§ 26. виды электромагнитных излучений

Электромагнитные волны, часто называют электромагнитным излучением или, просто, излучением. Одним из видов излучения является свет (см. § 23), природными источниками которого служат Солнце, звёзды, молнии и т.п. Искусственные источники света – это лампы накаливания, лампы дневного света, светодиоды и другие осветительные устройства. Свет излучают определённые атомы, когда их внутренняя структура изменяется, а один из электронов переходит в состояние с меньшей энергией, в результате чего происходит кратковременное излучение электромагнитных волн определённой длины волны.

Излучение с длиной волны, большей, чем 760 нм и поэтому невидимое для человека, называют инфракрасным или тепловым, которое возникает в результате теплового движения атомов и молекул любого вещества. Все тела являются источниками теплового излучения, на энергию которого расходуется внутренняя энергия тела. Чем выше температура тела, тем интенсивнее тепловое движение его атомов и тем больше мощность его теплового излучения. Источниками сильного теплового излучения служат Солнце, человек, нагретые двигатели машин, стены домов в летний день и т.п. Тепловое излучение тела может приводить к заметному нагреву окружающих его предметов

     Ультрафиолетовым называют невидимое для человека излучение с длиной волны, лежащей в диапазоне от 10 до 380 нм. Ультрафиолетовое излучение можно обнаружить с помощью некоторых веществ, способных светиться под его действием, и фотоэмульсии, которая оказывается более чувствительной к этому виду излучения, чем к видимому свету. Ультрафиолетовое излучение, особенно, с малыми длинами волн довольно опасно для глаз и кожи человека. Об этом нужно помнить в горах, где интенсивность этого излучения становится высокой. Однако в малых дозах это излучение оказывает благотворное действие, способствуя образованию витаминов группы D. В медицине ультрафиолетовое излучение используют для борьбы с болезнетворными бактериями.

Электромагнитные волны с длиной волны, лежащей в диапазоне от 10^-5 до 100 нм, называют рентгеновским излучением в честь открывшего их немецкого физика В. Рентгена. В настоящее время рентгеновское излучение (рентгеновские лучи) получают с помощью рентгеновской трубки (см. рис.26а) - электровакуумного прибора с двумя электродами внутри – катодом (К) и анодом (А), между которыми прикладывают напряжение несколько десятков кВ. Из горячего катода в результате термоэлектронной эмиссии вылетают электроны, которые на пути к аноду сначала ускоряются под действием электрического поля, а потом резко тормозятся при ударе о поверхность анода. При таком резком торможении электронов часть их энергии переходит в энергию рентгеновского излучения. Это излучение можно обнаружить с помощью фотоэмульсии. В отличие от вышеперечисленных видов излучения рентгеновские лучи могут проходить через различные материалы и ткани человека, и поэтому они используются в технике и медицине для обнаружения внутренней структуры тел. Длина волны рентгеновских лучей сравнима с расстояниями между атомами в узлах кристаллической решётки. Поэтому по дифракционной картине, возникающей при прохождении этих лучей через кристалл, можно установить его структуру.  

Гамма (g)-излучение является самым коротковолновым излучением, и его длина волны может быть даже менее 10^-5 нм. Источником g-излучение служат ядра атомов, излучающие энергию в процессе ядерных реакций, с которыми мы познакомимся позже, когда будем изучать физику атомного ядра.  

На рис. 26б изображена шкала электромагнитных излучений, которая условно делится на ряд частично перекрывающихся областей – от инфракрасного до гамма-излучения. Отметим, что такое деление отражает не только зависимость излучения от длины волны, но и от источников излучений.

Вопросы для повторения:

·        Что служит источником энергии теплового излучения?

·        В чём вред и польза ультрафиолетового излучения?

·        Как используют рентгеновское излучение?

·        Какое излучение самое коротковолновое?

 

Рис. 26. (а) – схематическое изображение рентгеновской трубки; (б) – шкала электромагнитных излучений.