Zemtsova Ekaterina.
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"Scala di radiazione elettromagnetica". Il lavoro è stato svolto da una studentessa dell'undicesimo grado: Ekaterina Zemtsova Supervisore: Firsova Natalya Evgenievna Volgograd 2016
Sommario Introduzione Radiazione elettromagnetica Radiazione elettromagnetica Scala Onde radio Influenza delle onde radio sul corpo umano Come ci si può proteggere dalle onde radio? Radiazione infrarossa L'effetto della radiazione infrarossa sul corpo Radiazione ultravioletta Radiazione a raggi X L'effetto dei raggi X su una persona L'effetto della radiazione ultravioletta Radiazione gamma L'effetto della radiazione su un organismo vivente Conclusioni
Introduzione Le onde elettromagnetiche sono inevitabili compagne del comfort domestico. Permeano lo spazio che ci circonda e il nostro corpo: fonti di radiazioni EM riscaldano e illuminano le case, servono per cucinare, forniscono una comunicazione istantanea con qualsiasi angolo del mondo.
Rilevanza L'influenza delle onde elettromagnetiche sul corpo umano oggi è oggetto di frequenti controversie. Tuttavia, non sono le onde elettromagnetiche stesse a essere pericolose, senza le quali nessun dispositivo potrebbe davvero funzionare, ma la loro componente informativa, che non può essere rilevata dagli oscilloscopi convenzionali.* Un oscilloscopio è un dispositivo progettato per studiare i parametri di ampiezza di un segnale elettrico*
Obiettivi: Considerare in dettaglio ogni tipo di radiazione elettromagnetica Per identificare quale effetto ha sulla salute umana
La radiazione elettromagnetica è una perturbazione che si propaga nello spazio (cambio di stato) campo elettromagnetico. La radiazione elettromagnetica è suddivisa in: onde radio (a partire da extra lunghe), radiazione infrarossa, radiazione ultravioletta, radiazione di raggi X radiazione gamma (dura)
La scala della radiazione elettromagnetica è la totalità di tutte le gamme di frequenza della radiazione elettromagnetica. Le seguenti quantità sono utilizzate come caratteristiche spettrali della radiazione elettromagnetica: Lunghezza d'onda Frequenza di oscillazione Energia di un fotone (quanto di un campo elettromagnetico)
Le onde radio sono radiazioni elettromagnetiche con lunghezze d'onda nello spettro elettromagnetico più lunghe della luce infrarossa. Le onde radio hanno frequenze da 3 kHz a 300 GHz e lunghezze d'onda corrispondenti da 1 millimetro a 100 chilometri. Come tutte le altre onde elettromagnetiche, le onde radio viaggiano alla velocità della luce. Le fonti naturali di onde radio sono i fulmini e gli oggetti astronomici. Le onde radio generate artificialmente vengono utilizzate per comunicazioni radio fisse e mobili, trasmissioni radio, radar e altri sistemi di navigazione, satelliti per comunicazioni, reti di computer e innumerevoli altre applicazioni.
Le onde radio sono suddivise in intervalli di frequenza: onde lunghe, onde medie, onde corte e onde ultracorte. Le onde in questo intervallo sono chiamate lunghe perché la loro bassa frequenza corrisponde a una lunghezza d'onda lunga. Possono diffondersi per migliaia di chilometri, poiché sono in grado di piegarsi superficie terrestre. Pertanto, molte stazioni radio internazionali trasmettono su onde lunghe. Onde lunghe.
Non si propagano su distanze molto lunghe, poiché possono essere riflesse solo dalla ionosfera (uno degli strati dell'atmosfera terrestre). Le trasmissioni di onde medie vengono ricevute meglio di notte, quando aumenta la riflettività dello strato ionosferico. onde medie
Le onde corte vengono ripetutamente riflesse dalla superficie della Terra e dalla ionosfera, per cui si propagano su distanze molto lunghe. Le trasmissioni radio a onde corte possono essere ricevute dall'altra parte il globo. - possono essere riflessi solo dalla superficie terrestre e quindi sono adatti per la trasmissione solo a distanze molto brevi. Sulle onde della banda VHF, viene spesso trasmesso il suono stereo, poiché su di esse l'interferenza è più debole. Onde ultracorte (VHF)
Influenza delle onde radio sul corpo umano Quali parametri differiscono nell'impatto delle onde radio sul corpo? L'azione termica può essere spiegata dall'esempio del corpo umano: incontrando un ostacolo sulla strada - il corpo umano, le onde vi penetrano. Nell'uomo, vengono assorbiti dallo strato superiore della pelle. Allo stesso tempo, viene generata energia termica, che viene espulsa dal sistema circolatorio. 2. Azione non termica delle onde radio. Un tipico esempio sono le onde provenienti da un'antenna di un telefono cellulare. Qui puoi prestare attenzione agli esperimenti condotti dagli scienziati con i roditori. Sono stati in grado di dimostrare l'impatto su di loro delle onde radio non termiche. Tuttavia, non sono riusciti a dimostrare il loro danno al corpo umano. Ciò che viene utilizzato con successo sia dai sostenitori che dagli oppositori delle comunicazioni mobili, manipolando le menti delle persone.
La pelle di una persona, più precisamente, i suoi strati esterni, assorbe (assorbe) le onde radio, a seguito delle quali viene rilasciato calore, che può essere registrato sperimentalmente in modo assolutamente accurato. L'aumento di temperatura massimo consentito per il corpo umano è di 4 gradi. Ne consegue che per gravi conseguenze, una persona deve essere esposta a lungo a onde radio abbastanza potenti, il che è improbabile nelle condizioni di vita di tutti i giorni. È risaputo che le radiazioni elettromagnetiche interferiscono con la ricezione del segnale TV di alta qualità. Le onde radio sono mortalmente pericolose per i proprietari di pacemaker elettrici: questi ultimi hanno un chiaro livello di soglia, al di sopra del quale la radiazione elettromagnetica che circonda una persona non dovrebbe salire.
Dispositivi che una persona incontra nel corso della sua vita: telefoni cellulari; antenne radiotrasmittenti; radiotelefoni del sistema DECT; dispositivi wireless di rete; Dispositivi Bluetooth; body scanner; babyphone; elettrodomestici; linee elettriche ad alta tensione.
Come puoi proteggerti dalle onde radio? L'unico metodo efficace è starne alla larga. La dose di radiazioni diminuisce in proporzione alla distanza: minore è, più una persona è lontana dall'emettitore. Elettrodomestici(trapani, aspirapolvere) generano campi magnetici attorno al cavo di alimentazione, a condizione che il cablaggio sia installato in modo illetterato. Maggiore è la potenza del dispositivo, maggiore è il suo impatto. Puoi proteggerti mettendoli il più lontano possibile dalle persone. Gli elettrodomestici non in uso devono essere scollegati.
La radiazione infrarossa è anche chiamata radiazione "termica", poiché la radiazione infrarossa proveniente da oggetti riscaldati viene percepita dalla pelle umana come una sensazione di calore. In questo caso, le lunghezze d'onda emesse dal corpo dipendono dalla temperatura di riscaldamento: maggiore è la temperatura, minore è la lunghezza d'onda e maggiore è l'intensità della radiazione. Lo spettro di radiazione di un corpo assolutamente nero a temperature relativamente basse (fino a diverse migliaia di Kelvin) si trova principalmente in questo intervallo. La radiazione infrarossa viene emessa da atomi o ioni eccitati. Radiazione infrarossa
La profondità di penetrazione e, di conseguenza, il riscaldamento del corpo mediante radiazione infrarossa dipende dalla lunghezza d'onda. La radiazione a onde corte è in grado di penetrare nel corpo fino a una profondità di alcuni centimetri e riscalda gli organi interni, mentre la radiazione a onde lunghe viene trattenuta dall'umidità contenuta nei tessuti e aumenta la temperatura del tegumento del corpo. Particolarmente pericoloso è l'effetto dell'intensa radiazione infrarossa sul cervello: può causare un colpo di calore. A differenza di altri tipi di radiazioni, come raggi X, microonde e ultravioletti, la radiazione infrarossa di intensità normale no impatto negativo sul corpo. Effetto della radiazione infrarossa sul corpo
La radiazione ultravioletta è una radiazione elettromagnetica invisibile all'occhio, situata nello spettro tra la radiazione visibile e quella a raggi X. Radiazioni ultraviolette La gamma di radiazioni ultraviolette che raggiungono la superficie terrestre è di 400 - 280 nm, mentre le lunghezze d'onda più corte provenienti dal Sole vengono assorbite nella stratosfera con l'aiuto dello strato di ozono.
Proprietà dell'attività chimica della radiazione UV (accelera il flusso delle reazioni chimiche e processi biologici) capacità penetrante - la distruzione di microrganismi, un effetto benefico sul corpo umano (a piccole dosi) la capacità di provocare la luminescenza delle sostanze (il loro bagliore con diversi colori della luce emessa)
Esposizione alle radiazioni ultraviolette L'esposizione della pelle alle radiazioni ultraviolette in eccesso rispetto alla naturale capacità protettiva della pelle di abbronzarsi provoca ustioni vari gradi. La radiazione ultravioletta può portare alla formazione di mutazioni (mutagenesi ultravioletta). La formazione di mutazioni, a sua volta, può causare cancro della pelle, melanoma cutaneo e invecchiamento precoce. Un rimedio efficace la protezione contro le radiazioni ultraviolette è fornita da indumenti e filtri solari speciali con un numero SPF superiore a 10. La radiazione ultravioletta della gamma delle onde medie (280-315 nm) è praticamente impercettibile per l'occhio umano ed è principalmente assorbita dall'epitelio corneale che, con un'intensa irradiazione, provoca danni da radiazioni - ustioni corneali (elettroftalmia). Ciò si manifesta con aumento della lacrimazione, fotofobia, edema dell'epitelio corneale Per proteggere gli occhi vengono utilizzati occhiali speciali che bloccano fino al 100% delle radiazioni ultraviolette e sono trasparenti nello spettro visibile. Per lunghezze d'onda ancora più corte, non c'è materiale adatto alla trasparenza delle lenti dell'obiettivo e devono essere utilizzate ottiche riflettenti - specchi concavi.
Radiazione a raggi X - onde elettromagnetiche, la cui energia fotonica si trova sulla scala delle onde elettromagnetiche tra la radiazione ultravioletta e la radiazione gamma L'uso della radiazione a raggi X in medicina La ragione per l'uso della radiazione a raggi X nella diagnostica era la loro elevata capacità di penetrazione. Nei primi giorni della scoperta, i raggi X venivano usati principalmente per esaminare le fratture ossee e localizzare corpi estranei (come proiettili) nel corpo umano. Attualmente, vengono utilizzati diversi metodi diagnostici utilizzando i raggi X.
Fluoroscopia Dopo che i raggi X sono passati attraverso il corpo del paziente, il medico osserva un'immagine in ombra del paziente. Una finestra di piombo dovrebbe essere installata tra lo schermo e gli occhi del medico per proteggere il medico dagli effetti dannosi dei raggi X. Questo metodo consente di studiare lo stato funzionale di alcuni organi. Gli svantaggi di questo metodo sono immagini di contrasto insufficienti e dosi relativamente elevate di radiazioni ricevute dal paziente durante la procedura. Fluorografia Utilizzato, di norma, per uno studio preliminare della condizione organi interni pazienti con basse dosi di raggi X. Radiografia Questo è un metodo di esame che utilizza raggi X, durante il quale l'immagine viene registrata su pellicola fotografica. Le fotografie a raggi X contengono più dettagli e sono quindi più informative. Può essere salvato per ulteriori analisi. La dose totale di radiazioni è inferiore a quella utilizzata in fluoroscopia.
I raggi X sono ionizzanti. Colpisce i tessuti degli organismi viventi e può causare malattie da radiazioni, ustioni da radiazioni e tumori maligni. Per questo motivo, è necessario adottare misure protettive quando si lavora con i raggi X. Si ritiene che il danno sia direttamente proporzionale alla dose di radiazione assorbita. La radiazione a raggi X è un fattore mutageno.
L'effetto dei raggi X sul corpo I raggi X hanno un elevato potere penetrante; sono in grado di penetrare liberamente attraverso gli organi e i tessuti studiati. L'effetto dei raggi X sul corpo si manifesta anche dal fatto che i raggi X ionizzano le molecole delle sostanze, il che porta a una violazione della struttura originale della struttura molecolare delle cellule. Pertanto, si formano ioni (particelle caricate positivamente o negativamente) e molecole che diventano attive. Questi cambiamenti in un modo o nell'altro possono causare lo sviluppo di ustioni da radiazioni della pelle e delle mucose, malattie da radiazioni e mutazioni, che portano alla formazione di un tumore, incluso uno maligno. Tuttavia, questi cambiamenti possono verificarsi solo se la durata e la frequenza dell'esposizione ai raggi X del corpo sono significative. Più potente è il raggio di raggi X e più lunga è l'esposizione, maggiore è il rischio di effetti negativi.
Nella radiologia moderna vengono utilizzati dispositivi che hanno un'energia del raggio molto piccola. Si ritiene che il rischio di sviluppo malattie oncologiche dopo un esame radiografico standard è estremamente piccolo e non supera 1 millesimo di percento. Nella pratica clinica viene utilizzato un periodo di tempo molto breve, a condizione che il potenziale beneficio derivante dall'ottenimento di dati sullo stato del corpo sia molto superiore al suo potenziale pericolo. I radiologi, così come i tecnici e gli assistenti di laboratorio, devono attenersi alle misure di protezione obbligatorie. Il medico che esegue la manipolazione indossa uno speciale grembiule protettivo, che è una piastra protettiva di piombo. Inoltre, i radiologi hanno un dosimetro individuale e non appena rileva che la dose di radiazioni è elevata, il medico viene rimosso dal lavoro con i raggi X. Pertanto, la radiazione a raggi X, sebbene abbia effetti potenzialmente pericolosi sul corpo, è sicura nella pratica.
La radiazione gamma - un tipo di radiazione elettromagnetica con una lunghezza d'onda estremamente corta - inferiore a 2·10−10 m ha il più alto potere di penetrazione. Questo tipo di radiazione può essere bloccato da uno spesso strato di piombo o da una lastra di cemento. Il pericolo della radiazione risiede nella sua radiazione ionizzante, che interagisce con atomi e molecole, che questo effetto trasforma in ioni caricati positivamente, rompendo così legami chimici molecole che costituiscono gli organismi viventi e che causano cambiamenti biologicamente importanti.
Indice di dose: mostra quale dose di radiazioni riceverà un oggetto o un organismo vivente in un periodo di tempo. Unità di misura - Sievert / ora. Dosi efficaci annuali equivalenti, μSv / anno Radiazione cosmica 32 Esposizione da materiali da costruzione e sul terreno 37 Esposizione interna 37 Radon-222, radon-220 126 Procedure mediche 169 Test armi nucleari 1,5 Energia nucleare 0,01 Totale 400
Tabella dei risultati di una singola esposizione a radiazioni gamma sul corpo umano, misurata in sievert.
L'impatto delle radiazioni su un organismo vivente provoca in esso vari cambiamenti biologici reversibili e irreversibili. E questi cambiamenti sono divisi in due categorie: cambiamenti somatici causati direttamente negli esseri umani e cambiamenti genetici che si verificano nei discendenti. La gravità degli effetti delle radiazioni su una persona dipende da come si verifica questo effetto, immediatamente o in porzioni. La maggior parte degli organi ha il tempo di riprendersi in una certa misura dalle radiazioni, quindi tollerano una serie di dosi a breve termine meglio della stessa dose totale di radiazioni ricevuta contemporaneamente. Il midollo osseo rosso e gli organi del sistema ematopoietico, gli organi riproduttivi e gli organi della vista sono i più esposti alle radiazioni I bambini sono più esposti alle radiazioni rispetto agli adulti. La maggior parte degli organi di un adulto non è così esposta alle radiazioni: si tratta di reni, fegato, vescica, tessuti cartilaginei.
Conclusioni I tipi di radiazioni elettromagnetiche sono considerati in dettaglio.Si è riscontrato che la radiazione infrarossa a intensità normale non influisce negativamente sul corpo.La radiazione a raggi X può causare ustioni da radiazioni e tumori maligni.La radiazione gamma provoca cambiamenti biologicamente importanti nel corpo.
Grazie per l'attenzione
La scala delle onde elettromagnetiche è una sequenza continua di frequenze e lunghezze di radiazione elettromagnetica, che sono una variabile che si propaga nello spazio. campo magnetico. Teoria fenomeni elettromagnetici James Maxwell ha permesso di stabilire che in natura esistono onde elettromagnetiche di diversa lunghezza.La lunghezza d'onda o la frequenza dell'onda ad essa associata caratterizza non solo l'onda, ma anche le proprietà quantistiche del campo elettromagnetico. Di conseguenza, nel primo caso, l'onda elettromagnetica è descritta dalle leggi classiche studiate in questo corso.
Consideriamo il concetto di spettro delle onde elettromagnetiche. Lo spettro delle onde elettromagnetiche è la banda di frequenza delle onde elettromagnetiche che esistono in natura.
Lo spettro della radiazione elettromagnetica in ordine di frequenza crescente è:
antenna
1) Onde a bassa frequenza (λ>);
2) Onde radio();
Atomo
3) Infrarossi(m);
4) Emissione luminosa ();
5) Radiazione a raggi X ();
Nuclei atomici
6) Radiazioni gamma (λ).
Le diverse sezioni dello spettro elettromagnetico differiscono nel modo in cui emettono e ricevono onde appartenenti all'una o all'altra sezione dello spettro. Per questo motivo non esistono confini netti tra le diverse parti dello spettro elettromagnetico, ma ogni intervallo è determinato dalle proprie caratteristiche e dalla prevalenza delle proprie leggi, determinate dai rapporti delle scale lineari.
Studi sulle onde radio elettrodinamica classica. La luce infrarossa e la radiazione ultravioletta sono studiate sia dall'ottica classica che dalla fisica quantistica. I raggi X e le radiazioni gamma sono studiati nella fisica quantistica e nucleare.
Radiazione infrarossa
La radiazione infrarossa è una parte dello spettro della radiazione solare, che è direttamente adiacente alla parte rossa della regione visibile dello spettro e che ha la capacità di riscaldare la maggior parte degli oggetti. occhio umano incapaci di vedere in questa parte dello spettro, ma possiamo sentire calore. Come sapete, qualsiasi oggetto la cui temperatura supera (-273) gradi Celsius irradia e lo spettro della sua radiazione è determinato solo dalla sua temperatura ed emissività. La radiazione infrarossa ne ha due caratteristiche importanti: lunghezza d'onda (frequenza) della radiazione e intensità. Questa parte dello spettro elettromagnetico comprende radiazioni con una lunghezza d'onda da 1 millimetro a ottomila diametri atomici (circa 800 nm).I raggi infrarossi sono assolutamente sicuri per il corpo umano, a differenza dei raggi X, ultravioletti o microonde. Alcuni animali (ad esempio le vipere scavatrici) hanno persino organi sensoriali che consentono loro di localizzare la preda a sangue caldo mediante la radiazione infrarossa dal suo corpo.
Apertura
La radiazione infrarossa fu scoperta nel 1800 dallo scienziato inglese W. Herschel, il quale scoprì che nello spettro del Sole ottenuto con un prisma oltre il limite della luce rossa (cioè nella parte invisibile dello spettro), la temperatura del termometro sale (Fig. 1). Nel 19 ° secolo è stato dimostrato che la radiazione infrarossa obbedisce alle leggi dell'ottica e, quindi, è della stessa natura della luce visibile.Applicazione
I raggi infrarossi per il trattamento delle malattie sono stati usati fin dai tempi antichi, quando i medici usavano carboni ardenti, focolari, ferro riscaldato, sabbia, sale, argilla, ecc. per curare congelamento, ulcere, pustole, lividi, contusioni, ecc. Ippocrate descrisse come venivano usati per curare ferite, ulcere, ferite da freddo, ecc. Nel 1894, Kellogg introdusse nella terapia le lampade elettriche a incandescenza, dopodiché i raggi infrarossi furono applicati con successo nelle malattie del sistema linfatico, delle articolazioni, del torace (pleurite), degli organi addominali (enterite, crampi, ecc.), del fegato e della cistifellea.Nello spettro dell'infrarosso esiste una regione con lunghezze d'onda di circa 7-14 micron (la cosiddetta parte a lunghezza d'onda lunga della gamma dell'infrarosso), che ha un effetto davvero unico sul corpo umano. azione utile. Questa parte della radiazione infrarossa corrisponde alla radiazione del corpo umano stesso con un massimo ad una lunghezza d'onda di circa 10 micron. Pertanto, il nostro corpo percepisce qualsiasi radiazione esterna con tali lunghezze d'onda come "la sua". fonte artificiale raggi infrarossi a onde lunghe: questa è una stufa russa e ogni persona deve aver sperimentato i loro effetti benefici.
I diodi e i fotodiodi a infrarossi sono ampiamente utilizzati nei telecomandi, nei sistemi di automazione, nei sistemi di sicurezza, ecc cellulari ecc. I raggi infrarossi non distraggono l'attenzione di una persona a causa della loro invisibilità.
Gli emettitori di infrarossi sono utilizzati nell'industria per asciugare le superfici verniciate. Il metodo di asciugatura a infrarossi presenta vantaggi significativi rispetto al metodo tradizionale a convezione. Prima di tutto, lo è certamente effetto economico. La velocità e l'energia spesa con l'asciugatura a infrarossi è inferiore a quella dei metodi tradizionali.
I rilevatori a infrarossi sono ampiamente utilizzati dai servizi di soccorso, ad esempio, per rilevare persone in vita sotto le macerie dopo terremoti o altro disastri naturali e disastri provocati dall'uomo.
Anche la sterilizzazione è un effetto collaterale positivo. prodotti alimentari, aumentando la resistenza alla corrosione delle superfici rivestite con vernici.
Una caratteristica dell'uso della radiazione IR in Industria alimentareè la possibilità di penetrazione di un'onda elettromagnetica in prodotti porosi capillari come grano, cereali, farina, ecc. Fino a una profondità di 7 mm. Questo valore dipende dalla natura della superficie, dalla struttura, dalle proprietà del materiale e dalla risposta in frequenza della radiazione. Un'onda elettromagnetica di una certa gamma di frequenza non ha solo termica, ma anche impatto biologico sul prodotto, favorisce l'accelerazione delle trasformazioni biochimiche in polimeri biologici (amido, proteine, lipidi)
Raggi ultravioletti
I raggi ultravioletti includono la radiazione elettromagnetica con una lunghezza d'onda da diverse migliaia a diversi diametri atomici (400-10 nm). In questa parte dello spettro, le radiazioni iniziano a influenzare l'attività vitale degli organismi viventi. I raggi ultravioletti morbidi nello spettro solare (con lunghezze d'onda che si avvicinano alla parte visibile dello spettro), ad esempio, provocano un'abbronzatura a dosi moderate e gravi ustioni in eccesso. L'ultravioletto duro (lunghezza d'onda corta) è dannoso per le cellule biologiche ed è quindi utilizzato in medicina per sterilizzare strumenti chirurgici e attrezzature mediche, uccidendo tutti i microrganismi sulla loro superficie.Tutta la vita sulla Terra è protetta dagli effetti dannosi delle radiazioni ultraviolette dure dallo strato di ozono dell'atmosfera terrestre, che assorbe maggior parte raggi ultravioletti duri nello spettro radiazione solare. Se non fosse stato per questo scudo naturale, la vita sulla Terra difficilmente sarebbe arrivata a terra dalle acque degli oceani. Tuttavia, nonostante lo strato protettivo di ozono, alcuni dei raggi ultravioletti duri raggiungono la superficie terrestre e possono causare il cancro della pelle, specialmente nelle persone che sono naturalmente inclini al pallore e non si abbronzano bene al sole.
Storia della scoperta
Poco dopo la scoperta della radiazione infrarossa, il fisico tedesco Johann Wilhelm Ritter iniziò a cercare la radiazione all'estremità opposta dello spettro, con una lunghezza d'onda più corta di quella viola. Nel 1801 scoprì che il cloruro d'argento, che si decompone sotto l'azione della luce, si decompone più velocemente sotto l'azione di radiazioni invisibili al di fuori della regione viola dello spettro. A quel tempo, molti scienziati, tra cui Ritter, giunsero all'accordo sul fatto che la luce consiste di tre componenti separati: un componente ossidante o termico (infrarossi), un componente illuminante (luce visibile) e un componente riducente (ultravioletto). A quel tempo, la radiazione ultravioletta era anche chiamata "radiazione attinica".Applicazione
L'energia dei quanti ultravioletti è sufficiente per distruggere le molecole biologiche, in particolare il DNA e le proteine. Questo è uno dei metodi per la distruzione dei microbi.Provoca scottature sulla pelle ed è necessario per la produzione di vitamina D. Ma un'esposizione eccessiva è irta di sviluppo del cancro della pelle. I raggi UV sono dannosi per gli occhi. Pertanto, sull'acqua e soprattutto sulla neve in montagna, è indispensabile indossare occhiali.
Per proteggere i documenti dalla contraffazione, sono spesso dotati di etichette UV visibili solo in condizioni di luce UV. La maggior parte dei passaporti e delle banconote vari paesi contengono elementi protettivi sotto forma di vernice o fili che si illuminano alla luce ultravioletta.
Molti minerali contengono sostanze che, se illuminate con radiazioni ultraviolette, iniziano a emettere luce visibile. Ogni impurità si illumina a modo suo, il che rende possibile determinare la composizione di un dato minerale dalla natura del bagliore.
radiazioni a raggi X
I raggi X sono onde elettromagnetiche la cui energia dei fotoni si trova su una scala di energia compresa tra la radiazione ultravioletta e la radiazione gamma, che corrisponde alle lunghezze d'onda da a m).Ricevuta
I raggi X sono prodotti da una forte accelerazione di particelle cariche (principalmente elettroni) o da transizioni ad alta energia nei gusci elettronici di atomi o molecole. Entrambi gli effetti sono utilizzati nei tubi a raggi X, in cui gli elettroni emessi da un catodo caldo vengono accelerati (non vengono emessi raggi X, perché l'accelerazione è troppo bassa) e colpiscono l'anodo, dove subiscono una brusca decelerazione (vengono emessi raggi X: i cosiddetti. bremsstrahlung) e allo stesso tempo eliminare gli elettroni dai gusci elettronici interni degli atomi del metallo da cui è costituito l'anodo. posti vuoti nei gusci sono occupati da altri elettroni dell'atomo. In questo caso, la radiazione di raggi X viene emessa con una certa energia caratteristica del materiale anodico ( radiazione caratteristica)Nel processo di accelerazione-decelerazione, solo l'1% dell'energia cinetica dell'elettrone va ai raggi X, il 99% dell'energia viene convertita in calore.
Apertura
La scoperta dei raggi X è attribuita a Wilhelm Conrad Roentgen. Fu il primo a pubblicare un articolo sui raggi X, che chiamò raggi X (raggi X). L'articolo di Roentgen intitolato "Su un nuovo tipo di raggi" fu pubblicato il 28 dicembre 1895.Un attento esame ha mostrato Roentgen "che il cartone nero, trasparente né ai raggi visibili e ultravioletti del sole, né ai raggi di un arco elettrico, è permeato di un qualche tipo di agente che provoca una vigorosa fluorescenza". Roentgen ha studiato il potere penetrante di questo "agente", che ha chiamato "raggi X" in breve, per varie sostanze. Ha scoperto che i raggi passano liberamente attraverso carta, legno, ebanite, sottili strati di metallo, ma sono fortemente ritardati dal piombo. 
Figura L'esperimento di Crookes con un raggio catodico
Quindi descrive l'esperienza sensazionale: "Se tieni la mano tra il tubo di scarica e lo schermo, puoi vedere le ombre scure delle ossa nel debole contorno dell'ombra della mano stessa". È stato il primo esame a raggi X del corpo umano. Radiografia ricevuta e la prima raggi X allegandoli alla tua brochure. Questi scatti hanno fatto una grande impressione; la scoperta non era ancora stata completata e la diagnostica a raggi X aveva già iniziato il suo viaggio. “Il mio laboratorio è stato invaso da medici che portavano pazienti che sospettavano di avere degli aghi nelle loro parti differenti corpo”, ha scritto il fisico inglese Schuster.
Già dopo i primi esperimenti, Roentgen stabilì fermamente che i raggi X differiscono dai raggi catodici, non portano carica e non sono deviati da un campo magnetico, ma sono eccitati dai raggi catodici. "... I raggi X non sono identici ai raggi catodici, ma sono eccitati da essi nelle pareti di vetro del tubo a scarica", ha scritto Roentgen.
Figura Esperienza con il primo tubo a raggi X
Ha anche stabilito che sono eccitati non solo nel vetro, ma anche nei metalli.
Menzionando l'ipotesi di Hertz-Lenard secondo cui i raggi catodici "sono un fenomeno che si verifica nell'etere", Roentgen sottolinea che "possiamo dire qualcosa di simile sui nostri raggi". Tuttavia, non è riuscito a rilevare le proprietà ondulatorie dei raggi, che "si comportano in modo diverso rispetto ai raggi ultravioletti, visibili e infrarossi finora conosciuti". Nelle loro azioni chimiche e luminescenti, secondo Roentgen, sono simili a raggi ultravioletti. Nella prima comunicazione, ha espresso il suggerimento lasciato in seguito che potrebbero essere onde longitudinali nell'etere.
Applicazione
Con l'ausilio dei raggi X è possibile "illuminare" il corpo umano, grazie al quale è possibile ottenere un'immagine delle ossa e, nei dispositivi moderni, degli organi interni.Il rilevamento di difetti nei prodotti (rotaie, saldature, ecc.) mediante raggi X è chiamato rilevamento di difetti a raggi X.
Sono utilizzati per il controllo tecnologico dei prodotti microelettronici e consentono di identificare i principali tipi di difetti e modifiche nella progettazione dei componenti elettronici.
Nella scienza dei materiali, cristallografia, chimica e biochimica, i raggi X vengono utilizzati per chiarire la struttura delle sostanze a livello atomico utilizzando la diffusione di raggi X di diffrazione.
I raggi X possono essere utilizzati per determinare Composizione chimica sostanze. Negli aeroporti vengono utilizzati attivamente gli introscopi televisivi a raggi X, che consentono di visualizzare i contenuti bagaglio a mano e bagagli al fine di rilevare visivamente oggetti pericolosi sullo schermo del monitor.
Terapia a raggi X - una branca della radioterapia che copre teoria e pratica uso terapeutico. La terapia a raggi X viene eseguita principalmente con tumori localizzati superficialmente e con alcune altre malattie, comprese le malattie della pelle.
Impatto biologico
I raggi X sono ionizzanti. Colpisce i tessuti degli organismi viventi e può causare malattie da radiazioni, ustioni da radiazioni e tumori maligni. Per questo motivo, è necessario adottare misure protettive quando si lavora con i raggi X. Si ritiene che il danno sia direttamente proporzionale alla dose di radiazione assorbita. La radiazione a raggi X è un fattore mutageno.Conclusione:
La radiazione elettromagnetica è un cambiamento nello stato di un campo elettromagnetico (perturbazione) che può propagarsi nello spazio.Con l'aiuto dell'elettrodinamica quantistica, la radiazione elettromagnetica può essere considerata non solo come onde elettromagnetiche, ma anche come un flusso di fotoni, cioè particelle che sono l'eccitazione quantistica elementare di un campo elettromagnetico. Le onde stesse sono caratterizzate da caratteristiche come lunghezza (o frequenza), polarizzazione e ampiezza. Inoltre, le proprietà delle particelle sono più forti, minore è la lunghezza d'onda. Queste proprietà sono particolarmente pronunciate nel fenomeno dell'effetto fotoelettrico (che elimina gli elettroni dalla superficie di un metallo sotto l'azione della luce), scoperto nel 1887 da G. Hertz.
Tale dualismo è confermato dalla formula di Planck ε = hν. Questa formula mette in relazione l'energia di un fotone, che è una caratteristica quantistica, e la frequenza di oscillazione, che è una caratteristica dell'onda.
A seconda della gamma di frequenza, si distinguono diversi tipi di radiazioni elettromagnetiche. Sebbene i confini tra questi tipi siano piuttosto arbitrari, poiché la velocità di propagazione delle onde nel vuoto è la stessa (pari a 299.792.458 m/s), quindi, la frequenza di oscillazione è inversamente proporzionale alla lunghezza dell'onda elettromagnetica.
I tipi di radiazioni elettromagnetiche differiscono nel modo in cui vengono ottenuti:
Nonostante le differenze fisiche, in tutte le fonti di radiazione elettromagnetica, sia essa una sostanza radioattiva, una lampada a incandescenza o un trasmettitore televisivo, questa radiazione è eccitata da cariche elettriche che si muovono con accelerazione. Ci sono due tipi principali di fonti . In fonti "microscopiche". le particelle cariche saltano da un livello di energia all'altro all'interno di atomi o molecole. Radiatori di questo tipo emettono radiazioni gamma, raggi X, ultravioletti, visibili e infrarossi, e in alcuni casi anche di lunghezza d'onda maggiore (un esempio di quest'ultimo è una riga nello spettro dell'idrogeno corrispondente a una lunghezza d'onda di 21 cm, che riproduce ruolo importante in radioastronomia). Fonti del secondo tipo può essere chiamato macroscopico . In essi, gli elettroni liberi dei conduttori eseguono oscillazioni periodiche sincrone.
Esistono diverse modalità di registrazione:
luce visibile percepito dall'occhio. La radiazione infrarossa è prevalentemente radiazione termica. È registrato con metodi termici, nonché parzialmente con metodi fotoelettrici e fotografici. La radiazione ultravioletta è chimicamente e biologicamente attiva. Provoca il fenomeno dell'effetto fotoelettrico, fluorescenza e fosforescenza (bagliore) di un certo numero di sostanze. Viene registrato con metodi fotografici e fotoelettrici.
Sono anche assorbiti e riflessi in modo diverso dagli stessi media:
Le radiazioni di diverse lunghezze d'onda differiscono notevolmente l'una dall'altra in termini di assorbimento da parte della materia. Le radiazioni a onde corte (raggi X e soprattutto raggi G) vengono assorbite debolmente. Le sostanze opache alle lunghezze d'onda ottiche sono trasparenti a queste radiazioni. Il coefficiente di riflessione delle onde elettromagnetiche dipende anche dalla lunghezza d'onda.
Hanno effetti diversi sugli oggetti biologici alla stessa intensità di radiazione:
Impatto tipi diversi le radiazioni sul corpo umano sono diverse: i raggi gamma e i raggi X lo penetrano, causando danni ai tessuti, la luce visibile provoca una sensazione visiva nell'occhio, la radiazione infrarossa, che cade sul corpo umano, lo riscalda, e le onde radio e le oscillazioni elettromagnetiche a bassa frequenza corpo umano e non si fanno sentire affatto. Nonostante queste ovvie differenze, tutti questi tipi di radiazioni sono, in sostanza, aspetti diversi dello stesso fenomeno.
Chemiluminescenza Con alcuni reazioni chimiche, andando con il rilascio di energia, parte di questa energia viene spesa direttamente per l'emissione di luce e la sorgente luminosa rimane fredda. Lucciola Un pezzo di legno trafitto da un micelio luminoso Un pesce che vive a grandi profondità
Radiazioni elettromagnetiche Radiazioni radio Radiazioni radio Radiazioni infrarosse Radiazioni infrarosse Radiazioni visibili Radiazioni visibili Radiazioni ultraviolette Radiazioni ultraviolette Radiazioni raggi X Radiazioni raggi X Radiazioni gamma Radiazioni gamma
La scala delle radiazioni elettromagnetiche La scala delle onde elettromagnetiche si estende dalle onde radio lunghe ai raggi gamma. Le onde elettromagnetiche di varie lunghezze sono suddivise condizionatamente in intervalli secondo vari segni(modalità di ottenimento, modalità di registrazione, natura dell'interazione con la sostanza).
Tutti i tipi di radiazioni hanno essenzialmente lo stesso natura fisica Luigi di Broglie Lavoro indipendente compilando la tabella Tipi di radiazione Intervallo di lunghezze d'onda Sorgente Proprietà Applicazione Radiazione radio Radiazione infrarossa Radiazione visibile Radiazione ultravioletta Radiazione raggi X
Tipi di radiazione Lunghezza d'onda Sorgente Proprietà Applicazione Onde radio 10 km (310^4 - 310^12 Hz) Circuiti a transistor Riflessione, Rifrazione Diffrazione Polarizzazione Comunicazione e navigazione Radiazione infrarossa 0,1 m - 770 nm (310^12 - 4 10^14 Hz) essiccazione, Fotocopiatura termica Luce visibile 770 – 380 nm (410^14 – 810^14Hz) ) Incandescente, Fulmine, Riflessione Fiamma, Rifrazione Diffrazione Polarizzazione Osservazione mondo visibile, Prevalentemente per riflessione Radiazioni ultraviolette 380 - 5 nm (810^ 14 - 610 ^16 Hz) Tubo a scarica, arco di carbonio Trattamento fotochimico di malattie della pelle, uccisione di batteri, dispositivi di sorveglianza Radiazioni a raggi X 5 nm - 10^ -2 nm (610^ 16 - 310 ^19 Hz) Cyclotron Cobalt - 60 Generato da oggetti spaziali Sterilizzazione, medicina, trattamento del cancro Controlla le tue risposte