Тэгэхээр юу вэ дулааны цацраг?
Дулааны цацраг нь эргэлтийн энергийн улмаас үүсдэг цахилгаан соронзон цацраг юм хэлбэлзлийн хөдөлгөөнбодис дахь атом ба молекулууд. Дулааны цацраг нь үнэмлэхүй тэгээс дээш температуртай бүх биетүүдийн шинж чанар юм.
Хүний биеийн дулааны цацраг нь хэт улаан туяаны мужид хамаардаг цахилгаан соронзон долгион. Ийм цацрагийг анх Английн одон орон судлаач Уильям Хершель нээжээ. 1865 онд Английн физикч Ж.Максвелл хэт улаан туяаны цацраг нь цахилгаан соронзон шинж чанарба 760 урттай долгионыг илэрхийлдэг nm 1-2 хүртэл мм. Ихэнх тохиолдолд IR цацрагийн бүх хүрээг бүсэд хуваадаг: ойролцоо (750 nm-2.500nm), дундаж (2.500 nm - 50.000nm) ба урт хугацааны (50,000 nm-2.000.000nm).
А бие нь В хөндийд байрлах бөгөөд энэ нь хамгийн тохиромжтой цацруулагч (цацрагт нэвтэрдэггүй) С бүрхүүлээр хязгаарлагдах тохиолдлыг авч үзье (Зураг 1). -аас олон удаа тусгасны үр дүнд дотоод гадаргуубүрхүүл, цацраг толины хөндийд хадгалагдаж, А биед хэсэгчлэн шингээх болно. Ийм нөхцөлд системийн хөндий В - А бие нь эрчим хүчээ алдахгүй, харин А бие болон цацрагийн хооронд эрчим хүчний тасралтгүй солилцоо явагдах болно. B хөндийг дүүргэдэг.
Зураг 1. Б хөндийн толин тусгал хананаас дулааны долгионы олон тусгал
Хэрэв долгионы урт бүрт энергийн хуваарилалт өөрчлөгдөөгүй байвал ийм системийн төлөв тэнцвэрт байдал, цацраг нь мөн тэнцвэртэй байх болно. Тэнцвэрийн цацрагийн цорын ганц төрөл бол дулааны цацраг юм. Хэрэв ямар нэг шалтгааны улмаас цацраг туяа болон биеийн хоорондын тэнцвэрт байдал шилжвэл термодинамик процессууд үүсч, системийг тэнцвэрт байдалд буцаах болно. Хэрэв А бие нь шингээж авахаасаа илүү их ялгаруулж эхэлбэл бие нь дотоод энерги, биеийн температурыг алдаж эхэлдэг (хэмжийн хувьд). дотоод энерги) унаж эхлэх бөгөөд энэ нь ялгарах энергийн хэмжээг багасгах болно. Ялгарах энерги нь биед шингэсэн энергитэй тэнцэх хүртэл биеийн температур буурах болно. Тиймээс тэнцвэрт байдал үүснэ.
Тэнцвэрийн дулааны цацраг нь дараахь шинж чанартай байдаг: нэгэн төрлийн (хөдөөний бүх цэгүүдэд ижил энергийн урсгалын нягтралтай), изотроп (тархалтын чиглэл нь ижил магадлалтай), туйлшралгүй (цахилгаан ба соронзон орны хүч чадлын векторуудын чиглэл, утга) хөндийн бүх цэгүүд эмх замбараагүй өөрчлөгддөг).
Дулааны цацрагийн үндсэн тоон шинж чанарууд нь:
- эрч хүчтэй гэрэлтэлт - энэ бол эрчим хүчний хэмжээ юм цахилгаан соронзон цацрагнэгж хугацаанд нэгж гадаргуугаас бүх чиглэлд биеэс ялгардаг дулааны цацрагийн долгионы уртын бүх мужид: R = E/(S t), [J/(m 2 с)] = [Вт/ m 2 ] Эрчим хүчний гэрэлтэлт нь биеийн шинж чанар, биеийн температур, биеийн гадаргуугийн төлөв байдал, цацрагийн долгионы уртаас хамаарна.
- спектрийн нягтэрч хүчтэй гэрэлтэлт - өгөгдсөн температурт (T + dT) өгөгдсөн долгионы урттай (λ + dλ) биеийн энергийн гэрэлтэлт: R λ,T = f(λ, T).
Тодорхой долгионы урт дахь биеийн энергийн гэрэлтүүлгийг R λ,T = f(λ, T)-ийг T = const-д нэгтгэн тооцно.
- шингээлтийн коэффициент
- Бие махбодид шингэсэн энерги болон туссан энергийн харьцаа. Тэгэхээр, хэрэв урсгалын dФ inc цацраг бие дээр унавал түүний нэг хэсэг нь биеийн гадаргуугаас тусдаг - dФ neg, нөгөө хэсэг нь биед нэвтэрч хэсэгчлэн dФ abs, гурав дахь хэсэг нь дулаан болж хувирдаг. хэд хэдэн дараа дотоод тусгал- биеэрээ гадагшаа дамждаг dФ pr: α = dФ abs/dФ уналт.
Шингээлтийн коэффициент α нь шингээгч биеийн шинж чанар, шингэсэн цацрагийн долгионы урт, биеийн гадаргуугийн температур, төлөв байдлаас хамаарна.
- монохромат шингээлтийн коэффициент- өгөгдсөн температурт өгөгдсөн долгионы урттай дулааны цацрагийн шингээлтийн коэффициент: α λ,T = f(λ,T)
Биеийн дунд унасан долгионы урттай бүх дулааны цацрагийг шингээх чадвартай биетүүд байдаг. Ийм хамгийн тохиромжтой шингээгч биеийг гэж нэрлэдэг туйлын хар биетэй. Тэдний хувьд α =1.
Мөн α гэсэн саарал биетүүд байдаг<1, но одинаковый для всех длин волн инфракрасного диапазона.
Хар биет загвар нь халуунд тэсвэртэй бүрхүүлтэй жижиг хөндий нүх юм. Нүхний диаметр нь хөндийн диаметрээс 0.1-ээс ихгүй байна. Тогтмол температурт цоорхойноос тодорхой хэмжээний энерги ялгардаг бөгөөд энэ нь бүрэн хар биений энергийн гэрэлтэлттэй тохирч байна. Гэхдээ хар нүх бол идеализаци юм. Гэхдээ хар биеийн дулааны цацрагийн хуулиуд нь бодит хэв маягт ойртоход тусалдаг.
2. Дулааны цацрагийн хуулиуд
1. Кирхгофын хууль. Дулааны цацраг нь тэнцвэрт байдал юм - биеэс ялгарах энергийн хэмжээ нь түүнд хэр их шингэж байгааг илэрхийлдэг. Битүү хөндийд байрлах гурван биетийн хувьд бид дараахь зүйлийг бичиж болно.
Биеийн аль нэг нь АС байх үед заасан хамаарал бас үнэн байх болно:
Учир нь хар биеийн хувьд α λT .
Энэ бол Кирхгофын хууль юм: биеийн энергийн гэрэлтүүлгийн спектрийн нягтыг түүний монохромат шингээлтийн коэффициент (тодорхой температур ба тодорхой долгионы урт)-д харьцуулсан харьцаа нь биеийн шинж чанараас хамаардаггүй бөгөөд бүх биед тэнцүү байна. ижил температур ба долгионы урттай энергийн гэрлийн спектрийн нягт.
Кирхгофын хуулийн үр дүн:
1. Хар биеийн спектрийн энергийн гэрэлтэлт нь долгионы урт ба биеийн температурын бүх нийтийн функц юм.
2. Хар биеийн спектрийн энергийн гэрэлтэлт хамгийн их байна.
3. Дурын биеийн спектрийн энергийн гэрэлтэлт нь түүний шингээлтийн коэффициент ба абсолют хар биеийн спектрийн энергийн гэрэлтэлтийн үржвэртэй тэнцүү байна.
4. Өгөгдсөн температурт байгаа аливаа бие нь тухайн температурт ялгаруулдаг долгионы урттай долгионыг ялгаруулдаг.
Хэд хэдэн элементийн спектрийг системтэй судалснаар Кирхгоф, Бунсен нар хийн шингээлт, ялгаруулах спектр ба харгалзах атомуудын бие даасан байдлын хооронд хоёрдмол утгагүй холболт тогтоох боломжийг олгосон. Тиймээс санал тавьсан спектрийн шинжилгээ, үүний тусламжтайгаар та концентраци нь 0.1 нм байгаа бодисыг тодорхойлж болно.
Үнэмлэхүй хар бие, саарал бие, дурын биетийн энергийн гэрэлтүүлгийн спектрийн нягтын хуваарилалт. Сүүлийн муруй нь хэд хэдэн максимум ба минимумтай бөгөөд энэ нь ийм биетүүдийн ялгаралт, шингээлтийн сонгомол байдлыг илтгэнэ.
2. Стефан-Больцманы хууль.
1879 онд Австрийн эрдэмтэд Жозеф Стефан (дурын биетийн хувьд туршилтаар), Людвиг Больцманн (онолын хувьд хар биеийн хувьд) бүх долгионы уртын нийт энергийн гэрэлтэлт нь биеийн үнэмлэхүй температурын дөрөв дэх хүчин чадалтай пропорциональ болохыг тогтоожээ.
3. Дарсны хууль.
Германы физикч Вильгельм Виен 1893 онд хар биеийн цацрагийн спектр дэх биеийн энергийн гэрлийн хамгийн их спектрийн нягтын байрлалыг температураас хамаарч тодорхойлдог хуулийг боловсруулсан. Хуулийн дагуу хар биеийн энергийн гэрэлтүүлгийн спектрийн хамгийн их нягтыг бүрдүүлдэг долгионы урт λ max нь түүний үнэмлэхүй температур T-тай урвуу хамааралтай: λ max = в/t, энд в = 2.9*10 -3. m·K нь Виений тогтмол юм.
Тиймээс температур нэмэгдэхийн хэрээр нийт цацрагийн энерги өөрчлөгддөггүй, мөн энергийн гэрэлтүүлгийн спектрийн нягтын тархалтын муруй хэлбэр өөрчлөгддөг. Температур нэмэгдэхийн хэрээр спектрийн хамгийн их нягт нь богино долгионы урт руу шилждэг. Тиймээс Wien-ийн хуулийг шилжилтийн хууль гэж нэрлэдэг.
Дарсны хууль үйлчилнэ оптик пирометрийн хувьд- ажиглагчаас алслагдсан өндөр халсан биетүүдийн цацрагийн спектрээс температурыг тодорхойлох арга. Энэ арга нь нарны температурыг анх тодорхойлсон (470 нм Т = 6160 К).
Үзүүлсэн хуулиуд нь энергийн гэрэлтүүлгийн спектрийн нягтыг долгионы уртаар хуваарилах тэгшитгэлийг онолын хувьд олох боломжийг олгосонгүй. Эрдэмтэд сонгодог физикийн хуулиудад үндэслэн хар биеийн цацрагийн спектрийн найрлагыг судалсан Рэйлей, Жинс нарын бүтээлүүд нь хэт ягаан туяаны сүйрэл гэж нэрлэгддэг үндсэн бэрхшээлүүдэд хүргэсэн. Хэт ягаан туяаны долгионы мужид хар биений энергийн гэрэлтэлт хязгааргүйд хүрэх ёстой байсан ч туршилтаар тэг болж буурсан байна. Эдгээр үр дүн нь эрчим хүчийг хадгалах хуультай зөрчилдөж байв.
4. Планкийн онол. 1900 онд Германы эрдэмтэн биетүүд тасралтгүй ялгардаггүй, харин тусдаа хэсгүүдэд - квант гэсэн таамаглал дэвшүүлжээ. Квантын энерги нь цацрагийн давтамжтай пропорциональ байна: E = hν = h·c/λ, h = 6.63*10 -34 J·s Планкийн тогтмол.
Хар биеийн квант цацрагийн талаархи санаануудыг удирдан чиглүүлж тэрээр хар биеийн энергийн гэрлийн спектрийн нягтын тэгшитгэлийг олж авав.
Энэ томьёо нь бүх температурт долгионы уртын бүх хүрээг хамарсан туршилтын өгөгдөлтэй тохирч байна.
Нар бол байгаль дээрх дулааны цацрагийн гол эх үүсвэр юм. Нарны цацраг нь өргөн хүрээний долгионы уртыг эзэлдэг: 0.1 нм-ээс 10 м ба түүнээс дээш. Нарны энергийн 99% нь 280-6000 хооронд байдаг nm. Дэлхийн гадаргуугийн нэгж талбайд ууланд 800-аас 1000 Вт / м2 байдаг. Дулааны хоёр тэрбумын нэг хэсэг нь дэлхийн гадаргууд хүрдэг - 9.23 Ж/см2. 6000-аас 500000 хүртэлх дулааны цацрагийн хүрээний хувьд nmнарны энергийн 0.4%-ийг эзэлдэг. Дэлхийн агаар мандалд хэт улаан туяаны ихэнх хэсгийг ус, хүчилтөрөгч, азот, нүүрстөрөгчийн давхар ислийн молекулууд шингээдэг. Радио долгион нь агаар мандалд ихэвчлэн шингэдэг.
Нарны цацрагт перпендикуляр 82 км өндөрт дэлхийн агаар мандлаас гадна байрлах 1 кв.м талбайд 1 секундэд нарны цацрагийн авчрах энергийн хэмжээг нарны тогтмол хэмжигдэхүүн гэнэ. Энэ нь 1.4 * 10 3 Вт / м 2-тай тэнцүү байна.
Нарны цацрагийн ердийн урсгалын нягтын спектрийн тархалт нь 6000 градусын температурт хар биетийнхтэй давхцдаг. Тиймээс дулааны цацрагтай харьцуулахад нар нь хар биет юм.
3. Бодит бие болон хүний биеийн цацраг туяа
Хүний биеийн гадаргуугаас үүсэх дулааны цацраг нь дулаан дамжуулахад ихээхэн үүрэг гүйцэтгэдэг. Дулаан дамжуулах ийм аргууд байдаг: дулаан дамжуулалт (дамжуулга), конвекц, цацраг, ууршилт. Хүн ямар нөхцөл байдалд байгаагаас хамааран эдгээр аргууд тус бүр нь давамгайлах үүрэг гүйцэтгэдэг (жишээлбэл, хүрээлэн буй орчны маш өндөр температурт ууршилт, хүйтэн усанд - дамжуулалт, усны температур 15 градусын температурт тэргүүлэх үүрэг гүйцэтгэдэг. градус нь нүцгэн хүний үхлийн аюултай орчин бөгөөд 2-4 цагийн дараа тархины гипотермиас болж ухаан алдаж, үхэл тохиолддог). Нийт дулаан дамжуулалтад цацрагийн эзлэх хувь 75-25% хооронд хэлбэлзэж болно. Хэвийн нөхцөлд 50 орчим хувь нь физиологийн амралтанд байдаг.
Амьд организмын амьдралд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг дулааны цацрагийг богино долгионы урттай (0.3-аас 3 хүртэл) хуваадаг. мкм)ба урт долгионы урт (5-аас 100 хүртэл мкм). Богино долгионы цацрагийн эх үүсвэр нь нар ба ил дөл бөгөөд амьд организмууд зөвхөн ийм цацрагийг хүлээн авдаг. Урт долгионы цацраг нь амьд организмаас ялгарч, шингэдэг.
Шингээх коэффициентийн утга нь орчин ба биеийн температурын харьцаа, тэдгээрийн харилцан үйлчлэлийн талбай, эдгээр хэсгүүдийн чиглэл, богино долгионы цацрагийн хувьд гадаргуугийн өнгө зэргээс хамаарна. Тиймээс богино долгионы цацрагийн зөвхөн 18% нь хар арьст хүмүүст тусдаг бол цагаан арьст хүмүүсийн хувьд энэ нь 40% байдаг (хувьслын үед хар арьстны арьсны өнгө нь дулаан дамжуулалттай ямар ч холбоогүй байх магадлалтай). Урт долгионы цацрагийн хувьд шингээлтийн коэффициент нь 1-тэй ойролцоо байна.
Цацрагаар дулаан дамжуулалтыг тооцоолох нь маш хэцүү ажил юм. Стефан-Больцманы хуулийг бодит биетүүдэд ашиглах боломжгүй, учир нь тэдгээр нь эрчим хүчний гэрэлтэх чадвар нь температураас илүү төвөгтэй хамааралтай байдаг. Энэ нь температур, биеийн шинж чанар, биеийн хэлбэр, гадаргуугийн төлөв байдлаас хамаардаг. Температурын өөрчлөлтөөр σ коэффициент ба температурын экспонент өөрчлөгдөнө. Хүний биеийн гадаргуу нь нарийн төвөгтэй бүтэцтэй, хүн цацрагийг өөрчилдөг хувцас өмсдөг, үйл явц нь тухайн хүний байрлалаас хамаардаг.
Саарал биетийн хувьд бүх муж дахь цацрагийн хүчийг дараах томъёогоор тодорхойлно: P = α d.t. σ·T 4 ·S Тодорхой ойролцоолсноор бодит бие (хүний арьс, хувцасны даавуу) саарал биетэй ойрхон байна гэж үзвэл тодорхой температурт бодит биеийн цацрагийн хүчийг тооцоолох томъёог олж болно: P = α· σ·T 4 ·S Янз бүрийн нөхцөлд цацрагийн бие ба орчны температур: P = α·σ·(T 1 4 - T 2 4)·S
Бодит биеийн энергийн гэрэлтүүлгийн спектрийн нягтын онцлог шинж чанарууд байдаг: 310-д TO, энэ нь хүний биеийн дундаж температуртай тохирч, хамгийн их дулааны цацраг 9700-д тохиолддог. nm. Биеийн температурын аливаа өөрчлөлт нь биеийн гадаргуугаас дулааны цацрагийн хүчийг өөрчлөхөд хүргэдэг (0.1 градус хангалттай). Тиймээс төв мэдрэлийн системээр дамжуулан зарим эрхтнүүдтэй холбогдсон арьсны хэсгүүдийг судлах нь өвчнийг тодорхойлоход тусалдаг бөгөөд үүний үр дүнд температур мэдэгдэхүйц өөрчлөгддөг ( Захарин-Гед бүсийн термографи).
Хүний био талбайтай холбоо барихгүй массаж хийх сонирхолтой арга (Жуна Давиташвили). Дал модны дулааны цацрагийн хүч 0.1 В, мөн арьсны дулааны мэдрэмж 0.0001 Вт/см 2 байна. Хэрэв та дээр дурдсан бүсэд үйлчилбэл эдгээр эрхтнүүдийн ажлыг рефлексээр өдөөж болно.
4. Халуун хүйтний биологийн болон эмчилгээний үр нөлөө
Хүний бие дулааны цацрагийг байнга ялгаруулж, шингээж авдаг. Энэ үйл явц нь хүний биеийн температур, хүрээлэн буй орчноос хамаардаг. Хүний биеийн хамгийн их хэт улаан туяаны цацраг 9300 нм байна.
Бага ба дунд тунгаар IR цацрагийн тусламжтайгаар бодисын солилцооны үйл явц сайжирч, ферментийн урвал, нөхөн төлжилт, нөхөн сэргээх үйл явц хурдасдаг.
Хэт улаан туяа, үзэгдэх цацрагийн үйл ажиллагааны үр дүнд эд эсэд биологийн идэвхт бодисууд (брадикинин, калидин, гистамин, ацетилхолин, гол төлөв васомотот бодисууд, орон нутгийн цусны урсгалыг хэрэгжүүлэх, зохицуулах үүрэг гүйцэтгэдэг) үүсдэг.
Хэт улаан туяаны үйл ажиллагааны үр дүнд арьсан дахь терморецепторууд идэвхжиж, мэдээлэл нь гипоталамус руу илгээгддэг бөгөөд үүний үр дүнд арьсны судас өргөжиж, тэдгээрийн доторх цусны хэмжээ нэмэгдэж, хөлрдөг. нэмэгддэг.
Хэт улаан туяаны нэвтрэлтийн гүн нь долгионы урт, арьсны чийгшил, цусаар дүүрэх, пигментацийн зэрэг зэргээс хамаарна.
Хэт улаан туяаны нөлөөн дор хүний арьсан дээр улаан улайлт үүсдэг.
Эмнэлзүйн практикт орон нутгийн болон ерөнхий гемодинамик байдалд нөлөөлөх, хөлрөлтийг нэмэгдүүлэх, булчинг тайвшруулах, өвдөлтийг намдаах, гематом, нэвчдэс гэх мэт шингээлтийг хурдасгахад ашигладаг.
Гипертерми өвчний үед цацраг туяа эмчилгээ буюу терморрадио эмчилгээний хавдрын эсрэг үр нөлөө нэмэгддэг.
IR эмчилгээг хэрэглэх үндсэн заалтууд: цочмог идээт бус үрэвсэлт үйл явц, түлэгдэлт, хөлдөлт, архаг үрэвсэлт үйл явц, шархлаа, агшилт, наалдац, үе мөч, шөрмөс, булчингийн гэмтэл, миозит, миалги, мэдрэлийн өвчин. Үндсэн эсрэг заалтууд: хавдар, идээт үрэвсэл, цус алдалт, цусны эргэлтийн дутагдал.
Хүйтэн нь цус алдалтыг зогсоох, өвдөлт намдаах, арьсны зарим өвчнийг эмчлэхэд ашиглагддаг. Хатуурах нь урт наслахад хүргэдэг.
Хүйтний нөлөөгөөр зүрхний цохилт, цусны даралт буурч, рефлексийн урвал саатдаг.
Тодорхой тунгаар хүйтэн нь түлэгдэлт, идээт шарх, трофик шарх, элэгдэл, коньюнктивит эдгэрэлтийг өдөөдөг.
Криобиологи- физиологийн бус температурын нөлөөн дор эс, эд, эрхтэн, бие махбодид тохиолддог үйл явцыг судалдаг.
Анагаах ухаанд хэрэглэдэг крио эмчилгээТэгээд гипертерми. Крио эмчилгээ нь эд, эрхтнүүдийг тунгаар хөргөхөд суурилсан аргуудыг агуулдаг. Крио мэс засал (крио эмчилгээний нэг хэсэг) эдийг зайлуулах зорилгоор орон нутгийн хөлдөөх аргыг хэрэглэдэг (бүйлсний булчирхайн нэг хэсэг. Хэрэв бүгдээрээ - криотонзилэктоми. Хавдар арилгах боломжтой, жишээлбэл, арьс, умайн хүзүү гэх мэт) Крио наалдамхай (наалдац) дээр үндэслэсэн крио экстракт. нойтон биеийг хөлдөөсөн хутгуурт хүртэл ) - эрхтэнээс хэсгийг салгах.
Гипертермитэй үед in vivo эрхтнүүдийн үйл ажиллагааг хэсэг хугацаанд хадгалах боломжтой. Мэдээ алдуулалтын тусламжтайгаар гипотерми нь эд эсийн бодисын солилцоо удааширдаг тул цусны хангамж байхгүй үед эрхтэний үйл ажиллагааг хадгалахад ашигладаг. Эд эсүүд гипоксид тэсвэртэй болдог. Хүйтэн мэдээ алдуулалтыг хэрэглэдэг.
Дулааны нөлөөг улайсгасан чийдэн (Minin чийдэн, Solux, гэрлийн дулааны банн, IR туяа) ашиглан өндөр дулаан багтаамжтай, дулаан дамжуулалт муу, дулааныг сайн хадгалах чадвартай физик хэрэгслийг ашиглан гүйцэтгэдэг: шавар, парафин, озокерит, нафталин гэх мэт.
5. Термографийн физик үндэс
Термографи буюу дулааны дүрслэл нь хүний биеэс хэт улаан туяаны цацрагийг бүртгэхэд суурилсан функциональ оношлогооны арга юм.
Термографийн 2 төрөл байдаг:
- холестеролын термографитай холбоо барих: Энэ арга нь холестерины шингэн талстуудын оптик шинж чанарыг ашигладаг (эфир болон бусад холестерины деривативуудын олон бүрэлдэхүүн хэсэг). Ийм бодисууд нь янз бүрийн долгионы уртыг сонгон тусгадаг бөгөөд энэ нь эдгээр бодисын хальс дээр хүний биеийн гадаргуугийн дулааны талбайн зургийг авах боломжийг олгодог. Цагаан гэрлийн урсгал нь хальс руу чиглэнэ. Холестерикийг түрхэж буй гадаргуугийн температураас хамааран янз бүрийн долгионы урт нь хальснаас ялгаатай тусдаг.
Температурын нөлөөн дор холестерин нь улаанаас нил ягаан болж өөрчлөгдөж болно. Үүний үр дүнд хүний биеийн дулааны талбайн өнгөт дүрс үүсдэг бөгөөд энэ нь температурын өнгөний хамаарлыг мэддэг, тайлахад хялбар байдаг. 0.1 градусын температурын зөрүүг бүртгэх боломжийг олгодог холестерикууд байдаг. Тиймээс түүний хөгжлийн янз бүрийн үе шатанд үрэвслийн процессын хил хязгаар, үрэвслийн нэвчилтийн голомтыг тодорхойлох боломжтой.
Онкологийн хувьд термографи нь 1.5-2 диаметртэй үсэрхийлсэн зангилааг тодорхойлох боломжийг олгодог. ммхөхний булчирхай, арьс, бамбай булчирхайд; ортопед, гэмтэл судлалын чиглэлээр мөчний сегмент тус бүрийн цусны хангамжийг үнэлэх, жишээлбэл, ампутаци хийхээс өмнө, түлэгдэлтийн гүнийг урьдчилан таамаглах гэх мэт; зүрх судас, ангиологийн чиглэлээр зүрх судасны тогтолцооны хэвийн үйл ажиллагааны эмгэг, чичиргээний эмгэг, цусны судасны үрэвсэл, бөглөрөлтөөс үүдэлтэй цусны эргэлтийн эмгэгийг тодорхойлох; varicose судлууд гэх мэт; мэдрэлийн мэс засалд мэдрэлийн дамжуулалтын гэмтлийн байршлыг тодорхойлох, апоплексийн улмаас үүссэн мэдрэлийн саажилтын байршлыг баталгаажуулах; эх барих, эмэгтэйчүүдийн чиглэлээр жирэмслэлт, хүүхдийн байршлыг тогтоох; өргөн хүрээний үрэвсэлт үйл явцыг оношлох.
- Телетермографи - хүний биеэс гарах хэт улаан туяаг дулааны зураг авагч болон бусад бичлэгийн төхөөрөмжийн дэлгэцэн дээр бичигдсэн цахилгаан дохио болгон хувиргахад үндэслэсэн. Энэ арга нь холбоо барихгүй.
IR цацрагийг тольны системээр хүлээн авдаг бөгөөд үүний дараа IR туяа нь IR долгионы хүлээн авагч руу чиглэгддэг бөгөөд тэдгээрийн гол хэсэг нь детектор (фоторезистор, металл эсвэл хагас дамжуулагч болометр, термоэлемент, фотохимийн индикатор, электрон оптик хөрвүүлэгч, пьезоэлектрик) юм. илрүүлэгч гэх мэт).
Хүлээн авагчаас цахилгаан дохиог өсгөгч рүү дамжуулж, дараа нь толин тусгалыг хөдөлгөх (объектыг сканнердах), TIS цэгийн гэрлийн эх үүсвэрийг халаах (дулааны цацрагтай пропорциональ), гэрэл зургийн хальсыг хөдөлгөдөг хяналтын төхөөрөмж рүү дамжуулдаг. Шинжилгээний талбайн биеийн температурын дагуу хальс нь TIS-д өртөх бүртээ.
Хяналтын төхөөрөмжийн дараа дохиог дэлгэцтэй компьютерийн системд дамжуулж болно. Энэ нь термограммыг хадгалах, аналитик програмыг ашиглан боловсруулах боломжийг олгодог. Нэмэлт боломжуудыг өнгөт дулааны зурагчаар хангадаг (температурын хувьд ижил төстэй өнгийг ялгаатай өнгөөр зааж өгсөн), изотермийг зурж болно.
Олон компаниуд боломжит үйлчлүүлэгчтэй "хүрчлэх" нь заримдаа нэлээд хэцүү байдаг гэдгийг саяхан хүлээн зөвшөөрч, тэдний мэдээллийн талбар нь янз бүрийн сурталчилгааны мессежээр дүүрэн байдаг тул тэднийг хүлээн зөвшөөрөхөө больсон.
Утасны идэвхтэй худалдаа нь борлуулалтыг богино хугацаанд нэмэгдүүлэх хамгийн үр дүнтэй аргуудын нэг болж байна. Хүйтэн дуудлага нь өмнө нь ямар нэгэн бүтээгдэхүүн, үйлчилгээ авах хүсэлт гаргаагүй үйлчлүүлэгчдийг татах зорилготой боловч хэд хэдэн хүчин зүйлээр боломжит худалдан авагчид байдаг. Утасны дугаарыг залгасны дараа идэвхтэй борлуулалтын менежер хүйтэн дуудлагын зорилгыг тодорхой ойлгох ёстой. Эцсийн эцэст, утсаар ярих нь борлуулалтын менежерээс онцгой ур чадвар, тэвчээр шаарддаг, түүнчлэн хэлэлцээр хийх арга техник, техникийн мэдлэгийг шаарддаг.
Биеийн энергийн гэрэлтэлт Р Т, тоон хувьд энергитэй тэнцүү байна В, бүх долгионы уртын хүрээнд биеэс ялгардаг (0
Биеийн ялгаруулалт rl , Tбиеийн энергитэй тоогоор тэнцүү байна dWl, l-ээс l хүртэлх долгионы уртад T биеийн температурт нэгж хугацаанд биеийн гадаргуугийн нэгжээс биеэс ялгардаг +дл,тэдгээр.
Энэ хэмжигдэхүүнийг мөн биеийн энергийн гэрэлтүүлгийн спектрийн нягтрал гэж нэрлэдэг.
Эрчим хүчний гэрэлтэлт нь ялгаруулалттай томъёогоор холбогддог
Шингээх чадварбие аль, Т- l-ээс l хүртэлх долгионы уртад биеийн гадаргуу дээр туссан цацрагийн энергийн хэдэн хувийг шингээж байгааг харуулсан тоо. +дл,тэдгээр.
Биеийн төлөө аль ,T =1долгионы уртын бүх мужийг үнэмлэхүй хар бие (BLB) гэж нэрлэдэг.
Биеийн төлөө аль ,T =const<1 долгионы уртын бүх хүрээг саарал гэж нэрлэдэг.
Хаана- спектрийн нягт эрчим хүчний гэрэлтэлт, эсвэл биеийн ялгаруулалт .
Туршлагаас харахад биеийн ялгаруулах чадвар нь биеийн температураас хамаардаг (температур бүрийн хувьд хамгийн их цацраг нь өөрийн давтамжийн мужид байдаг). Хэмжээ .
Ялгаралтыг мэдсэнээр бид энергийн гэрэлтүүлгийг тооцоолж болно.
дуудсан биеийн шингээх чадвар . Энэ нь бас температураас ихээхэн хамаардаг.
Тодорхойлолтоор энэ нь нэгээс их байж болохгүй. Бүх давтамжийн цацрагийг бүрэн шингээх биеийн хувьд, . Ийм биеийг нэрлэдэг туйлын хар (энэ бол идеализаци юм).
Бүх давтамжийн хувьд нэгдлээс бага хэмжээтэй бие,дуудсан саарал бие (энэ нь бас идеализаци юм).
Биеийн ялгаруулах болон шингээх чадварын хооронд тодорхой холбоо байдаг. Дараах туршилтыг оюун ухаанаараа хийцгээе (Зураг 1.1).
Цагаан будаа. 1.1
Битүү бүрхүүл дотор гурван биетэй байг. Бие нь вакуум дотор байдаг тул энергийн солилцоо нь зөвхөн цацрагаар явагддаг. Туршлагаас харахад ийм систем хэсэг хугацааны дараа дулааны тэнцвэрт байдалд хүрнэ (бүх бие ба бүрхүүл нь ижил температуртай байх болно).
Энэ төлөвт илүү их ялгаруулах чадвартай бие нь нэгж хугацаанд илүү их энерги алддаг боловч энэ бие нь илүү их шингээх чадвартай байх ёстой.
Густав Кирхгоф 1856 онд боловсруулсан хууль мөн санал болгосон хар биеийн загвар .
Шингээх чадварын харьцаа нь биеийн шинж чанараас хамаардаггүй; энэ нь бүх биед ижил байдаг(бүх нийтийн)давтамж ба температурын функц.
| , | (1.2.3) |
Хаана - Кирхгофын бүх нийтийн функц.
Энэ функц нь бүх нийтийн буюу үнэмлэхүй шинж чанартай байдаг.
Хэмжигдэхүүнүүд нь өөрсдөө болон тусад нь авч үзвэл нэг биеэс нөгөөд шилжихэд маш хүчтэй өөрчлөгдөж болох боловч тэдгээрийн харьцаа байнгабүх биед (өгөгдсөн давтамж, температурт).
Туйлын хар биений хувьд, тиймээс, үүний төлөө, i.e. Кирхгофын бүх нийтийн функц нь бүрэн хар биений ялгаруулах чадвараас өөр зүйл биш юм.
Хар биет байгальд байдаггүй. Хөө тортог эсвэл цагаан алтны хар нь шингээх чадвартай боловч зөвхөн хязгаарлагдмал давтамжийн мужид байдаг. Гэсэн хэдий ч жижиг нүхтэй хөндий нь шинж чанараараа бүрэн хар биетэй маш ойрхон байдаг. Дотор нь орж буй цацраг нь олон тооны тусгал, ямар ч давтамжийн цацрагийн дараа заавал шингэдэг (Зураг 1.2).
Цагаан будаа. 1.2
Ийм төхөөрөмж (хөндий) ялгаруулах чадвар нь маш ойрхон байна е(ν, ,Т). Тиймээс хэрэв хөндийн хана нь температурыг хадгалж байвал Т, дараа нь цацраг нь нүхнээс гарч ирдэг бөгөөд спектрийн найрлага нь ижил температурт туйлын хар биетийн цацрагт маш ойрхон байдаг.
Энэ цацрагийг спектр болгон задлах замаар функцийн туршилтын хэлбэрийг олж болно е(ν, ,Т)(Зураг 1.3), өөр өөр температурт Т 3 > Т 2 > Т 1 .
Цагаан будаа. 1.3
Муруйгаар бүрхэгдсэн талбай нь хар биетийн эрч хүчтэй гэрэлтэлтийг харгалзах температурт өгдөг.
Эдгээр муруй нь бүх биед ижил байдаг.
Муруйнууд нь молекулын хурдны тархалтын функцтэй төстэй. Гэхдээ тэнд муруйгаар бүрхэгдсэн талбайнууд тогтмол байдаг боловч энд температур нэмэгдэхийн хэрээр талбай нь мэдэгдэхүйц нэмэгддэг. Энэ нь эрчим хүчний нийцтэй байдал нь температураас ихээхэн хамааралтай болохыг харуулж байна. Температур нэмэгдэхийн хэрээр цацрагийн хамгийн их хэмжээ (ялгаралт). ээлжилүү өндөр давтамж руу.
Дулааны цацрагийн хуулиуд
Аливаа халсан бие нь цахилгаан соронзон долгион үүсгэдэг. Биеийн температур өндөр байх тусам долгион нь богиносдог. Термодинамикийн тэнцвэрт биетийг цацраг туяа гэж нэрлэдэг туйлын хар (ACHT). Бүрэн хар биеийн цацраг нь зөвхөн түүний температураас хамаарна. 1900 онд Макс Планк үнэмлэхүй хар биеийн өгөгдсөн температурт түүний цацрагийн эрчмийг тооцоолох томъёог гаргажээ.
Австрийн физикч Стефан, Больцманн нар хар биеийн нийт ялгаруулалт ба температурын тоон хамаарлыг илэрхийлсэн хуулийг тогтоожээ.
Энэ хуулийг гэж нэрлэдэг Стефан-Больцманы хууль . Тогтмол σ = 5.67∙10 –8 Вт/(м 2 ∙К 4) гэж нэрлэдэг. Стефан-Больцман тогтмол .
Бүх Планк муруй нь долгионы уртад мэдэгдэхүйц тод томруунтай байдаг
| |
Энэ хуулийг нэрлэсэн Виений хууль . Тиймээс Нарны хувьд T 0 = 5,800 К, хамгийн их нь λ max ≈ 500 нм долгионы уртад тохиолддог бөгөөд энэ нь оптик муж дахь ногоон өнгөтэй тохирч байна.
Температур нэмэгдэхийн хэрээр бүрэн хар биеийн хамгийн их цацраг нь спектрийн богино долгионы хэсэг рүү шилждэг. Илүү халуун од эрчим хүчнийхээ ихэнх хэсгийг хэт ягаан туяанд ялгаруулдаг бол сэрүүн од эрчим хүчний ихэнх хэсгийг хэт улаан туяанд ялгаруулдаг.
Фото эффект. Фотонууд
Фотоэлектрик эффект 1887 онд Германы физикч Г.Герц нээж, 1888-1890 онд А.Г.Столетов туршилтаар судалжээ. Фотоэлектрик эффектийн үзэгдлийн хамгийн бүрэн гүйцэд судалгааг 1900 онд Ф.Ленард хийсэн бөгөөд энэ үед электрон аль хэдийн нээгдсэн (1897, Ж. Томсон) бөгөөд фотоэлектрик эффект (эсвэл түүнээс дээш) болох нь тодорхой болсон. нарийн, гадаад фотоэффект) нь түүн дээр унах гэрлийн нөлөөн дор бодисоос электронуудыг гадагшлуулахаас бүрдэнэ.
Фотоэлектрик эффектийг судлах туршилтын схемийг Зураг дээр үзүүлэв. 5.2.1.
Туршилтанд хоёр металл электрод бүхий шилэн вакуум савыг ашигласан бөгөөд түүний гадаргууг сайтар цэвэрлэв. Электродуудад тодорхой хэмжээний хүчдэл өгсөн У, туйлшралыг давхар товчлуур ашиглан өөрчлөх боломжтой. Электродуудын нэгийг (катод К) кварцын цонхоор тодорхой долгионы урттай λ монохромат гэрлээр гэрэлтүүлэв. Тогтмол гэрлийн урсгалын үед фото гүйдлийн хүчнээс хамаарлыг авсан Iхэрэглэсэн хүчдэлээс. Зураг дээр. Зураг 5.2.2-т катодын гэрлийн урсгалын эрчмийн хоёр утгын дагуу авсан ийм хамаарлын ердийн муруйг үзүүлэв.
Анод А-д хангалттай их эерэг хүчдэлтэй үед фото гүйдэл ханалтанд хүрдэг тул гэрлийн нөлөөгөөр катодоос ялгарсан бүх электронууд анод руу хүрдэг болохыг муруй харуулж байна. Болгоомжтой хэмжилтүүд нь ханасан гүйдлийг харуулсан I n нь туссан гэрлийн эрчтэй шууд пропорциональ байна. Анод дахь хүчдэл сөрөг байх үед катод ба анодын хоорондох цахилгаан орон нь электронуудыг саатуулдаг. Зөвхөн кинетик энерги нь |-ээс хэтэрсэн электронууд eU|. Хэрэв анод дахь хүчдэл -ээс бага бол У h, фото гүйдэл зогсдог. Хэмжилт хийх У h, бид фотоэлектронуудын хамгийн их кинетик энергийг тодорхойлж болно.
Олон тооны туршилтчид фотоэлектрик эффектийн дараах үндсэн зарчмуудыг тогтоожээ.
- Фотоэлектронуудын хамгийн их кинетик энерги нь гэрлийн давтамж ν нэмэгдэхийн хэрээр шугаман нэмэгдэж, түүний эрчимээс хамаардаггүй.
- Бодис бүрийн хувьд гэж нэрлэгддэг зүйл байдаг улаан зургийн эффектийн хүрээ , өөрөөр хэлбэл гадаад фотоэлектрик эффект боломжтой хэвээр байх хамгийн бага давтамж ν мин.
- Катодоос 1 секундын дотор гэрлээр ялгарах фотоэлектронуудын тоо гэрлийн эрчтэй шууд пропорциональ байна.
- Фотоэлектрик эффект нь бараг инерцгүй байдаг; гэрлийн давтамж ν > ν мин байх тохиолдолд фото гүйдэл нь катодыг гэрэлтүүлж эхэлсний дараа шууд үүсдэг.
Фотоэлектрик эффектийн эдгээр бүх хуулиуд нь гэрлийн бодистой харьцах тухай сонгодог физикийн санаатай үндсэндээ зөрчилдөж байв. Долгионы үзэл баримтлалын дагуу цахилгаан соронзон гэрлийн долгионтой харьцах үед электрон эрчим хүчээ аажмаар хуримтлуулж, гэрлийн эрчмээс хамааран электрон нь гэрлийн долгионоос гарах хангалттай энергийг хуримтлуулахад ихээхэн хугацаа шаардагдана. катод. Тооцооллоос харахад энэ хугацааг минут эсвэл цагаар тооцоолох хэрэгтэй. Гэсэн хэдий ч туршлагаас харахад фотоэлектронууд катодыг гэрэлтүүлж эхэлсний дараа шууд гарч ирдэг. Энэ загварт фотоэлектрик эффектийн улаан хил байгаа эсэхийг ойлгох боломжгүй байв. Гэрлийн долгионы онол нь фотоэлектронуудын энерги нь гэрлийн урсгалын эрчим ба хамгийн их кинетик энерги нь гэрлийн давтамжтай пропорциональ байдлаас хамааралгүй болохыг тайлбарлаж чадаагүй юм.
Тиймээс гэрлийн цахилгаан соронзон онол эдгээр хэв маягийг тайлбарлах боломжгүй байв.
Уг шийдлийг 1905 онд А.Эйнштейн олсон. Фотоэффектийн ажиглагдсан хуулиудын онолын тайлбарыг Эйнштейн М.Планкийн таамаглалд үндэслэн гэрэл цацарч, тодорхой хэсэг болгон шингээдэг, ийм тус бүрийн энергийг гаргажээ. хэсгийг томъёогоор тодорхойлно Э = hν, хаана h- Планкийн тогтмол. Эйнштейн квантын үзэл баримтлалыг хөгжүүлэх дараагийн алхамыг хийсэн. Тэр ингэж дүгнэв гэрэл нь тасархай (дискрет) бүтэцтэй. Цахилгаан соронзон долгион нь тусдаа хэсгүүдээс бүрдэнэ - квант, дараа нь нэрлэсэн фотонууд. Материтай харилцахдаа фотон бүх энергийг бүрэн шилжүүлдэг hнэг электрон. Бодисын атомуудтай мөргөлдөх үед электрон энэ энергийн нэг хэсгийг тарааж чаддаг. Үүнээс гадна электрон энергийн нэг хэсэг нь металл-вакуум интерфейс дэх боломжит саадыг даван туулахад зарцуулагддаг. Үүний тулд электрон ажлын функцийг гүйцэтгэх ёстой А, катодын материалын шинж чанараас хамаарна. Катодоос ялгарах фотоэлектроны хамгийн их кинетик энергийг энерги хадгалагдах хуулиар тодорхойлно.
| |
Энэ томъёог ихэвчлэн нэрлэдэг Фотоэлектрик эффектийн Эйнштейний тэгшитгэл .
Эйнштейний тэгшитгэлийг ашиглан гадаад фотоэлектрик эффектийн бүх хуулийг тайлбарлаж болно. Эйнштейний тэгшитгэл нь хамгийн их кинетик энерги нь гэрлийн эрчмийн давтамж ба бие даасан байдал, улаан хилийн оршихуй, инерцигүй фотоэлектрик эффектээс шугаман хамаарлыг илэрхийлдэг. Катодын гадаргуугаас 1 секундын дотор гарах фотоэлектронуудын нийт тоо нь тухайн үед гадаргуу дээр буусан фотонуудын тоотой пропорциональ байх ёстой. Үүнээс үзэхэд ханасан гүйдэл нь гэрлийн урсгалын эрчимтэй шууд пропорциональ байх ёстой.
Эйнштейний тэгшитгэлээс харахад шулуун шугамын налуу өнцгийн тангенс нь хаах потенциалын хамаарлыг илэрхийлдэг. Уν давтамжаас з (Зураг 5.2.3), Планкийн тогтмолын харьцаатай тэнцүү байна hэлектрон цэнэг рүү д:
Хаана в– гэрлийн хурд, λ cr – фотоэлектрик эффектийн улаан хилтэй тохирох долгионы урт. Ихэнх металлууд ажлын функцтэй байдаг Ахэд хэдэн электрон вольт (1 эВ = 1.602·10 –19 Ж) байна. Квантын физикт электрон вольтыг ихэвчлэн энергийн нэгж болгон ашигладаг. Секундэд электрон вольтоор илэрхийлсэн Планкийн тогтмолын утга нь байна
Металлуудын дунд шүлтийн элементүүд хамгийн бага ажлын функцтэй байдаг. Жишээлбэл, натри А= 1.9 эВ, энэ нь фотоэлектрик эффектийн улаан хязгаартай тохирч байна λ cr ≈ 680 нм. Тиймээс шүлтлэг металлын нэгдлүүдийг катод үүсгэхэд ашигладаг фотоэлелүүд , харагдах гэрлийг бүртгэх зориулалттай.
Тиймээс гэрэл цацрах, шингээх үед бөөмсийн урсгал шиг ажилладаг болохыг фотоэлектрик эффектийн хуулиуд харуулж байна. фотонууд эсвэл гэрлийн квант .
Фотоны энерги нь
фотон импульстэй байна гэсэн үг
| |
Ийнхүү гэрлийн тухай сургаал хоёр зуун жилийн хувьсгалыг дуусгасны дараа дахин гэрлийн бөөмс - корпускулуудын санаа руу буцаж ирэв.
Гэхдээ энэ нь Ньютоны корпускуляр онол руу механикаар буцаж ирсэн явдал биш байв. 20-р зууны эхэн үед гэрэл хоёрдмол шинж чанартай болох нь тодорхой болсон. Гэрэл тархах үед долгионы шинж чанар (интерференц, дифракц, туйлшрал), бодистой харилцан үйлчлэх үед корпускулын шинж чанар (фотоэлектрик эффект) илэрдэг. Гэрлийн энэ хоёрдмол шинж чанар гэж нэрлэгддэг долгион-бөөмийн хоёрдмол байдал . Хожим нь электрон болон бусад энгийн бөөмсийн давхар шинж чанарыг олж илрүүлсэн. Сонгодог физик нь микро объектуудын долгион ба корпускуляр шинж чанаруудын хослолын харааны загварыг гаргаж чадахгүй. Бичил биетүүдийн хөдөлгөөн нь Ньютоны сонгодог механикийн хуулиудаар бус харин квант механикийн хуулиудаар зохицуулагддаг. Энэхүү орчин үеийн шинжлэх ухааны үндэс нь М.Планк, Эйнштейний фотоэлектрик эффектийн квант онолын боловсруулсан хар биеийн цацрагийн онол юм.
d Φ e (\displaystyle d\Phi _(e)), цацрагийн эх үүсвэрийн гадаргуугийн жижиг талбайгаас түүний талбайд ялгардаг d S (\displaystyle dS) : M e = d Φ e d S.(\ displaystyle M_(e)=(\ frac (d\Phi _(e))(dS)).)
Мөн энергийн гэрэлтэлт гэдэг нь ялгарах цацрагийн урсгалын гадаргуугийн нягт юм.
Тоон утгаараа энергийн гэрэлтэлт нь гадаргууд перпендикуляр байрлах Пойнтинг векторын бүрэлдэхүүн хэсгийн цагийн дундаж модультай тэнцүү байна. Энэ тохиолдолд дундажийг цахилгаан соронзон хэлбэлзлийн хугацаанаас ихээхэн давсан хугацаанд хийдэг.
Ялгарсан цацраг нь гадаргуу дээр өөрөө үүсч болно, дараа нь тэд өөрөө гэрэлтдэг гадаргуугийн тухай ярьдаг. Гадаргууг гаднаас гэрэлтүүлэх үед өөр нэг хувилбар ажиглагдаж байна. Ийм тохиолдолд тархалт, ойлтын үр дүнд ослын урсгалын зарим хэсэг нь заавал буцаж ирдэг. Дараа нь энергийн гэрэлтүүлгийн илэрхийлэл нь дараах хэлбэртэй байна.Хаана M e = (ρ + σ) ⋅ E e , (\ displaystyle M_(e)=(\rho +\sigma)\cdot E_(e),)Тэгээд ρ (\displaystyle \rho)σ (\displaystyle \sigma)
- тус тус гадаргуугийн тусгалын коэффициент ба тархалтын коэффициент ба - түүний цацраг туяа. Уран зохиолд заримдаа ашиглагддаг, гэхдээ ГОСТ-д заагаагүй эрчим хүчний гэрэлтүүлгийн бусад нэрс: -Тэгээд ялгаруулах чадвар.
нэгдсэн ялгаруулалт
Эрчим хүчний гэрэлтүүлгийн спектрийн нягтрал Эрчим хүчний гэрэлтүүлгийн спектрийн нягтрал M e , λ (λ) (\ displaystyle M_(e,\lambda )(\lambda)) - энергийн гэрэлтүүлгийн хэмжээсийн харьцаа d M e (λ) , (\displaystyle dM_(e)(\lambda),) жижиг спектрийн интервал дээр унах d λ , (\displaystyle d\lambda,) , хооронд дүгнэвТэгээд λ (\displaystyle \lambda)λ + d λ (\displaystyle \lambda +d\lambda )
, энэ интервалын өргөнд:SI нэгж нь W m−3. Оптик цацрагийн долгионы уртыг ихэвчлэн нанометрээр хэмждэг тул практикт W m −2 nm −1-ийг ихэвчлэн ашигладаг.
Заримдаа уран зохиолд M e , λ (\displaystyle M_(e,\lambda ))гэж нэрлэдэг спектрийн ялгаруулалт.
Гэрлийн аналог
M v = K m ⋅ ∫ 380 n m 780 n m M e , λ (λ) V (λ) d λ , (\displaystyle M_(v)=K_(m)\cdot \int \limits _(380~nm)^ (780~нм)M_(e,\lambda )(\lambda)V(\lambda)d\lambda,)Хаана K m (\displaystyle K_(m))- SI систем дэх хамгийн их гэрэлтэх цацрагийн үр ашиг нь 683 лм / Вт-тэй тэнцүү. Түүний тоон утга нь канделагийн тодорхойлолтоос шууд хамаарна.
Бусад үндсэн энергийн фотометрийн хэмжигдэхүүнүүд ба тэдгээрийн гэрлийн аналогуудын талаарх мэдээллийг хүснэгтэд үзүүлэв. Хэмжигдэхүүний тэмдэглэгээг ГОСТ 26148-84-ийн дагуу өгсөн болно.
Эрчим хүчний фотометрийн SI хэмжигдэхүүнүүд| Нэр (синоним) | Хэмжээний тэмдэглэгээ | Тодорхойлолт | SI нэгжийн тэмдэглэгээ | Гэрлийн хэмжээ |
|---|---|---|---|---|
| Цацрагийн энерги (цацрагийн энерги) | Q e (\displaystyle Q_(e))эсвэл W (\displaystyle W) | Цацрагаар дамжуулсан энерги | Ж | Гэрлийн энерги |
| Цацрагийн урсгал (цацрагийн урсгал) | Φ (\displaystyle \Phi) e эсвэл P (\displaystyle P) | Φ e = d Q e d t (\displaystyle \Phi _(e)=(\frac (dQ_(e))(dt))) | В | Гэрлийн урсгал |
| Цацрагийн эрчим (гэрлийн энергийн эрчим) | Би e (\displaystyle I_(e)) | I e = d Φ e d Ω (\ displaystyle I_ (e) = (\ frac (d \ Phi _ (e)) (d \ Омега ))) | W sr −1 | Гэрлийн хүч |
| Эзлэхүүн цацрагийн энергийн нягт | U e (\displaystyle U_(e)) | U e = d Q e d V (\ displaystyle U_ (e) = (\ frac (dQ_ (e)) (dV))) | J m −3 | Гэрлийн энергийн эзэлхүүний нягт |
| Эрчим хүчний тод байдал | L e (\displaystyle L_(e)) | L e = d 2 Φ e d Ω d S 1 cos ε (\displaystyle L_(e)=(\frac (d^(2)\Phi _(e))(d\Омега \,dS_(1)\, \cos \varepsilon ))) | W m−2 sr−1 | Гэрэлтүүлэг |
| Интеграл энергийн тод байдал | Λ e (\displaystyle \Lambda _(e)) | Λ e = ∫ 0 t L e (t ′) d t ′ (\displaystyle \Lambda _(e)=\int _(0)^(t)L_(e)(t")dt") | J m −2 sr −1 | Интеграл тод байдал |
| Цацрага (эрчим хүчний гэрэлтүүлэг) | E e (\displaystyle E_(e)) | E e = d Φ e d S 2 (\displaystyle E_(e)=(\frac (d\Phi _(e))(dS_(2)))) | Вт м−2 |
.
ЭРЧИМ ХҮЧНИЙ ГАРГАЛТ БА ШИНЭГДЭЛ
АТОМ ба молекулууд
СЭДЭВТ ХИЧЭЭЛИЙН АСУУЛТ:
1. Дулааны цацраг. Үүний үндсэн шинж чанарууд: цацрагийн урсгал Ф, энергийн гэрэлтэлт (эрчим) R, эрчим хүчний гэрэлтүүлгийн спектрийн нягтрал r λ; шингээлтийн коэффициент α, монохромат шингээлтийн коэффициент α λ. Үнэхээр хар биетэй. Кирхгофын хууль.
2. А.ч.т-ийн дулааны цацрагийн спектр. (хуваарь). Дулааны цацрагийн квант шинж чанар (Планкийн таамаглал; ε λ-ийн томъёог санах шаардлагагүй). a.ch.t-ийн спектрийн хамаарал. температур дээр (график). Дарсны хууль. a.ch.t-д зориулсан Стефан-Больцманы хууль. (гаралтгүй) болон бусад биед.
3. Атомын электрон бүрхүүлийн бүтэц. Эрчим хүчний түвшин. Эрчим хүчний түвшин хоорондын шилжилтийн үед эрчим хүчний ялгаралт. Борын томъёо ( давтамж ба долгионы уртын хувьд). Атомын спектр. Устөрөгчийн атомын спектр. Спектрийн цуврал. Молекул ба конденсацын (шингэн, хатуу биет) спектрийн ерөнхий ойлголт. Спектрийн шинжилгээний тухай ойлголт ба түүний анагаах ухаанд хэрэглээ.
4. Гэрэлтэх. Гэрэлтэлтийн төрлүүд. Флюресценц ба фосфоресценц. Метастабил түвшний үүрэг. Люминесценцийн спектрүүд. Стоксын дүрэм. Люминесцент шинжилгээ ба түүний анагаах ухаанд ашиглах.
5. Гэрлийн шингээлтийн хууль (Бугерийн хууль; дүгнэлт). Дамжуулах чадвар τ ба оптик нягтрал D. Уусмалын концентрацийг гэрлийн шингээлтээр тодорхойлох.
Лабораторийн ажил: "шингээлтийн спектрийг бүртгэх, фотоэлектролориметр ашиглан уусмалын концентрацийг тодорхойлох."
Уран зохиол:
Заавал: A.N.Remizov. “Анагаах ухаан, биологийн физик”, М., “Ахлах сургууль”, 1996, Ch. 27, §§ 1–3; 29-р бүлэг, §§ 1,2
нэмэлт: Атом ба молекулын энерги ялгаруулалт ба шингээлт, лекц, ризограф, ed. хэлтэс, 2002
ҮНДСЭН ТОДОРХОЙЛОЛТ, ТОМЪЁО
1. Дулааны цацраг
Бүх бие нь гадны нөлөөгүй байсан ч цахилгаан соронзон долгионыг ялгаруулдаг. Энэхүү цацрагийн энергийн эх үүсвэр нь биеийг бүрдүүлдэг хэсгүүдийн дулааны хөдөлгөөн бөгөөд иймээс үүнийг ингэж нэрлэдэг. дулааны цацраг.Өндөр температурт (ойролцоогоор 1000 К ба түүнээс дээш) энэ цацраг нь бага температурт харагдах гэрлийн хүрээнд хэсэгчлэн буурч, хэт улаан туяа, маш бага температурт радио долгион ялгардаг.
Цацрагийн урсгал F - Энэ эх үүсвэрээс ялгарах цацрагийн хүч, эсвэл нэгж хугацаанд ялгарах цацрагийн энерги: Ф = Р = ;урсгалын нэгж - ватт.
Эрчим хүчний гэрэлтэлт Р - Энэ биеийн нэгж гадаргуугаас ялгарах цацрагийн урсгал: ;эрчим хүчний гэрэлтүүлгийн нэгж - В.м –2 .
нэгдсэн ялгаруулалт r λ - Энэ жижиг долгионы уртын интервал дахь биеийн энергийн гэрлийн харьцаа (ΔР λ ) энэ интервалын утга руу Δ λ:
Хэмжээ r λ - В.м - 3
Үнэхээр хар биетэй (a.b.t.) т гэж нэрлэдэг алийг нь идсэнбүрэн туссан цацрагийг шингээдэг.Байгальд ийм бие байхгүй, гэхдээ a.ch.t-ийн сайн загвар. битүү хөндийн жижиг нүх юм.
Биеийн цацрагийг шингээх чадварыг тодорхойлдог шингээлтийн коэффициент α , тэр нь шингэсэн цацрагийн урсгалын харьцаа: .Монохроматик шингээлтийн коэффициентнь тодорхой утгын λ орчимд нарийн спектрийн мужид хэмжсэн шингээлтийн коэффициентийн утга юм.
Кирхгофын хууль: тогтмол температурт тодорхой долгионы урт дахь энергийн гэрлийн спектрийн нягтыг ижил долгионы урт дахь монохромат шингээлтийн коэффициенттэй харьцуулсан харьцаа бүх биед адилхан ба a.b.t-ийн энергийн гэрэлтүүлгийн спектрийн нягттай тэнцүү байна. Энэ долгионы уртад:
(заримдаа r λ A.Ch.T нь ε λ гэсэн үг)
Бүрэн хар бие нь цацрагийг шингээж, ялгаруулдаг бүх долгионы урт,Тийм ч учраас a.h.t спектр. үргэлж хатуу.Энэ спектрийн төрөл биеийн температураас хамаарна. Температур нэмэгдэх тусам, нэгдүгээрт, эрчим хүчний гэрэлтэлт мэдэгдэхүйц нэмэгддэг; хоёрдугаарт, хамгийн их цацрагт тохирсон долгионы урт(λ хамгийн их ) , богино долгионы урт руу шилждэг :, энд b ≈ 29090 мкм.К -1 ( Виенийн хууль).
Стефан-Больцманы хууль: a.h.t-ийн энергийн гэрэлтэлт. биеийн температурын дөрөв дэх хүчтэй пропорциональКелвиний хэмжүүр дээр: Р = σT 4
2. Атом ба молекулуудын энерги ялгаруулалт
Мэдэгдэж байгаагаар атомын электрон бүрхүүлд электроны энерги нь зөвхөн тухайн атомын шинж чанарын тодорхой утгыг авч болно. Өөр байдлаар тэд ингэж хэлдэг электрон зөвхөн тодорхой дээр байрлаж болноэрчим хүчний түвшин. Электрон өгөгдсөн энергийн түвшинд байх үед энерги нь өөрчлөгддөггүй, өөрөөр хэлбэл гэрэл шингэдэггүй, ялгаруулдаггүй. Нэг түвшнээс нөгөөд шилжих үедэлектроны энерги өөрчлөгддөг бөгөөд нэгэн зэрэг шингэсэн эсвэл ялгаруулдаггэрлийн квант (фотон).Квантын энерги нь шилжилтийн үе шатуудын энергийн зөрүүтэй тэнцүү байна. E QUANTUM = hν = E n – E m энд n ба m нь түвшний тоо юм (Борын томъёо).
Янз бүрийн түвшний хоорондох электрон шилжилтянз бүрийн магадлалаар тохиолддог. Зарим тохиолдолд шилжилтийн магадлал тэгтэй маш ойрхон байдаг; харгалзах спектрийн шугамууд хэвийн нөхцөлд ажиглагддаггүй. Ийм шилжилтийг нэрлэдэг хориглосон.
Ихэнх тохиолдолд электроны энерги нь квант энерги болж хувирдаггүй, харин атом эсвэл молекулуудын дулааны хөдөлгөөний энерги болж хувирдаг. Ийм шилжилтийг нэрлэдэг цацраггүй.
Шилжилтийн магадлалаас гадна спектрийн шугамын тод байдал нь ялгаруулж буй бодисын атомын тоотой шууд пропорциональ байна. Үүний үндэс нь энэ хамаарал юм тоон спектрийн шинжилгээ.
3. Гэрэлтэх
Гэрэлтэх аль нэг рүү залга дулааны цацраг биш.Энэ цацрагийн эрчим хүчний эх үүсвэрүүд нь өөр өөр байж болно гэж тэд ярьдаг янз бүрийн төрлийн гэрэлтэлт.Тэдгээрийн хамгийн чухал нь: химилюминесценц- тодорхой химийн урвалын үед үүсдэг гэрэлтэх; биолюминесцент- энэ нь амьд организм дахь хемилюминесценц юм; катодолюминесцент -телевизийн зургийн хоолой, катодын туяа, хийн гэрлийн чийдэн зэрэгт ашиглагддаг электронуудын урсгалын нөлөөн дор гэрэлтэх; электролюминесцент- цахилгаан талбарт (ихэнхдээ хагас дамжуулагчд) үүсдэг гэрэлтэх. Гэрэлтэлтийн хамгийн сонирхолтой төрөл бол гэрэлтдэг фотолюминесцент.Энэ нь атом эсвэл молекулууд нэг долгионы уртад гэрлийг (эсвэл хэт ягаан туяаны цацрагийг) шингээж аваад нөгөөд нь ялгаруулдаг (жишээлбэл, цэнхэр туяаг шингээж, шарыг ялгаруулдаг) үйл явц юм. Энэ тохиолдолд бодис нь харьцангуй өндөр энерги hν 0 (богино долгионы урттай) бүхий квантуудыг шингээдэг. Дараа нь электрон нэн даруй газрын түвшинд буцаж ирэхгүй байж болох ч эхлээд завсрын түвшинд, дараа нь газрын түвшинд (хэд хэдэн завсрын түвшин байж болно). Ихэнх тохиолдолд зарим шилжилт нь цацрагийн бус, өөрөөр хэлбэл электрон энерги нь дулааны хөдөлгөөний энерги болж хувирдаг. Иймээс люминесценцийн үед ялгарах квантуудын энерги нь шингэсэн квантаас бага байх болно. Гарч буй гэрлийн долгионы урт нь шингэсэн гэрлийн долгионы уртаас их байх ёстой. Хэрэв бид дээрхийг ерөнхий хэлбэрээр томъёолвол бид олж авна хууль Стокс : гэрэлтэлтийн спектр нь гэрэлтэлтийг үүсгэдэг цацрагийн спектртэй харьцуулахад илүү урт долгион руу шилждэг.
Хоёр төрлийн гэрэлтэгч бодис байдаг. Зарим нь сэтгэл хөдөлгөм гэрлийг унтраасны дараа гэрэл бараг тэр даруй зогсдог. Энэ богино хугацааныгялбаа гэж нэрлэдэг флюресцент.
Өөр төрлийн бодисуудад сэтгэл хөдөлгөм гэрлийг унтраасны дараа гэрэл нь бүдгэрдэг аажмаар(экпоненциал хуулийн дагуу). Энэ урт хугацааныгялбаа гэж нэрлэдэг фосфоресценц.Урт гэрэлтэх шалтгаан нь ийм бодисын атом эсвэл молекулууд агуулагддаг метастабил түвшин.Метастат
Энэ энергийн түвшинг гэж нэрлэдэг электронууд хэвийн хэмжээнээс хамаагүй удаан байж чаддаг.Тиймээс фосфоресценцийн үргэлжлэх хугацаа нь хэдэн минут, цаг, хэдэн өдөр ч байж болно.
4. Гэрлийн шингээлтийн хууль (Бугерийн хууль)
Цацрагийн урсгал нь бодисоор дамжин өнгөрөхөд эрчим хүчнийхээ тодорхой хэсгийг алддаг (шингээх энерги нь дулаан болж хувирдаг). Гэрэл шингээх хуулийг гэж нэрлэдэг Бугерийн хууль: Ф = Ф 0 ∙ д – κ λ · Л ,
Энд Ф 0 нь урсах урсгал, Ф нь L зузаантай бодисын давхаргаар дамжин өнгөрөх урсгал; коэффициентийг κ λ гэж нэрлэдэг байгалийн шингээлтийн түвшин (түүний хэмжээ нь долгионы уртаас хамаарна) . Практик тооцооллын хувьд тэд натурал логарифмын оронд аравтын бутархай логарифмийг ашиглахыг илүүд үздэг. Дараа нь Бугерийн хууль дараах хэлбэртэй байна: Ф = Ф 0 ∙ 10 – k λ ∙ L ,
хаана kλ - аравтын шингээлтийн түвшин.
Дамжуулах чадвар тоо хэмжээг нэрлэнэ үү
Оптик нягт D - Энэ нь тэгшитгэлээр тодорхойлогддог хэмжигдэхүүн юм: . Үүнийг өөр байдлаар хэлж болно: оптик нягт D нь Бугерийн хуулийн томъёоны экспонент дахь утга юм: D = k λ ∙ L.
Ихэнх бодисын уусмалын хувьд Оптик нягт нь ууссан бодисын концентрацтай шууд пропорциональ байна:Д = χ λ ∙ C∙ Л ;коэффициент χ λ гэж нэрлэдэг молийн шингээлтийн түвшин(хэрэв концентрацийг мольоор өгсөн бол) эсвэл тусгай шингээлтийн түвшин(хэрэв концентрацийг граммаар зааж өгсөн бол). Сүүлчийн томъёоноос бид дараахийг авна: Ф = Ф 0 ∙10 - χ λ ∙ C ∙ Л(хууль Бугера-Бера)
Эдгээр томъёо нь эмнэлзүйн болон биохимийн лабораториудад хамгийн түгээмэл байдаг ууссан бодисын концентрацийг гэрлийн шингээлтээр тодорхойлох арга.
ТӨРЛИЙН АСУУДЛЫГ ШИЙДЭЛТЭЙ ЗААХ
(Ирээдүйд бид товчхондоо "сургалтын даалгавар" гэж бичих болно)
Сургалтын зорилго №1
Цахилгаан халаагуур (радиатор) нь 500 Вт-ын хэт улаан туяаны урсгалыг ялгаруулдаг. Радиаторын гадаргуу нь 3300 см2 юм. Радиатороос 1 цагийн дотор ялгарах энерги болон радиаторын энергийн гэрэлтүүлгийг ол.
Өгөгдсөн: Хай
Ф = 500 Вт W ба R
t = 1 цаг = 3600 сек
S = 3300 см 2 = 0.33 м 2
Шийдэл:
Цацрагийн урсгал Ф гэж нэгж хугацаанд ялгарах цацрагийн хүч буюу энерги: . Эндээс
W = F t = 500 Вт 3600 с = 18 10 5 Ж = 1800 кЖ
Сургалтын зорилго №2
Хүний арьсны дулааны цацраг ямар долгионы уртад хамгийн их байдаг вэ (өөрөөр хэлбэл r λ = max)? Биеийн нээлттэй хэсэгт (нүүр, гар) арьсны температур ойролцоогоор 30 хэм байна.
Өгөгдсөн: Олно:
Т = 30 о С = 303 К λ max
Шийдэл:
Бид өгөгдлийг Wien томъёонд орлуулна: ,
өөрөөр хэлбэл бараг бүх цацраг нь спектрийн IR мужид оршдог.
Сургалтын зорилго №3
Электрон нь 4.7.10 –19 Ж энергитэй энергийн түвшинд байна
600 нм долгионы урттай гэрлээр цацрах үед энэ нь илүү өндөр энергийн түвшинд шилжсэн. Энэ түвшний энергийг ол.
Шийдэл:
Сургалтын зорилго №4
Нарны гэрлийн аравтын бутархай ус шингээх хэмжээ 0.09 м–1 байна. Цацрагийн аль хэсэг нь L = 100 м гүнд хүрэх вэ?
Өгсөн Олно:
k = 0.09 м – 1
Шийдэл:
Бугерийн хуулийг бичье: . L гүнд хүрэх цацрагийн хэсэг нь мэдээжийн хэрэг,
өөрөөр хэлбэл нарны гэрлийн тэрбумын нэг нь 100 метрийн гүнд хүрнэ.
Сургалтын зорилго №5
Гэрэл нь хоёр шүүлтүүрээр дараалан дамждаг. Эхнийх нь оптик нягтралтай D 1 = 0.6; хоёр дахь нь D 2 = 0.4 байна. Энэ системээр цацрагийн урсгалын хэдэн хувь нь дамжих вэ?
Өгөгдсөн: олох:
D 1 = 0.6 (%)
Шийдэл:
Бид энэ системийн зургаас шийдлийг эхлүүлнэ
SF-1 SF-2
Ф 1-ийг ол: Ф 1 = Ф 0 10 – D 1
Үүний нэгэн адил хоёр дахь гэрлийн шүүлтүүрээр дамжин өнгөрөх урсгал нь дараахтай тэнцүү байна.
Ф 2 = Ф 1 10 – D 2 = Ф 0 10 – D 1 10 – D 2 = Ф 0 10 – (D 1 + D 2)
Хүлээн авсан үр дүн нь ерөнхий ач холбогдолтой: хэрэв гэрэл хэд хэдэн объектын системээр дараалан өнгөрвөл,Нийт оптик нягт нь эдгээр объектын оптик нягтын нийлбэртэй тэнцүү байх болно .
Манай асуудлын нөхцөлд F 2 = 100%∙10 – (0.6 + 0.4) = 100%∙10 – 1 = 10% урсгал хоёр гэрлийн шүүлтүүрийн системээр дамжих болно.
Сургалтын зорилго №6
Bouger-Baer хуулийн дагуу, ялангуяа ДНХ-ийн концентрацийг тодорхойлох боломжтой. Үзэгдэх бүсэд нуклейн хүчлүүдийн уусмал нь тунгалаг байдаг боловч спектрийн хэт ягаан туяаны хэсэгт хүчтэй шингэдэг; Хамгийн их шингээлт нь 260 нм орчим байдаг. Энэ спектрийн яг энэ бүсэд цацрагийн шингээлтийг хэмжих шаардлагатай байгаа нь тодорхой байна; Энэ тохиолдолд хэмжилтийн мэдрэмж, нарийвчлал нь хамгийн сайн байх болно.
Асуудлын нөхцөл: 260 нм долгионы урттай хэт ягаан туяаны шингээлтийг ДНХ-ийн уусмалаар хэмжихэд дамжуулагдсан цацрагийн урсгалыг 15%-иар сулруулсан. “x” уусмалтай кюветт дэх цацрагийн замын урт 2 см 260 нм долгионы урттай ДНХ-ийн молийн шингээлтийн индекс (аравтын тоо) 1.3.10 5 моль – 1.см 2 ДНХ-ийн концентрацийг ол. шийдэл.
Өгөгдсөн:
Ф 0 = 100%; F = 100% - 15% = 85% Олно:ДНХ-тэй
x = 2 см; λ = 260 нм
χ 260 = 1.3.10 5 моль –1 .см 2
Шийдэл:
(бид сөрөг илтгэгчийг арилгахын тулд бутархайг "эргэв"). . Одоо логарифм хийцгээе: , ба ; бид орлуулах:
0.07 ба C = 2.7.10 – 7 моль/см3
Аргын өндөр мэдрэмжинд анхаарлаа хандуулаарай!
БИЕ ДААН ШИЙДЭХ АЖИЛЛАГАА
Асуудлыг шийдвэрлэхдээ тогтмолуудын утгыг авна уу.
b = 2900 мкм.К; σ = 5.7.10 – 8 В.К 4; h = 6.6.10 – 34 J.s; c = 3.10 8 м.с –1
1. Хамгийн их цацраг 9.67 микрон долгионы урттай үед хүний биеийн гадаргуугийн энергийн гэрэлтэлт ямар байх вэ? Арьсыг туйлын хар биетэй гэж үзэж болно.
2. Хоёр гэрлийн чийдэн нь яг ижил загвартай бөгөөд нэгд нь судал нь цэвэр вольфрам (α = 0.3), нөгөөд нь цагаан алтаар бүрсэн (α = 0.93). Аль чийдэнгийн цацраг илүү их байдаг вэ? Хэдэн удаа?
3. Хэрэв цацрагийн эх үүсвэр нь: а) цахилгаан чийдэнгийн спираль (T = 2,300 К); б) Нарны гадаргуу (T = 5,800 К); в) температур нь 30,000 К орчим байх үед цөмийн дэлбэрэлтийн галт бөмбөлгийн гадаргуу? Эдгээр цацрагийн эх үүсвэрүүдийн шинж чанарын ялгаа нь a.ch.t. хайхрамжгүй хандах.
4. Гадаргуу нь 2.10 - 3 м 2 талбайтай улаан халуун металл бие нь 1000 К-ийн гадаргуугийн температурт 45.6-ийн урсгалыг ялгаруулдаг. Мягмар Энэ биеийн гадаргуугийн шингээлтийн коэффициент хэд вэ?
5. Гэрлийн чийдэн нь 100 Вт чадалтай. Судасны гадаргуугийн талбай 0.5.10 - 4 м 2. Судасны температур 2,400 К. Судасны гадаргуугийн шингээлтийн коэффициент хэд вэ?
6. 27 0 С-ийн арьсны температурт биеийн гадаргуугийн квадрат см тутамд 0.454 Вт ялгардаг. Арьсыг туйлын хар биетэй гэж үзэх боломжтой юу (2% -иас багагүй нарийвчлалтай)?
7. Цэнхэр одны спектрт хамгийн их ялгаралт нь 0.3 микрон долгионы урттай тохирч байна. Энэ одны гадаргуугийн температур хэд вэ?
8. 4000 см 2 гадаргуутай бие нэг цагийн дотор ямар энерги ялгаруулдаг вэ?
400 К температурт биеийн шингээлтийн коэффициент 0.6 бол?
9. Хавтан (A) нь 400 см 2 гадаргуутай; түүний шингээлтийн коэффициент 0.4 байна. 200 см 2 талбай бүхий өөр хавтан (B) нь шингээлтийн коэффициент 0.2 байна. Хавтануудын температур ижил байна. Аль хавтан илүү их энерги ялгаруулдаг вэ?
10 – 16. Чанарын спектрийн шинжилгээ.Спектр нь органик нэгдлүүдийн аль нэгийг шингээх спектр дээр үндэслэсэн
Зураг дээр үзүүлсэн бөгөөд энэ бодисын аль функциональ бүлгийг тодорхойлох, Хүснэгтийн өгөгдлийг ашиглана уу.
|
Бүлэг; холболтын төрөл |
Шингээсэн долгионы урт, микрон |
Бүлэг, холболтын төрөл |
Шингээсэн долгионы урт, мкм |
|
-ТЭР |
2,66 – 2,98 |
-NH 4 |
7,0 – 7,4 |
|
-НХ |
2,94 – 3,0 |
-Ш.Х |
7,76 |
|
CH |
3,3 |
-CF |
8,3 |
|
-Н Н |
4,67 |
-NH 2 |
8,9 |
|
-C=N |
5,94 |
-ҮГҮЙ |
12,3 |
|
-Н=Н |
6,35 |
-SO 2 |
19,2 |
|
-CN 2 |
6,77 |
-C=O |
23,9 |
10 – график a); 11 – график b); 12 – график в); 13 – график d);
14 – график d); 15 – график f); 16 – график g).
Таны график дээрх ямар утгыг босоо тэнхлэгт зурж байгааг анхаарч үзээрэй!
17. Гэрэл нь 0.2 ба 0.5 дамжуулах коэффициент бүхий хоёр гэрлийн шүүлтүүрээр дараалан дамждаг. Ийм системээс цацрагийн хэдэн хувь гарах вэ?
18. Гэрэл нь 0,7 ба 0,4 оптик нягттай хоёр шүүлтүүрээр дараалан дамждаг. Ийм системээр цацрагийн хэдэн хувь нь дамжих вэ?
19. Цөмийн дэлбэрэлтийн гэрлийн цацрагаас хамгаалахын тулд гэрлийг дор хаяж сая дахин сулруулдаг шил хэрэгтэй. Ийм шил хийхийг хүсч буй шил нь 1 мм-ийн зузаантай 3-ийн оптик нягтралтай бөгөөд шаардлагатай үр дүнд хүрэхийн тулд ямар зузаан шил авах ёстой вэ?
20 Лазертай ажиллахдаа нүдийг хамгаалахын тулд лазерын үүсгэсэн урсгалын 0.0001% -иас хэтрэхгүй цацрагийн урсгал нүд рүү орох шаардлагатай. Аюулгүй байдлыг хангахын тулд нүдний шил ямар оптик нягтралтай байх ёстой вэ?
21-28-р асуудлын ерөнхий даалгавар (тоон шинжилгээ):
Зурагт зарим бодисын өнгөт уусмалын шингээлтийн спектрийг харуулав. Нэмж дурдахад асуудлууд нь D-ийн утгыг (гэрлийн хамгийн их шингээлттэй тохирох долгионы урт дахь уусмалын оптик нягтрал) зааж өгдөг. X(кюветийн зузаан). Уусмалын концентрацийг ол.
Таны график дээр шингээлтийн хурдыг заасан нэгжүүдэд анхаарлаа хандуулаарай.
21. График a). D = 0.8 x = 2 см
22. График b). D = 1.2 x = 1 см
... 23. График c). D = 0.5 x = 4 см
24. График d). D = 0.25 x = 2 см
25 Хуваарь d). D = 0.4 x = 3 см
26. График e) D = 0.9 x = 1 см
27. График g). D = 0.2 x = 2 см
Дулааны цацрагийн улмаас биеийн алддаг энерги нь дараах хэмжигдэхүүнээр тодорхойлогддог.
Цацрагийн урсгал (F) -биеийн бүх гадаргуугаас нэгж хугацаанд ялгарах энерги.
Үнэндээ энэ бол дулааны цацрагийн хүч юм. Цацрагийн урсгалын хэмжээ нь [J/s = W] байна.
Эрчим хүчний гэрэлтүүлэг (Re) -халсан биеийн нэгж гадаргуугаас нэгж хугацаанд ялгарах дулааны цацрагийн энерги:
SI системд энергийн гэрэлтэлтийг хэмждэг - [Вт/м 2].
Цацрагийн урсгал ба энергийн гэрэлтэлт нь бодисын бүтэц, температураас хамаарна: Ф = Ф(Т),
Дулааны цацрагийн спектр дэх энергийн гэрэлтүүлгийн хуваарилалт нь үүнийг тодорхойлдог спектрийн нягт. 1 секундын дотор нэг гадаргуугаас ялгарах дулааны цацрагийн энергийг долгионы уртын нарийхан мужид тэмдэглэе. λ руу λ +d λ, dRe-ээр дамжуулан.
Спектрийн гэрэлтэлтийн нягт (r) эсвэл ялгаруулах чадварСпектрийн нарийхан хэсэг дэх энергийн гэрэлтүүлгийн харьцааг (dRe) энэ хэсгийн өргөнтэй (dλ) харьцаа гэж нэрлэдэг.
Долгионы урт дахь спектрийн нягт ба энергийн гэрэлтүүлгийн (dRe) ойролцоо хэлбэр. λ руу λ +d λ, Зурагт үзүүлэв. 13.1.
Цагаан будаа. 13.1.Эрчим хүчний гэрэлтүүлгийн спектрийн нягтрал
Эрчим хүчний гэрэлтүүлгийн спектрийн нягтын долгионы уртаас хамаарах хамаарлыг гэнэ. биеийн цацрагийн спектр. Энэ хамаарлын талаарх мэдлэг нь долгионы уртын аль ч муж дахь биеийн энергийн гэрэлтүүлгийг тооцоолох боломжийг олгодог. Долгионы урттай биеийн энергийн гэрэлтүүлгийг тооцоолох томъёо нь:
Нийт гэрэлтүүлэг нь:
Бие махбодь нь зөвхөн ялгаруулдаг төдийгүй дулааны цацрагийг шингээдэг. Биеийн цацрагийн энергийг шингээх чадвар нь түүний бодис, температур, цацрагийн долгионы уртаас хамаарна. Биеийн шингээх чадвар нь тодорхойлогддог монохромат шингээлтийн коэффициент α.
Биеийн гадаргуу дээр урсац унана монохроматλ долгионы урттай цацраг Φ λ. Энэ урсгалын нэг хэсэг нь тусгалаа олж, нэг хэсэг нь биед шингэдэг. Шингээсэн урсгалын хэмжээг Φ λ abs гэж тэмдэглэе.
Монохроматик шингээлтийн коэффициент α λЭнэ нь тухайн биед шингэсэн цацрагийн урсгалыг туссан монохромат урсгалын хэмжээтэй харьцуулсан харьцаа юм.
Монохроматик шингээлтийн коэффициент нь хэмжээсгүй хэмжигдэхүүн юм. Үүний утга нь тэгээс нэг хооронд байна: 0 ≤ α ≤ 1.
Чиг үүрэг α = α(λ,Τ) , долгионы урт ба температураас монохромат шингээлтийн коэффициентийн хамаарлыг илэрхийлдэг. шингээх чадварбие. Түүний гадаад төрх нь нэлээд төвөгтэй байж болно. Хамгийн энгийн шингээлтийн төрлүүдийг доор авч үзнэ.
Цэвэр хар биетэйнь шингээлтийн коэффициент нь бүх долгионы уртын хувьд нэгдэлтэй тэнцүү бие юм: α = 1.
Саарал биетэйшингээлтийн коэффициент нь долгионы уртаас хамаарахгүй бие юм: α = const< 1.
Үнэхээр цагаан биетэйнь бүх долгионы уртад шингээлтийн коэффициент нь тэгтэй тэнцүү бие юм: α = 0.
Кирхгофын хууль
Кирхгофын хууль- биеийн ялгаруулах чадварыг түүний шингээх чадварт харьцуулсан харьцаа нь бүх биед ижил бөгөөд туйлын хар биеийн энергийн гэрэлтүүлгийн спектрийн нягттай тэнцүү байна:
= /
Хуулийн үр дүн:
1. Өгөгдсөн температурт байгаа бие ямар ч цацрагийг шингээдэггүй бол түүнийг ялгаруулдаггүй. Үнэхээр тодорхой долгионы уртад шингээлтийн коэффициент α = 0 байвал r = α∙ε(λT) = 0 байна.
1. Ижил температурт хар биебусдаас илүү цацруулдаг. Үнэн хэрэгтээ, бусад бүх биед хар,α < 1, поэтому для них r = α∙ε(λT) < ε
2. Хэрэв бид тодорхой биетийн хувьд монохромат шингээлтийн коэффициентийн долгионы урт ба температураас хамаарах хамаарлыг туршилтаар тогтоовол - α = r = α(λT) бол түүний цацрагийн спектрийг тооцоолж болно.
