НОВОСТИ

16 августа

Употребление постных белков, таких как орехи, курица и рыба, снижает риск смерти по сравнению с рационом, в котором высоко содержание красного мяса, яиц и молочных продуктов, сообщается в опубликованном недавно крупном исследовании.

4 июня

Минздрав: В течение последних 20 лет ожирение у мужчин выросло по своей распространенности более, чем в 2 раза, и догнало таковое у женщин.

Види випромінювання та їх вплив на організм людини. Приклади випромінювання

Види випромінювання та їх вплив на організм людини

Випромінювання: його види та вплив на організм

Людина постійно перебуває під впливом різноманітних зовнішніх факторів. Одні з них є видимими, наприклад, погодні умови, і ступінь їх впливу можна контролювати. Інші ж не видно людському оку і носять назву випромінювань. Кожен повинен знати види випромінювання, їх роль і області застосування.

Радіохвилі

Деякі види випромінювання людина може зустріти повсюдно. Яскравим прикладом є радіохвилі. Вони являють собою коливання електромагнітної природи, які здатні розподілятися в просторі зі швидкістю світла. Такі хвилі несуть в собі енергію від генераторів.

Джерела радіохвиль можна розділити на дві групи.

Природні, до них відносяться блискавки і астрономічні одиниці.
Штучні, тобто створені людиною. Вони включають в себе випромінювачі з змінним струмом. Це можуть бути прилади радіозв’язку, мовлення, комп’ютери і системи навігації.

Шкіра людини здатна осаджувати на своїй поверхні цей вид хвиль, тому є ряд негативних наслідків їх впливу на людину. Радіохвильове випромінювання здатне уповільнити діяльність мозкових структур, а також викликати мутації на генному рівні.

Для осіб, у яких встановлено кардіостимулятор, такий вплив смертельно небезпечно. У цих приладів є чіткий максимально допустимий рівень випромінювання, підйом вище нього вносить дисбаланс у роботу системи стимулятора і веде до його поломки.

Всі впливу радіохвиль на організм були вивчені тільки на тварин, прямого докази їх негативної дії на людину немає, але способи захисту вчені все ж таки шукають. Як таких ефективних способів поки немає. Єдине, що можна порадити, так це триматися подалі від небезпечних приладів. Оскільки побутові прилади, включені в мережу, теж створюють навколо себе радіохвильове поле, то просто необхідно відключати живлення пристроїв, якими людина не користується в даний момент.

Випромінювання інфрачервоного спектру

Всі види випромінювання тим чи іншим чином пов’язані між собою. Деякі з них видно людському оку. Інфрачервоне випромінювання примикає до тієї частини спектру, яку очей людини може вловити. Воно не тільки освітлює поверхню, але і здатне її нагрівати.

Основним природним джерелом ІЧ-променів є сонце. Людиною створені штучні випромінювачі, посередництвом яких досягається необхідний тепловий ефект.

Тепер потрібно розібратися, наскільки корисним або шкідливим є такий вид випромінювання для людини. Практично всі довгохвильове випромінювання інфрачервоного спектра поглинається верхніми шарами шкіри, тому не тільки безпечно, але і здатне підвищити імунітет і посилити відновні процеси в тканинах.

Що ж до коротких хвиль, то вони можуть йти глибоко в тканини і викликати перегрів органів. Так званий тепловий удар є наслідком впливу коротких інфрачервоних хвиль. Симптоми цієї патології відомі майже всім:

поява кружляння в голові;
відчуття нудоти;
зростання пульсу;
порушення зору, характеризуються потемнінням в очах.

Як же вберегти себе від небезпечного впливу? Потрібно дотримувати техніку безпеки, користуючись теплозахисної одягом і екранами. Застосування короткохвильових обігрівачів повинно бути чітко дозовано, нагрівальний елемент повинен бути прикритий теплоізолюючим матеріалом, за допомогою якого досягається випромінювання м’яких довгих хвиль.

Рентгенівське випромінювання

Якщо задуматися, всі види випромінювання здатні проникати в тканини. Але саме рентгенівське випромінювання дало можливість використовувати цю властивість на практиці в медицині.

Якщо порівняти промені рентгенівського походження з променями світла, то перші мають дуже велику довжину, що дозволяє їм проникати навіть через непрозорі матеріали. Такі промені не здатні відбиватися і переломлюватися. Даний вид спектра має м’яку і жорстку складову. М’яка складається з довгих хвиль, здатних повністю поглинена тканинами людини. Таким чином, постійний вплив довгих хвиль призводить до пошкодження клітин і мутації ДНК.

Є низка структур, які не здатні пропустити через себе рентгенівські промені. До них відноситься, наприклад, кісткова тканина і метали. Виходячи з цього і виробляються знімки кісток людини з метою діагностики їх цілісності.

В даний час створені прилади, що дозволяють не тільки робити фіксований знімок, наприклад, кінцівки, але і спостерігати за подіями з неї змінами «онлайн». Ці пристрої допомагаю лікарю виконати оперативне втручання на кістках під контролем зору, не виробляючи широких травматичних розрізів. За допомогою таких приладів можна досліджувати біомеханіку суглобів.

Що стосується негативного впливу рентгенівських променів, то тривалий контакт з ними може призвести до розвитку променевої хвороби, яка проявляється рядом ознак:

порушення неврологічного характеру;
дерматити;
зниження імунітету;
пригнічення нормального кровотворення;
розвиток онкологічної патології;
безпліддя.

Щоб захистити себе від страшних наслідків, при контакті з цим видом випромінювання потрібно використовувати екрануючі щити і накладки з матеріалів, що не пропускають промені.

Оптичне випромінювання

Даний вид променів люди звикли називати просто – світло. Цей вид випромінювання здатний поглинати об’єктом впливу, частково проходячи через нього і частково відбиваючись. Такі властивості широко застосовуються в науці і техніці, особливо при виготовленні оптичних приладів.

Всі джерела оптичного випромінювання діляться на кілька груп.

Теплові, що мають суцільний спектр. Тепло в них виділяється за рахунок струму або процесу горіння. Це можуть бути електричні і галогенні лампи розжарювання, а також піротехнічні вироби та електродосветние прилади.
Люмінесцентні, що містять гази, виникаючи потоками фотонів. Такими джерелами є енергозберігаючі прилади і катодолюминесцентние пристрою. Що стосується радіо — та хемілюмінесцентних джерел, то в них потоки порушуються за рахунок продуктів радіоактивного розпаду і хімічних реакцій відповідно.
Плазмові, чиї характеристики залежать від температури і тиску плазми, що утворюється в них. Це можуть бути газорозрядні, ртутні і ксенонові трубчасті лампи. Не винятком є і спектральні джерела, а також прилади імпульсного характеру.

Оптичне випромінювання на організм людини діє в комплексі з ультрафіолетовим, що провокує вироблення меланіну в шкірі. Таким чином, позитивний ефект триває до тих пір, поки не буде досягнуто порогове значення впливу, за межами якого знаходиться ризик опіків і шкірної онкопатології.

Ультрафіолетове випромінювання

Найбільш відомим і широко застосовуваним випромінюванням, вплив якого можна зустріти повсюдно, є ультрафіолетове випромінювання. Дане випромінювання має два спектру, один з яких доходить до землі і бере участь у всіх процесах на землі. Другий затримується шаром озону і не проходить через нього. Шар озону знешкоджує цей спектр, тим самим виконуючи захисну роль. Руйнування озонового шару небезпечно проникненням шкідливих променів на поверхню землі.

Природний джерело цього виду випромінювання – Сонце. Штучних джерел придумано величезну кількість:

Еритемние лампи, активізують вироблення вітаміну Д в шарах шкіри і допомагають лікування рахіту.
Солярії, не тільки дозволяють позасмагати, але і мають лікувальний ефект для людей з патологіями, викликаними браком сонячного світла.
Лазерні випромінювачі, які використовуються в біотехнології, медицині та електроніці.

Що стосується впливу на організм людини, то воно двояке. З одного боку, брак ультрафіолету може викликати різні хвороби. Дозована навантаження таким випромінюванням допомагає імунітету, роботі м’язів і легенях, а також запобігає гіпоксію.

Всі види впливів поділяються на чотири групи:

здатність вбивати бактерії;
зняття запалення;
відновлення пошкоджених тканин;
зменшення болю.

До негативних впливів ультрафіолету можна віднести здатність провокувати рак шкіри при тривалому впливі. Меланома шкіри вкрай злоякісний вид пухлини. Такий діагноз майже на 100 відсотків означає майбутню смерть.

Що стосується органу зору, то надмірне вплив променів ультрафіолетового спектру пошкоджує сітківку, рогівку і оболонки ока. Таким чином, використовувати цей вид випромінювання потрібно в міру. Якщо за певних обставин доводиться довго контактувати з джерелом ультрафіолетових променів, то необхідно захищати очі окулярами, а шкіру спеціальними кремами або одягом.

Гамма-випромінювання

Це так звані космічні промені, що несуть в собі ядра атомів радіоактивних речовин та елементів. Такий потік має дуже велику енергію і здатний швидко проникати в клітини організму, іонізуючи їх вміст. Зруйновані клітинні елементи діють як отрути, розкладаючись і отруюючи весь організм. У процес обов’язково залучається ядро клітин, що веде до мутацій в геномі. Здорові клітини руйнуються, а на їх місці утворюються мутантні, не здатні повною мірою забезпечити організм всім необхідним.

Дане випромінювання небезпечно тим, що людина його не відчуває. Наслідки впливу проявляються не відразу, а мають віддалену дію. У першу чергу страждають клітини кровотворної системи, волосся, статевих органів лімфоїдної системи.

Радіація дуже небезпечна розвитком променевої хвороби, але навіть такому спектру знайшли корисне застосування:

з його допомогою стерилізують продукти, обладнання та інструменти медичного призначення;
вимірювання глибини підземних свердловин;
вимірювання довжини шляху космічних апаратів;
вплив на рослини з метою виявлення продуктивних сортів;
у медицині таке випромінювання застосовується для проведення променевої терапії в лікуванні онкологічних захворювань.

На закінчення потрібно сказати, що всі види променів з успіхом застосовуються людиною і є необхідними. Завдяки їм існують рослини, тварини і люди. Захист від надмірного впливу має бути пріоритетним правилом при роботі.

diagnoz03.in.ua

82. Теплове випромінювання. Властивості теплового випромінювання

Теплове випромінювання та його особливості

Як добре відомо, сильно нагріті тіла світяться, тобто випромінюють світло - електромагнітні хвилі. Досліди показують, проте, що тіла випромінюють електромагнітні хвилі не тільки при високій, а при будь-якій температурі, відмінної від абсолютного нуля. Це випромінювання називається тепловим.

Визначення. Випромінювання тіл, обумовлене нагріванням, називають тепловим.Теплове випромінювання, є найбільш поширенішим в природі і відбувається за рахунок енергії теплового руху атомів і молекул речовини (тобто за рахунок його внутрішньої енергії) воно властиво всім тілам що мають температуру вищу 0 К.

При випромінюванні внутрішня енергія тіла зменшується.

При поглинанні електромагнітних хвиль внутрішня енергія тіла збільшується.

Теплове випромінювання не завжди являє собою видиме світло: наприклад, при кімнатній температурі тіло випромінює інфрачервоні хвилі.

Властивості теплового випромінювання:

1. Теплове випромінювання характеризується суцільним спектром, положення максимуму якого залежить від температури(рис.6.1). При високих температурах випромінюються короткі (видимі і ультрафіолетові) електромагнітні хвилі, при низьких - переважно довгі (інфрачервоні).

2. Теплове випромінювання - практично єдиний вид випромінювання, яке є рівноважним.Припустимо, що нагріте (випромінює) тіло поміщене в порожнину, обмежену ідеально відбиваючою оболонкою. З часом, в результаті безперервного обміну енергією між тілом і випромінюванням, настане рівновага, тобто тіло в одиницю часу буде поглинати стільки ж енергії, скільки й випромінювати.

Численні спостереження і досліди свідчать, що речовина і електромагнітне поле можуть перебувати в тепловій рівновазі при будь-якій температурі: багато тіл мають постійну температуру, весь час обмінюючись енергією з навколишнім їх електромагнітним полем.

Проте саме цей «простий» факт теплового рівноваги між речовиною і полем класична фізика пояснити не могла!

84. Закон Стефана-Больцмана. Закон зміщення Віна.

Закон Стефана-Больцмана

1. Закон відкритий незалежно Й. Стефаном і Л. Больцманом - це закон випромінювання абсолютно чорного тіла, він визначає залежність потужності випромінювання абсолютно чорного тіла від його температури.

2. Визначення. Потужність випромінювання абсолютно чорного тіла прямо пропорційна площі поверхні і четвертого ступеня температури тіла.

3. , деS- площа випромінювання,є- ступінь чорноти (для всіх речовинє< 1, для абсолютно чорного тілає = 1),σ- постійна (σ = 5,67·10-8Дж·с-1·м-2·К-4), Т - абсолютна температура поверхні.

4. Застосовується для опису випромінювання нагрітої поверхні.

Закон зміщення Віна

1. Вільгельм Він вперше вивів цей закон в 1893 році, шляхом застосування законів термодинаміки до електромагнітного випромінювання. Він встановлює залежність довжини хвилі, на якій потік випромінювання енергії чорного тіла досягає свого максимуму, від температури чорного тіла.

2. Визначення. При зростанні температури абсолютно чорного тіла максимум випромінювання зсувається в ультрафіолетову частину спектру (в область коротких довжин хвиль).

3., ДеT- температура, аλmax- довжина хвилі з максимальною інтенсивністю,b - постійна Вина, в системі СІ має значенняb= 0,002898 м·К.

4. Описує криву випромінювання абсолютно чорного тіла.

studfiles.net

6 Квантові властивості випромінювання

6.1 Мета заняття

Ознайомитись з явищами, які свідчать про квантові властивості випромінювання – зовнішнім фотоефектом, тиском світла та ефектом Комптона. Навчитись розв’язувати задачі, користуючись рівнянням Ейнштейна, розраховувати енергію, масу, імпульс фотона, тиск світла, зміну довжини хвилі фотона при його розсіянні на електроні.

6.2 Методичні вказівки з організації самостійної роботи студентів

Користуючись конспектом лекцій та навчальними посібниками [2, розд. 2, 4, § 8–11; 5, розд. 9], ознайомитися з явищами, які свідчать про квантову природу випромінювання. Вивчити закони фотоефекта, рівняння Ейнштейна, формулу Комптона, співвідношення, що визначають енергію, масу, імпульс фотона, тиск світла. Відповісти на контрольні запитання, проаналізувати розв’язання завдань, наведених як приклад.

6.3 Основні закони і формули

1. Енергія фотона

де – стала Планка,Джс,

–частота випромінювання,

–довжина хвилі,

, Джс,

м/с – швидкість світла.

2. Рівняння Ейнштейна для фотоефекту

або

де – енергія фотона, який падає на поверхню металу,

–робота виходу електрона з металу,

–максимальна кінетична енергія фотоелектрона.

3. Максимальна кінетична енергія фотоелектрона

а) нерелятивістський фотон (енергія фотона набагато менша енергії спокою електрона (МеВ).

де – маса спокою електрона.

б) релятивістський фотон (енергія фотона порівняна з енергією спокою електрона або більша за неї)

де – маса релятивістського електрона, або

4. Червона межа фотоефекту

де – максимальна довжина хвилі випромінювань,– мінімальна частота, при яких ще можливий фотоефект.

5. Тиск світла при нормальному падінні на поверхню

де – енергія усіх фотонів, які падають на 1м2 за 1с, тобто енергетична освітленість поверхні,

–кількість фотонів,

–об’ємна густина енергії випромінювання,

 – коефіцієнт відбиття світла.

6. Маса та імпульс фотона

7. Формула Комптона

або

де – довжина хвилі фотона, що падає на вільний або слабо зв’язаний електрон,

–довжина хвилі фотона, який розсіявся на кут після зіткнення з електроном,

–маса спокою електрона.

8. Комптонівська довжина хвилі

(При розсіянні фотона на електроні пм).

6.4 Контрольні запитання і завдання

Що називають явищем зовнішнього фотоефекту?
Поясніть рівняння Ейнштейна для зовнішнього фотоефекту.
Сформулюйте закони зовнішнього фотоефекту.
Що таке «червона» межа фотоефекту? Від чого вона залежить?
Що таке робота виходу фотоелектрона?
Що називають напругою запирання при зовнішньому фотоефекті? Від чого вона залежить?
Чому дорівнює енергія, маса, імпульс фотона?
Від чого залежить тиск світла?
В чому полягає ефект Комптона?
Від чого залежить комптонівське збільшення довжини хвилі?

6.5 Приклади розв’язання задач

Задача 1. Визначити максимальну швидкість фотоелектронів, вибитих з поверхні натрію монохроматичним світлом з довжиною хвилі =300 нм),–випромінюванням (=1 пм). Робота виходу для натрію дорівнюєеВ

Дані: =300 нм,=1 пм,еВДж,

–? –?

Аналіз і розв’язання

Для визначення максимальної швидкості фотоелектронів скористаємось рівнянням Ейнштейна для фотоефекту:

(6.1)

Енергію фотона знаходимо за формулою .

Кінетичну енергію фотоелектронів у рівнянні Ейнштейна залежно від того, яка швидкість їм надається, знаходимо або за класичною формулою, якщо енергія фотона набагато менша від енергії спокою електрону (МеВ), або за релятивістською формулою при енергії фотону, порівняній з енергією спокою електрону.

1. Обчислимо енергію фотона для монохроматичного світла (=300 нм):

Дж=4,15 (еВ).

Енергія фотона виявилася набагато меншою від енергії спокою електрона. Таким чином, максимальну кінетичну енергію фотоелектрона знаходимо за класичною формулою

. (6.2)

Підставляючи (6.2) в (6.1), маємо

Звідки

(Мм/с)

2. Розглянемо тепер випадок, коли на поверхню натрію падає -випромінювання з довжиною хвилі=1 пм.

Обчислимо енергію фотона -випромінювання

Дж =1,24 (МеВ).

Таким чином, енергія фотона перевищує масу спокою електрона більше ніж удвічі. Тому для визначення кінетичної енергії фотоелектрона скористаємося релятивістським виразом

, (6.3)

звідки

. (6.4)

Оскільки робота виходу електронів з натрію дуже мала порівняно з енергією -фотона, то нею можна знехтувати у формулі (6.1). Тому можна вважати, що максимальна кінетична енергія електрона дорівнює енергії фотона:

МеВ(Дж).

Підставляючи значення величин Т , ,с в (6.4), отримаємо

м/с(Мм/с).

Задача 2. Визначити червону межу фотоефекта для цезію, якщо при опроміненні його поверхні фіолетовим світлом довжиною хвилі=400 нм максимальна швидкість фотоелектронів становить 0,65 Мм/с.

Дані: =400 нм,0,65 Мм/с,

–?

Аналіз і розв’язання

При опроміненні світлом, довжина хвилі якого відповідає червоній межі фотоефекта, швидкість, а також кінетична енергія фотоелектрона дорівнює нулю. Тому рівняння Ейнштейна для фотоефектау випадку червоної межі запишеться у вигляді, або. Звідки

. (6.5)

Роботу виходу для цезію знайдемо з рівняння Ейнштейна

Підставивши значення у формулу (6.5), знайдемо.

(нм).

Задача 3. Фотон з енергією МеВ розсіявся на вільному електроні під кутом. Вважаючи кінетичну енергію та імпульс електрона до зіткнення з фотоном зневажливо малими, визначити:

енергію розсіяного фотона;
кінетичну енергію електрона віддачі.

Дані: МеВ,,

–?, –?

Аналіз і розв’язання

Енергію розсіяного фотона знайдемо за допомогою формули Комптона:

Виразивши довжину хвиль ічерез енергії відповідних фотонів, одержимо

Поділимо обидві частини цього рівняння на

Звідки

(МеВ).

Кінетична енергія електрона віддачі за законом збереження енергії дорівнює різниці між енергією фотона, що падає, і енергієюрозсіяного фотона.

(МеВ).

Задача 4. Пучок монохроматичного світла падає нормально на плоску поверхню. Потік енергії Вт. Сила тиску на поверхню дорівнює3нН. Визначити коефіцієнт відбиття.

Дані: Вт,3нН,

–?

studfiles.net

Випромінювання - реферат

25.07.2016

Випромінювання, в найзагальнішому вигляді, можна уявити собі як виникнення і поширення хвиль, що приводить до обурення поля. Поширення енергії виражається у вигляді електромагнітного, іонізуючого, гравітаційного випромінювань і випромінювання по Хокингу. Електромагнітні хвилі – це обурення електромагнітного поля. Вони бувають радіохвильовими, інфрачервоними (теплове випромінювання), терагерцовий, ультрафіолетовими, рентгенівськими і видимими (оптичними). Електромагнітна хвиля має властивість поширюватися в будь-яких середовищах. Характеристиками електромагнітного випромінювання є частота, поляризація і довжина. Найбільш професійно і глибоко природу електромагнітного випромінювання вивчає наука квантова електродинаміка. Вона дозволила підтвердити ряд теорій, які широко використовуються в різних областях знань. Особливості електромагнітних хвиль: взаємна перпендикулярність трьох векторів – хвильового, і напруженості електричного поля і магнітного поля; хвилі є поперечними, а вектора напруженості в них роблять коливання перпендикулярно напрямку її поширення.

Теплове ж випромінювання виникає за рахунок внутрішньої енергії самого тіла. Теплове випромінювання – це випромінювання суцільного спектра, максимум якого відповідає температурі тіла. Якщо випромінювання і речовина термодінамічни, випромінювання – рівноважний. Це описує закон Планка. Але на практиці термодинамічна рівновага порушується. Так більш гарячого тіла властиво остигати, а більш холодному, навпаки, нагріватися. Дане взаємодія визначено в законі Кирхгофа. Таким чином, тіла володіють поглинанням і відображає. Іонізуюче випромінювання – це мікрочастинки і поля, що мають здатність іонізувати речовину. До нього відносять: рентген і радіоактивне випромінювання з альфа, бета і гамма променями. При цьому рентгенівських випромінювання і гамма-промені є короткохвильовими. А бета і альфа частинки є потоками частинок. Існують природні і штучні джерела іонізації. У природі це: розпад радіонуклідів, промені космосу, термоядерна реакція на Сонці. Штучні це: випромінювання рентгенівського апарату, ядерні реактори і штучні радіонукліди. У побуті використовуються спеціальні датчики і дозиметри радіоактивного випромінювання. Всім відомий Лічильник Гейгера здатний ідентифікувати коректно тільки гамма-промені. У науці ж використовуються сцинтилятори, які відмінно поділяють промені по енергіях.

Гравітаційним вважається випромінювання, в якому обурення просторово тимчасового поля відбувається зі швидкістю світла. У загальній теорії відносності гравітаційне випромінювання обумовлено рівняннями Ейнштейна. Що характерно, гравітація властива будь-якої матерії, яка рухається прискорено. Але ось велику амплітуду гравітаційної хвилі може надати тільки випромінювати великої маси. Зазвичай же гравітаційні хвилі дуже слабкі. Прилад, здатний їх зареєструвати, – це детектор. Випромінювання Хокінга ж являє собою скоріше гіпотетичну можливість випускати частинки чорною дірою. Ці процеси вивчає квантова фізика. Відповідно до цієї теорії чорна діра тільки поглинає матерію до певного моменту. При обліку квантових моментів виходить, що вона здатна випромінювати елементарні частинки.

« Звукові хвилі – реферат Конвекція – реферат »

moyaosvita.com.ua

Випромінювання » Все для школи

Випромінювання, в самому загальному вигляді, можна уявити собі як виникнення і поширення хвиль, що приводить до збурення поля. Поширення енергії виражається у вигляді електромагнітного, іонізуючого, гравітаційного випромінювання і випромінювання за Хокінгу. Електромагнітні хвилі - це обурення електромагнітного поля. Вони бувають радиоволновыми, інфрачервоними (теплове випромінювання), терагерцовыми, ультрафіолетовими, рентгенівськими та видимими (оптичними). Електромагнітна хвиля має властивість поширюватися в будь-яких середовищах. Характеристиками електромагнітного випромінювання є частота, поляризація і довжина. Найбільш професійно і глибоко природу електромагнітного випромінювання вивчає наука квантова електродинаміка. Вона дозволила підтвердити ряд теорій, які широко використовуються в різних галузях знань. Особливості електромагнітних хвиль: взаємна перпендикулярність трьох векторів - хвильового, і напруженості електричного поля і магнітного поля; хвилі є поперечними, а вектора напруженості в них здійснюють коливання перпендикулярно напрямку її поширення.

Теплове ж випромінювання виникає за рахунок внутрішньої енергії самого тіла. Теплове випромінювання - це випромінювання суцільного спектра, максимум якого відповідає температурі тіла. Якщо випромінювання і речовина термодинамичны, випромінювання - рівноважний. Це описує закон Планка. Але на практиці термодинамічна рівновага не дотримується. Так більш гарячого тіла властиво остигати, а більш холодного, навпаки, нагріватися. Дане взаємодія визначено в законі Кірхгофа. Таким чином, тіла мають поглинаючою здатністю і відбивною здатністю. Іонізуюче випромінювання - це мікрочастинки і поля, що мають здатність іонізувати речовину. До нього відносять: рентген і радіоактивне випромінювання з альфа, бета і гамма-променями. При цьому ренгеновское випромінювання і гамма-промені є коротковолновыми. А бета і альфа частинки є потоками частинок. Існують природні і штучні джерела іонізації. У природі це: розпад радіонуклідів, промені космосу, термоядерна реакція на Сонці. Штучні це: випромінювання рентгенівського апарату, ядерні реактори і штучні радіонукліди. У побуті використовуються спеціальні датчики і дозиметри радіоактивного випромінювання. Всім відомий Лічильник Гейгера здатний ідентифікувати коректно тільки гама-промені. В науці ж використовуються сцинтилятори, які відмінно поділяють промені по енергіям.

Гравітаційним вважається випромінювання, в якому обурення просторово часового поля відбувається зі швидкістю світла. У загальній теорії відносності гравітаційне випромінювання обумовлено рівняннями Ейнштейна. Що характерно, гравітація притаманна будь-якій матерії, яка рухається прискорено. Але от більшу амплітуду гравітаційної хвилі може надати тільки випромінювати великої маси. Звичайно ж гравітаційні хвилі дуже слабкі. Прилад, здатний їх зареєструвати, - це детектор. Випромінювання Хокінга ж являє собою скоріше гіпотетичну можливість випускати частинки чорною дірою. Ці процеси вивчає квантова фізика. Відповідно до даної теорії чорна діра тільки поглинає матерію до певного моменту. При обліку квантових моментів виходить, що вона здатна випромінювати елементарні частинки.

xn--5--8kc3b.su

Випромінювання

Випромінювання - процес випускання і розповсюдження енергії у вигляді хвиль і частинок.

У переважній більшості випадків під випромінюванням розуміють електромагнітне випромінювання, яке в свою чергу можна розділити за джерелами випромінювання на теплове випромінювання, випромінювання Вавилова-Черенкова, люмінесценцію і т. д. Однак до даного поняття також належать, наприклад, гравітаційне випромінювання - випромінювання гравітаційних хвиль нерівномірно рухомими масами; випромінювання Хокінга - випускання різних елементарних частинок чорною дірою; бета-випромінювання - випромінювання електронів або позитронів при бета-розпад; альфа-випромінювання - іонізуюче випромінювання, що складається з альфа-часток, а також хвилі іншої природи, наприклад, ультразвук.

Ядерні технології Інженерія Матеріали Ядерна енергія Ядерна медицина Ядерна зброя

Ядерна фізика Розподіл ядра Термоядерна реакція Випромінювання Іонізуюче випромінювання Атомне ядро Ядерна безпека Ядерна хімія

Ядерне паливо Відпрацьоване ядерне паливо Ядерне паливна сировина Торій Уран ( Збагачення урану Збіднений уран) Плутоній Дейтерій Тритій

Головні теми

Ядерний реактор Радіоактивні відходи Керований термоядерний синтез Ядерна силова установка Ядерний двигун ( Ядерний ракетний двигун) Радіоізотопний термоелектричний генератор

Типи реакторів

Інерційних синтез Корпусних ядерний реактор Киплячий водо-водяний реактор 4-го покоління Реактор на швидких нейтронах Магноксовий Водо-водяний ядерний реактор Графито-газовий ядерний реактор Газоохлаждаемий швидкий Реактор з жідкометалліческім теплоносієм На біжить хвилі З свинцевим теплоносієм Реактор на розплавах солей Важководяний ядерний реактор Сверхкритический водоохолоджуваний Сверхвисокотемпературний З гранульованим паливом Інтегральний швидкий реактор SSTAR

Медична візуалізація	Позитронно-емісійна томографія Однофотонна емісійна комп'ютерна томографія (ОФЕКТ) Гамма-камера
Терапія	Радіобіологія пухлин Томотерапія Протонна терапія Брахітерапія Нейтрон-захватна терапія

Історія Розробка Ядерна війна Ядерна гонка Ядерний вибух ( Вражаючі фактори ядерного вибуху) Ядерне випробування Перевезення поширення Ядерний клуб Список ядерних випробувань

znaimo.com.ua

Теплове випромінювання

Теплове випромінювання - електромагнітне випромінювання з безперервним спектром, що випускається нагрітими тілами за рахунок їх теплової енергії.

Прикладом теплового випромінювання є світло від лампи розжарювання.

Потужність теплового випромінювання об'єкта, що задовольняє критеріям абсолютно чорного тіла, описується законом Стефана - Больцмана.

Відношення випромінювальної і поглинальної здібностей тел описується законом випромінювання Кирхгофа.

Теплове випромінювання є одним з трьох елементарних видів переносу теплової енергії (крім теплопровідності і конвекції).

Рівноважний випромінювання - теплове випромінювання, що знаходиться в термодинамічній рівновазі з речовиною.

1. Основні властивості теплового випромінювання

Теплове випромінювання відбувається по всьому спектру частот від нуля до нескінченності
Інтенсивність теплового випромінювання нерівномірна по частотах і має явно виражений максимум при певній частоті
C зростанням температури загальна інтенсивність теплового випромінювання зростає
C зростанням температури максимум випромінювання зміщується в бік більших частот (менших довжин хвиль)
Теплове випромінювання характерно для тел незалежно від їх агрегатного стану
Відмітною властивістю теплового випромінювання є рівноважний характер випромінювання. Це означає що якщо ми помістимо тіло в термоізольований посудину, то кількість поглинається енергії завжди буде дорівнює кількості испускаемой енергії.

2. Основні поняття і характеристики теплового випромінювання

2.1. Енергетична світність тіла

Енергетична світність тіла - ~ R_T - Фізична величина, що є функцією температури і чисельно дорівнює енергії, що випускається тілом в одиницю часу з одиниці площі поверхні в усіх напрямках і по всьому спектру частот.

$R_T = \ frac {W} {tS}$ ; ~ [R_T] =

Дж / с м = Вт / м

2.2. Спектральна щільність енергетичної світності

Спектральна щільність енергетичної світності - функція частоти і температури характеризує розподіл енергії випромінювання по всьому спектру частот (або довжин хвиль).

$R_T = \ int \ limits_0 ^ \ mathcal {1} r_ {\ omega, T} d \ omega$

Аналогічну функцію можна написати і через довжину хвилі

$R_T = \ int \ limits_0 ^ \ mathcal {1} r_ {\ lambda, T} d \ lambda$

Можна довести, що спектральна щільність енергетичної світності, виражена через частоту і довжину хвилі, пов'язані співвідношенням:

$r_ {\ omega, T} = \ frac {\ lambda ^ 2} {2 \ pi c} r_ {\ lambda, T}$

2.3. Поглинаюча здатність тіла

Поглинаюча здатність тіла - $~ A_ {\ omega, T}$ - Функція частоти і температури, що показує яка частина енергії електромагнітного випромінювання, що падає на тіло, поглинається тілом в області частот $~ D \ omega$ поблизу $~ \ Omega$

$a_ {\ omega, T} = \ frac {d \ Phi'_ {\ omega, T}} {d \ Phi_ {\ omega, T}}$

де $~ D \ Phi '$ - Потік енергії, що поглинається тілом.

$~ D \ Phi$ - Потік енергії, що падає на тіло в області $~ D \ omega$ поблизу $~ \ Omega$

2.4. Відображає здатність тіла

Відображає здатність тіла - $~ B_ {\ omega, T}$ - Функція частоти і температури, що показує яка частина енергії електромагнітного випромінювання, що падає на тіло, відбивається від нього в області частот $~ D \ omega$ поблизу $~ \ Omega$

$b_ {\ omega, T} = \ frac {d \ Phi'' _ {\ omega, T}} {d \ Phi_ {\ omega, T}}$

де $~ D \ Phi''$ - Потік енергії, що відбивається від тіла.

$~ D \ Phi$ - Потік енергії, що падає на тіло в області $~ D \ omega$ поблизу $~ \ Omega$

2.5. Абсолютно чорне тіло

Абсолютно чорне тіло - це фізична абстракція (модель), під якою розуміють тіло, повністю поглинає все падаюче на нього електромагнітне випромінювання

$~ A_ {\ omega, T} = 1$ - Для абсолютно чорного тіла

Детальніше Абсолютно чорне тіло

2.6. Сіре тіло

Сіре тіло - це таке тіло, коефіцієнт поглинання якого не залежить від частоти, а залежить тільки від температури

$~ A_ {\ omega, T} = a_T <1$ - Для сірого тіла

2.7. Густина енергії випромінювання

Густина енергії випромінювання - ~ U_T - Функція температури, чисельно дорівнює енергії електромагнітного випромінювання в одиницю об'єму по всьому спектру частот

2.8. Спектральна щільність енергії

Спектральна щільність енергії - $~ U_ {\ omega, T}$ - Функція частоти і температури, пов'язана з об'ємною щільністю випромінювання формулою:

$~ U_T = \ int \ limits_0 ^ \ mathcal {1} U_ {\ omega, T} d \ omega$

Слід зазначити, що спектральна щільність енергетичної світності для абсолютно чорного тіла пов'язана зі спектральною щільністю енергії наступним співвідношенням:

$r_ {\ omega, T} = f (\ omega, T) = \ frac {c} {4} U_ {\ omega, T}$ - Для абсолютно чорного тіла

3. Основні закони теплового випромінювання

Література

Планк М. Теорія теплового випромінювання, пер. з нім., Л. - М., 1935
Соболєв В. В. Перенесення променистої енергії в атмосферах зірок і планет, М., 1956
Боеворт Р. Ч. Л., Процеси теплового перенесення, пер. з англ., М., 1957
Ельяшевіч М. А., Атомна і молекулярна спектроскопія, М., 1962.
Ташликова-Бушкевіч І. І. Фізика. Уч. посібник. У 2 ч. Ч. 2. Мінськ, 2008

znaimo.com.ua