¿Qué le dice el mundo a Suvorov Sergey Georgievich?
Escala de radiación electromagnética
Así, la escala de radiación descubierta por el hombre en la naturaleza resultó ser muy amplia. Si pasamos de las ondas más largas a las más cortas veremos la siguiente imagen (Fig. 27). Las ondas de radio son lo primero, son las más largas. Estos también incluyen la radiación descubierta por Lebedev y Glagoleva-Arkadyeva; Son ondas de radio ultracortas. A ésta le siguen sucesivamente la radiación infrarroja, la luz visible, la radiación ultravioleta, los rayos X y, finalmente, la radiación gamma.
Los límites entre las diferentes radiaciones son muy arbitrarios: las radiaciones se suceden continuamente e incluso se superponen parcialmente.
Al observar la escala de las ondas electromagnéticas, el lector puede concluir que las radiaciones que vemos constituyen una parte muy pequeña del espectro total de radiaciones que conocemos.
Para detectar y estudiar la radiación invisible, el físico tuvo que armarse de instrumentos adicionales. Las radiaciones invisibles se pueden detectar por sus efectos. Por ejemplo, la radiación de radio actúa sobre las antenas, creando vibraciones eléctricas en ellas: la radiación infrarroja tiene el efecto más fuerte en los dispositivos térmicos (termómetros), y todas las demás radiaciones tienen el efecto más fuerte en las placas fotográficas, provocando cambios químicos en ellas. Antenas, instrumentos térmicos y placas fotográficas son los nuevos "ojos" de los físicos para diversas partes de la escala de ondas electromagnéticas.
Arroz. 27. Escala de radiación. El área sombreada de la cuadrícula representa la porción del espectro visible para el ojo humano.
El descubrimiento de diversas radiaciones electromagnéticas es una de las páginas más brillantes de la historia de la física.
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La escala de radiación electromagnética incluye convencionalmente siete rangos:
1. Vibraciones de baja frecuencia
2. Ondas de radio
3. Radiación infrarroja
4. Radiación visible
6. rayos X
7. Radiación gamma
No existe una diferencia fundamental entre las radiaciones individuales. Todas ellas son ondas electromagnéticas generadas por partículas cargadas. Las ondas electromagnéticas se detectan en última instancia por su efecto sobre las partículas cargadas. En el vacío, la radiación de cualquier longitud de onda viaja a una velocidad de 300.000 km/s. Los límites entre las distintas regiones de la escala de radiación son muy arbitrarios.
Las radiaciones de diferentes longitudes de onda se diferencian entre sí por el método de producción (radiación de antena, radiación térmica, radiación durante la desaceleración de electrones rápidos, etc.) y los métodos de registro.
También se generan todos los tipos enumerados de radiación electromagnética. objetos espaciales y se exploran con éxito utilizando cohetes, satélites terrestres artificiales y naves espaciales. Esto se aplica principalmente a los rayos X y la radiación gamma, que son fuertemente absorbidos por la atmósfera.
A medida que la longitud de onda disminuye, las diferencias cuantitativas en las longitudes de onda conducen a diferencias cualitativas significativas.
Las radiaciones de diferentes longitudes de onda difieren mucho entre sí en su absorción por la materia. La radiación de onda corta (rayos X y especialmente rayos G) se absorbe débilmente. Las sustancias opacas a las ondas ópticas son transparentes a estas radiaciones. El coeficiente de reflexión de las ondas electromagnéticas también depende de la longitud de onda. Pero la principal diferencia entre la radiación de onda larga y la de onda corta es que la radiación de onda corta exhibe propiedades de partículas.
radiación de rayos x
radiación de rayos x- ondas electromagnéticas con una longitud de onda de 8*10-6 cm a 10-10 cm.
Hay dos tipos de radiación de rayos X: bremsstrahlung y característica.
Freno Ocurre cuando los electrones rápidos son frenados por cualquier obstáculo, en particular los electrones metálicos.
La bremsstrahlung electrónica tiene un espectro continuo, que se diferencia de los espectros de emisión continua producidos por sólidos o líquidos.
Característica radiación de rayos x tiene un espectro de líneas. Radiación característica surge como resultado del hecho de que un electrón rápido externo, al desacelerarse en una sustancia, extrae un electrón ubicado en una de las capas internas de un átomo de la sustancia. Cuando un electrón más distante se mueve hacia el lugar desocupado, aparece un fotón de rayos X.
Dispositivo para producir rayos X - tubo de rayos X.
Ilustración esquemática Tubo de rayos-x.
X - rayos X, K - cátodo, A - ánodo (a veces llamado anticatodo), C - disipador de calor, Oh- tensión de calentamiento del cátodo, Ua- voltaje de aceleración, W in - entrada de refrigeración por agua, W out - salida de refrigeración por agua.
El cátodo 1 es una hélice de tungsteno que emite electrones debido a la emisión termoiónica. El cilindro 3 concentra el flujo de electrones, que luego chocan con el electrodo metálico (ánodo) 2. En este caso aparecen rayos X. El voltaje entre el ánodo y el cátodo alcanza varias decenas de kilovoltios. Se crea un vacío profundo en el tubo; la presión del gas en él no supera los 10_о mm Hg. Arte.
Los electrones emitidos por el cátodo caliente se aceleran (no se emiten rayos X, ya que la aceleración es demasiado pequeña) y golpean el ánodo, donde se desaceleran bruscamente (se emiten rayos X: la llamada bremsstrahlung).
Al mismo tiempo, eliminan electrones del interior. conchas electrónicasátomos del metal del que está hecho el ánodo. Lugares vacios Las capas están ocupadas por otros electrones del átomo. En este caso, la radiación de rayos X se emite con una determinada energía característica del material del ánodo (radiación característica )
Los rayos X se caracterizan por una longitud de onda corta y una alta "dureza".
Propiedades:
alta capacidad de penetración;
efecto sobre placas fotográficas;
la capacidad de provocar ionización en las sustancias a través de las cuales pasan estos rayos.
Solicitud:
Diagnóstico por rayos X. Usando rayos X puedes “iluminar” cuerpo humano, como resultado de lo cual es posible obtener una imagen de los huesos y, en los dispositivos modernos, de los órganos internos.
terapia de rayos x
La detección de defectos en productos (rieles, soldaduras, etc.) mediante radiación de rayos X se denomina detección de defectos por rayos X.
En la ciencia de los materiales, la cristalografía, la química y la bioquímica, los rayos X se utilizan para dilucidar la estructura de sustancias a nivel atómico mediante la dispersión por difracción de rayos X (difracción de rayos X). Un ejemplo famoso es determinar la estructura del ADN.
En los aeropuertos se utilizan activamente introscopios de televisión de rayos X, que permiten ver el contenido de equipaje de mano y equipaje con el fin de detectar visualmente objetos peligrosos en la pantalla del monitor.
Las longitudes de las ondas electromagnéticas que los instrumentos pueden registrar se encuentran en un rango muy amplio. Todas estas olas tienen propiedades generales: absorción, reflexión, interferencia, difracción, dispersión. Sin embargo, estas propiedades pueden manifestarse de diferentes maneras. Las fuentes y receptores de ondas son diferentes.
Ondas de radio
ν =10 5 - 10 11 Hz, λ =10-3-10 3m.
Obtenido mediante circuitos oscilatorios y vibradores macroscópicos. Propiedades. Las ondas de radio de diferentes frecuencias y longitudes de onda son absorbidas y reflejadas de manera diferente por los medios. Solicitud Radiocomunicaciones, televisión, radar. En la naturaleza, las ondas de radio son emitidas por diversas fuentes extraterrestres (núcleos galácticos, quásares).
Radiación infrarroja (térmica)
ν =3-10 11-4 . 10 14 Hz, λ =8. 10-7-2. 10-3m.
Emitido por átomos y moléculas de materia.
Todos los cuerpos a cualquier temperatura emiten radiación infrarroja.
Una persona emite ondas electromagnéticas λ≈9. 10-6m.
Propiedades
- Pasa a través de algunos cuerpos opacos, así como a través de lluvia, neblina y nieve.
- produce acción química en placas fotográficas.
- Cuando es absorbido por una sustancia, la calienta.
- Provoca un efecto fotoeléctrico interno en el germanio.
- Invisible.
Grabado por métodos térmicos, fotoeléctricos y fotográficos.
Solicitud. Obtenga imágenes de objetos en la oscuridad, dispositivos de visión nocturna (prismáticos nocturnos) y niebla. Se utiliza en medicina forense, fisioterapia y en la industria para secar productos pintados, paredes de construcción, madera y frutas.
La parte de la radiación electromagnética percibida por el ojo (del rojo al violeta):
Propiedades.EN afecta el ojo.
(menos que luz violeta)
Fuentes: lámparas de descarga de gas con tubos de cuarzo (lámparas de cuarzo).
Emitido por todos los sólidos con T>1000°C, así como por el vapor de mercurio luminoso.
Propiedades. Alta actividad química (descomposición del cloruro de plata, brillo de los cristales de sulfuro de zinc), invisible, alta capacidad de penetración, mata microorganismos, en pequeñas dosis tiene un efecto beneficioso sobre el cuerpo humano (bronceado), pero en grandes dosis tiene un efecto biológico negativo: cambios en el desarrollo celular y el metabolismo de sustancias, efectos en los ojos.
Rayos X
Emitido durante una alta aceleración de los electrones, por ejemplo su desaceleración en los metales. Obtenido mediante un tubo de rayos X: los electrones en un tubo de vacío (p = 10 -3 -10 -5 Pa) son acelerados por un campo eléctrico de alto voltaje, llegan al ánodo y se desaceleran bruscamente al impactar. Al frenar, los electrones se mueven con aceleración y emiten ondas electromagnéticas de corta longitud (de 100 a 0,01 nm). Propiedades Interferencia, difracción de rayos X por red cristalina, alto poder de penetración. La irradiación en grandes dosis provoca enfermedad por radiación. Solicitud. En medicina (diagnóstico de enfermedades de los órganos internos), en la industria (control de la estructura interna de diversos productos, soldaduras).
radiación γ
Fuentes: núcleo atómico ( reacciones nucleares). Propiedades. Tiene un enorme poder de penetración y tiene un fuerte efecto biológico. Solicitud. En medicina, la fabricación ( γ - detección de defectos). Solicitud. En medicina, en la industria.
Una propiedad común de las ondas electromagnéticas es también que toda radiación tiene propiedades tanto cuánticas como ondulatorias. Cuántico y propiedades de las olas en este caso no se excluyen, sino que se complementan. Las propiedades de las ondas aparecen más claramente en bajas frecuencias y menos claramente en altas frecuencias. Y viceversa, propiedades cuánticas aparecen más claramente en las frecuencias altas y menos claramente en las frecuencias bajas. Cuanto más corta es la longitud de onda, más brillantes aparecen las propiedades cuánticas, y cuanto más larga es la longitud de onda, más brillantes aparecen las propiedades de la onda.
ESCALA DE RADIACIONES ELECTROMAGNÉTICAS
Sabemos que la longitud de las ondas electromagnéticas puede ser muy diferente: desde valores del orden de 103 m (ondas de radio) hasta 10-8 cm (rayos X). La luz constituye una pequeña parte del amplio espectro de ondas electromagnéticas. Sin embargo, fue durante el estudio de esta pequeña parte del espectro cuando se descubrieron otras radiaciones con propiedades inusuales.
No existe una diferencia fundamental entre las radiaciones individuales. Todas ellas son ondas electromagnéticas generadas por partículas cargadas en movimiento acelerado. Las ondas electromagnéticas se detectan en última instancia por su efecto sobre las partículas cargadas. En el vacío, la radiación de cualquier longitud de onda viaja a una velocidad de 300.000 km/s. Los límites entre las distintas regiones de la escala de radiación son muy arbitrarios.
Las radiaciones de diferentes longitudes de onda se diferencian entre sí por el método de producción (radiación de antena, radiación térmica, radiación durante la desaceleración de electrones rápidos, etc.) y los métodos de registro.
Todos los tipos enumerados de radiación electromagnética también son generados por objetos espaciales y se estudian con éxito mediante cohetes, satélites terrestres artificiales y naves espaciales. Esto se aplica principalmente a los rayos X y la radiación gamma, que son fuertemente absorbidos por la atmósfera.
A medida que la longitud de onda disminuye Las diferencias cuantitativas en las longitudes de onda conducen a diferencias cualitativas significativas.
Las radiaciones de diferentes longitudes de onda difieren mucho entre sí en su absorción por la materia. La radiación de onda corta (rayos X y especialmente rayos G) se absorbe débilmente. Las sustancias opacas a las ondas ópticas son transparentes a estas radiaciones. El coeficiente de reflexión de las ondas electromagnéticas también depende de la longitud de onda. Pero la principal diferencia entre la radiación de onda larga y la de onda corta es que La radiación de onda corta revela las propiedades de las partículas.
Ondas de radio
n= 105-1011 Hz, l»10-3-103 m.
Obtenido mediante circuitos oscilatorios y vibradores macroscópicos.
Propiedades: Las ondas de radio de diferentes frecuencias y con diferentes longitudes de onda son absorbidas y reflejadas de manera diferente por los medios y exhiben propiedades de difracción e interferencia.
Aplicación: Radiocomunicaciones, televisión, radar.
Radiación infrarroja (térmico)
n=3*1011-4*1014 Hz, l=8*10-7-2*10-3m.
Emitido por átomos y moléculas de materia. Todos los cuerpos a cualquier temperatura emiten radiación infrarroja. Una persona emite ondas electromagnéticas l»9*10-6 m.
Propiedades:
1. Pasa por algunos cuerpos opacos, también por lluvia, neblina, nieve.
2. Produce un efecto químico sobre placas fotográficas.
3. Absorbido por una sustancia, la calienta.
4. Provoca un efecto fotoeléctrico interno en el germanio.
5. Invisibles.
6. Capaz de sufrir fenómenos de interferencia y difracción.
Grabado por métodos térmicos, fotoeléctricos y fotográficos.
Aplicación: Obtenga imágenes de objetos en la oscuridad, dispositivos de visión nocturna (prismáticos nocturnos) y niebla. Se utiliza en medicina forense, fisioterapia y en la industria para secar productos pintados, paredes de construcción, madera y frutas.
Radiación visible
La parte de la radiación electromagnética percibida por el ojo (del rojo al violeta):
n=4*1014-8*1014 Hz, l=8*10-7-4*10-7m.
Propiedades: Refleja, refracta, afecta al ojo, es capaz de sufrir fenómenos de dispersión, interferencia, difracción.
Radiación ultravioleta
n=8*1014-3*1015 Hz, l=10-8-4*10-7 m (menos que luz violeta).
Fuentes: lámparas de descarga de gas con tubos de cuarzo (lámparas de cuarzo).
Emitido por todos los sólidos con t>1000°C, así como por el vapor de mercurio luminoso.
Propiedades: Alta actividad química (descomposición del cloruro de plata, brillo de los cristales de sulfuro de zinc), invisible, alta capacidad de penetración, mata microorganismos, pequeñas dosis tiene un efecto beneficioso sobre el cuerpo humano (bronceado), pero en grandes dosis tiene un efecto biológico negativo: cambios en el desarrollo celular y el metabolismo, efectos en los ojos.
Aplicación: En medicina, en la industria.
Rayos X
Emitido durante una alta aceleración de los electrones, por ejemplo su desaceleración en los metales. Obtenido mediante un tubo de rayos X: los electrones en un tubo de vacío (p = 10-3-10-5 Pa) son acelerados por un campo eléctrico de alto voltaje, llegan al ánodo y se desaceleran bruscamente al impactar. Al frenar, los electrones se mueven con aceleración y emiten ondas electromagnéticas de corta longitud (de 100 a 0,01 nm).
Propiedades: Interferencia, difracción de rayos X sobre una red cristalina, alto poder de penetración. La irradiación en grandes dosis provoca enfermedad por radiación.
Aplicación: En medicina (diagnóstico de enfermedades de órganos internos), en la industria (control de la estructura interna de diversos productos, soldaduras).
gramo -Radiación
n=3*1020 Hz y más, l=3,3*10-11 m.
Fuentes: núcleo atómico (reacciones nucleares).
Propiedades: Tiene un enorme poder de penetración y tiene un fuerte efecto biológico.
Aplicación: En medicina, fabricación (detección de defectos G).
Conclusión
Toda la escala de ondas electromagnéticas es evidencia de que toda radiación tiene propiedades tanto cuánticas como ondulatorias. Las propiedades cuánticas y ondulatorias en este caso no se excluyen, sino que se complementan entre sí. Las propiedades de las ondas aparecen más claramente en bajas frecuencias y menos claramente en altas frecuencias. Por el contrario, las propiedades cuánticas aparecen más claramente en frecuencias altas y menos claramente en frecuencias bajas. Cuanto más corta es la longitud de onda, más brillantes aparecen las propiedades cuánticas, y cuanto más larga es la longitud de onda, más brillantes aparecen las propiedades de la onda. Todo esto sirve como confirmación de la ley de la dialéctica (transición cambios cuantitativos en calidad).
Diapositiva 2
Escala de radiación electromagnética.
La escala de las ondas electromagnéticas se extiende desde las largas ondas de radio hasta los rayos gamma. Las ondas electromagnéticas de varias longitudes se dividen convencionalmente en rangos según diversas características (método de producción, método de registro, naturaleza de interacción con la materia).
Diapositiva 3
Diapositiva 4
Radiación electromagnética
1. Radiación gamma 2. Rango infrarrojo 3. Rayos X 4. Radiación de radio y microondas 5. Rango visible 6. Ultravioleta
Diapositiva 5
Radiación gamma
Solicitud
Diapositiva 6
Radiación gamma Uno de los primeros lugares en el campo del descubrimiento de los rayos gamma pertenece al inglés Ernest Rutherford. El objetivo de Rutherford no era simplemente descubrir nuevas sustancias emisoras. Quería saber cuáles eran sus rayos. Supuso correctamente que en estos rayos se podían encontrar partículas cargadas. Y se desvían en un campo magnético. En 1898, Rutherford comenzó a investigar la radiación de uranio, cuyos resultados se publicaron en 1899 en el artículo "Radiación de uranio y conductividad eléctrica creada por ella". Rutherford pasó un potente haz de rayos de radio entre los polos de un potente imán. Y sus suposiciones estaban justificadas.
Diapositiva 7
La radiación fue registrada por su efecto sobre una placa fotográfica. Si bien no había campo magnético, apareció una mancha en la placa debido a los rayos de radio que caían sobre ella. Pero el rayo atravesó un campo magnético. Ahora parece haberse desmoronado. Un rayo se desvió hacia la izquierda y el otro hacia la derecha. La desviación de los rayos en el campo magnético indicaba claramente que la radiación incluía partículas cargadas; A partir de esta desviación se podría juzgar el signo de las partículas. Rutherford nombró los dos componentes de la radiación de sustancias radiactivas basándose en las dos primeras letras del alfabeto griego. Rayos alfa (): parte de la radiación que se desvía como se desviaría partículas positivas. Las partículas negativas fueron designadas con la letra beta (). Y en 1900, Villar descubrió otro componente de la radiación del uranio que no se desviaba en el campo magnético y tenía la mayor capacidad de penetración: los llamó rayos gamma (); Resultó que se trataba de "partículas" de radiación electromagnética, los llamados cuantos gamma. Radiación gamma, radiación electromagnética de onda corta. En la escala de las ondas electromagnéticas roza la radiación de rayos X dura y ocupa todo el rango de frecuencia >3*1020 Hz, que corresponde a las longitudes de onda
Diapositiva 8
La radiación gamma ocurre durante las desintegraciones. núcleos radiactivos, partículas elementales, durante la aniquilación de pares partícula-antipartícula, así como durante el paso de partículas cargadas rápidamente a través de la materia. La radiación gamma que acompaña a la desintegración de los núcleos radiactivos se emite durante las transiciones de un núcleo a otro más excitado. estado de energía a menos excitado o al principal. La emisión de un cuanto gamma por parte de un núcleo no implica cambios número atómico o número másico, a diferencia de otros tipos de transformaciones radiactivas. El ancho de las líneas de radiación gamma suele ser extremadamente pequeño (~10-2 eV). Dado que la distancia entre los niveles es muchas veces mayor que el ancho de las líneas, el espectro de radiación gamma está alineado, es decir. consta de varias líneas discretas. El estudio de los espectros de radiación gamma permite establecer las energías de los estados excitados de los núcleos.
Diapositiva 9
La fuente de la radiación gamma es un cambio en el estado energético del núcleo atómico, así como la aceleración de partículas cargadas libremente. Los rayos gamma de alta energía se emiten durante la desintegración de algunas partículas elementales. Por tanto, la desintegración de un mesón p° en reposo produce radiación gamma con una energía de ~70 MeV. La radiación gamma procedente de la desintegración de partículas elementales también forma un espectro lineal. Sin embargo, experimentar decadencia partículas elementales a menudo se mueven a velocidades comparables a la velocidad de la luz. Como resultado, se produce un ensanchamiento de la línea Doppler y el espectro de radiación gamma se vuelve borroso en un amplio rango de energía. La radiación gamma, producida cuando partículas cargadas rápidamente atraviesan la materia, es causada por su desaceleración en un campo de Coulomb. núcleos atómicos sustancias. La radiación gamma Bremsstrahlung, al igual que los rayos X bremsstrahlung, se caracteriza por un espectro continuo, limite superior que coincide con la energía de una partícula cargada, como un electrón. En el espacio interestelar, la radiación gamma puede surgir como resultado de colisiones de cuantos de radiación electromagnética de onda larga más suave, como la luz, con electrones acelerados por los campos magnéticos de los objetos espaciales. En este caso, el electrón rápido transfiere su energía a radiación electromagnética y la luz visible se convierte en radiación gamma más dura. Un fenómeno similar puede ocurrir en condiciones terrestres cuando los electrones chocan energia alta, obtenido en aceleradores, con fotones de luz visible en intensos haces de luz creados por láseres. El electrón transfiere energía a un fotón de luz, que se convierte en un cuanto gamma. En la práctica, es posible convertir fotones individuales de luz en cuantos de rayos gamma de alta energía.
Diapositiva 10
La radiación gamma tiene una alta capacidad de penetración, es decir, puede penetrar grandes espesores de materia sin una atenuación perceptible. Pasa a través de una capa de hormigón de un metro de espesor y una capa de plomo de varios centímetros de espesor.
Diapositiva 11
Los principales procesos que ocurren durante la interacción de la radiación gamma con la materia: absorción fotoeléctrica (efecto fotoeléctrico), dispersión Compton (efecto Compton) y formación de pares electrón-positrón. Durante el efecto fotoeléctrico, un cuanto gamma es absorbido por uno de los electrones del átomo y la energía del cuanto gamma se convierte, menos la energía de enlace del electrón en el átomo, en la energía cinética del electrón que sale volando del átomo. el átomo. La probabilidad de un efecto fotoeléctrico es directamente proporcional a la quinta potencia del número atómico del elemento e inversamente proporcional a la tercera potencia de la energía de radiación gamma. En el efecto Compton, un cuanto gamma se dispersa sobre uno de los electrones débilmente unidos en el átomo. A diferencia del efecto fotoeléctrico, en el efecto Compton el cuanto gamma no desaparece, sino que sólo cambia la energía (longitud de onda) y la dirección de propagación. Como resultado del efecto Compton, un haz estrecho de rayos gamma se vuelve más ancho y la radiación misma se vuelve más suave (longitud de onda larga). La intensidad de la dispersión Compton es proporcional al número de electrones en 1 cm3 de una sustancia y, por tanto, la probabilidad de este proceso es proporcional al número atómico de la sustancia. El efecto Compton se vuelve notable en sustancias con un número atómico bajo y con energías de radiación gamma que exceden la energía de enlace de los electrones en los átomos. Si la energía cuántica gamma excede 1,02 MeV, se hace posible la formación de pares electrón-positrón en el campo eléctrico de los núcleos. . La probabilidad de formación de pares es proporcional al cuadrado del número atómico y aumenta con hv. Por lo tanto, en hv ~ 10, el proceso principal en cualquier sustancia es la formación de pares. El proceso inverso de aniquilación de un par electrón-positrón es una fuente de radiación gamma. Casi toda la radiación que llega a la Tierra desde el espacio es absorbida por la atmósfera terrestre. Esto hace posible existir vida organica en el piso. -La radiación ocurre durante una explosión. armas nucleares debido a desintegración radioactiva núcleos.
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La radiación gamma se utiliza en tecnología, por ejemplo, para detectar defectos en piezas metálicas: detección de defectos gamma. En química de la radiación, la radiación gamma se utiliza para iniciar transformaciones quimicas, por ejemplo procesos de polimerización. La radiación gamma se utiliza en Industria de alimentos para la esterilización de productos alimenticios. Las principales fuentes de radiación gamma son los isótopos radiactivos naturales y artificiales, así como los aceleradores de electrones. El efecto de la radiación gamma en el cuerpo es similar al efecto de otros tipos de radiación ionizante. La radiación gamma puede causar daños por radiación al cuerpo, incluida la muerte. La naturaleza de la influencia de la radiación gamma depende de la energía de los γ-cuantos y de las características espaciales de la irradiación, por ejemplo, externa o interna. La radiación gamma se utiliza en medicina para el tratamiento de tumores, para la esterilización de locales, equipos y medicamentos. La radiación gamma también se utiliza para obtener mutaciones con la posterior selección de formas económicamente útiles. Así se obtienen variedades de microorganismos (por ejemplo, para la obtención de antibióticos) y plantas altamente productivas.
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rango de infrarrojos
Origen y aplicación terrestre
Diapositiva 14
William Herschel fue el primero en notar que detrás del borde rojo del espectro solar derivado del prisma había una radiación invisible que hacía que el termómetro se calentara. Esta radiación luego se denominó térmica o infrarroja.
La radiación infrarroja cercana es muy similar a la luz visible y es detectada por los mismos instrumentos. El IR medio y lejano utiliza bolómetros para detectar cambios. Todo el planeta Tierra y todos los objetos que contiene, incluso el hielo, brillan en el rango de infrarrojos medio. Gracias a esto, la Tierra no se sobrecalienta con el calor solar. Pero no toda la radiación infrarroja atraviesa la atmósfera. Sólo hay unas pocas ventanas de transparencia, el resto de la radiación se absorbe. dióxido de carbono, vapor de agua, metano, ozono y otros gases de efecto invernadero que impiden que la Tierra se enfríe rápidamente. Debido a la absorción en la atmósfera y Radiación termal Los telescopios para objetos del infrarrojo medio y lejano se llevan al espacio y se enfrían a una temperatura. nitrógeno líquido o incluso helio.
Diapositiva 15
Fuentes En el infrarrojo, el telescopio Hubble puede ver más galaxias que estrellas.
Un fragmento de uno de los llamados Campos Profundos del Hubble. En 1995, un telescopio espacial recogió luz procedente de una parte del cielo durante 10 días. Esto hizo posible ver galaxias extremadamente débiles a hasta 13 mil millones de años luz de distancia (a menos de mil millones de años del Big Bang). La luz visible de objetos tan distantes sufre un importante desplazamiento hacia el rojo y se vuelve infrarroja. Las observaciones se llevaron a cabo en una región alejada del plano galáctico, donde son relativamente pocas estrellas visibles. Es por eso La mayoría de Los objetos registrados son galaxias en diferentes etapas de evolución.
Diapositiva 16
Sombrero Galaxy en infrarrojo
Gigantesco galaxia espiral, también denominada M104, se encuentra en un cúmulo de galaxias en la constelación de Virgo y es visible para nosotros casi de canto. Tiene un enorme abultamiento central (un engrosamiento esférico en el centro de la galaxia) y contiene alrededor de 800 mil millones de estrellas, 2 o 3 veces más que la Vía Láctea. En el centro de la galaxia hay un agujero negro supermasivo con una masa de aproximadamente mil millones de masas solares. Esto está determinado por la velocidad de movimiento de las estrellas cercanas al centro de la galaxia. En el infrarrojo se ve claramente un anillo de gas y polvo en la galaxia, en el que están naciendo activamente estrellas.
Diapositiva 17
Nebulosas y nubes de polvo cerca del centro de la galaxia en el rango IR
Diapositiva 18
ReceptoresTelescopio Espacial Infrarrojo "Spitzer"
El espejo principal, de 85 cm de diámetro, está hecho de berilio y está enfriado a 5,5 K para reducir la propia emisión de infrarrojos del espejo. El telescopio se lanzó en agosto de 2003 en el marco del programa de los Cuatro Grandes Observatorios de la NASA, que incluye: Observatorio de rayos gamma Compton (1991-2000, 20 keV-30 GeV), ver Cielo de rayos gamma de 100 MeV, Observatorio de rayos X Chandra "(1999, 100 eV-10 keV), Telescopio espacial Hubble (1990, 100–2100 nm), Telescopio infrarrojo Spitzer (2003, 3–180 μm). Se espera que el telescopio Spitzer tenga una vida útil de unos 5 años. El telescopio recibió su nombre en honor al astrofísico Lyman Spitzer (1914-1997), quien en 1946, mucho antes del lanzamiento del primer satélite, publicó el artículo "Ventajas para la astronomía de un observatorio extraterrestre" y 30 años después convenció a la NASA y Congreso americano para comenzar a desarrollar un telescopio espacial Hubble.
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Aplicación terrestre: dispositivo de visión nocturna
El dispositivo se basa en un convertidor electrón-óptico (EOC), que permite amplificar significativamente (de 100 a 50 mil veces) la débil luz visible o infrarroja. La lente crea una imagen en un fotocátodo desde el cual, como en el caso de un fotomultiplicador, se expulsan electrones. Luego aceleran Alto voltaje(10-20 kV), enfocado por óptica electrónica (electro campo magnético configuración especialmente seleccionada) y caen sobre una pantalla fluorescente similar a un televisor. En él, la imagen se ve a través de oculares. La aceleración de los fotoelectrones permite, en condiciones de poca luz, utilizar literalmente cada cuanto de luz para obtener una imagen, pero en completa oscuridad se requiere luz de fondo. Para no revelar la presencia de un observador, se utiliza para ello un foco de infrarrojo cercano (760-3000 nm).
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También existen dispositivos que detectan la radiación térmica de los propios objetos en el rango de infrarrojos medio (8-14 µm). Estos dispositivos se denominan cámaras termográficas; permiten detectar a una persona, un animal o un motor calentado debido a su contraste térmico con el fondo circundante.
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Radiador
Toda la energía consumida por un calentador eléctrico finalmente se convierte en calor. Una parte importante del calor es arrastrada por el aire, que entra en contacto con la superficie caliente, se expande y se eleva, de modo que se calienta principalmente el techo. Para evitar esto, los calentadores están equipados con ventiladores que dirigen el aire caliente, por ejemplo, a los pies de una persona y ayudan a mezclar el aire de la habitación. Pero hay otra forma de transferir calor a los objetos circundantes: radiación infrarroja calentador. Cuanto más caliente es la superficie y mayor es su área, más fuerte es. Para aumentar el área, los radiadores se hacen planos. Sin embargo, la temperatura de la superficie no puede ser alta. Otros modelos de calentadores utilizan una espiral calentada a varios cientos de grados (calor rojo) y un reflector metálico cóncavo que crea una corriente dirigida de radiación infrarroja.
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radiografía
1. Fuentes, Aplicación
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2. Habiendo identificado un nuevo tipo de estudio, Wilhelm Roentgen lo llamó rayos X. Con este nombre es conocido en todo el mundo, excepto Rusia. La fuente más característica de rayos X en el espacio son las regiones internas calientes de los discos de acreción alrededor de estrellas de neutrones y agujeros negros. Además, la corona solar brilla en el rango de los rayos X y se calienta entre 1 y 2 millones de grados, aunque en la superficie del Sol solo alcanza los 6 mil grados. Pero los rayos X se pueden obtener sin temperaturas extremas. En el tubo emisor de un aparato médico de rayos X, los electrones son acelerados por una tensión de varios kilovoltios y chocan contra una pantalla metálica, emitiendo rayos X al frenar. Los tejidos corporales absorben los rayos X de forma diferente, lo que permite estudiar la estructura de los órganos internos. Los rayos X no penetran la atmósfera; las fuentes cósmicas de rayos X sólo se observan desde la órbita. Los rayos X duros se registran con sensores de centelleo. Cuando se absorben cuantos de rayos X, aparece en ellos un brillo breve, que es capturado por fotomultiplicadores. Los rayos X suaves se enfocan mediante espejos metálicos de incidencia oblicua, desde los cuales los rayos se reflejan en un ángulo de menos de un grado, como guijarros de la superficie del agua.
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FuentesFuentes de rayos X en la región del centro de nuestra galaxia.
Fragmento de una imagen de las proximidades del centro galáctico obtenida por el telescopio de rayos X Chandra. Se ven varias fuentes brillantes, que parecen ser discos de acreción alrededor de objetos compactos: estrellas de neutrones y agujeros negros.
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Barrio del púlsar en la Nebulosa del Cangrejo
La Nebulosa del Cangrejo es un remanente de una supernova que ocurrió en 1054. La nebulosa en sí es la capa de una estrella dispersa en el espacio, y su núcleo colapsó y formó una estrella de neutrones giratoria superdensa con un diámetro de unos 20 km. La rotación de esta estrella de neutrones está estrictamente controlada oscilaciones periódicas su radiación en el rango de radio. Pero el púlsar también emite en el rango visible y de rayos X. El telescopio Chandra pudo captar imágenes en rayos X del disco de acreción alrededor del púlsar y de pequeños chorros perpendiculares a su plano (compárese con el disco de acreción alrededor de un agujero negro supermasivo).
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Prominencias solares en rayos X
La superficie visible del Sol se calienta a unos 6.000 grados, lo que corresponde al rango de radiación visible. Sin embargo, la corona que rodea al Sol se calienta a una temperatura de más de un millón de grados y, por lo tanto, brilla en el rango de rayos X del espectro. Esta imagen fue tomada durante la máxima actividad solar, que varía con un período de 11 años. La propia superficie del Sol prácticamente no emite rayos X y, por tanto, parece negra. Durante mínimo solar La radiación de rayos X del Sol se reduce significativamente. La imagen fue obtenida por el satélite japonés Yohkoh (“ Rayo de sol"), también conocido como Solar-A, que operó desde 1991 hasta 2001.
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ReceptoresTelescopio de rayos X Chandra
Uno de los cuatro "Grandes Observatorios" de la NASA, que lleva el nombre del astrofísico indio-estadounidense Subramanian Chandrasekhar (1910-1995), el laureado premio Nobel(1983), especialista en la teoría de la estructura y evolución de las estrellas. El instrumento principal del observatorio es un telescopio de rayos X de incidencia oblicua con un diámetro de 1,2 m, que contiene cuatro espejos parabólicos de incidencia oblicua anidados (ver diagrama), que se convierten en hiperbólicos. El observatorio fue puesto en órbita en 1999 y opera en el rango de rayos X suaves (100 eV-10 keV). Entre los numerosos descubrimientos de Chandra se incluye la primera imagen de un disco de acreción alrededor de un púlsar en la Nebulosa del Cangrejo.
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Aplicación terrestre
Un tubo de electrones que sirve como fuente de radiación suave de rayos X. Se aplica un voltaje de 10 a 100 kV entre dos electrodos dentro de un matraz de vacío sellado. Bajo la influencia de este voltaje, los electrones se aceleran hasta una energía de 10 a 100 keV. Al final del recorrido chocan contra una superficie metálica pulida y frenan bruscamente, emitiendo una parte importante de la energía en forma de radiación en el rango de rayos X y ultravioleta.
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radiografía
La imagen se obtiene debido a la permeabilidad desigual de los tejidos del cuerpo humano a la radiación de rayos X. En una cámara normal, la lente refracta la luz reflejada por el objeto y la enfoca en la película, donde se forma la imagen. Sin embargo, los rayos X son muy difíciles de enfocar. Por tanto, el funcionamiento de una máquina de rayos X se parece más a la impresión por contacto de una fotografía, cuando el negativo se coloca sobre papel fotográfico y un tiempo corto iluminado. Solo en este caso el papel del negativo lo desempeña el cuerpo humano, el papel del papel fotográfico es una película fotográfica especial que es sensible a rayos X, y en lugar de una fuente de luz, se toma un tubo de rayos X.
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Radiación de radio y microondas.
Solicitud
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El alcance de la emisión de radio es opuesto al de la radiación gamma y también es ilimitado por un lado: desde ondas largas hasta bajas frecuencias. Los ingenieros lo dividen en muchas secciones. Las ondas de radio más cortas se utilizan para la transmisión inalámbrica de datos (Internet, telefonía celular y satelital); metro, decímetro y ultra ondas cortas(VHF) ocupan estaciones de radio y televisión locales; las ondas cortas (HF) se utilizan para las comunicaciones por radio globales: se reflejan en la ionosfera y pueden rodear la Tierra; promedio y ondas largas utilizado para la radiodifusión regional. Las ondas ultralargas (ELW), desde 1 km hasta miles de kilómetros, penetran agua salada y se utilizan para comunicarse con submarinos, así como para la búsqueda de minerales. La energía de las ondas de radio es extremadamente baja, pero excitan débiles vibraciones de electrones en una antena metálica. Estas vibraciones luego se amplifican y registran. La atmósfera transmite ondas de radio con una longitud de 1 mm a 30 m. Permiten observar los núcleos de las galaxias. estrellas de neutrones, otro sistemas planetarios, pero el logro más impresionante de la radioastronomía son las imágenes detalladas y sin precedentes de fuentes cósmicas, cuya resolución supera las diez milésimas de segundo de arco.
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Microonda
Las microondas son una subbanda de emisión de radio adyacente al infrarrojo. También se le llama radiación de frecuencia ultraalta (microondas) porque tiene la frecuencia más alta en el rango de radio. El rango de microondas es de interés para los astrónomos porque detecta la radiación relicta que queda de la época del Big Bang (otro nombre es microondas). fondo del espacio). Fue emitida hace 13.700 millones de años, cuando la materia caliente del Universo se volvió transparente a su propia radiación térmica. A medida que el Universo se expandió, el CMB se enfrió y hoy su temperatura es de 2,7 K. La radiación del CMB llega a la Tierra desde todas direcciones. Hoy en día, los astrofísicos están interesados en las faltas de homogeneidad en el brillo del cielo en el rango de las microondas. Se utilizan para determinar cómo comenzaron a formarse los cúmulos de galaxias en el Universo primitivo con el fin de comprobar la exactitud de las teorías cosmológicas. Pero en la Tierra, las microondas se utilizan para tareas tan mundanas como calentar el desayuno y hablar por teléfono móvil. La atmósfera es transparente a las microondas. Se pueden utilizar para comunicarse con satélites. También existen proyectos para transmitir energía a distancia mediante haces de microondas.
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FuentesNebulosa del Cangrejo en el alcance de la radio
A partir de esta imagen, basada en observaciones del Observatorio Nacional de Radioastronomía de EE.UU. (NRAO), se puede juzgar la naturaleza de los campos magnéticos en la Nebulosa del Cangrejo. La Nebulosa del Cangrejo es el remanente de supernova mejor estudiado. Esta imagen muestra cómo se ve en el alcance de la radio. La emisión de radio es generada por electrones rápidos que se mueven en un campo magnético. El campo obliga a los electrones a girar, es decir, a moverse a un ritmo acelerado, y con el movimiento acelerado, las cargas emiten ondas electromagnéticas.
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Modelo informático de distribución de la materia en el Universo.
Inicialmente, la distribución de la materia en el Universo era casi perfectamente uniforme. Pero aún así, pequeñas fluctuaciones de densidad (posiblemente incluso cuánticas) a lo largo de muchos millones y miles de millones de años llevaron al hecho de que la sustancia se fragmentó. Se obtienen resultados similares a partir de estudios de observación de la distribución de galaxias en el espacio. Para cientos de miles de galaxias se determinan las coordenadas en el cielo y los corrimientos al rojo, a partir de los cuales se calculan las distancias a las galaxias. La figura muestra el resultado. modelado por computadora evolución del Universo. El movimiento de 10 mil millones de partículas bajo la influencia de la gravedad mutua se calculó en 15 mil millones de años. Como resultado, se formó una estructura porosa que recuerda vagamente a una esponja. En sus nodos y bordes se concentran cúmulos de galaxias, y entre ellos hay vastos desiertos donde casi no hay objetos; los astrónomos los llaman vacíos (del inglés void, vacío).
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Es cierto que es posible lograr una buena concordancia entre los cálculos y las observaciones sólo si asumimos que la materia visible (luminosa en el espectro electromagnético) constituye sólo alrededor del 5% de la masa total del Universo. El resto recae en el llamado materia oscura Y energía oscura, que se manifiestan únicamente por su gravedad y cuya naturaleza aún no ha sido establecida. Su estudio es uno de los problemas más acuciantes de la astrofísica moderna.
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Cuásar: núcleo galáctico activo
La imagen de radio del cuásar muestra en rojo áreas de emisión de radio de alta intensidad: en el centro está el núcleo galáctico activo y a cada lado hay dos chorros. La propia galaxia prácticamente no emite ondas de radio. Cuando se acumula demasiado material en un agujero negro supermasivo en el centro de una galaxia, se libera gran cantidad energía. Esta energía acelera parte de la materia a velocidades cercanas a la de la luz y la expulsa con chorros de plasma relativistas en dos direcciones opuestas perpendiculares al eje del disco de acreción. Cuando estos chorros chocan con el medio intergaláctico y se desaceleran, las partículas que entran en ellos emiten ondas de radio.
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Radio galaxia: mapa de contorno de brillo de radio
Los mapas de contorno se utilizan normalmente para representar imágenes tomadas en una sola longitud de onda, especialmente en el rango de longitud de onda de radio. Según el principio de construcción, son similares a las curvas de nivel en un mapa topográfico, solo que en lugar de puntos con una altura fija sobre el horizonte, conectan puntos con el mismo brillo de radio de una fuente en el cielo. Para obtener imágenes de objetos espaciales en rangos de radiación distintos de los visibles, se utilizan diversas técnicas. En la mayoría de los casos se trata de colores artificiales y mapas de contorno. Usando colores artificiales, es posible mostrar cómo se vería un objeto si los receptores sensibles a la luz del ojo humano no fueran sensibles a ciertos colores en el rango visible, sino a otras frecuencias del espectro electromagnético.
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ReceptoresMicrowave Orbiter WMAP
El estudio del fondo de microondas se inició con radiotelescopios terrestres, continuó con el instrumento soviético Relikt-1 a bordo del satélite Prognoz-9 en 1983 y el satélite estadounidense COBE (Cosmic Background Explorer) en 1989, pero el mapa más detallado de la distribución de fondo de microondas esfera celestial construyó la sonda WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) en 2003. Los datos obtenidos imponen importantes restricciones a los modelos de formación de galaxias y de evolución del Universo. Fondo espacial radiación de microondas, también llamado radiación cósmica de fondo de microondas, crea un ruido de radio que es casi igual en todas las direcciones del cielo. Y, sin embargo, hay variaciones muy pequeñas en la intensidad: alrededor de una milésima de porcentaje. Se trata de huellas de falta de homogeneidad en la densidad de la materia en el Universo joven, que sirvieron de semilla para futuros cúmulos de galaxias.
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Reseñas del cielo
La energía de un átomo de hidrógeno no excitado depende de la orientación relativa de los espines del protón y del electrón. Si son paralelos, la energía es ligeramente mayor. Estos átomos pueden transformarse espontáneamente en un estado con espines antiparalelos, emitiendo un cuanto de emisión de radio que se lleva un pequeño exceso de energía. Esto le sucede a un átomo individual en promedio una vez cada 11 millones de años. Pero la enorme distribución del hidrógeno en el Universo permite observar nubes de gas a esta frecuencia. Famoso línea espectral con una longitud de onda de 21,1 cm es otra forma de observar el hidrógeno atómico neutro en el espacio. La línea surge debido a la llamada división hiperfina del nivel de energía principal del átomo de hidrógeno.
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Radio cielo a 73,5 cm, 408 MHz (Bonn)
Para construir el estudio se utilizó uno de los radiotelescopios de rotación total más grandes del mundo: el radiotelescopio de Bonn de 100 metros. Esta es la longitud de onda más larga de todos los estudios del cielo. Se realizó en una longitud de onda en la que se observa un número significativo de fuentes en la Galaxia. Además, la elección de la longitud de onda estuvo determinada por razones técnicas.
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Aplicación terrestre
Horno microondas Así se realiza el secado, descongelación, cocción y calentamiento de los alimentos mediante microondas (microondas). Además, las corrientes eléctricas alternas excitan corrientes de alta frecuencia. Estas corrientes pueden ocurrir en sustancias en las que hay partículas cargadas móviles. Pero los objetos metálicos finos y afilados no se pueden colocar en un horno microondas (esto se aplica especialmente a platos con adornos metálicos recubiertos de plata y oro). Incluso un fino anillo de baño de oro a lo largo del borde de la placa puede provocar una potente descarga eléctrica que dañará el dispositivo que crea la onda electromagnética en el horno (magnetrón, klistrón). La principal ventaja de un horno microondas es que con el tiempo los alimentos se calientan en todo el volumen y no solo en la superficie. La radiación de microondas, al tener una longitud de onda más larga, penetra más profundamente que la radiación infrarroja debajo de la superficie de los productos. Productos interiores vibraciones electromagnéticas excitan los niveles rotacionales de las moléculas de agua, cuyo movimiento provoca principalmente el calentamiento de los alimentos.
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Telefono celular
En el estándar GSM, una estación base no puede soportar más de 8 conversaciones telefónicas simultáneamente. Durante eventos masivos y desastres naturales, el número de personas que llaman aumenta considerablemente, lo que sobrecarga las estaciones base y provoca interrupciones en la comunicación. comunicación celular. Para tales casos, los operadores celulares tienen estaciones base móviles que pueden entregarse rápidamente a áreas con grandes multitudes de personas. La pregunta de posible daño Radiación de microondas de los teléfonos móviles. Durante una conversación, el transmisor se encuentra muy cerca de la cabeza de la persona. Los repetidos estudios aún no han podido registrar de forma fiable los efectos negativos de las emisiones de radio de los teléfonos móviles sobre la salud. Aunque no se pueden descartar por completo los efectos de la débil radiación de microondas sobre los tejidos corporales, no hay motivo de grave preocupación. El principio de funcionamiento de la telefonía celular se basa en el uso de un canal de radio (en el rango de microondas) para la comunicación entre el suscriptor y una de las estaciones base. La información se transmite entre estaciones base, por regla general, a través de redes de cable digitales. El alcance de la estación base (el tamaño de la célula) es de varias decenas a varios miles de metros. Depende del paisaje y de la intensidad de la señal, que se selecciona para que no haya demasiados suscriptores activos en una celda.
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TELEVISOR
El transmisor de una estación de televisión transmite constantemente una señal de radio de una frecuencia estrictamente fija, se llama frecuencia portadora. El circuito receptor del televisor se ajusta a él: surge una resonancia en la frecuencia deseada, lo que le permite captar oscilaciones electromagnéticas débiles. La información sobre la imagen se transmite mediante la amplitud de las oscilaciones: una amplitud grande significa un brillo alto, una amplitud baja significa un área oscura de la imagen. Este principio se llama modulación de amplitud. El sonido se transmite de manera similar por las estaciones de radio (excepto las estaciones de FM). Con la transición a la televisión digital, las reglas para la codificación de imágenes cambian, pero el principio mismo de la frecuencia portadora y su modulación sigue siendo el mismo. Las imágenes de televisión se transmiten en ondas métricas y decimétricas. Cada cuadro se divide en líneas a lo largo de las cuales el brillo cambia de cierta manera.
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Antena parabólica
Antena parabólica para recibir señal de un satélite geoestacionario en el rango de microondas y VHF. El principio de funcionamiento es el mismo que el de un radiotelescopio, pero no es necesario que el plato sea móvil. En el momento de la instalación, se dirige al satélite, que siempre permanece en el mismo lugar con respecto a las estructuras terrestres. Esto se logra colocando el satélite en una órbita geoestacionaria a una altitud de unos 36 mil kilómetros sobre el ecuador de la Tierra. El período de revolución a lo largo de esta órbita es exactamente igual al periodo La rotación de la Tierra alrededor de su eje con respecto a las estrellas es de 23 horas 56 minutos 4 segundos. El tamaño del plato depende de la potencia del transmisor del satélite y de su patrón de radiación. Cada satélite tiene un área de servicio principal donde sus señales son recibidas por un plato con un diámetro de 50 a 100 cm, y un área periférica donde la señal se debilita rápidamente y puede requerir una antena de hasta 2 a 3 m para recibirla.
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rango visible
Aplicación terrestre
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El rango de luz visible es el más estrecho de todo el espectro. La longitud de onda que contiene cambia menos de dos veces. La luz visible representa la radiación máxima en el espectro solar. Durante la evolución, nuestros ojos se han adaptado a su luz y solo pueden percibir la radiación en esta estrecha parte del espectro. Casi todas las observaciones astronómicas hasta mediados del siglo XX se llevaron a cabo en luz visible. La principal fuente de luz visible en el espacio son las estrellas, cuya superficie se calienta hasta varios miles de grados y, por tanto, emite luz. En la Tierra también se utilizan fuentes de luz no térmicas, como lámparas fluorescentes y LED semiconductores. Se utilizan espejos y lentes para recoger la luz de fuentes cósmicas débiles. Los receptores de luz visible son la retina del ojo, películas fotográficas, cristales semiconductores (matrices CCD) utilizados en cámaras digitales, fotocélulas y fotomultiplicadores. El principio de funcionamiento de los receptores se basa en el hecho de que la energía de un cuanto de luz visible es suficiente para provocar reacción química en una sustancia especialmente seleccionada o eliminar un electrón libre de la sustancia. Luego, basándose en la concentración de los productos de reacción o la cantidad de carga liberada, se determina la cantidad de luz recibida.
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Fuentes
Uno de los cometas más brillantes de finales del siglo XX. Fue descubierto en 1995, cuando aún se encontraba más allá de la órbita de Júpiter. Esta es una distancia récord para descubrir un nuevo cometa. Pasó el perihelio el 1 de abril de 1997 y a finales de mayo alcanzó su brillo máximo, aproximadamente de magnitud cero. Cometa Hale-Bopp En total, el cometa permaneció visible a simple vista durante 18,5 meses, el doble del récord anterior establecido por el gran cometa de 1811. La imagen muestra dos colas del cometa: polvo y gas. La presión de la radiación solar los aleja del Sol.
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Planeta Saturno
Segundo planeta más grande sistema solar. pertenece a la clase gigantes gaseosos. Foto tomada estación interplanetaria Cassini, que lleva a cabo investigaciones en el sistema de Saturno desde 2004. A finales del siglo XX se descubrieron sistemas de anillos en todos los planetas gigantes, desde Júpiter hasta Neptuno, pero sólo en Saturno son fácilmente observables incluso con un pequeño telescopio de aficionado.
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Manchas solares
Viven desde varias horas hasta varios meses. El número de manchas solares sirve como indicador de la actividad solar. Al observar las manchas solares durante varios días, es fácil notar la rotación del Sol. La fotografía fue tomada con un telescopio de aficionado. Regiones de baja temperatura en la superficie visible del Sol. Su temperatura es de 4300 a 4800 K, aproximadamente mil quinientos grados más baja que en el resto de la superficie del Sol. Debido a esto, su brillo es de 2 a 4 veces menor, lo que crea en contraste la impresión de puntos negros. Las manchas se producen cuando un campo magnético ralentiza la convección y, por tanto, la eliminación de calor en las capas superiores del Sol.
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Receptores
Telescopio aficionado B mundo moderno La astronomía amateur se ha convertido en un pasatiempo fascinante y prestigioso. Los instrumentos más simples con un diámetro de lente de 50 a 70 mm, los más grandes con un diámetro de 350 a 400 mm, tienen un costo comparable al de un automóvil prestigioso y requieren una instalación permanente sobre una base de concreto. bajo una cúpula. EN en manos capaces tales instrumentos bien pueden contribuir a una mayor ciencia.
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Lampara incandescente
Emite luz visible y radiación infrarroja debido al calentamiento. descarga eléctrica una hélice de tungsteno colocada en el vacío. El espectro de radiación es muy cercano al del cuerpo negro con una temperatura de aproximadamente 2000 K. A esta temperatura, la radiación máxima se produce en la región del infrarrojo cercano y, por lo tanto, se gasta inútilmente para fines de iluminación. No es posible aumentar significativamente la temperatura, ya que la espiral falla rápidamente. Por tanto, las lámparas incandescentes resultan ser un dispositivo de iluminación antieconómico. Las lámparas fluorescentes convierten la electricidad en luz de forma mucho más eficiente.
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Ultravioleta
Aplicación terrestre
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El rango ultravioleta de la radiación electromagnética se encuentra más allá del extremo violeta (longitud de onda corta) del espectro visible. La luz casi ultravioleta del Sol atraviesa la atmósfera. Provoca bronceado en la piel y es necesario para la producción de vitamina D. Pero una exposición excesiva puede provocar el desarrollo de cáncer de piel. La radiación ultravioleta es perjudicial para los ojos. Por tanto, es imprescindible utilizar gafas de seguridad en el agua y especialmente en la nieve de la montaña. La radiación ultravioleta más intensa es absorbida en la atmósfera por moléculas de ozono y otros gases. Sólo se puede observar desde el espacio y por eso se le llama ultravioleta del vacío. La energía de los cuantos ultravioleta es suficiente para destruir moléculas biológicas, en particular el ADN y las proteínas. En esto se basa uno de los métodos para destruir microbios. Se cree que mientras no hubiera ozono en la atmósfera terrestre, que absorbe una parte importante de la radiación ultravioleta, la vida no podría abandonar el agua en la tierra. La luz ultravioleta es emitida por objetos con temperaturas que oscilan entre miles y cientos de miles de grados, como las estrellas jóvenes, calientes y masivas. Sin embargo, la radiación ultravioleta es absorbida por el gas y el polvo interestelar, por lo que a menudo no vemos las fuentes en sí, sino las nubes cósmicas iluminadas por ellas. Los telescopios de espejo se utilizan para recolectar la radiación ultravioleta y los tubos fotomultiplicadores se utilizan para el registro, y en la radiación ultravioleta cercana, como en la luz visible, se utilizan matrices CCD.
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Fuentes
El resplandor se produce cuando partículas cargadas del viento solar chocan con moléculas en la atmósfera de Júpiter. La mayoría de las partículas, bajo la influencia del campo magnético del planeta, ingresan a la atmósfera cerca de sus polos magnéticos. Por tanto, el resplandor se produce en un área relativamente pequeña. Procesos similares están teniendo lugar en la Tierra y en otros planetas que tienen atmósfera y campo magnético. La imagen fue tomada por el Telescopio Espacial Hubble. Aurora en Júpiter en ultravioleta
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Reseñas del cielo
Cielo ultravioleta extremo (EUVE) Encuesta construida por el observatorio ultravioleta en órbita Extreme Ultraviolet Explorer La estructura de líneas de la imagen corresponde a movimiento orbital satélite, y la falta de homogeneidad del brillo de las bandas individuales está asociada con cambios en la calibración del equipo. Las franjas negras son áreas del cielo que no se pudieron observar. La pequeña cantidad de detalles en esta revisión se debe al hecho de que hay relativamente pocas fuentes de radiación ultravioleta intensa y, además, la radiación ultravioleta es dispersada por el polvo cósmico.
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Aplicación terrestre
Solarium Instalación para la irradiación dosificada del cuerpo con luz casi ultravioleta para el bronceado. La radiación ultravioleta provoca la liberación de pigmento de melanina en las células, lo que cambia el color de la piel.
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detector de moneda
La radiación ultravioleta se utiliza para determinar la autenticidad de los billetes. En los billetes se prensan fibras poliméricas con un tinte especial que absorbe cuantos ultravioleta y luego emite radiación menos energética en el rango visible. Bajo la influencia de la luz ultravioleta, las fibras comienzan a brillar, lo que sirve como uno de los signos de autenticidad. La radiación ultravioleta del detector es invisible a la vista; el brillo azul, que se nota cuando la mayoría de los detectores están en funcionamiento, se debe a que las fuentes ultravioleta utilizadas también emiten en el rango visible.
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