Ką pasaulis sako Suvorovui Sergejui Georgievičiui
Elektromagnetinės spinduliuotės skalė
Taigi žmogaus aptiktos radiacijos skalė gamtoje pasirodė labai plati. Jei pereisime nuo ilgiausių bangų prie trumpiausių, pamatysime tokį paveikslėlį (27 pav.). Radijo bangos yra pirmoje vietoje, jos yra ilgiausios. Tai taip pat apima spinduliuotę, kurią atrado Lebedevas ir Glagoleva-Arkadjeva; Tai ultratrumposios radijo bangos. Po to seka infraraudonoji spinduliuotė, matoma šviesa, ultravioletinė spinduliuotė, rentgeno spinduliai ir galiausiai gama spinduliuotė.
Ribos tarp skirtingų spindulių yra labai savavališkos: spinduliuotės nuolat seka viena kitą ir net iš dalies persidengia.
Žvelgdamas į elektromagnetinių bangų mastą, skaitytojas gali daryti išvadą, kad spinduliuotė, kurią matome, sudaro labai mažą bendro mums žinomo spinduliuotės spektro dalį.
Norėdamas aptikti ir ištirti nematomą spinduliuotę, fizikas turėjo apsiginkluoti papildomais instrumentais. Nematomą spinduliuotę galima aptikti pagal jų poveikį. Pavyzdžiui, radijo spinduliuotė veikia antenas, sukurdama jose elektrinius virpesius: infraraudonoji spinduliuotė stipriausiai veikia šiluminius prietaisus (termometrus), o visa kita spinduliuotė – fotoplokštes, sukeldama jose cheminius pokyčius. Antenos, šiluminiai prietaisai, fotografinės plokštės – naujos fizikų „akys“ įvairioms elektromagnetinių bangų skalės dalims.
Ryžiai. 27. Radiacijos skalė. Tinklelio šešėliuota sritis reiškia žmogaus akiai matomą spektro dalį.
Įvairios elektromagnetinės spinduliuotės atradimas yra vienas ryškiausių puslapių fizikos istorijoje.
Iš knygos Fizikos istorijos kursas autorius Stepanovičius Kudrjavcevas PavelasElektromagnetinių bangų atradimas Tačiau grįžkime prie Hertzo. Kaip matėme, pirmajame savo darbe Hertzas gavo greitus elektrinius virpesius ir ištyrė vibratoriaus poveikį priėmimo grandinei, kuris buvo ypač stiprus rezonanso atveju. Savo darbe „Apie srovės veiksmą“ Hertzas perėjo prie
Iš knygos NIKOLA TESLA. PASKAITOS. STRAIPSNIAI. pateikė Tesla NikolaĮDOMI RENGTINIO SPINDULIAVIMO YPATYBĖ * Galbūt čia pateiktų rezultatų, gautų naudojant rentgeno spinduliuotę skleidžiančias lempas, vertė yra ta, kad jie atskleidžia papildomos šviesos apie spinduliuotės pobūdį ir geriau iliustruoja tai, kas jau žinoma.
Iš knygos Apie ką pasakoja šviesa autorius Suvorovas Sergejus GeorgijevičiusJaudinančios elektromagnetinės bangos Paprasčiausias būdas sužadinti elektromagnetines bangas – sukurti elektros iškrovą. Įsivaizduokime metalinį strypą su kamuoliuku gale, įkrautą teigiama elektra, ir kitą panašų strypą, įkrautą
Iš knygos Lazerio istorija autorius Bertolotti MarioElektromagnetinių bangų aptikimas Tačiau elektromagnetinių bangų erdvėje akis nesuvokia. Kaip juos aptikti? Ir kas tiksliai svyruoja šiose bangose Mes ištyrėme vandens bangų savybes, stebėdami vandens bangos paveikto kamščio svyravimus?
Iš knygos Atominė problema pateikė Ran PhilipElektromagnetinių bangų bangos ilgis Bet ten, kur yra periodinis svyravimas, kuris sklinda erdvėje, galime kalbėti ir apie bangos ilgį. Vandens bangoms bangos ilgiu vadinome atstumą tarp dviejų artimiausių keterų. Kas yra vandens bangos ketera?
Iš knygos Asteroido-Comet Hazard: Yesterday, Today, Tomorrow autorius Šustovas Borisas MichailovičiusRentgeno spinduliuotės grotelių paieška Tačiau dirbant su difrakcinėmis gardelėmis susidurta su tam tikrais sunkumais. Faktas yra tas, kad neįmanoma parinkti vienodo tipo gardelės visai spinduliuotei. Dėl įvairių spindulių jums reikia įvairios grotos. Šviesių tinklelio linijų plotis
Iš autorės knygosTaip pat buvo rasta grotelė rentgeno spinduliams, tačiau ji buvo rasta. difrakcinė gardelė ir rentgeno spinduliams. Čia į pagalbą atėjo pati gamta. XIX amžiaus pabaigoje – XX amžiaus pradžioje fizikai intensyviai tyrinėjo kietųjų kūnų sandarą. Yra žinoma, kad daug kietųjų medžiagų yra
Iš autorės knygosRentgeno spindulių serija Išorinės sąlygos neturi tokios įtakos atomų rentgeno spindulių spektrams didelę įtaką. Net kai susiliečia atomai cheminiai junginiai, jų vidiniai sluoksniai nepertvarkomi. Todėl molekulių rentgeno spindulių spektrai yra tokie patys kaip ir spektrai
Iš autorės knygosIlgųjų bangų spinduliuotės pavertimo matoma šviesa užduotis Natūralios šviesos keitikliai – liuminescencinės medžiagos – šviesą, kurios bangos ilgis yra trumpesnis nei matomos šviesos, paverčia matoma šviesa. Tačiau praktiniai poreikiai yra užduotis
Iš autorės knygosEksperimentinis atradimas elektromagnetinės bangos Lygiagrečios su teorinės studijos Buvo atliktos Maksvelo lygtys eksperimentiniai tyrimai pagal kartą elektros vibracijos, gaunamas iškraunant įprastą kondensatorių į elektros grandinė, Ir
Iš autorės knygosXI skyrius Apsaugos problemos nuo radioaktyvioji spinduliuotė Iškyla apsaugos nuo radioaktyviosios spinduliuotės problemos įvairiais lygiais branduolinės energijos naudojimas: - žemiausiu lygiu, kuris apima, pavyzdžiui, urano, kuris yra pagrindinė branduolinės energijos rūšis, gavybą.
Iš autorės knygosI. Apsauga nuo radioaktyviosios spinduliuotės atominėse elektrinėse 1) Radioaktyviosios spinduliuotės dozės dažniausiai išreiškiamos rentgenais tarptautinės komisijos nustatė, kad atominių elektrinių darbuotojams leistina savaitės radiacijos dozė yra 0,3 rentgeno. Ši dozė
Iš autorės knygos9.3. Turino mastelis Kai ką tik buvo atrastas pakankamai didelis objektas, iš anksto nežinoma, kokį pavojų jis gali kelti Žemei artimoje ar tolimesnėje ateityje. Galima, nors ir mažai tikėtina, kad gausite kuo daugiau daugiau pastebėjimai
Iš autorės knygos9.4. Palermo techninė skalė, skirta įvertinti Žemės susidūrimo su asteroidais ir kometomis grėsmę Turino skalė, aptarta ankstesniame skyriuje, buvo sukurta visų pirma siekiant aprašyti ir platinti informaciją apie asteroido ir kometos pavojų.
Elektromagnetinės spinduliuotės skalė paprastai apima septynis diapazonus:
1. Žemo dažnio virpesiai
2. Radijo bangos
3. Infraraudonoji spinduliuotė
4. Matoma spinduliuotė
5. Ultravioletinė spinduliuotė
6. Rentgeno spinduliai
7. Gama spinduliuotė
Esminio skirtumo tarp atskirų spindulių nėra. Visos jos yra įkrautų dalelių generuojamos elektromagnetinės bangos. Elektromagnetinės bangos galiausiai aptinkamos pagal jų poveikį įkrautoms dalelėms. Vakuume bet kokio bangos ilgio spinduliuotė sklinda 300 000 km/s greičiu. Ribos tarp atskirų radiacijos skalės regionų yra labai savavališkos.
Skirtingo bangos ilgio spinduliuotės skiriasi viena nuo kitos savo gamybos būdu (antenos spinduliavimas, šiluminis spinduliavimas, spinduliavimas greitųjų elektronų lėtėjimo metu ir kt.) bei registravimo būdais.
Taip pat susidaro visos išvardytos elektromagnetinės spinduliuotės rūšys kosminiai objektai ir sėkmingai tyrinėjami naudojant raketas, dirbtinius Žemės palydovus ir erdvėlaivių. Tai visų pirma taikoma rentgeno ir g-spindulių, kuriuos atmosfera stipriai sugeria, atveju.
Mažėjant bangos ilgiui, kiekybiniai bangų ilgių skirtumai lemia didelius kokybinius skirtumus.
Skirtingų bangų ilgių spinduliuotės labai skiriasi viena nuo kitos medžiagos absorbcija. Trumpųjų bangų spinduliuotė (rentgeno spinduliai ir ypač g-spinduliai) sugeriami silpnai. Medžiagos, kurios yra nepermatomos optinėms bangoms, yra skaidrios šiai spinduliuotei. Elektromagnetinių bangų atspindžio koeficientas taip pat priklauso nuo bangos ilgio. Tačiau pagrindinis skirtumas tarp ilgųjų ir trumpųjų bangų spinduliuotės yra tas, kad trumpųjų bangų spinduliuotė pasižymi dalelių savybėmis.
Rentgeno spinduliuotė
Rentgeno spinduliuotė- elektromagnetinės bangos, kurių bangos ilgis nuo 8*10-6 cm iki 10-10 cm.
Rentgeno spinduliuotė yra dviejų tipų: bremsstrahlung ir būdinga.
Stabdys atsiranda, kai greitus elektronus sulėtina bet kokia kliūtis, ypač metaliniai elektronai.
Elektronų išmetimas turi ištisinį spektrą, kuris skiriasi nuo nuolatinių kietųjų medžiagų arba skysčių emisijos spektrų.
Būdingas rentgeno spinduliuotė turi linijų spektrą. Būdinga spinduliuotė atsiranda dėl to, kad išorinis greitas elektronas, lėtėdamas medžiagoje, ištraukia elektroną, esantį viename iš vidinių apvalkalų, iš medžiagos atomo. Kai tolimesnis elektronas pasislenka į laisvą vietą, atsiranda rentgeno fotonas.
Prietaisas rentgeno spinduliams gaminti - rentgeno vamzdis.
Scheminė iliustracija rentgeno vamzdis.
Rentgeno spinduliai, K - katodas, A - anodas (kartais vadinamas antikatodu), C - šilumos kriauklė, Oi- katodo šildymo įtampa, Ua- greitinimo įtampa, W in - vandens aušinimo įėjimas, W out - vandens aušinimo išėjimas.
1 katodas yra volframo spiralė, kuri išskiria elektronus dėl terminės emisijos. 3 cilindras sufokusuoja elektronų srautą, kuris vėliau susiduria su metaliniu elektrodu (anodu) 2. Tokiu atveju atsiranda rentgeno spinduliai. Įtampa tarp anodo ir katodo siekia kelias dešimtis kilovoltų. Vamzdyje sukuriamas gilus vakuumas; dujų slėgis jame neviršija 10_о mm Hg. Art.
Karšto katodo skleidžiami elektronai pagreitėja (nespinduliuoja rentgeno spinduliai, nes pagreitis per mažas) ir atsitrenkia į anodą, kur smarkiai sulėtėja (išspinduliuojami rentgeno spinduliai: vadinamasis bremsstrahlung).
Tuo pačiu metu jie išmuša elektronus iš vidaus elektronų apvalkalai metalo, iš kurio pagamintas anodas, atomai. Tuščios vietos apvalkalus užima kiti atomo elektronai. Šiuo atveju rentgeno spinduliuotė skleidžiama su tam tikra anodo medžiagai būdinga energija (charakterinė spinduliuotė )
Rentgeno spinduliai pasižymi trumpu bangos ilgiu ir dideliu „kietumu“.
Savybės:
didelis įsiskverbimo gebėjimas;
poveikis fotografinėms plokštėms;
gebėjimas sukelti jonizaciją medžiagose, per kurias praeina šie spinduliai.
Taikymas:
Rentgeno diagnostika. Naudodami rentgeno spindulius galite „apšviesti“ žmogaus kūnas, ko pasekoje galima gauti kaulų, o šiuolaikiniuose prietaisuose – vidaus organų vaizdą
Rentgeno terapija
Gaminių (bėgelių, suvirinimo siūlių ir kt.) defektų nustatymas naudojant rentgeno spinduliuotę vadinamas rentgeno defektų aptikimu.
Medžiagų moksle, kristalografijoje, chemijoje ir biochemijoje rentgeno spinduliai naudojami medžiagų struktūrai atominiame lygmenyje išsiaiškinti, naudojant rentgeno spindulių difrakcinę sklaidą (rentgeno spindulių difrakciją). Garsus pavyzdys yra nustatyti DNR struktūrą.
Oro uostuose aktyviai naudojami rentgeno televizijos introskopai, leidžiantys peržiūrėti turinį rankinis bagažas ir bagažas, skirtas vizualiai aptikti pavojingus objektus monitoriaus ekrane.
Elektromagnetinių bangų, kurias galima užfiksuoti prietaisais, ilgiai yra labai platūs. Visos šios bangos turi bendrosios savybės: sugertis, atspindys, trukdžiai, difrakcija, dispersija. Tačiau šios savybės gali pasireikšti įvairiais būdais. Bangų šaltiniai ir imtuvai yra skirtingi.
Radijo bangos
ν =105–1011 Hz, λ =10 -3 -10 3 m.
Gauta naudojant virpesių grandines ir makroskopinius vibratorius. Savybės. Skirtingų dažnių ir bangų ilgių radijo bangas sugeria ir atspindi terpės skirtingai. Taikymas Radijo ryšiai, televizija, radarai. Gamtoje radijo bangas skleidžia įvairūs nežemiški šaltiniai (galaktikos branduoliai, kvazarai).
Infraraudonoji spinduliuotė (šiluminė)
ν =3-10 11-4. 10 14 Hz, λ =8. 10-7-2. 10-3 m.
Išskiria atomai ir medžiagos molekulės.
Infraraudonąją spinduliuotę skleidžia visi kūnai esant bet kokiai temperatūrai.
Žmogus skleidžia elektromagnetines bangas λ≈9. 10 -6 m.
Savybės
- Praeina per kai kuriuos nepermatomus kūnus, taip pat per lietų, miglą ir sniegą.
- Gamina cheminis veiksmas ant fotografinių plokštelių.
- Kai medžiaga absorbuojama, ji ją įkaista.
- Germanyje sukelia vidinį fotoelektrinį efektą.
- Nematomas.
Įrašyta šiluminiais, fotoelektriniais ir fotografiniais metodais.
Taikymas. Gaukite objektų tamsoje, naktinio matymo prietaisų (naktinių žiūronų) ir rūko vaizdus. Naudojamas kriminalistikoje, fizioterapijoje ir pramonėje dažytų gaminių, pastatų sienų, medienos ir vaisių džiovinimui.
Akies suvokiama elektromagnetinės spinduliuotės dalis (nuo raudonos iki violetinės):
Savybės.IN veikia akis.
(mažiau nei violetinė šviesa)
Šaltiniai: dujų išlydžio lempos su kvarciniais vamzdžiais (kvarcinės lempos).
Skleidžia visos kietosios medžiagos, kurių T>1000°C, taip pat šviečiantys gyvsidabrio garai.
Savybės. Didelis cheminis aktyvumas (sidabro chlorido skaidymas, cinko sulfido kristalų švytėjimas), nematomas, didelis įsiskverbimo gebėjimas, naikina mikroorganizmus, mažomis dozėmis teigiamai veikia žmogaus organizmą (įdegį), tačiau didelėmis dozėmis turi neigiamą biologinį poveikį: ląstelių vystymosi ir medžiagų apykaitos pokyčiai, poveikis akims.
rentgeno spinduliai
Išspinduliuojamas esant dideliam elektronų pagreičiui, pavyzdžiui, jų lėtėjimui metaluose. Gaunama naudojant rentgeno vamzdelį: elektronai vakuuminiame vamzdyje (p = 10 -3 -10 -5 Pa) yra greitinami elektrinio lauko esant aukštai įtampai, pasiekiant anodą, o susidūrus smarkiai sulėtėja. Stabdant elektronai juda su pagreičiu ir skleidžia trumpo ilgio (nuo 100 iki 0,01 nm) elektromagnetines bangas. Savybės Interferencija, rentgeno spindulių difrakcija pagal kristalinė gardelė, didelė įsiskverbimo galia. Švitinimas didelėmis dozėmis sukelia spindulinę ligą. Taikymas. Medicinoje (vidaus organų ligų diagnostika), pramonėje (įvairių gaminių, suvirinimo siūlių vidinės sandaros kontrolė).
γ spinduliuotė
Šaltiniai: atomo branduolys ( branduolinės reakcijos). Savybės. Jis turi didžiulę prasiskverbimo galią ir turi stiprų biologinį poveikį. Taikymas. Medicinoje, gamyboje ( γ - defektų aptikimas). Taikymas. Medicinoje, pramonėje.
Bendra elektromagnetinių bangų savybė taip pat yra ta, kad visa spinduliuotė turi ir kvantines, ir bangines savybes. Kvantinė ir bangų savybėsšiuo atveju jie vienas kitą ne išskiria, o papildo. Bangų savybės ryškesnės esant žemiems dažniams, o ne taip ryškiai aukštiems dažniams. Ir atvirkščiai, kvantines savybes Aiškiau pasirodo esant aukštiems dažniams ir mažiau aiškiai esant žemiems dažniams. Kuo trumpesnis bangos ilgis, tuo ryškesnės pasirodo kvantinės savybės, o kuo ilgesnis bangos ilgis, tuo ryškesnės bangos savybės.
ELEKTROMAGNETINIŲ SPINDULIŲ MASTAS
Žinome, kad elektromagnetinių bangų ilgis gali būti labai įvairus: nuo 103 m dydžio (radijo bangos) iki 10-8 cm (rentgeno spinduliai). Šviesa sudaro nedidelę plataus elektromagnetinių bangų spektro dalį. Nepaisant to, tiriant šią nedidelę spektro dalį buvo aptikta ir kitų neįprastų savybių turinčių spindulių.
Esminio skirtumo tarp atskirų spindulių nėra. Visos jos yra elektromagnetinės bangos, kurias generuoja pagreitintos judančios įkrautos dalelės. Elektromagnetinės bangos galiausiai aptinkamos pagal jų poveikį įkrautoms dalelėms. Vakuume bet kokio bangos ilgio spinduliuotė sklinda 300 000 km/s greičiu. Ribos tarp atskirų radiacijos skalės regionų yra labai savavališkos.
Skirtingo bangos ilgio spinduliuotės skiriasi viena nuo kitos savo gamybos būdu (antenos spinduliavimas, šiluminis spinduliavimas, spinduliavimas greitųjų elektronų lėtėjimo metu ir kt.) bei registravimo būdais.
Visi išvardyti elektromagnetinės spinduliuotės tipai taip pat yra generuojami kosminių objektų ir yra sėkmingai tiriami naudojant raketas, dirbtinius Žemės palydovus ir erdvėlaivius. Tai visų pirma taikoma rentgeno ir gama spinduliuotei, kurią atmosfera stipriai sugeria.
Mažėjant bangos ilgiui kiekybiniai bangų ilgių skirtumai lemia didelius kokybinius skirtumus.
Skirtingų bangų ilgių spinduliuotės medžiagos sugerti labai skiriasi viena nuo kitos. Trumpųjų bangų spinduliuotė (rentgeno spinduliai ir ypač g-spinduliai) yra silpnai sugeriami. Medžiagos, kurios yra nepermatomos optinėms bangoms, yra skaidrios šiai spinduliuotei. Elektromagnetinių bangų atspindžio koeficientas taip pat priklauso nuo bangos ilgio. Tačiau pagrindinis skirtumas tarp ilgųjų ir trumpųjų bangų spinduliuotės yra tas trumpųjų bangų spinduliuotė atskleidžia dalelių savybes.
Radijo bangos
n= 105-1011 Hz, l»10-3-103 m.
Gauta naudojant virpesių grandines ir makroskopinius vibratorius.
Savybės: Skirtingo dažnio ir skirtingo bangos ilgio radijo bangas sugeria ir atspindi terpės skirtingai, jos pasižymi difrakcijos ir trukdžių savybėmis.
Taikymas: radijo ryšys, televizija, radaras.
Infraraudonoji spinduliuotė (terminis)
n=3*1011-4*1014 Hz, l=8*10-7-2*10-3 m.
Išskiria atomai ir medžiagos molekulės. Infraraudonąją spinduliuotę skleidžia visi kūnai esant bet kokiai temperatūrai. Žmogus skleidžia elektromagnetines bangas l»9*10-6 m.
Savybės:
1. Praeina per kai kuriuos nepermatomus kūnus, taip pat per lietų, miglą, sniegą.
2. Sukuria cheminį poveikį fotografinėms plokštėms.
3. Sugerta medžiagos, ji ją įkaitina.
4. Germanyje sukelia vidinį fotoelektrinį efektą.
5. Nematomas.
6. Geba trikdžių ir difrakcijos reiškiniams.
Įrašyta šiluminiais, fotoelektriniais ir fotografiniais metodais.
Taikymas: gaukite objektų vaizdus tamsoje, naktinio matymo prietaisus (naktinį žiūroną) ir rūką. Naudojamas kriminalistikoje, fizioterapijoje ir pramonėje dažytų gaminių, pastatų sienų, medienos ir vaisių džiovinimui.
Matoma spinduliuotė
Akies suvokiama elektromagnetinės spinduliuotės dalis (nuo raudonos iki violetinės):
n=4*1014-8*1014 Hz, l=8*10-7-4*10-7 m.
Savybės: Atspindi, laužo, veikia akį, geba sklaidos, trukdžių, difrakcijos reiškinius.
Ultravioletinė spinduliuotė
n=8*1014-3*1015 Hz, l=10-8-4*10-7 m (mažiau nei violetinė šviesa).
Šaltiniai: dujų išlydžio lempos su kvarciniais vamzdžiais (kvarcinės lempos).
Skleidžia visos kietosios medžiagos, kurių t>1000°C, taip pat šviečiantys gyvsidabrio garai.
Savybės: Didelis cheminis aktyvumas (sidabro chlorido skaidymas, cinko sulfido kristalų švytėjimas), nematomas, gerai įsiskverbia, naikina mikroorganizmus, mažomis dozėmis teigiamai veikia žmogaus organizmą (įdegis), tačiau didelėmis dozėmis turi neigiamą biologinį poveikį: pakinta ląstelių vystymasis ir medžiagų apykaita, poveikis akims.
Taikymas: medicinoje, pramonėje.
rentgeno spinduliai
Išspinduliuojamas esant dideliam elektronų pagreičiui, pavyzdžiui, jų lėtėjimui metaluose. Gaunama naudojant rentgeno vamzdelį: elektronai vakuuminiame vamzdyje (p = 10-3-10-5 Pa) yra pagreitinami elektrinio lauko esant aukštai įtampai, pasiekiant anodą, ir smarkiai sulėtėja susidūrus. Stabdant elektronai juda su pagreičiu ir skleidžia trumpo ilgio (nuo 100 iki 0,01 nm) elektromagnetines bangas.
Savybės: trukdžiai, rentgeno spindulių difrakcija ant kristalinės gardelės, didelė skverbimosi galia. Švitinimas didelėmis dozėmis sukelia spindulinę ligą.
Taikymas: Medicinoje (vidaus organų ligų diagnostika), pramonėje (įvairių gaminių vidinės sandaros kontrolė, suvirinimo siūlės).
g -Radiacija
n=3*1020 Hz ir daugiau, l=3,3*10-11 m.
Šaltiniai: atomo branduolys (branduolinės reakcijos).
Savybės: turi didžiulę prasiskverbimo galią ir stiprų biologinį poveikį.
Taikymas: medicinoje, gamyboje (g defektų aptikimas).
Išvada
Visa elektromagnetinių bangų skalė yra įrodymas, kad visa spinduliuotė turi ir kvantines, ir bangines savybes. Kvantinės ir banginės savybės šiuo atveju viena kitą neatmeta, o papildo. Bangų savybės ryškesnės esant žemiems dažniams, o ne taip ryškiai aukštiems dažniams. Ir atvirkščiai, kvantinės savybės aiškiau išryškėja esant aukštiems dažniams, o ne taip ryškiai žemiems dažniams. Kuo trumpesnis bangos ilgis, tuo ryškesnės pasirodo kvantinės savybės, o kuo ilgesnis bangos ilgis, tuo ryškesnės bangos savybės. Visa tai patvirtina dialektikos dėsnį (perėjimą kiekybiniai pokyčiai kokybės).
2 skaidrė
Elektromagnetinės spinduliuotės skalė.
Elektromagnetinių bangų skalė apima nuo ilgų radijo bangų iki gama spindulių. Įvairaus ilgio elektromagnetinės bangos sutartinai skirstomos į diapazonus pagal įvairias charakteristikas (gamybos būdą, registravimo būdą, sąveikos su medžiaga pobūdį).
3 skaidrė
4 skaidrė
Elektromagnetinė spinduliuotė
1. Gama spinduliuotė 2. Infraraudonųjų spindulių diapazonas 3. Rentgeno spinduliai 4. Radijo spinduliuotė ir mikrobangos 5. Matomas diapazonas 6. Ultravioletiniai spinduliai
5 skaidrė
Gama spinduliuotė
Taikymas
6 skaidrė
Gama spinduliuotė Viena pirmųjų vietų gama spindulių atradimo srityje priklauso anglui Ernestui Rutherfordui. Rutherfordo tikslas buvo ne tik atrasti naujas skleidžiančias medžiagas. Jis norėjo sužinoti, kokie yra jų spinduliai. Jis teisingai manė, kad šiuose spinduliuose gali būti įkrautų dalelių. Ir jie nukreipiami magnetiniame lauke. 1898 m. Rutherfordas pradėjo tyrinėti urano spinduliuotę, kurių rezultatai buvo paskelbti 1899 m. straipsnyje „Urano spinduliavimas ir jo sukurtas elektrinis laidumas“. Rutherfordas perleido stiprų radžio spindulių spindulį tarp galingo magneto polių. Ir jo prielaidos pasiteisino.
7 skaidrė
Spinduliuotė buvo užfiksuota pagal jos poveikį fotografinėje plokštelėje. Kol nebuvo magnetinio lauko, plokštelėje atsirado viena dėmė nuo ant jos krintančių radžio spindulių. Bet spindulys praėjo per magnetinį lauką. Dabar atrodo, kad jis subyrėjo. Viena sija nukrypo į kairę, kita į dešinę. Spindulių nukreipimas magnetiniame lauke aiškiai parodė, kad spinduliuotė apima įkrautas daleles; Iš šio nukrypimo būtų galima spręsti apie dalelių ženklą. Rutherfordas pavadino du radioaktyviųjų medžiagų spinduliavimo komponentus, remdamasis pirmomis dviem graikų abėcėlės raidėmis. Alfa spinduliai () – dalis spinduliuotės, kuri nukreipiama taip, kaip būtų nukreipta teigiamų dalelių. Neigiamos dalelės buvo pažymėtos raide beta (). O 1900 metais Villaras atrado kitą urano spinduliuotės komponentą, kuris nenukrypo nuo magnetinio lauko ir turėjo didžiausią prasiskverbimo galią, jis buvo vadinamas gama spinduliais (). Tai, kaip paaiškėjo, buvo elektromagnetinės spinduliuotės „dalelės“ - vadinamieji gama kvantai. Gama spinduliuotė, trumpųjų bangų elektromagnetinė spinduliuotė. Elektromagnetinių bangų skalėje ji ribojasi su kietąja rentgeno spinduliuote, užimančia visą dažnių diapazoną >3*1020 Hz, kas atitinka bangos ilgius
8 skaidrė
Skilimo metu atsiranda gama spinduliuotė radioaktyvieji branduoliai, elementariosios dalelės, naikinant dalelių ir antidalelių poras, taip pat greitai įkrautoms dalelėms pereinant per materiją, branduoliui pereinant iš labiau sužadinto branduolio išsiskiria gama spinduliuotė, lydinti radioaktyvių branduolių skilimą. energetinė būsenaį mažiau susijaudinusį arba į pagrindinį. Gama kvanto išmetimas iš branduolio nesukelia jokių pokyčių atominis skaičius arba masės skaičius, priešingai nei kitų tipų radioaktyviosios transformacijos. Gama spinduliuotės linijų plotis dažniausiai būna itin mažas (~10-2 eV). Kadangi atstumas tarp lygių daug kartų didesnis už linijų plotį, gama spinduliuotės spektras yra linijinis, t.y. susideda iš kelių atskirų linijų. Gama spinduliuotės spektrų tyrimas leidžia nustatyti sužadintų branduolių būsenų energijas.
9 skaidrė
Gama spinduliuotės šaltinis yra atomo branduolio energetinės būsenos pasikeitimas, taip pat laisvai įkrautų dalelių pagreitis, kai kurioms elementarioms dalelėms išskiriami didelės energijos gama spinduliai. Taigi, ramybės būsenos p° mezono skilimas sukuria gama spinduliuotę, kurios energija yra ~ 70 MeV. Elementariųjų dalelių skilimo gama spinduliuotė taip pat sudaro linijinį spektrą. Tačiau patiria irimą elementariosios dalelės dažnai juda greičiu, panašiu į šviesos greitį. Dėl to Doplerio linija išsiplečia ir gama spinduliuotės spektras tampa neryškus plačiame energijos diapazone. Gama spinduliuotė, atsirandanti, kai greitai įkrautos dalelės praeina per medžiagą, atsiranda dėl jų lėtėjimo Kulono lauke atomų branduoliai medžiagų. Bremsstrahlung gama spinduliuotė, kaip ir bremsstrahlung rentgeno spinduliai, pasižymi nuolatiniu spektru, viršutinė riba kuri sutampa su įkrautos dalelės, pavyzdžiui, elektrono, energija. Tarpžvaigždinėje erdvėje gama spinduliuotė gali atsirasti dėl minkštesnės ilgosios bangos elektromagnetinės spinduliuotės kvantų, tokių kaip šviesa, susidūrimo su elektronais, pagreitinamais kosminių objektų magnetinių laukų. Šiuo atveju greitasis elektronas perduoda savo energiją elektromagnetinei spinduliuotei, o matoma šviesa virsta kietesne gama spinduliuote. Panašus reiškinys gali atsirasti ir antžeminės sąlygos kai susiduria elektronai didelė energija, gaunamas greitintuvuose, su matomais šviesos fotonais intensyviuose šviesos pluoštuose, kuriuos sukuria lazeriai. Elektronas perduoda energiją šviesos fotonui, kuris virsta gama kvantu. Praktiškai įmanoma atskirus šviesos fotonus paversti didelės energijos gama spinduliais.
10 skaidrė
Gama spinduliuotė turi didelį prasiskverbimo gebą, tai yra, ji gali prasiskverbti per didelius medžiagos storius be pastebimo susilpnėjimo. Jis praeina per metro storio betono sluoksnį ir kelių centimetrų storio švino sluoksnį.
11 skaidrė
Pagrindiniai procesai, vykstantys gama spinduliuotės sąveikos su medžiaga metu: fotoelektrinė absorbcija (fotoelektrinis efektas), Komptono sklaida (Komptono efektas) ir elektronų-pozitronų porų susidarymas. Fotoelektrinio efekto metu gama kvantą sugeria vienas iš atomo elektronų, o gama kvanto energija, atėmus elektrono surišimo atome energiją, paverčiama išskrendančio elektrono kinetine energija. atomas. Fotoelektrinio efekto tikimybė yra tiesiogiai proporcinga 5-ajai elemento atominio skaičiaus galiai ir atvirkščiai proporcinga gama spinduliuotės energijos 3-ajai laipsniai. Naudojant Komptono efektą, gama kvantas yra išsklaidytas ant vieno iš atome silpnai surištų elektronų, skirtingai nuo fotoelektrinio efekto, esant Komptono efektui, gama kvantas neišnyksta, o tik keičia energiją (bangos ilgį) ir sklidimo kryptį. Dėl Compton efekto siauras gama spindulių spindulys tampa platesnis, o pati spinduliuotė tampa švelnesnė (ilgosios bangos ilgio). Komptono sklaidos intensyvumas yra proporcingas elektronų skaičiui 1 cm3 medžiagos, todėl šio proceso tikimybė yra proporcinga medžiagos atominiam skaičiui. Komptono efektas tampa pastebimas medžiagose, kurių atominis skaičius yra mažas, o gama spinduliuotės energija viršija elektronų surišimo energiją atomuose. . Poros susidarymo tikimybė yra proporcinga atominio skaičiaus kvadratui ir didėja hv. Todėl, esant hv ~ 10, pagrindinis bet kurios medžiagos procesas yra porų susidarymas. Atvirkštinis elektronų ir pozitronų poros anihiliacijos procesas yra gama spinduliuotės šaltinis. Beveik visa -radiacija, patenkanti į Žemę iš kosmoso, yra sugeriama Žemės atmosferoje. Tai leidžia egzistuoti organinis gyvenimasŽemėje. - Spinduliuotė atsiranda sprogimo metu branduoliniai ginklai dėl radioaktyvus skilimasšerdys.
12 skaidrė
Gama spinduliuotė naudojama technikoje, pavyzdžiui, metalinių dalių defektams aptikti – gama defektų aptikimui. Radiacinėje chemijoje inicijuoti naudojama gama spinduliuotė cheminiai virsmai, pavyzdžiui, polimerizacijos procesai. Gama spinduliuotė naudojama maisto pramonė maisto produktų sterilizavimui. Pagrindiniai gama spinduliuotės šaltiniai yra natūralūs ir dirbtiniai radioaktyvieji izotopai, taip pat elektronų greitintuvai. Gama spinduliuotės poveikis organizmui yra panašus į kitų rūšių jonizuojančiosios spinduliuotės poveikį. Gama spinduliuotė gali sukelti radiacinę žalą kūnui, įskaitant jo mirtį. Gama spinduliuotės įtakos pobūdis priklauso nuo γ-kvantų energijos ir spinduliavimo erdvinių charakteristikų, pavyzdžiui, išorinės ar vidinės. Gama spinduliuotė medicinoje naudojama navikams gydyti, patalpų, įrangos sterilizavimui ir vaistai. Gama spinduliuotė taip pat naudojama norint gauti mutacijas, vėliau pasirenkant ekonomiškai naudingas formas. Taip išvedamos labai produktyvios mikroorganizmų veislės (pavyzdžiui, antibiotikams gauti) ir augalai.
13 skaidrė
Infraraudonųjų spindulių diapazonas
Kilmė ir antžeminis taikymas
14 skaidrė
Williamas Herschelis pirmiausia pastebėjo, kad už raudonos Saulės spektro briaunos, gautos naudojant prizmę, yra nematoma spinduliuotė, dėl kurios termometras įkaisdavo. Vėliau ši spinduliuotė buvo vadinama terminiu arba infraraudonuoju.
Infraraudonoji spinduliuotė yra labai panaši į matomą šviesą ir aptinkama tais pačiais prietaisais. Vidutinis ir tolimasis IR pakitimams aptikti naudoja bolometrus. Visa planeta Žemė ir visi ant jos esantys objektai, net ledas, šviečia vidutiniame IR diapazone. Dėl šios priežasties Žemė neperkaista nuo saulės šilumos. Tačiau ne visa infraraudonoji spinduliuotė praeina per atmosferą. Yra tik keli skaidrumo langai, likusi spinduliuotė sugeriama anglies dvideginio, vandens garai, metanas, ozonas ir kitos šiltnamio efektą sukeliančios dujos, kurios neleidžia Žemei greitai atvėsti. Dėl absorbcijos atmosferoje ir šiluminė spinduliuotė Vidutinio ir tolimojo infraraudonųjų spindulių objektų teleskopai nunešami į kosmosą ir atšaldomi iki temperatūros skysto azoto ar net helio.
15 skaidrė
Šaltiniai Infraraudonaisiais spinduliais Hablo teleskopas gali matyti daugiau galaktikų nei žvaigždžių.
Vieno iš vadinamųjų Hablo giluminių laukų fragmentas. 1995 metais kosminis teleskopas 10 dienų rinko šviesą, sklindančią iš vienos dangaus dalies. Tai leido pamatyti itin silpnas galaktikas iki 13 milijardų šviesmečių (mažiau nei milijardo metų nuo Didžiojo sprogimo). Tokių tolimų objektų matoma šviesa smarkiai pasikeičia raudona spalva ir tampa infraraudonaisiais. Stebėjimai buvo atlikti toli nuo galaktikos plokštumos esančiame regione, kur matoma palyginti nedaug žvaigždžių. Štai kodėl dauguma registruoti objektai yra galaktikos skirtinguose evoliucijos etapuose.
16 skaidrė
Sombrero galaktika infraraudonųjų spindulių
Gigantiškas spiralinė galaktika, taip pat žymimas M104, yra Mergelės žvaigždyno galaktikų spiečiuje ir mums matomas beveik iš kraštų. Jame yra didžiulis centrinis iškilimas (sferinis sustorėjimas galaktikos centre) ir jame yra apie 800 milijardų žvaigždžių – 2–3 kartus daugiau nei Paukščių Take. Galaktikos centre yra supermasyvi juodoji skylė, kurios masė siekia apie milijardą Saulės masių. Tai lemia žvaigždžių judėjimo greitis netoli galaktikos centro. Infraraudonųjų spindulių galaktikoje, kurioje aktyviai gimsta žvaigždės, aiškiai matomas dujų ir dulkių žiedas.
17 skaidrė
Ūkai ir dulkių debesys netoli Galaktikos centro IR diapazone
18 skaidrė
Imtuvai Infraraudonųjų spindulių kosminis teleskopas "Spitzer"
85 cm skersmens pagrindinis veidrodis pagamintas iš berilio ir aušinamas iki 5,5 K, kad būtų sumažinta paties veidrodžio infraraudonoji spinduliuotė. Teleskopas buvo paleistas 2003 m. rugpjūčio mėn. pagal NASA keturių didžiųjų observatorijų programą, įskaitant: Komptono gama spindulių observatoriją (1991–2000 m., 20 keV-30 GeV), žr. 100 MeV gama spindulių dangų, Chandra rentgeno observatoriją (1999 m. 100 eV-10 keV), Hablo kosminį teleskopą (1990 m., 100–2100 nm), Spitzerio infraraudonųjų spindulių teleskopą (2003 m., 3–180 μm). Spitzerio teleskopo tarnavimo laikas turėtų būti apie 5 metus. Teleskopas gavo savo pavadinimą astrofiziko Lymano Spitzerio (1914–1997) garbei, kuris 1946 m., gerokai prieš pirmojo palydovo paleidimą, paskelbė straipsnį „Nežemiškos observatorijos astronomijos pranašumai“, o po 30 metų įtikino NASA ir Amerikos Kongresas pradės kurti kosminį teleskopą.
19 skaidrė
Antžeminis taikymas: naktinio matymo įrenginys
Prietaisas pagrįstas elektroniniu optiniu keitikliu (EOC), kuris leidžia žymiai (nuo 100 iki 50 tūkst. kartų) sustiprinti silpną matomą ar infraraudonąją šviesą. Objektyvas sukuria vaizdą ant fotokatodo, iš kurio, kaip ir fotodaugintuvo atveju, išstumiami elektronai. Tada jie įsibėgėja aukštos įtampos(10–20 kV), sufokusuotas elektronine optika (elektro magnetinis laukas specialiai parinkta konfigūracija) ir patenka į fluorescencinį ekraną, panašų į televizorių. Ant jo vaizdas žiūrimas per okuliarus. Fotoelektronų pagreitis leidžia prasto apšvietimo sąlygomis panaudoti kiekvieną šviesos kvantą vaizdui gauti, tačiau visiškoje tamsoje reikalingas foninis apšvietimas. Kad nebūtų atskleistas stebėtojo buvimas, tam naudojamas beveik IR prožektorius (760–3000 nm).
20 skaidrė
Taip pat yra prietaisų, kurie aptinka objektų šiluminę spinduliuotę vidutiniame IR diapazone (8–14 µm). Tokie įrenginiai vadinami termovizoriais, jie leidžia pastebėti žmogų, gyvūną ar įkaitusį variklį dėl jų šiluminio kontrasto su aplinkiniu fonu.
21 skaidrė
Radiatorius
Visa elektrinio šildytuvo sunaudota energija galiausiai virsta šiluma. Didelę šilumos dalį nuneša oras, kuris liečiasi su karštu paviršiumi, plečiasi ir pakyla, todėl daugiausia šildomos lubos. Kad to išvengtumėte, šildytuvuose įrengti ventiliatoriai, kurie nukreipia šiltą orą, pavyzdžiui, į žmogaus kojas ir padeda sumaišyti orą patalpoje. Tačiau yra ir kitas būdas perduoti šilumą aplinkiniams objektams: infraraudonoji spinduliuotėšildytuvas. Kuo karštesnis paviršius ir didesnis jo plotas, tuo jis stipresnis. Norėdami padidinti plotą, radiatoriai yra plokšti. Tačiau paviršiaus temperatūra negali būti aukšta. Kituose šildytuvų modeliuose naudojama iki kelių šimtų laipsnių įkaitinta spiralė (raudona karštis) ir įgaubtas metalinis reflektorius, sukuriantis kryptingą infraraudonosios spinduliuotės srautą.
22 skaidrė
Rentgenas
1. Šaltiniai, taikymas
23 skaidrė
2. Nustačius naują tyrimo tipą, Vilhelmas Rentgenas pavadino jį rentgeno spinduliais. Šiuo pavadinimu jis žinomas visame pasaulyje, išskyrus Rusiją. Būdingiausias rentgeno spindulių šaltinis erdvėje yra karštos vidinės akrecinių diskų sritys aplink neutronines žvaigždes ir juodąsias skyles. Taip pat saulės vainikas šviečia rentgeno spindulių diapazone, įkaista iki 1–2 milijonų laipsnių, nors Saulės paviršiuje tik apie 6 tūkstančius laipsnių. Tačiau rentgeno nuotraukas galima gauti be ekstremalių temperatūrų. Medicininio rentgeno aparato spinduliuojančiame vamzdelyje elektronai pagreitinami kelių kilovoltų įtampa ir atsitrenkia į metalinį ekraną, stabdydami skleisdami rentgeno spindulius. Kūno audiniai skirtingai sugeria rentgeno spindulius, todėl galima ištirti vidaus organų sandarą. Rentgeno spinduliai neprasiskverbia į atmosferą, kosminiai rentgeno spinduliai stebimi tik iš orbitos. Kietieji rentgeno spinduliai registruojami scintiliacijos jutikliais. Sugėrus rentgeno kvantus, juose trumpam atsiranda švytėjimas, kurį fiksuoja fotodaugintuvai. Minkštieji rentgeno spinduliai fokusuojami metaliniais įstrižo kritimo veidrodžiais, nuo kurių spinduliai atsispindi mažesniu nei vieno laipsnio kampu, tarsi akmenukai nuo vandens paviršiaus.
24 skaidrė
Šaltiniai Rentgeno spindulių šaltiniai mūsų galaktikos centro regione
Galaktikos centro apylinkių vaizdo fragmentas, gautas Chandra rentgeno teleskopu. Matoma keletas ryškių šaltinių, kurie atrodo kaip akrecijos diskai aplink kompaktiškus objektus – neutronines žvaigždes ir juodąsias skyles.
25 skaidrė
Pulsaro kaimynystė Krabo ūke
Krabo ūkas yra supernovos, atsiradusios 1054 m., liekana. Pats ūkas yra erdvėje išsibarsčiusios žvaigždės apvalkalas, o jo šerdis sugriuvo ir suformavo itin tankią besisukančią apie 20 km skersmens neutroninę žvaigždę. Šios neutroninės žvaigždės sukimasis yra griežtai stebimas periodiniai svyravimai jo spinduliuotė radijo diapazone. Tačiau pulsaras taip pat spinduliuoja matomajame ir rentgeno spindulių diapazone. Rentgeno spinduliuose Chandra teleskopas galėjo nufotografuoti akrecinį diską aplink pulsarą ir mažus purkštukus, statmenus jo plokštumai (plg. akrecinį diską aplink supermasyvią juodąją skylę).
26 skaidrė
Saulės iškilimai rentgeno spinduliuose
Matomas Saulės paviršius įkaista iki maždaug 6 tūkstančių laipsnių, o tai atitinka matomą spinduliuotės diapazoną. Tačiau Saulę supanti vainika įkaista iki daugiau nei milijono laipsnių temperatūros ir todėl šviečia rentgeno spindulių spektro diapazone. Šis vaizdas buvo padarytas didžiausio saulės aktyvumo metu, kuris kinta 11 metų laikotarpiu. Pats Saulės paviršius praktiškai neskleidžia rentgeno spindulių, todėl atrodo juodas. Per saulės minimumas Rentgeno spinduliuotė iš Saulės žymiai sumažėja. Vaizdas buvo gautas iš Japonijos palydovo Yohkoh (“ saulės spindulys“), taip pat žinomas kaip „Solar-A“, veikęs 1991–2001 m.
27 skaidrė
Imtuvai Chandra rentgeno teleskopas
Viena iš keturių NASA „didžiųjų observatorijų“, pavadinta Indijos ir Amerikos astrofiziko Subramaniano Čandrasekharo (1910–1995), laureato vardu. Nobelio premija(1983), žvaigždžių sandaros ir evoliucijos teorijos specialistas. Pagrindinis observatorijos instrumentas yra 1,2 m skersmens įstrižo kritimo rentgeno teleskopas, kuriame yra keturi įstrižai įstrižai paraboliniai veidrodžiai (žr. diagramą), virstantys hiperboliniais. Observatorija buvo paleista į orbitą 1999 m. ir veikia minkštųjų rentgeno spindulių diapazone (100 eV-10 keV). Daugybė Chandros atradimų yra pirmasis akrecijos disko vaizdas aplink pulsarą Krabo ūke.
28 skaidrė
Antžeminis taikymas
Elektronų vamzdis, kuris tarnauja kaip minkštosios rentgeno spinduliuotės šaltinis. Tarp dviejų elektrodų sandarioje vakuuminėje kolboje yra 10–100 kV įtampa. Veikiant šiai įtampai, elektronai pagreitėja iki 10–100 keV energijos. Kelionės pabaigoje jie susiduria su poliruotu metaliniu paviršiumi ir staigiai stabdo, išskirdami nemažą dalį energijos spinduliuotės pavidalu rentgeno ir ultravioletinių spindulių diapazone.
29 skaidrė
Rentgenas
Vaizdas gaunamas dėl nevienodo žmogaus kūno audinių pralaidumo rentgeno spinduliuotei. Įprastame fotoaparate objektyvas laužia objekto atspindėtą šviesą ir sufokusuoja ją į plėvelę, kur susidaro vaizdas. Tačiau rentgeno spindulius labai sunku sufokusuoti. Todėl rentgeno aparato veikimas labiau panašus į kontaktinį nuotraukos spausdinimą, kai negatyvas dedamas ant fotopopieriaus ir trumpas laikas apšviestas. Tik šiuo atveju negatyvo vaidmenį atlieka žmogaus kūnas, fotopopieriaus vaidmuo yra ypatinga fotojuosta, kuri yra jautri rentgeno spinduliai, o vietoj šviesos šaltinio imamas rentgeno vamzdelis.
30 skaidrė
Radijo spinduliuotė ir mikrobangos
Taikymas
31 skaidrė
Radijo spinduliuotės diapazonas yra priešingas gama spinduliuotei ir taip pat yra neribotas iš vienos pusės – nuo ilgų bangų ir žemų dažnių. Inžinieriai jį suskirsto į daugybę skyrių. Belaidžiam duomenų perdavimui naudojamos trumpiausios radijo bangos (internetas, korinė ir palydovinė telefonija); metras, decimetras ir ultra trumpos bangos(VHF) užima vietines televizijos ir radijo stotis; trumposios bangos (HF) naudojamos globaliam radijo ryšiui – jos atsispindi nuo jonosferos ir gali skrieti aplink Žemę; vidutinis ir ilgos bangos naudojamas regioniniam radijo transliavimui. Itin ilgos bangos (ELW) – nuo 1 km iki tūkstančių kilometrų – prasiskverbia pro ją sūrus vanduo ir naudojami bendrauti su povandeniniai laivai, taip pat mineralų paieškai. Radijo bangų energija itin maža, tačiau jos sužadina silpnas elektronų vibracijas metalinėje antenoje. Tada šios vibracijos sustiprinamos ir registruojamos. Atmosfera perduoda radijo bangas, kurių ilgis nuo 1 mm iki 30 m. Jie leidžia stebėti galaktikų branduolius, neutroninės žvaigždės, kitas planetų sistemos, tačiau įspūdingiausias radijo astronomijos pasiekimas – rekordiniai detalūs kosminių šaltinių vaizdai, kurių skiriamoji geba viršija dešimt tūkstančių lanko sekundės dalių.
32 skaidrė
Mikrobangų krosnelė
Mikrobangų krosnelės yra radijo spinduliuotės pojuostas, esantis šalia infraraudonųjų spindulių. Jis taip pat vadinamas itin aukšto dažnio (mikrobangų) spinduliuote, nes turi didžiausią dažnį radijo diapazone. Mikrobangų diapazonas yra įdomus astronomams, nes jis aptinka reliktinę spinduliuotę, likusią po Didžiojo sprogimo (kitas pavadinimas yra mikrobangų krosnelė erdvės fonas). Jis buvo išmestas prieš 13,7 milijardo metų, kai karštoji Visatos medžiaga tapo skaidri savo šilumos spinduliuotei. Visatai plečiantis, CMB atvėso ir šiandien jo temperatūra yra 2,7 K. CMB spinduliuotė į Žemę patenka iš visų pusių. Šiandien astrofizikus domina nehomogeniškumas danguje, švytinčiame mikrobangų diapazone. Jie naudojami nustatant, kaip ankstyvojoje Visatoje pradėjo formuotis galaktikų spiečiai, siekiant patikrinti kosmologinių teorijų teisingumą. Tačiau Žemėje mikrobangų krosnelės naudojamos tokioms žemiškoms užduotims kaip pusryčių šildymas ir pokalbis mobiliuoju telefonu. Atmosfera skaidri mikrobangoms. Jie gali būti naudojami palaikyti ryšį su palydovais. Taip pat yra projektų, kaip perduoti energiją per atstumą naudojant mikrobangų spindulius.
33 skaidrė
Šaltiniai Krabo ūkas radijo diapazone
Iš šio vaizdo, pagrįsto JAV nacionalinės radijo astronomijos observatorijos (NRAO) stebėjimais, galima spręsti apie magnetinių laukų pobūdį Krabo ūke. Krabo ūkas yra geriausiai ištirtas supernovos likutis. Šiame paveikslėlyje parodyta, kaip jis atrodo radijo diapazone. Radijo spinduliuotę generuoja greiti elektronai, judantys magnetiniame lauke. Laukas verčia elektronus suktis, tai yra judėti pagreitintu greičiu, o judant pagreitėjus, krūviai skleidžia elektromagnetines bangas.
34 skaidrė
Kompiuterinis medžiagos pasiskirstymo Visatoje modelis
Iš pradžių materijos pasiskirstymas Visatoje buvo beveik idealiai vienodas. Tačiau vis dėlto nedideli (galbūt net kvantiniai) tankio svyravimai per daugelį milijonų ir milijardų metų lėmė tai, kad medžiaga suskaidė. Panašūs rezultatai gauti iš galaktikų pasiskirstymo erdvėje stebėjimo tyrimų. Šimtams tūkstančių galaktikų yra nustatomos koordinatės danguje ir raudonieji poslinkiai, iš kurių skaičiuojami atstumai iki galaktikų. Paveikslėlyje parodytas rezultatas kompiuterinis modeliavimas Visatos evoliucija. 10 milijardų dalelių judėjimas, veikiamas abipusės gravitacijos, buvo apskaičiuotas per 15 milijardų metų. Dėl to susidarė porėta struktūra, neaiškiai primenanti kempinę. Jo mazguose ir pakraščiuose susitelkę galaktikų spiečiai, o tarp jų plyti didžiulės dykumos, kuriose beveik nėra objektų – astronomai jas vadina tuštumos (iš anglų kalbos tuštuma – tuštuma).
35 skaidrė
Tiesa, pasiekti gerą sutapimą tarp skaičiavimų ir stebėjimų įmanoma tik tuo atveju, jei darome prielaidą, kad matoma (šviečianti elektromagnetiniame spektre) medžiaga sudaro tik apie 5% visos Visatos masės. Likusi dalis tenka vadinamajam tamsioji medžiaga Ir tamsi energija, kurios pasireiškia tik savo sunkumu ir kurių pobūdis dar nenustatytas. Jų tyrimas yra viena iš aktualiausių šiuolaikinės astrofizikos problemų.
36 skaidrė
Kvazaras: aktyvus galaktikos branduolys
Kvazaro radijo vaizde raudonai pavaizduotos didelio intensyvumo radijo spinduliuotės sritys: centre yra aktyvus galaktikos branduolys, o abiejose jo pusėse yra du purkštukai. Pati galaktika radijo bangų praktiškai neskleidžia. Kai per daug medžiagos susikaupia ant supermasyvios juodosios skylės galaktikos centre, ji išskiria didžiulė suma energijos. Ši energija pagreitina dalį medžiagos iki beveik šviesos greičio ir išstumia ją reliatyvistinėmis plazmos srovėmis dviem priešingomis kryptimis, statmenomis akrecinio disko ašiai. Šiems purkštukams susidūrus su tarpgalaktine terpe ir sulėtėjus, į juos patenkančios dalelės skleidžia radijo bangas.
37 skaidrė
Radijo galaktika: radijo ryškumo kontūrų žemėlapis
Kontūriniai žemėlapiai paprastai naudojami vaizduoti vaizdus, paimtus vienu bangos ilgiu, ypač radijo bangų ilgio diapazone. Pagal konstravimo principą jos panašios į topografinio žemėlapio kontūrines linijas, tik vietoj fiksuoto aukščio virš horizonto taškų jungia taškus su vienodu šaltinio radijo ryškumu danguje. Įvairios technikos naudojamos kosmoso objektams vaizduoti ne matomuose spinduliuotės diapazonuose. Dažniausiai tai yra dirbtinės spalvos ir kontūriniai žemėlapiai. Naudodami dirbtines spalvas galite parodyti, kaip atrodytų objektas, jei šviesai jautrūs žmogaus akies receptoriai būtų jautrūs ne tam tikroms spalvoms matomame diapazone, o kitiems elektromagnetinio spektro dažniams.
38 skaidrė
Imtuvai Microwave Orbiter WMAP
Mikrobangų fono tyrimas buvo pradėtas antžeminiais radijo teleskopais, 1983 m. buvo tęsiamas sovietiniu prietaisu Relikt-1 palydove Prognoz-9 ir 1989 m. amerikietišku COBE (Cosmic Background Explorer) palydovu, tačiau išsamiausias žemėlapis. mikrobangų fono pasiskirstymas dangaus sfera 2003 metais pastatė WMAP zondą (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe). Gauti duomenys nustato reikšmingus apribojimus galaktikų formavimosi ir Visatos evoliucijos modeliams. Erdvės fonas mikrobangų spinduliuotė, taip pat vadinamas kosminė mikrobangų foninė spinduliuotė, sukuria radijo triukšmą, kuris yra beveik vienodas visomis dangaus kryptimis. Ir vis dėlto yra labai nedideli intensyvumo svyravimai – apie tūkstantąją procento dalį. Tai yra jaunos Visatos materijos tankio nehomogeniškumo pėdsakai, kurie buvo būsimų galaktikų spiečių sėklos.
39 skaidrė
Dangaus apžvalgos
Nesužadinto vandenilio atomo energija priklauso nuo santykinės protono ir elektrono sukinių orientacijos. Jei jie yra lygiagrečiai, energija yra šiek tiek didesnė. Tokie atomai gali spontaniškai transformuotis į būseną su antilygiagrečiais sukimais, skleisdami radijo spinduliuotės kvantą, kuris pašalina nedidelį energijos perteklių. Tai atsitinka su atskiru atomu vidutiniškai kartą per 11 milijonų metų. Tačiau didžiulis vandenilio pasiskirstymas Visatoje leidžia stebėti dujų debesis tokiu dažniu. Įžymūs spektrinė linija kurio bangos ilgis yra 21,1 cm, yra dar vienas būdas stebėti neutralų atominį vandenilį erdvėje. Linija atsiranda dėl vadinamojo hipersmulkaus pagrindinio vandenilio atomo energijos lygio padalijimo.
40 skaidrė
Radijo dangus 73,5 cm, 408 MHz (Bonoje)
Tyrimui atlikti buvo naudojamas vienas didžiausių pasaulyje visiškai besisukančių radijo teleskopų – 100 metrų Bonos radijo teleskopas. Tai yra ilgiausias bangos ilgis iš visų dangaus tyrimų. Jis buvo atliktas tokiu bangos ilgiu, kuriuo galaktikoje stebima daug šaltinių. Be to, bangos ilgio pasirinkimą lėmė techninės priežastys.
41 skaidrė
Antžeminis taikymas
Mikrobangų krosnelė Taip vyksta maisto džiovinimas mikrobangėje (mikrobangėje), atitirpinimas, gaminimas ir kaitinimas. Be to, kintamos elektros srovės sužadina aukšto dažnio sroves. Šios srovės gali atsirasti medžiagose, kuriose yra mobilių įkrautų dalelių. Tačiau aštrių ir plonų metalinių daiktų negalima dėti į mikrobangų krosnelę (tai ypač pasakytina apie indus su metalinėmis dekoracijomis, padengtomis sidabru ir auksu). Net plonas aukso žiedas išilgai plokštės krašto gali sukelti galingą elektros iškrovą, kuri sugadins įrenginį, kuris krosnyje sukuria elektromagnetinę bangą (magnetroną, klistroną). Pagrindinis mikrobangų krosnelės privalumas yra tas, kad laikui bėgant maistas įkaista per visą tūrį, o ne tik nuo paviršiaus. Mikrobangų spinduliuotė, turinti ilgesnį bangos ilgį, prasiskverbia giliau nei infraraudonoji spinduliuotė po gaminių paviršiumi. Vidiniai produktai elektromagnetinės vibracijos sužadina vandens molekulių sukimosi lygius, kurių judėjimas daugiausia sukelia maisto kaitinimą.
42 skaidrė
Mobilusis telefonas
Pagal GSM standartą viena bazinė stotis gali palaikyti ne daugiau kaip 8 telefono pokalbius vienu metu. Masinių renginių ir stichinių nelaimių metu skambinančiųjų skaičius smarkiai išauga, todėl perkraunamos bazinės stotys ir nutrūksta jų aptarnavimas. korinio ryšio. Tokiais atvejais korinio ryšio operatoriai turi mobiliąsias bazines stotis, kurias galima greitai pristatyti į sritis, kuriose yra daug žmonių. Klausimas apie galima žala mikrobangų spinduliuotė iš mobiliųjų telefonų. Pokalbio metu siųstuvas yra arti žmogaus galvos. Pakartotiniais tyrimais dar nepavyko patikimai užregistruoti neigiamo mobiliųjų telefonų radijo spindulių poveikio sveikatai. Nors negalima visiškai atmesti silpnos mikrobangų spinduliuotės poveikio kūno audiniams, rimtam susirūpinimui nėra pagrindo. Korinio ryšio veikimo principas pagrįstas radijo kanalo (mikrobangų diapazone) naudojimu ryšiui tarp abonento ir vienos iš bazinių stočių. Informacija tarp bazinių stočių, kaip taisyklė, perduodama skaitmeniniais kabeliniais tinklais. Bazinės stoties diapazonas – ląstelės dydis – nuo kelių dešimčių iki kelių tūkstančių metrų. Tai priklauso nuo kraštovaizdžio ir nuo signalo stiprumo, kuris parenkamas taip, kad viename langelyje nebūtų per daug aktyvių abonentų.
43 skaidrė
televizorius
Televizijos stoties siųstuvas nuolat transliuoja griežtai fiksuoto dažnio radijo signalą, jis vadinamas nešlio dažniu. Televizoriaus priėmimo grandinė yra pritaikyta prie jo - joje atsiranda rezonansas norimu dažniu, kuris leidžia užfiksuoti silpnus elektromagnetinius virpesius. Informacija apie vaizdą perduodama pagal virpesių amplitudę: didelė amplitudė reiškia didelį ryškumą, maža amplitudė reiškia tamsią vaizdo sritį. Šis principas vadinamas amplitudės moduliavimu. Radijo stotys (išskyrus FM stotis) garsą perduoda panašiai. Pereinant prie skaitmeninės televizijos, vaizdo kodavimo taisyklės keičiasi, tačiau pats nešlio dažnio ir jo moduliacijos principas išlieka tas pats. Televizijos vaizdai perduodami metro ir decimetrinėmis bangomis. Kiekvienas kadras yra padalintas į linijas, išilgai kurių ryškumas keičiasi tam tikru būdu.
44 skaidrė
Palydovinė antena
Parabolinė antena, skirta priimti signalą iš geostacionaraus palydovo mikrobangų ir VHF diapazone. Veikimo principas yra toks pat kaip ir radijo teleskopo, tačiau lėkštės nereikia daryti kilnojamo. Diegimo metu jis nukreipiamas į palydovą, kuris visada lieka vienoje vietoje, palyginti su žemiškomis struktūromis. Tai pasiekiama pastačius palydovą į geostacionarią orbitą maždaug 36 tūkstančių km aukštyje virš Žemės pusiaujo. Revoliucijos laikotarpis šioje orbitoje yra tiksliai lygus laikotarpiuiŽemės sukimasis aplink savo ašį žvaigždžių atžvilgiu yra 23 valandos 56 minutės 4 sekundės. Lėkštės dydis priklauso nuo palydovinio siųstuvo galios ir jo spinduliavimo modelio. Kiekvienas palydovas turi pagrindinę aptarnavimo zoną, kurioje jo signalus priima 50–100 cm skersmens lėkštė, ir periferinę sritį, kur signalas greitai susilpnėja ir jam priimti gali prireikti iki 2–3 m antenos.
45 skaidrė
Matomas diapazonas
Antžeminis taikymas
46 skaidrė
Matomos šviesos diapazonas yra siauriausias visame spektre. Bangos ilgis jame kinta mažiau nei du kartus. Matoma šviesa sudaro didžiausią spinduliuotę saulės spektre. Evoliucijos metu mūsų akys prisitaikė prie jos šviesos ir gali suvokti spinduliuotę tik šioje siauroje spektro dalyje. Beveik visi astronominiai stebėjimai iki XX amžiaus vidurio buvo atlikti m matoma šviesa. Pagrindinis matomos šviesos šaltinis erdvėje yra žvaigždės, kurių paviršius įkaista iki kelių tūkstančių laipsnių ir todėl skleidžia šviesą. Žemėje taip pat naudojami nešilumos šviesos šaltiniai, pavyzdžiui, fluorescencinės lempos ir puslaidininkiniai šviesos diodai. Veidrodžiai ir lęšiai naudojami šviesai surinkti iš silpnų kosminių šaltinių. Matomos šviesos imtuvai yra akies tinklainė, fotojuostos, puslaidininkių kristalai (CCD matricos), naudojami skaitmeniniuose fotoaparatuose, fotoelementuose ir fotodaugintuvuose. Imtuvų veikimo principas pagrįstas tuo, kad regimos šviesos kvanto energijos pakanka išprovokuoti cheminė reakcija specialiai parinktoje medžiagoje arba išmušti iš medžiagos laisvąjį elektroną. Tada pagal reakcijos produktų koncentraciją arba išsiskyrusio krūvio kiekį nustatomas gaunamos šviesos kiekis.
47 skaidrė
Šaltiniai
Viena ryškiausių XX amžiaus pabaigos kometų. Jis buvo atrastas 1995 m., kai dar buvo už Jupiterio orbitos. Tai rekordinis atstumas naujai kometai atrasti. Perihelį jis perėjo 1997 m. balandžio 1 d., o gegužės pabaigoje pasiekė maksimalų ryškumą – apie nulį.
Hale-Bopp kometa Iš viso kometa plika akimi buvo matoma 18,5 mėnesio – dvigubai daugiau nei ankstesnis 1811 m. didžiosios kometos rekordas. Nuotraukoje pavaizduotos dvi kometos uodegos – dulkės ir dujos. Saulės spinduliuotės slėgis nukreipia juos nuo Saulės.
48 skaidrė
Saturno planeta Antra pagal dydį planeta saulės sistema . Priklauso klasei dujų milžinai . Padaryta nuotrauka„Cassini“, Saturno sistemos tyrimus atliekanti nuo 2004 m. XX amžiaus pabaigoje žiedų sistemos buvo aptiktos visose milžiniškose planetose – nuo Jupiterio iki Neptūno, tačiau tik Saturne jos lengvai pastebimos net ir mažu mėgėjišku teleskopu.
49 skaidrė
Saulės dėmės
Jie gyvena nuo kelių valandų iki kelių mėnesių. Saulės dėmių skaičius yra saulės aktyvumo rodiklis. Stebint saulės dėmes keletą dienų, nesunku pastebėti Saulės sukimąsi. Nuotrauka daryta mėgėjišku teleskopu. Žemos temperatūros regionai matomame Saulės paviršiuje. Jų temperatūra yra 4300–4800 K – maždaug pusantro tūkstančio laipsnių žemesnė nei likusioje Saulės paviršiaus dalyje. Dėl šios priežasties jų ryškumas yra 2–4 kartus mažesnis, o tai, priešingai, sukuria juodų dėmių įspūdį. Dėmės atsiranda, kai magnetinis laukas sulėtina konvekciją ir kartu šilumos pašalinimą viršutiniuose Saulės sluoksniuose.
50 skaidrė
Imtuvai
Mėgėjiškas teleskopas B modernus pasaulis mėgėjų astronomija tapo patraukliu ir prestižiniu pomėgiu Paprasčiausi instrumentai, kurių objektyvo skersmuo yra 50–70 mm, o didžiausi – 350–400 mm skersmens, kaina prilygsta prestižiniam automobiliui ir juos reikia nuolat montuoti ant betoninio pagrindo. po kupolu. IN pajėgiose rankose tokios priemonės gali prisidėti prie didesnio mokslo.
51 skaidrė
Kaitrinė lempa
Dėl karščio skleidžia matomą šviesą ir infraraudonąją spinduliuotę elektros šokas volframo spiralė, patalpinta į vakuumą. Spinduliuotės spektras yra labai artimas juodajam korpusui, kurio temperatūra yra apie 2000 K. Esant tokiai temperatūrai, didžiausia spinduliuotė atsiranda artimųjų infraraudonųjų spindulių srityje, todėl ji nenaudingai naudojama apšvietimui. Neįmanoma žymiai padidinti temperatūros, nes spiralė greitai sugenda. Todėl kaitrinės lempos pasirodo esąs neekonomiškas apšvietimo prietaisas. Liuminescencinės lempos daug efektyviau paverčia elektros energiją į šviesą.
52 skaidrė
Ultravioletinė
Antžeminis taikymas
53 skaidrė
Elektromagnetinės spinduliuotės ultravioletinis diapazonas yra už violetinio (trumpojo bangos ilgio) matomo spektro galo. Netoli saulės ultravioletinė šviesa praeina per atmosferą. Tai sukelia odos įdegį ir yra būtinas vitamino D gamybai. Tačiau per didelis poveikis gali sukelti odos vėžio vystymąsi. UV spinduliuotė kenkia akims. Todėl ant vandens ir ypač ant sniego kalnuose būtina nešioti apsauginius akinius. Stipresnę UV spinduliuotę atmosferoje sugeria ozono ir kitų dujų molekulės. Jį galima stebėti tik iš kosmoso, todėl jis vadinamas vakuuminiu ultravioletiniu. Ultravioletinių kvantų energijos pakanka sunaikinti biologines molekules, ypač DNR ir baltymus. Tuo paremtas vienas iš mikrobų naikinimo būdų. Manoma, kad tol, kol Žemės atmosferoje nebuvo ozono, kuris sugeria nemažą dalį ultravioletinės spinduliuotės, gyvybė negalėjo palikti vandens sausumoje. Ultravioletinę šviesą skleidžia objektai, kurių temperatūra svyruoja nuo tūkstančių iki šimtų tūkstančių laipsnių, pavyzdžiui, jaunos, karštos, masyvios žvaigždės. Tačiau UV spinduliuotę sugeria tarpžvaigždinės dujos ir dulkės, todėl dažnai matome ne pačius šaltinius, o jų apšviestus kosminius debesis. UV spinduliuotei rinkti naudojami veidrodiniai teleskopai, registracijai naudojami fotodaugintuvai, o artimoje UV, kaip ir matomoje šviesoje, CCD matricos.
54 skaidrė
Šaltiniai
Švytėjimas atsiranda, kai įkrautos saulės vėjo dalelės susiduria su Jupiterio atmosferos molekulėmis. Dauguma dalelių, veikiamos planetos magnetinio lauko, patenka į atmosferą šalia jos magnetinių polių. Todėl švytėjimas atsiranda palyginti mažame plote. Panašūs procesai vyksta Žemėje ir kitose planetose, kurios turi atmosferą ir magnetinį lauką. Nuotrauka padaryta Hablo kosminiu teleskopu. Aurora ant Jupiterio ultravioletinėje šviesoje
55 skaidrė
Dangaus apžvalgos
Ekstremalus ultravioletinis dangus (EUVE) Tyrimas, atliktas orbitoje skriejančios ultravioletinių spindulių observatorijos Extreme Ultraviolet Explorer Vaizdo linijų struktūra atitinka orbitinis judėjimas palydovo, o atskirų juostų ryškumo nehomogeniškumas yra susijęs su įrangos kalibravimo pokyčiais. Juodos juostelės yra dangaus sritys, kurių nebuvo galima stebėti. Mažas detalių skaičius šioje apžvalgoje atsirado dėl to, kad kietosios ultravioletinės spinduliuotės šaltinių yra palyginti nedaug, be to, ultravioletinė spinduliuotė yra išsklaidyta kosminių dulkių.
56 skaidrė
Antžeminis taikymas
Soliariumas Įrenginys dozuotam kūno apšvitinimui beveik ultravioletine šviesa deginant. Ultravioletinė spinduliuotė sukelia melanino pigmento išsiskyrimą ląstelėse, o tai keičia odos spalvą
57 skaidrė
Valiutos detektorius
Ultravioletinė spinduliuotė naudojama banknotų autentiškumui nustatyti. Polimeriniai pluoštai su specialiu dažikliu presuojami į banknotus, kurie sugeria ultravioletinius kvantus ir tada matomame diapazone skleidžia mažiau energijos. Veikiant ultravioletinei šviesai, pluoštai pradeda švytėti, o tai yra vienas iš autentiškumo požymių. Detektoriaus ultravioletinė spinduliuotė akiai nematoma, mėlynas švytėjimas, pastebimas veikiant daugumai detektorių, atsiranda dėl to, kad naudojami ultravioletiniai šaltiniai taip pat skleidžia matomą diapazoną.
Peržiūrėkite visas skaidres
