Ультрафіолетове випромінювання і його властивості (реферат)

Електромагнітні хвилі в принципі можуть мати будь-яку частоту від нуля до нескінченно великою. Класифікація електромагнітних хвиль по частотах називається спектром електромагнітних хвиль. Такий електромагнітний спектр показаний на малюнку 1. Електромагнітні хвилі з дуже низькими частотами (всього кілька герц) не мають практичного значення і тому генеруються порівняно рідко. Неминуче, проте, випромінювання електромагнітних хвиль лініями електропередач змінного струму (зазвичай з частотою 50 Гц). Це випромінювання розглядається як втрата енергії.

Електромагнітні хвилі з найвищими частотами, які випромінює електронними генераторами, називаються мікрохвилями. Їх довжина хвилі становить кілька сантиметрів або навіть міліметрів.

Електромагнітні хвилі з ще більш високими частотами можуть випромінюватися молекулярними і атомними генераторами. Ці частоти відповідають інфрачервоного випромінювання. Електромагнітне випромінювання в діапазоні частот від 4,3 × 10 14 до 7 х 10 14 Гц лежить в області чутливості людського ока, це видиме світло. Електромагнітні хвилі з ще більш високими частотами невидимі людським оком і називаються ультрафіолетовим випромінюванням. Діапазон ультрафіолетових частот простягається аж до 5 · 10 17 Гц. Починаючи з цих частот і закінчуючи частотами 10 19 Гц лежить область рентгенівського випромінювання. Електромагнітне випромінювання з ще більш високими частотами називається гамма-випромінюванням.

Мал. 1. Шкала електромагнітних випромінювань

2. Відкриття ультрафіолетового випромінювання

Спектр променів, видимих ​​оком людини не має різких, чітко визначених кордонів. З боку фіолетового кольору одні дослідники відносили кордон до 4000. інші - до 3800, а треті зсовували її навіть до 3200. Очевидно, це пояснюється різної світловий чутливістю очі і свідчить про наявність області променів, не видимих ​​оком людини.

Коли чутливий термометр поміщений в область спектра видимих ​​променів, він показує значне підвищення температури. Що ж станеться, якщо пересунути термометр за межі видимого спектру? Такі досліди були поставлені на початку XIX століття англійським астрономом У. Гершелем. Після багаторазово проведених досліджень він виявив, що за кордоном червоного кольору термометр показує підвищення температури з певним максимумом. Це послужило для вченого доказом існування нових променів, названих згодом інфрачервоними.

А що відбувається за фіолетовою, короткохвильового кордоном спектра? І тут під впливом невидимих ​​променів виявлено підвищення температури. Правда, виражено воно значно слабкіше, ніж за червоним кордоном спектра, і скептики намагалися поставити під сумнів існування таких променів. Коли ж в якості чутливого приймача світла німецький фізик І. Ріттер і англійський учений У. Уоластон використовували в 1801 році фотопластинку, реальність нових променів, названих ультрафіолетовими, стала незаперечною. За фіолетовою кордоном спектра фотографічна пластинка чорніє навіть швидше, ніж під впливом видимих ​​променів. Оскільки почорніння фотопластинки відбувається в результаті фотохімічної реакції, вчені прийшли до висновку, що ультрафіолетові промені дуже активні.

3. Джерела ультрафіолетового випромінювання і його основні властивості

Джерела ультрафіолетового випромінювання умовно можна розділити на природні та штучні. До природних джерел відноситься Сонце і інші небесні світила, розряди блискавки. До штучним - електрична дуга з вугільними електродами або містять метали у вигляді домішок чи стрижнів, спеціальні газорозрядні лампи (наприклад, ртутно-кварцова лампа типу ПРК), водневі, бактерицидні, ксенонові, люмінесцентні, лампи-спалаху.

Ультрафіолетове випромінювання виявляється за допомогою фотоелементів, фотопомножувачів, люмінесцентних речовин. У таблиці 1 наведені основні властивості ультрафіолетового випромінювання і приклади його технічного застосування.

4. Використання ультрафіолетового випромінювання людиною

У попередніх параграфах вже були наведені приклади використання людиною ультрафіолетового випромінювання. Але ультрафіолетове світло має ще багато корисних застосувань.

Ультрафіолет - вірний помічник людини в сільському господарстві. За допомогою ультрафіолетового опромінення насіння деяких рослин вдається отримати мутації, з числа яких можна відібрати особини, що володіють цінними господарськими якостями. Особливий інтерес представляє застосування ультрафіолету в тваринництві. В осінній, зимовий і весняний періоди, коли свійська худоба і птиця починають відчувати брак світла, особливо ультрафіолетового. Корови починають давати менше молока, кури - яєць, частішають випадки яловості, потомство народжується слабшим. Все це відбувається тому, що в крові худоби та птиці зменшується кількість гемоглобіну, ереіроцітов, білка і кальцію.

Вихід зі становища є очевидним: недолік ультрафіолетового випромінювання потрібно заповнювати штучно. Однак слід мати на увазі, що помилки при призначенні дози опромінення, неуважність до таких питань, як спектральний склад світла ультрафіолетових ламп, висота підвіски над стійлами тварин, тривалість їх горіння і т.п. можуть замість користі принести шкоду. На службу людям поставлена ​​ще одна дивна особливість ультрафіолетових променів. Багато комах, в більшості своїй шкідники, «бачать» ультрафіолетові промені і непереборно прагнуть до них. Використовуючи цю особливість комах, в деяких країнах (Японія, США, Югославія та ін.) Для масового винищення комах-шкідників успішно застосовують ультрафіолетові лампи.

література

  1. Барабой В. А. Сонячний промінь. М. Наука, 1976.
  2. Дитяча енциклопедія. Речовина і енергія, т. 3. М. Просвещение. 1966.
  3. Орір Д. Популярна фізика. М. Світ, 1989.
  4. Резніков Л. І. Фізична оптика. М. Просвітництво. Тисяча дев'ятсот сімдесят один.