki renklerin sırasına ilişkin sözel hafıza memi: |
X-ışını ve gama radyasyonu
X-ışını ve gama radyasyonu alanında radyasyonun kuantum özellikleri ön plana çıkmaktadır.
X-ışını radyasyonu hızlı yüklü parçacıklar (elektronlar, protonlar vb.) yavaşladığında ve ayrıca içeride meydana gelen işlemlerin bir sonucu olarak ortaya çıkar elektronik kabuklar atomlar.
Gama radyasyonu, atom çekirdeğinde meydana gelen olayların yanı sıra nükleer reaksiyonların bir sonucudur. X-ışını ve gama radyasyonu arasındaki sınır geleneksel olarak belirli bir radyasyon frekansına karşılık gelen enerji kuantumunun değeriyle belirlenir.
X-ışını radyasyonu, 20 eV'den 1 MeV'ye kadar bir kuantum enerjisine karşılık gelen, 50 nm'den 10-3 nm'ye kadar uzunluktaki elektromanyetik dalgalardan oluşur.
Gama radyasyonu, 0,1 MeV'den daha büyük bir kuantum enerjisine karşılık gelen, 10-2 nm'den daha düşük dalga boyuna sahip elektromanyetik dalgalardan oluşur.
Işığın elektromanyetik doğası
Işık, dalga boyları 0,4 µm ila 0,76 µm aralığını kaplayan elektromanyetik dalgaların spektrumunun görünür kısmıdır. Her bir spektral bileşen optik radyasyon Belirli bir renkle eşleştirilebilir. Optik radyasyonun spektral bileşenlerinin rengi, dalga boylarına göre belirlenir. Dalga boyu azaldıkça radyasyonun rengi değişir aşağıdaki gibi: kırmızı, turuncu, sarı, yeşil, mavi, çivit mavisi, mor.
En uzun dalga boyuna karşılık gelen kırmızı ışık, spektrumun kırmızı ucunu tanımlar. mor ışık- mor kenarlığa karşılık gelir.
Doğal (gün ışığı, güneş ışığı) ışık renkli değildir ve insanların görebildiği tüm spektrumdan gelen elektromanyetik dalgaların üst üste binmesini temsil eder. Doğal ışık, uyarılmış atomların elektromanyetik dalga yayması sonucu oluşur. Uyarma doğası farklı olabilir: termal, kimyasal, elektromanyetik vb. Uyarma sonucunda atomlar yaklaşık 10-8 saniye boyunca rastgele elektromanyetik dalgalar yayar. Atomların uyarılmasının enerji spektrumu oldukça geniş olduğundan, elektromanyetik dalgalar görünür spektrumun tamamından yayılır. başlangıç aşaması yönü ve polarizasyonu rastgeledir. Bu nedenle doğal ışık polarize değildir. Bu, karşılıklı dik polarizasyonlara sahip doğal ışığın elektromanyetik dalgalarının spektral bileşenlerinin "yoğunluğunun" aynı olduğu anlamına gelir.
Işık aralığındaki harmonik elektromanyetik dalgalara denir tek renkli. Tek renkli bir ışık dalgası için ana özelliklerden biri yoğunluktur. Işık dalgası yoğunluğu dalga tarafından aktarılan enerji akısı yoğunluğunun (1,25) ortalama değerini temsil eder:
Poynting vektörü nerede?
Dielektrik ve manyetik geçirgenliğe sahip homojen bir ortamda elektrik alan genliğine sahip bir ışık, düzlem, monokromatik dalganın yoğunluğunun (1.30) ve (1.32) dikkate alınarak formül (1.35) kullanılarak hesaplanması şunu verir:
Geleneksel olarak optik olaylar ışınlar kullanılarak değerlendirilir. Tanım optik fenomenışınları kullanmaya denir geometrik-optik. Geometrik optikte geliştirilen ışın yörüngelerini bulma kuralları, pratikte optik olayların analizinde ve çeşitli optik cihazların yapımında yaygın olarak kullanılmaktadır.
Işık dalgalarının elektromanyetik temsiline dayanarak bir ışın tanımlayalım. Öncelikle ışınlar elektromanyetik dalgaların yayıldığı çizgilerdir. Bu nedenle ışın, her noktasında bir elektromanyetik dalganın ortalama Poynting vektörünün bu çizgiye teğet olarak yönlendirildiği bir çizgidir.
Homojen izotropik ortamda, ortalama Poynting vektörünün yönü dalga yüzeyine (eş fazlı yüzey) normalle çakışır; dalga vektörü boyunca.
Böylece, homojen izotropik ortamda ışınlar, elektromanyetik dalganın karşılık gelen dalga cephesine diktir.
Örneğin, noktasal tek renkli bir ışık kaynağından yayılan ışınları düşünün. Geometrik optik açısından bakıldığında, birçok ışın kaynak noktasından radyal yönde yayılır. Işığın elektromanyetik özünün konumundan, kaynak noktasından küresel bir elektromanyetik dalga yayılır. Kaynaktan yeterince uzak bir mesafede, yerel küresel dalganın düz olduğu düşünüldüğünde dalga cephesinin eğriliği ihmal edilebilir. Dalga cephesinin yüzeyini çok sayıda yerel olarak düz bölümlere bölerek, her bölümün merkezinden boyunca bir düzlem dalganın yayıldığı bir normal çizmek mümkündür; geometrik-optik yorumlama ışınında. Dolayısıyla her iki yaklaşım da ele alınan örneğin aynı tanımını verir.
Geometrik optiğin asıl görevi ışının yönünü (yörünge) bulmaktır. Yörünge denklemi, sözde minimumu bulma varyasyon problemini çözdükten sonra bulunur. İstenilen yörüngelerde eylemler. Bu problemin kesin formülasyonu ve çözümünün ayrıntılarına girmeden, ışınların toplam optik uzunluğu en kısa olan yörüngeler olduğunu varsayabiliriz. Bu beyan Fermat ilkesinin bir sonucudur.
Işın yörüngesini belirlemeye yönelik değişken yaklaşım aynı zamanda homojen olmayan ortamlara da uygulanabilir; Kırılma indisinin ortamdaki noktaların koordinatlarının bir fonksiyonu olduğu bu tür ortamlar. Homojen olmayan bir ortamda dalga cephesinin yüzeyinin şeklini bir fonksiyonla tanımlarsak, bu, eikonal denklem olarak bilinen kısmi diferansiyel denklemin çözümüne ve analitik mekanikte Hamilton-Jacobi olarak bulunabilir. denklem:
Bu nedenle, elektromanyetik teorinin geometrik-optik yaklaşımının matematiksel temeli, eikonal denklemi temel alarak veya başka bir şekilde ışınlar üzerindeki elektromanyetik dalgaların alanlarını belirlemek için çeşitli yöntemlerden oluşur. Geometrik-optik yaklaşım, radyo elektroniğinde sözde hesaplamak için pratikte yaygın olarak kullanılmaktadır. yarı optik sistemler.
Sonuç olarak, ışığı aynı anda ve aynı anda tanımlama yeteneğinin olduğunu not ediyoruz. dalga pozisyonları Maxwell denklemlerinin çözülmesi ve yönü parçacıkların hareketini tanımlayan Hamilton-Jacobi denklemlerinden belirlenen ışınların kullanılması, ışığın görünürdeki dualizminin tezahürlerinden biridir ve bilindiği gibi mantıksal olarak formüle edilmesine yol açmıştır. kuantum mekaniğinin çelişkili ilkeleri.
Aslında elektromanyetik dalgaların doğasında düalizm yoktur. Max Planck'ın 1900 yılında "Normal Radyasyon Spektrumu Üzerine" adlı klasik çalışmasında gösterdiği gibi, elektromanyetik dalgalar, frekansa sahip bireysel nicemlenmiş salınımlardır. v ve enerji E=hv, Nerede h =sabit, yayında. İkincisi, ölçümde kararlı bir süreksizlik özelliğine sahip olan süperakışkan bir ortamdır. H - Planck sabiti. Eter aşırı enerjiye maruz kaldığında hv Radyasyon sırasında nicelenmiş bir “girdap” oluşur. Tam olarak aynı fenomen, tüm süperakışkan ortamlarda ve içlerinde fononların oluşumunda - ses radyasyonunun kuantumunda - gözlenir.
Max Planck'ın 1900'deki keşfi ile Heinrich Hertz'in 1887'de keşfettiği fotoelektrik etkinin "kopyala-yapıştır" kombinasyonu nedeniyle, 1921'de Nobel Komitesi ödülü Albert Einstein'a verdi.
1) Bir oktav, tanımı gereği, keyfi bir frekans w ile onun 2w'ye eşit ikinci harmoniği arasındaki frekans aralığıdır.
2) h=6,6310 -34 J·sn - Planck sabiti.
Birçok kişi elektromanyetik dalgaların uzunluğunun tamamen farklı olabileceğini zaten biliyor. Dalga boyları 103 metreden (radyo dalgaları için) x-ışınları için 10 santimetreye kadar değişebilir.
Işık dalgaları çok küçük bir kısımdır en geniş spektrum elektromanyetik radyasyon (dalgalar).
Bu fenomeni incelerken, bilim adamlarının gözlerini, bilim için oldukça alışılmadık ve daha önce bilinmeyen özelliklere sahip diğer radyasyon türlerine açan keşifler yapıldı.
Elektromanyetik radyasyon
Farklı elektromanyetik radyasyon türleri arasında temel bir fark yoktur. Hepsi, hızı normal durumdaki parçacıkların hızından daha büyük olan yüklü parçacıklar nedeniyle oluşan elektromanyetik dalgaları temsil eder.
Elektromanyetik dalgalar, diğer yüklü parçacıklar üzerindeki etkileri izlenerek tespit edilebilir. İÇİNDE mutlak boşluk(Çarşamba gününden itibaren tam yokluk Oksijen), elektromanyetik dalgaların hareket hızı, ışığın hızına eşittir - saniyede 300.000 kilometre.
Elektromanyetik dalgaların ölçüm ölçeğinde belirlenen sınırlar oldukça kararsızdır veya daha ziyade koşulludur.
Elektromanyetik radyasyon ölçeği
Çok çeşitli uzunluklara sahip olan elektromanyetik radyasyonlar, elde edildikleri yöntemle (termal radyasyon, anten radyasyonu ve ayrıca antenin dönüş hızının yavaşlatılması sonucu elde edilen radyasyon) birbirinden ayrılır. "hızlı" elektronlar denir).
Ayrıca, elektromanyetik dalgalar - radyasyonlar - kayıt yöntemlerinde farklılık gösterir; bunlardan biri elektromanyetik radyasyon ölçeğidir.
Yıldız patlamaları sonucu ortaya çıkan yıldızlar, kara delikler gibi uzayda var olan nesneler ve süreçler de listelenen elektromanyetik radyasyon türlerini üretir. Bu fenomenlerin incelenmesi yapay olarak oluşturulmuş uydular, bilim adamları tarafından fırlatılan roketler ve uzay araçlarının yardımıyla gerçekleştirilmektedir.
Çoğu durumda, araştırma çalışması gama ve x-ışını radyasyonunu incelemeyi amaçlamaktadır. Bu tür radyasyonun incelenmesinin dünya yüzeyinde tam olarak incelenmesi neredeyse imkansızdır, çünkü en Güneşin yaydığı radyasyon gezegenimizin atmosferi tarafından tutulur.
Elektromanyetik dalgaların uzunluğundaki bir azalma kaçınılmaz olarak oldukça önemli niteliksel farklılıklara yol açar. Farklı uzunluklara sahip olan elektromanyetik radyasyon, maddelerin bu radyasyonu absorbe etme yeteneği açısından birbirinden büyük ölçüde farklılık gösterir.
Düşük dalga boyuna sahip radyasyonlar (gama ışınları ve X ışınları) maddeler tarafından zayıf bir şekilde emilir. Gama ve x-ışınları için optik aralıkta radyasyona karşı opak olan maddeler şeffaf hale gelir.