Шкала електромагнітних хвиль

 
 

Зручний мобільний зв'язок, яскраве сонячне світло, жахливе радіоактивне випромінювання, корисний у невеликих дозах ультрафіолет, ласкаве тепло пічки, рентгенівські промені, що «бачать наскрізь»... Усе це — електромагнітні хвилі, вони мають спільну природу та поширюються у вакуумі з однаковою швидкістю. Чому ж їхні властивості такі різні? Чи є між ними якась принципова різниця? Як утворюються різні види електромагнітних хвиль і де їх застосовують? Спробуємо розібратися.

розглядаємо шкалу електромагнітних хвиль

Різні види електромагнітних хвиль передусім відрізняються частотою, а отже, й довжиною хвилі. Саме різницею частот пояснюється той факт, що деякі властивості електромгнітних хвиль суттєво різняться. Якщо

розташувати всі відомі електромагнітні хвилі в порядку збільшення їхньої частоти (рис. 20.1), побачимо, що частоти можуть різнитися більш ніж у 1016 разів. Погодьтеся, це величезна різниця! І тому неважко уявити, наскільки різними можуть бути й властивості електромагнітних хвиль.

Подана на рис. 20.1 шкала електромагнітних хвиль поділена на ділянки, які відповідають різним діапазонам довжин і частот електромагнітних хвиль (різним видам електромагнітних хвиль). Хвилі одного діапазону мають однаковий спосіб випромінювання та схожі властивості.

Радіохвилі — від наддовгих із довжиною понад 10 км до ультракоротких і мікрохвиль із довжиною меншою 0,1 мм — породжуються змінним електричним струмом.

Електромагнітні хвилі оптичного діапазону випромінюються збудженими атомами. У цьому діапазоні розрізняють:

• інфрачервоне (теплове) випромінювання (довжина хвилі становить від 780 нм до 1-2 мм);

• видиме світло (довжина хвилі — 400-780 нм);

• ультрафіолетове випромінювання (довжина хвилі — 10-400 нм).

Рентгенівське випромінювання (довжина хвилі — 0,01-10 нм) виникає

внаслідок швидкого (ударного) гальмування електронів, а також у результаті процесів усередині електронних оболонок атомів.

у -випромінювання (довжина хвилі менша 0,05 нм) випускається збудженими атомними ядрами під час ядерних реакцій, радіоактивних перетворень атомних ядер і перетворень елементарних частинок.

Розгляньте шкалу електромагнітних хвиль (див. рис. 20.1). Чому, на вашу думку, деякі її ділянки віднесено одночасно до двох різних видів електромагнітних хвиль?

Рис. 20.1. Шкала (спектр) електромагнітних хвиль — безперервна послідовність частот і довжин існуючих у природі електромагнітних хвиль



 

Застосовуємо радіохвилі

Електромагнітні хвилі радіодіапазону застосовують найширше: сучасний мобільний зв’язок, радіомовлення, телебачення, виявлення, розпізнання та дослідження різноманітних об’єктів (радіолокація), визначення розташування транспортних засобів і людей (GPS-навігація, GPS-моніторинг та ін.), зв’язок із космічними апаратами тощо (рис. 20.2).

Радіохвилі зробили життя людини набагато комфортнішим. Ми не відчуваємо їх, хоча вони й впливають на загальний стан людей і тварин, причому чим коротші хвилі, тим виразніше реагують на них організми.

Потужні електромагнітні хвилі негативно впливають на людину. Медики стверджують, що стільниковий телефон — небезпечне джерело електромагнітного випромінювання, тим більше що він часто перебуває близько від мозку та очей людини. Поглинаючись тканинами головного мозку, зоровими та слуховими аналізаторами, хвилі передають їм енергію. Із часом це може призвести до порушень нервової, ендокринної та серцево-судинної систем.


Вивчаємо інфрачервоне випромінювання

Між радіохвилями і видимим світлом розташована ділянка інфрачервоного (теплового) випромінювання, яке в промисловості використовують для сушіння лакофарбових поверхонь, деревини, зерна та ін. Інфрачервоні промені застосовують у пультах дистанційного керування, системах автоматики, охоронних системах тощо. Ці промені не відволікають увагу людини, бо є невидимими. Але існують прилади, які можуть відчувати та перетворювати невидиме інфрачервоне зображення на видиме. Так працюють тепловізори — прилади нічного бачення, які «відчувають» інфрачервоні хвилі довжиною 3-15 мкм. Такі хвилі випромінюються тілами, що мають температуру від -50 до 500 °С.

Цікаво, що багато представників фауни мають своєрідні живі «прилади нічного бачення», які здатні сприймати інфрачервоні промені (рис. 20.3, 20.4).

Дізнаємося про ультрафіолетове випромінювання

Ультрафіолетове випромінювання, на відміну від видимого світла та інфрачервоного випромінювання, має високу хімічну активність, тому його застосовують для дезінфекції повітря в лікарнях і місцях великого скупчення людей.

Основне джерело природного ультрафіолетового випромінювання — Сонце. Атмосфера Землі частково затримує ультрафіолетові хвилі: коротші від 290 нм (жорсткий ультрафіолет) затримуються у верхніх шарах атмосфери озоном, а завдовжки 290-400 нм (м’який ультрафіолет) поглинаються вуглекислим газом, водяною парою й озоном.

У великих дозах ультрафіолетове випромінювання є шкідливим для здоров’я людини (рис. 20.5). Щоб знизити ймовірність сонячного опіку та захворювань шкіри, лікарі рекомендують не перебувати влітку на сонці між 10 і 13 годинами, коли сонячне випромінювання є найінтенсивнішим. Разом із тим у невеликих кількостях ультрафіолет добре впливає на людину, адже сприяє виробленню вітаміну D, зміцнює імунну систему, стимулює низку важливих життєвих функцій в організмі.


Рентгенівське і у-випромінювання

Найширше рентгенівське випромінювання застосовують у медицині, адже воно має властивість проходити крізь непрозорі предмети (наприклад, тіло людини). Кісткові тканини менш прозорі для рентгенівського випромінювання, ніж інші тканини організму людини, тому кістки чітко видно на рентгенограмі. Рентгенівську зйомку використовують також у промисловості (для виявлення дефектів), хімії (для аналізу сполук), фізиці (для дослідження структури кристалів).

Рентгенівське випромінювання чинить руйнівну дію на клітини організму, тому застосовувати його потрібно надзвичайно обережно.

у-випромінювання, яке має ще більшу проникну здатність, використовують у дефектоскопії (для виявлення дефектів усередині деталей); сільському господарстві

та харчовій промисловості (для стерилізації харчів). На організм людини у-випромінювання чинить дуже шкідливий вплив, разом із тим чітко спрямоване та дозоване у-випромінювання застосовують у лікуванні онкологічних захворювань — для знищення ракових клітин (променева терапія).

Щ ь Підбиваємо підсумки

/ Спектр (пікала) електромагнітних хвиль — безперервна послідовність г! " частот і довжин електромагнітних хвиль, що існують у природі.

За способом випромінювання розрізняють: радіохвилі (створюються змінним електричним струмом); електромагнітні хвилі оптичного діапазону (інфрачервоне випромінювання, видиме світло, ультрафіолетове випромінювання; випускаються збудженими атомами); рентгенівське випромінювання (створюється під час швидкого гальмування електронів); у-випромінювання (випускається збудженими атомними ядрами). Електромагнітні хвилі різних діапазонів мають різні властивості, тому по-різному впливають на людину і мають різні галузі застосування.

Усі види електромагнітних хвиль поширюються у вакуумі з однаковою швидкістю. Зі збільшенням частоти хвилі (зі зменшенням її довжини) збільшуються проникна здатність і хімічна активність електромагнітного випромінювання.

Контрольні запитання

1. Назвіть відомі вам види електромагнітних хвиль. 2. Що спільного між усіма видами електромагнітних хвиль? У чому їх відмінність? 3. Як змінюються властивості електромагнітних хвиль зі збільшенням їхньої частоти?

4. Наведіть приклади застосування різних видів електромагнітних хвиль.

5. Як уникнути негативного впливу деяких видів електромагнітного випромінювання на здоров’я людини?

Вправа № 20

1. Розташуйте електромагнітні хвилі в порядку збільшення їхньої довжини: 1) видиме світло; 2) ультрафіолетове випромінювання; 3) радіохвилі;

4) рентгенівське випромінювання.

2. Установіть відповідність між випромінювачем та електромагнітними хвилями, які він здебільшого випромінює.

1 Мобільний телефон А у-випромінювання

2 Батарея опалення Б Рентгенівське випромінювання

3 Світлячок В Інфрачервоне випромінювання

4 Радіоактивний препарат Г Видиме світло

Д Радіохвилі

3. Довжина хвилі світла жовтого кольору у вакуумі — 570 нм. Визначте частоту цієї хвилі.

4. Якою є довжина електромагнітної хвилі у вакуумі, якщо її частота дорівнює 3 · 1012 Гц? До якого діапазону належить ця хвиля?

5. Скористайтеся додатковими джерелами інформації та дізнайтеся історію винайдення будь-якого пристрою, дія якого ґрунтується на електромагнітному випромінюванні.

6. Відстань до перешкоди, яка відбиває звук, дорівнює 68 м. Через який час людина почує відлуння, якщо звукова хвиля поширюється в повітрі?

скачать dle 11.0фильмы бесплатно

Популярне з Фізики за 9 клас

Добавити коментар

Автору дуже потрібно знати, чи Вам допоміг даний матеріал?!

    • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
      heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
      winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
      worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
      expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
      disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
      joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
      sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
      neutral_faceno_mouthinnocent
оновити, якщо не видно коду

Коментарів 0


Ми створили сайт TEXTBOOKS з метою розміщення матеріалів (шкільних підручників) Міністерства Освіти України, для покращення освітнього процесу учнів у школах та вузах України.
Онлайн перегляд шкільного матеріалу допоможе Вам знайти якісну відповідь на поставлені питання вчителя.
Використовуйте Наш ресур для підготовки до ЗНО 2021, адже у нас присутні підготовчі курси з математики, української мови та літератури, англіської мови та історії України.