Təbiətdə və texnologiyada elektromaqnit dalğaları Heinrich Rudolf. Dərsin xülasəsi Elektromaqnit dalğa şkalası. Müxtəlif tezlik diapazonlu elektromaqnit dalğalarının xassələri. Təbiətdə və texnologiyada elektromaqnit dalğaları Radiasiya diapazonları və maddə

Elektromaqnit dalğaları mühitin xüsusiyyətlərindən asılı olaraq sonlu sürətlə fəzada yayılan elektromaqnit rəqsləridir. Elektromaqnit dalğası yayılan elektromaqnit sahəsidir.

Müasir texnologiyanın işində istifadə baxımından elektromaqnit dalğalarının əhəmiyyətini çox qiymətləndirmək demək olar ki, mümkün deyil. Tətbiqlər: Radio yayımları. Televiziya yayımı Mobil rabitə Wi-Fi və Bluetooth. Məişət texnikası

Elektromaqnit dalğalarının gündəlik həyatda tətbiqi Aşağı tezlikli şüalanma mənbələri (0 - 3 kHz) elektrik enerjisinin istehsalı, ötürülməsi və paylanması üçün bütün sistemlər (elektrik xətləri, transformator yarımstansiyaları, elektrik stansiyaları, müxtəlif kabel sistemləri), ev və ofis elektrik avadanlıqlarıdır. və elektron avadanlıq, o cümlədən kompüter monitorları, elektrik enerjisi ilə işləyən nəqliyyat, dəmir yolu nəqliyyatı və onun infrastrukturu, habelə metro, trolleybus və tramvay nəqliyyatı.

Yüksək tezlikli şüalanma mənbələrinə (3 kHz-dən 300 GHz-ə qədər) funksional ötürücülər - informasiyanın ötürülməsi və ya qəbulu məqsədi ilə elektromaqnit sahələrinin mənbələri daxildir. Bunlar kommersiya ötürücüləri (radio, televiziya), radiotelefonlar (avtomobil, radiotelefonlar, CB radiosu, həvəskar radiovericilər, sənaye radiotelefonları), istiqamətli radiorabitə (peyk radio rabitəsi, yer rele stansiyaları), naviqasiya (hava hərəkəti, gəmiçilik, radio nöqtəsi) , lokatorlar (hava rabitəsi, gəmiçilik, nəqliyyat lokatorları, hava nəqliyyatına nəzarət).

Yaşayış binalarında elektromaqnit sahəsinin mənbəyi müxtəlif elektrik avadanlıqları - soyuducular, ütülər, tozsoranlar, elektrik sobaları, televizorlar, kompüterlər və s., həmçinin mənzilin elektrik naqilləridir. Mənzilin elektromaqnit mühitinə binanın elektrik avadanlıqları, transformatorlar və kabel xətləri təsir edir. Yaşayış binalarında elektrik sahəsi 1 -10 V/m aralığındadır. Bununla belə, əsassız kompüter monitoru kimi yüksək səviyyəli nöqtələr ola bilər.

Rentgen şüalanması (sinonimi X-şüaları) geniş dalğa uzunluğuna malik (8·10 -6 ilə 10 -12 sm arasında) elektromaqnit şüalanmasıdır.

X-şüaları ionlaşdırıcıdır. Canlı orqanizmlərin toxumalarına təsir edir və radiasiya xəstəliyinə, radiasiya yanıqlarına və bədxassəli şişlərə səbəb ola bilər. Bu səbəbdən rentgen şüaları ilə işləyərkən qoruyucu tədbirlər görülməlidir. Zərərin udulmuş radiasiya dozası ilə birbaşa mütənasib olduğuna inanılır. Rentgen şüalanması mutagen amildir.

Nəticə Milli iqtisadiyyatın sahələrinin sürətli inkişafı elektromaqnit dalğalarının bütün sənaye istehsalında, tibbdə və məişətdə istifadəsinə səbəb olmuşdur. Üstəlik, bəzi hallarda insan onların təsirinə məruz qalır. Shelepalo K. Dmitriychuk V. 11 -A

Mövzu üzrə dərs xülasəsi

“Elektromaqnit dalğalarının miqyası. Müxtəlif tezlik diapazonlu elektromaqnit dalğalarının xassələri. Təbiətdə və texnologiyada elektromaqnit dalğaları”

Dərsin məqsədləri: elektromaqnit dalğalarının miqyasını nəzərdən keçirmək, müxtəlif tezlik diapazonlu dalğaları xarakterizə etmək; müxtəlif növ radiasiyanın insan həyatında rolunu, müxtəlif növ radiasiyanın insanlara təsirini göstərmək; mövzu üzrə materialı sistemləşdirmək və tələbələrin elektromaqnit dalğaları haqqında biliklərini dərinləşdirmək; tələbələrin şifahi nitqini, tələbələrin yaradıcılıq bacarıqlarını, məntiqini, yaddaşını inkişaf etdirmək; koqnitiv qabiliyyətlər; tələbələrin fizikanı öyrənməyə marağını inkişaf etdirmək; dəqiqlik və zəhmətkeşlik tərbiyə edin

Dərsin növü: yeni biliklərin formalaşması dərsi

Forma: təqdimatı ilə mühazirə

Avadanlıq: kompüter, multimedia proyektoru, təqdimat “Məqalə

elektromaqnit dalğaları"

Dərslər zamanı

Təşkilat vaxtı

Təhsil və idrak fəaliyyətləri üçün motivasiya

Kainat elektromaqnit şüalanması okeanıdır. İnsanlar ətrafdakı məkana nüfuz edən dalğaları hiss etmədən, əksər hallarda orada yaşayırlar. Şöminenin yanında isinərkən və ya şam yandırarkən insan bu dalğaların mənbəyini, xüsusiyyətlərini düşünmədən işə salır. Lakin bilik gücdür: elektromaqnit şüalarının təbiətini kəşf edən bəşəriyyət 20-ci əsrdə onun ən müxtəlif növlərini mənimsəmiş və xidmətinə vermişdir.

Dərsin mövzusunu və məqsədlərini təyin etmək

Bu gün biz elektromaqnit dalğalarının miqyası üzrə səyahət edəcəyik, müxtəlif tezlik diapazonlarında elektromaqnit şüalanma növlərini nəzərdən keçirəcəyik. Dərsin mövzusunu yazın: “Elektromaqnit dalğalarının miqyası. Müxtəlif tezlik diapazonlu elektromaqnit dalğalarının xassələri. Təbiətdə və texnologiyada elektromaqnit dalğaları”.

Hər bir şüalanmanı aşağıdakı ümumiləşdirilmiş plana əsasən öyrənəcəyik. Radiasiyanın öyrənilməsi üçün ümumi plan:

1. Aralığın adı

2. Tezlik

3. Dalğa uzunluğu

4. Kim tərəfindən kəşf edilmişdir?

5. Mənbə

6. Göstərici

7. Ərizə

8. İnsanlara təsiri

Mövzunu öyrənərkən aşağıdakı cədvəli doldurmalısınız:

"Elektromaqnit şüalanma şkalası"

adradiasiya	Tezlik	Dalğa uzunluğu	Kim idi açıq	Mənbə	Göstərici	Ərizə	İnsanlara təsiri

Yeni materialın təqdimatı

Elektromaqnit dalğalarının uzunluğu çox fərqli ola bilər: 10 sıra dəyərlərindən 13 m (aşağı tezlikli vibrasiya) 10-a qədər -10 m ( - şüalar). İşıq elektromaqnit dalğalarının geniş spektrinin kiçik bir hissəsini təşkil edir. Lakin spektrin bu kiçik hissəsinin tədqiqi zamanı qeyri-adi xassələrə malik digər şüalanmalar aşkar edilmişdir.
Vurğulamaq adətdir aşağı tezlikli radiasiya, radio radiasiya, infraqırmızı şüalar, görünən işıq, ultrabənövşəyi şüalar, rentgen şüaları və -radiasiya.Ən qısa dalğa uzunluğunda radiasiya atom nüvələri tərəfindən yayılır.

Fərdi radiasiyalar arasında heç bir əsas fərq yoxdur. Onların hamısı yüklü hissəciklərin yaratdığı elektromaqnit dalğalarıdır. Elektromaqnit dalğaları son nəticədə yüklü hissəciklərə təsiri ilə aşkar edilir . Vakuumda istənilən dalğa uzunluğundakı şüalanma 300.000 km/s sürətlə yayılır. Radiasiya miqyasının ayrı-ayrı bölgələri arasındakı sərhədlər çox ixtiyaridir.
Müxtəlif dalğa uzunluqlu radiasiya olmalarına görə bir-birindən fərqlənirlər qəbul(anten radiasiyası, istilik şüalanması, sürətli elektronların əyləclənməsi zamanı radiasiya və s.) və qeydiyyat üsulları.

Bütün sadalanan elektromaqnit şüalanma növləri kosmik obyektlər tərəfindən də yaradılır və raketlər, Yerin süni peykləri və kosmik gəmilərdən istifadə etməklə uğurla öyrənilir. İlk növbədə, bu, atmosfer tərəfindən güclü şəkildə udulan rentgen və -radiasiyaya aiddir.

Dalğa uzunluğu azaldıqca dalğa uzunluqlarında kəmiyyət fərqləri əhəmiyyətli keyfiyyət fərqlərinə səbəb olur.

Müxtəlif dalğa uzunluqlu radiasiyalar maddə tərəfindən udulmalarına görə bir-birindən çox fərqlənir. Qısa dalğalı radiasiya (X-şüaları və xüsusilə -şüaları) zəif udulur. Optik dalğalar üçün qeyri-şəffaf olan maddələr bu şüalanmalar üçün şəffafdır. Elektromaqnit dalğalarının əks olunma əmsalı da dalğa uzunluğundan asılıdır. Lakin uzun dalğalı və qısa dalğalı şüalanma arasındakı əsas fərq ondan ibarətdir ki qısadalğalı şüalanma hissəciklərin xassələrini ortaya qoyur.

Hər bir radiasiyanı nəzərdən keçirək.

Aşağı tezlikli radiasiya 3 10 -3-dən 3 10 5 Hz-ə qədər tezlik diapazonunda baş verir. Bu şüalanma 10 13 - 10 5 m dalğa uzunluğuna uyğundur.Belə nisbətən aşağı tezliklərin radiasiyasına laqeyd yanaşmaq olar. Aşağı tezlikli radiasiyanın mənbəyi alternativ cərəyan generatorlarıdır. Metalların əridilməsi və bərkidilməsində istifadə olunur.

Radio dalğaları 3·10 5 - 3·10 11 Hz tezlik diapazonunu tutur. Onlar 10 5 - 10 -3 m dalğa uzunluğuna uyğundur.Radio dalğalarının, eləcə də aşağı tezlikli radiasiyanın mənbəyi alternativ cərəyandır. Həmçinin mənbə radiotezlik generatoru, ulduzlar, o cümlədən Günəş, qalaktikalar və metaqalaktikalardır. Göstəricilər Hertz vibratoru və salınan dövrədir.

Aşağı tezlikli radiasiya ilə müqayisədə radio dalğalarının yüksək tezliyi radiodalğaların kosmosa nəzərə çarpan şüalanmasına səbəb olur. Bu, onlardan müxtəlif məsafələrə məlumat ötürmək üçün istifadə etməyə imkan verir. Nitq, musiqi (yayım), teleqraf siqnalları (radio rabitəsi), müxtəlif obyektlərin təsvirləri (radiolokasiya) ötürülür.

Radiodalğalar maddənin quruluşunu və yayıldıqları mühitin xüsusiyyətlərini öyrənmək üçün istifadə olunur. Kosmik obyektlərdən radio emissiyasının öyrənilməsi radioastronomiyanın mövzusudur. Radiometeorologiyada proseslər qəbul edilən dalğaların xüsusiyyətlərinə əsasən öyrənilir.

İnfraqırmızı şüalanma 3*10 11 - 3.85*10 14 Hz tezlik diapazonunu tutur. Onlar 2·10 -3 - 7,6·10 -7 m dalğa uzunluğuna uyğundur.

İnfraqırmızı şüalanma 1800-cü ildə astronom William Herschel tərəfindən kəşf edilmişdir. Görünən işıqla qızdırılan bir termometrin temperatur artımını öyrənərkən, Herschel görünən işıq bölgəsindən kənarda (qırmızı bölgədən kənarda) termometrin ən böyük istiliyini kəşf etdi. Spektrdəki yerini nəzərə alaraq görünməz şüalanma infraqırmızı adlanırdı. İnfraqırmızı şüalanmanın mənbəyi istilik və elektrik təsirləri altında molekulların və atomların şüalanmasıdır. İnfraqırmızı şüalanmanın güclü mənbəyi Günəşdir, onun radiasiyasının təxminən 50%-i infraqırmızı bölgədə yerləşir. İnfraqırmızı radiasiya volfram filamentli közərmə lampalarının radiasiya enerjisinin əhəmiyyətli bir hissəsini (70-80%) təşkil edir. İnfraqırmızı şüalanma elektrik qövsü və müxtəlif qaz-boşaltma lampaları vasitəsilə yayılır. Bəzi lazerlərin şüalanması spektrin infraqırmızı bölgəsində yerləşir. İnfraqırmızı şüalanmanın göstəriciləri foto və termistorlar, xüsusi foto emulsiyalardır. İnfraqırmızı şüalanma odun, qida və müxtəlif boya və lakların qurudulması (infraqırmızı qızdırma), zəif görünmə şəraitində siqnal vermək üçün istifadə olunur və qaranlıqda görməyi təmin edən optik cihazlardan, eləcə də uzaqdan idarəetmə üçün istifadə etməyə imkan verir. İnfraqırmızı şüalar mərmiləri və raketləri hədəflərə yönəltmək və kamuflyaj edilmiş düşmənləri aşkar etmək üçün istifadə olunur. Bu şüalar planetlərin səthinin ayrı-ayrı sahələrinin temperatur fərqini, maddə molekullarının struktur xüsusiyyətlərini (spektral analiz) müəyyən etməyə imkan verir. İnfraqırmızı fotoqrafiya biologiyada bitki xəstəlikləri öyrənilərkən, tibbdə dəri və damar xəstəliklərinin diaqnostikası zamanı, kriminalistikada saxtaların aşkarlanması zamanı istifadə olunur. İnsanlara məruz qaldıqda, insan bədəninin temperaturunun artmasına səbəb olur.

Görünən radiasiya - insan gözü tərəfindən qəbul edilən elektromaqnit dalğalarının yeganə diapazonu. İşıq dalğaları kifayət qədər dar diapazonu tutur: 380 - 670 nm ( = 3,85 10 14 - 8 10 14 Hz). Görünən şüalanmanın mənbəyi atom və molekullardakı valent elektronlardır, kosmosda öz mövqelərini dəyişirlər, həmçinin sürətlənmiş sürətlə hərəkət edən sərbəst yüklərdir. Spektrin bu hissəsi insana ətrafındakı dünya haqqında maksimum məlumat verir. Fiziki xüsusiyyətlərinə görə, o, elektromaqnit dalğalarının spektrinin yalnız kiçik bir hissəsi olmaqla, digər spektral diapazonlara bənzəyir. Görünən diapazonda müxtəlif dalğa uzunluqlarına (tezliklərə) malik olan radiasiya insan gözünün tor qişasına müxtəlif fizioloji təsirlər göstərir, işığın psixoloji sensasiyasına səbəb olur. Rəng özlüyündə elektromaqnit işıq dalğasının xüsusiyyəti deyil, insanın fizioloji sisteminin elektrokimyəvi təsirinin təzahürüdür: gözlər, sinirlər, beyin. Təxminən, insan gözü ilə görünən diapazonda (radiasiyanın artan tezliyi sırasına görə) fərqlənən yeddi əsas rəngi adlandıra bilərik: qırmızı, narıncı, sarı, yaşıl, mavi, indiqo, bənövşəyi. Spektrin əsas rənglərinin ardıcıllığını yadda saxlamaq, hər bir sözü əsas rəngin adının ilk hərfi ilə başlayan bir ifadə ilə asanlaşdırılır: "Hər ovçu qırqovulun harada oturduğunu bilmək istəyir." Görünən radiasiya bitkilərdə (fotosintez), heyvanlarda və insanlarda kimyəvi reaksiyaların baş verməsinə təsir göstərə bilər. Görünən radiasiya bədəndəki kimyəvi reaksiyalar nəticəsində müəyyən həşəratlar (atəşböcəkləri) və bəzi dərin dəniz balıqları tərəfindən yayılır. Fotosintez prosesi və oksigenin ayrılması nəticəsində bitkilər tərəfindən karbon qazının udulması Yerdə bioloji həyatın saxlanmasına kömək edir. Görünən şüalanma müxtəlif obyektləri işıqlandırarkən də istifadə olunur.

İşıq Yerdəki həyatın mənbəyi və eyni zamanda ətrafımızdakı dünya haqqında təsəvvürlərimizin mənbəyidir.

Ultrabənövşəyi radiasiya, 3,8 ∙ 10 -7 - 3 ∙ 10 -9 m ( = 8 * 10 14 - 3 * 10 16 Hz) dalğa uzunluğunda görünən və rentgen şüaları arasında spektral bölgəni tutan, gözə görünməyən elektromaqnit şüalanması. Ultrabənövşəyi şüalanma 1801-ci ildə alman alimi İohann Ritter tərəfindən kəşf edilmişdir. Görünən işığın təsiri altında gümüş xloridin qaralmasını tədqiq edərək, Ritter gümüşün görünən şüalanmanın olmadığı spektrin bənövşəyi ucundan kənarda daha təsirli şəkildə qaraldığını aşkar etdi. Bu qaralmaya səbəb olan görünməz şüalanma ultrabənövşəyi şüalanma adlanırdı.

Ultrabənövşəyi şüalanmanın mənbəyi atomların və molekulların valent elektronları, həmçinin sürətlə hərəkət edən sərbəst yüklərdir.

-3000 K temperatura qədər qızdırılan bərk cisimlərdən radiasiya davamlı spektrin ultrabənövşəyi radiasiyasının nəzərəçarpacaq nisbətini ehtiva edir, intensivliyi artan temperaturla artır. Ultrabənövşəyi şüalanmanın daha güclü mənbəyi istənilən yüksək temperaturlu plazmadır. Ultrabənövşəyi radiasiyanın müxtəlif tətbiqləri üçün civə, ksenon və digər qaz-boşaltma lampaları istifadə olunur. Ultrabənövşəyi şüalanmanın təbii mənbələri Günəş, ulduzlar, dumanlıqlar və digər kosmik obyektlərdir. Ancaq onların radiasiyasının yalnız uzun dalğalı hissəsi ( 290 nm) yer səthinə çatır. Ultrabənövşəyi radiasiyanı qeyd etmək üçün

 = 230 nm, şərti fotoqrafiya materialları istifadə olunur, daha qısa dalğa uzunluğunda, xüsusi aşağı jelatinli foto təbəqələr ona həssasdır. Ultrabənövşəyi şüalanmanın ionlaşma və fotoelektrik effekt yaratmaq qabiliyyətindən istifadə edən fotoelektrik qəbuledicilərdən istifadə olunur: fotodiodlar, ionlaşma kameraları, foton sayğacları, fotoçoğaltıcılar.

Kiçik dozalarda ultrabənövşəyi şüalar insana faydalı, müalicəvi təsir göstərir, orqanizmdə D vitamini sintezini aktivləşdirir, həmçinin qaralmağa səbəb olur. Böyük dozada ultrabənövşəyi şüalanma dəri yanıqlarına və xərçəngə səbəb ola bilər (80% müalicə olunur). Bundan əlavə, həddindən artıq ultrabənövşəyi radiasiya bədənin immunitet sistemini zəiflədir, müəyyən xəstəliklərin inkişafına kömək edir. Ultrabənövşəyi şüalanmanın da bakterisid təsiri var: bu radiasiyanın təsiri altında patogen bakteriyalar ölür.

Ultrabənövşəyi şüalanma flüoresan lampalarda, məhkəmə ekspertizasında (fotoşəkillərdən saxta sənədlər aşkar edilə bilər) və sənət tarixində (ultrabənövşəyi şüaların köməyi ilə rəsmlərdə görünməz bərpa izləri aşkar edilə bilər) istifadə olunur. Pəncərə şüşəsi praktiki olaraq ultrabənövşəyi radiasiya keçirmir, çünki Şüşənin bir hissəsi olan dəmir oksidi tərəfindən udulur. Bu səbəbdən, isti günəşli bir gündə belə, pəncərəsi bağlı otaqda günəş vannası qəbul edə bilməzsiniz.

İnsan gözü ultrabənövşəyi şüaları görmür, çünki... Gözün buynuz qişası və göz linzaları ultrabənövşəyi şüaları udur. Ultrabənövşəyi radiasiya bəzi heyvanlara görünür. Məsələn, göyərçin buludlu havada belə Günəşin yanında gəzir.

X-ray radiasiyası - Bu, 10 -12 - 10 -8 m (tezliklər 3 * 10 16 - 3-10 20 Hz) dalğa uzunluğunda qamma və ultrabənövşəyi şüalanma arasında spektral bölgəni tutan elektromaqnit ionlaşdırıcı şüalanmadır. Rentgen şüaları 1895-ci ildə alman fiziki V.K.Rentgen tərəfindən kəşf edilmişdir. Rentgen şüalanmasının ən çox yayılmış mənbəyi elektrik sahəsi ilə sürətlənmiş elektronların metal anodu bombaladığı rentgen borusudur. X-şüaları hədəfi yüksək enerjili ionlarla bombalamaqla əldə edilə bilər. Bəzi radioaktiv izotoplar və sinxrotronlar - elektron saxlama qurğuları da rentgen şüalanması mənbəyi kimi xidmət edə bilər. Rentgen şüalarının təbii mənbələri Günəş və digər kosmik obyektlərdir

Xüsusi rentgen fotoplyonkasında obyektlərin rentgen şəkilləri alınır. Rentgen şüalanması ionlaşma kamerası, sintillyasiya sayğacı, ikincil elektron və ya kanal elektron çarpanları və mikrokanal plitələrindən istifadə etməklə qeydə alına bilər. Yüksək nüfuzetmə qabiliyyətinə görə rentgen şüalanması rentgen difraksiya analizində (kristal qəfəsin quruluşunun öyrənilməsində), molekulların quruluşunun öyrənilməsində, nümunələrdə qüsurların aşkar edilməsində, tibbdə (rentgen şüaları, flüoroqrafiya, xərçəngin müalicəsi), qüsurların aşkar edilməsində (tökmələrdə, relslərdə qüsurların aşkarlanması), sənət tarixində (sonrakı rəngkarlıq təbəqəsi altında gizlədilmiş qədim rəsm əsərinin aşkarlanması), astronomiyada (rentgen mənbələrinin öyrənilməsi zamanı) və məhkəmə-tibb elmində. X-ray radiasiyasının böyük bir dozası insan qanının strukturunda yanıqlara və dəyişikliklərə səbəb olur. Rentgen qəbuledicilərinin yaradılması və onların kosmik stansiyalarda yerləşdirilməsi yüzlərlə ulduzdan, həmçinin fövqəlnovaların və bütün qalaktikaların qabıqlarından rentgen şüalanmalarını aşkar etməyə imkan verdi.

Qamma şüalanması - bütün tezlik diapazonunu tutan qısadalğalı elektromaqnit şüalanması  = 8∙10 14 - 10 17 Hz, dalğa uzunluqlarına uyğundur  = 3,8·10 -7 - 3∙10 -9 m.Qamma şüalanmanı fransız alimi Pol Vilyar kəşf etmişdir. 1900-cü ildə Villar güclü maqnit sahəsində radium şüalanmasını tədqiq edərkən, işıq kimi, maqnit sahəsinin təsirindən yayınmayan qısa dalğalı elektromaqnit şüalanma kəşf etdi. Buna qamma radiasiya deyilirdi. Qamma şüalanması həm Yerdə, həm də kosmosda müəyyən maddələrlə baş verən nüvə prosesləri, radioaktiv parçalanma hadisələri ilə əlaqələndirilir. Qamma şüalanması ionlaşma və qabarcıq kameralarından istifadə etməklə, həmçinin xüsusi foto emulsiyalardan istifadə etməklə qeydə alına bilər. Onlar nüvə proseslərinin öyrənilməsində və qüsurların aşkarlanmasında istifadə olunur. Qamma şüalanması insanlara mənfi təsir göstərir.

Deməli, aşağı tezlikli şüalanma, radiodalğalar, infraqırmızı şüalanma, görünən şüalanma, ultrabənövşəyi şüalanma, rentgen şüaları, -şüalanma elektromaqnit şüalanmasının müxtəlif növləridir.

Bu növləri artan tezlik və ya azalan dalğa uzunluğuna görə zehni olaraq təşkil etsəniz, geniş bir davamlı spektr - elektromaqnit şüalanma şkalası əldə edəcəksiniz. (müəllim miqyasını göstərir). Təhlükəli radiasiya növlərinə aşağıdakılar daxildir: qamma radiasiya, rentgen şüaları və ultrabənövşəyi radiasiya, qalanları təhlükəsizdir.

Elektromaqnit şüalanmasının diapazonlara bölünməsi şərtidir. Bölgələr arasında dəqiq sərhəd yoxdur. Bölgələrin adları tarixən inkişaf etmişdir, onlar yalnız radiasiya mənbələrini təsnif etmək üçün əlverişli vasitədir.

Elektromaqnit şüalanma şkalasının bütün diapazonları ümumi xüsusiyyətlərə malikdir:

bütün radiasiyanın fiziki təbiəti eynidir

bütün radiasiya vakuumda eyni sürətlə yayılır, 3 * 10 8 m/s-ə bərabərdir.

bütün radiasiyalar ümumi dalğa xassələri nümayiş etdirir (əksetmə, qırılma, müdaxilə, difraksiya, qütbləşmə)

5. Dərsin yekunlaşdırılması

Dərsin sonunda tələbələr masa üzərində işləməyi bitirirlər.

Nəticə: Elektromaqnit dalğalarının bütün miqyası bütün radiasiyanın həm kvant, həm də dalğa xüsusiyyətlərinə malik olduğuna sübutdur. Bu halda kvant və dalğa xassələri bir-birini istisna etmir, əksinə tamamlayır. Dalğa xüsusiyyətləri aşağı tezliklərdə daha aydın, yüksək tezliklərdə isə daha az aydın görünür. Əksinə, kvant xassələri yüksək tezliklərdə daha aydın, aşağı tezliklərdə isə daha az aydın görünür. Dalğa uzunluğu nə qədər qısa olarsa, kvant xüsusiyyətləri bir o qədər parlaq görünür və dalğa uzunluğu nə qədər uzun olarsa, dalğa xüsusiyyətləri bir o qədər parlaq görünür. Bütün bunlar dialektika qanununun (kəmiyyət dəyişikliklərinin keyfiyyət dəyişikliklərinə keçməsi) təsdiqi kimi xidmət edir.

son sütun (EMR-nin insanlara təsiri) və

EMR-dən istifadə haqqında hesabat hazırlamaq

), elektromaqnit sahəsini təsvir edərək, nəzəri olaraq göstərdi ki, vakuumdakı elektromaqnit sahəsi mənbələr - yüklər və cərəyanlar olmadıqda mövcud ola bilər. Mənbələri olmayan bir sahə, vakuumda işığın sürətinə bərabər olan sonlu sürətlə yayılan dalğalar formasına malikdir: ilə= 299792458±1,2 m/s. Vakuumda elektromaqnit dalğalarının yayılma sürətinin əvvəllər ölçülmüş işığın sürəti ilə üst-üstə düşməsi Maksvelə işığın elektromaqnit dalğaları olduğu qənaətinə gəlməyə imkan verdi. Bənzər bir nəticə sonralar işığın elektromaqnit nəzəriyyəsinin əsasını təşkil etdi.

1888-ci ildə elektromaqnit dalğaları nəzəriyyəsi Q.Hertsin təcrübələrində eksperimental təsdiqini aldı. Yüksək gərginlik mənbəyindən və vibratorlardan (bax: Hertz vibratorundan) istifadə edərək, Hertz elektromaqnit dalğasının yayılma sürətini və onun uzunluğunu müəyyən etmək üçün incə təcrübələr apara bildi. Eksperimental olaraq, elektromaqnit dalğasının yayılma sürətinin işığın sürətinə bərabər olması işığın elektromaqnit təbiətini sübut etdi.

Kosmos (və mikro dünya) haqqında bildiyimiz demək olar ki, hər şey elektromaqnit şüalanması, yəni vakuumda işıq sürəti ilə yayılan elektrik və maqnit sahələrinin rəqsləri sayəsində bizə məlumdur. Əslində, işıq insan gözü tərəfindən qəbul edilən elektromaqnit dalğalarının xüsusi bir növüdür.

Elektromaqnit dalğalarının və onların yayılmasının dəqiq təsviri Maksvell tənlikləri ilə verilir. Lakin bu prosesi heç bir riyaziyyat olmadan keyfiyyətcə izah etmək olar. Bir istirahət elektronunu götürək - demək olar ki, nöqtə kimi mənfi elektrik yükü. Öz ətrafında elektrostatik sahə yaradır ki, bu da digər yüklərə təsir edir. Mənfi yüklərə itələyici qüvvə, müsbət yüklərə isə cazibə qüvvəsi təsir edir və bütün bu qüvvələr ciddi şəkildə elektronumuzdan gələn radiuslar boyunca yönəldilir. Məsafə ilə elektronun digər yüklərə təsiri zəifləyir, lakin heç vaxt sıfıra enmir. Başqa sözlə, elektron öz ətrafındakı sonsuz fəzada radial qüvvə sahəsi yaradır (bu, yalnız bir nöqtədə əbədi olaraq istirahətdə olan elektron üçün doğrudur).

Deyək ki, müəyyən bir qüvvə (təbiətini göstərməyəcəyik) gözlənilmədən elektronun qalan hissəsini narahat etdi və onu bir az yan tərəfə getməyə məcbur etdi. İndi güc xətləri elektronun hərəkət etdiyi yeni mərkəzdən ayrılmalıdır. Lakin yükü əhatə edən elektrik sahəsi dərhal dəyişə bilməz. Kifayət qədər böyük bir məsafədə, güc xətləri uzun müddət yükün orijinal yerini göstərməyə davam edəcəkdir. Bu, işıq sürəti ilə yayılan elektrik sahəsinin yenidən qurulması dalğası yaxınlaşana qədər baş verəcək. Bu elektromaqnit dalğasıdır və onun sürəti Kainatımızdakı kosmosun əsas xüsusiyyətidir. Əlbəttə ki, bu təsvir son dərəcə sadələşdirilmişdir və bəziləri hətta sadəcə olaraq səhvdir, lakin elektromaqnit dalğalarının necə yayıldığına dair ilk təəssürat yaradır.

Bu təsvirdə səhv olan budur. Təsvir edilən proses əslində dalğa deyil, yəni yayılan dövri salınım prosesidir. Bizdə paylama var, amma tərəddüd yoxdur. Ancaq bu qüsuru düzəltmək çox asandır. Elektronu ilkin vəziyyətindən çıxaran eyni qüvvəni dərhal yerinə qaytarmağa məcbur edək. Sonra radial elektrik sahəsinin ilk yenidən qurulması dərhal işlərin orijinal vəziyyətini bərpa edərək ikincisi ilə davam edəcəkdir. İndi elektron bu hərəkəti vaxtaşırı təkrarlasın və sonra real dalğalar elektrik sahəsinin radial qüvvə xətləri boyunca bütün istiqamətlərdə hərəkət edəcək. Bu şəkil artıq birincidən qat-qat yaxşıdır. Bununla belə, bu da tamamilə düzgün deyil - dalğalar elektromaqnit deyil, sırf elektrik olur.

Budur, elektromaqnit induksiya qanununu xatırlamaq vaxtıdır: dəyişən elektrik sahəsi bir maqnit sahəsi yaradır və dəyişən maqnit sahəsi elektrik yaradır. Bu iki sahənin bir-biri ilə əlaqəli olduğu görünür. Elektrik sahəsində dalğaya bənzər dəyişiklik yaradan kimi dərhal ona maqnit dalğası əlavə olunur. Bu cüt dalğaları ayırmaq mümkün deyil - bu, tək elektromaqnit hadisəsidir.

Tədricən qeyri-dəqiqliklərdən və kobud təxminlərdən xilas olaraq təsviri daha da təkmilləşdirə bilərsiniz. Bu məsələni sona çatdırsaq, sadəcə yuxarıda qeyd olunan Maksvell tənliklərini əldə edəcəyik. Ancaq yarı yolda dayanaq, çünki bizim üçün hələlik məsələnin yalnız keyfiyyətcə başa düşülməsi vacibdir və modelimizdən bütün əsas məqamlar artıq aydındır. Əsas odur ki, elektromaqnit dalğasının mənbəyindən yayılmasının müstəqilliyi.

Əslində, elektrik və maqnit sahələrinin dalğaları, yükün salınması səbəbindən yaransa da, ondan uzaqda tamamilə müstəqil şəkildə yayılır. Mənbə yükü ilə nə olursa olsun, bu barədə siqnal gedən elektromaqnit dalğasını tutmayacaq - axırda o, işıqdan daha sürətli yayılmayacaq. Bu, elektromaqnit dalğalarını onları yaradan yüklərlə birlikdə müstəqil fiziki hadisələr kimi nəzərdən keçirməyə imkan verir.

Bütün dalğa prosesləri eyni tipli riyazi tənliklərdən istifadə etməklə təsvir edilir. Dalğaların nümayiş etdirdiyi xüsusiyyətlər də eynidir və istənilən təbiət dalğalarına xasdır.

Ən vacib dalğa xüsusiyyətlərinə müdaxilə və difraksiya daxildir.

Müdaxilə– dalğaların kosmosun bəzi nöqtələrində zamanla davamlı olaraq gücləndiyi, digərlərində isə zəiflədiyi iki dalğanın üst-üstə düşməsi. Müdaxilə, məsələn, sabun köpüklərində, gölməçələrin səthlərində və həşəratların qanadlarında göy qurşağı zolaqlarını izah edir.

Müdaxilə nümunəsinin formalaşması və sabitliyi üçün zəruri şərtdir uyğunluq dalğalar, yəni. onların tezliklərinin dəqiq üst-üstə düşməsi və zamanla amplitüdlərin sabitliyi. Amplitüdlərin bərabərliyi vacib deyil, yalnız şəklin kontrastına təsir edir.

Dalğaların təbii mənbələri ardıcıl deyil, onların köməyi ilə müdaxilə nümunəsi əldə etmək üçün müxtəlif üsullara müraciət etmək lazımdır - dalğanı bir mənbədən hissələrə bölmək. Lazer şüalanması yüksək koherensliyə malikdir.

Difraksiya– məkan qeyri-bərabərliyi ətrafında dalğanın əyilməsindən ibarət hadisə. Beləliklə, dalğa həndəsi kölgə bölgəsinə düşür. Difraksiyanı müşahidə etmək üçün qeyri-bərabərliklərin ölçüsünün dalğa uzunluğu ilə müqayisə edilə bilən olması lazımdır: d~l. Beləliklə, suya atılan bir daşdan gələn dalğa suyun səthindən yuxarı çıxan bir yığın və ya daşın difraksiyasını yaşayacaq, lakin nazik bir çəmən sapını "diqqət etməyəcək".

Müdaxilə və difraksiya adətən dalğa xüsusiyyətləridir. Bunun əksi də doğrudur: əgər bu hadisələr müşahidə olunarsa, o zaman obyekti əminliklə dalğa hesab etmək olar. Bu ifadələr mikrodünya hadisələrinin öyrənilməsində son dərəcə məhsuldar oldu.

Təbiətdə və texnologiyada elektromaqnit dalğaları.

Su üzərindəki dalğalardan danışarkən dalğaları ən aydın şəkildə təsəvvür edirik. Lakin biz hətta onları elektromaqnit dalğaları - işıq sayəsində görürük. Təbiətdə və texnologiyada bunlar mümkün tezliklərin və dalğa uzunluqlarının çox geniş diapazonuna görə ən çox yayılmış dalğalardır. Elektromaqnit dalğaları həmişə yaranır qeyri-bərabər hərəkət edən elektrik yükləri (yəni sürətlənmə ilə). Elektromaqnit dalğaları həmişə eninə olur.

verək elektromaqnit dalğa şkalası , onların mənşəyini göstərir. Şkala bölmələrinin sərhədləri olduqca ixtiyaridir, hansı dalğa növünün təsnif ediləcəyi məsələsi ilk növbədə onun təbiəti ilə həll olunur.

Radio dalğaları 10 km > l > 1 mm– dəyişən elektrik cərəyanı ilə yaranır. Aralığı 1 m > l > 1 mmçağırdı mikrodalğalı sobalar(mikrodalğalı dalğalar).

Optik dalğalar 1 mm > l > 1 nm– molekulların xaotik istilik hərəkəti, atomların içərisində elektron keçidləri nəticəsində əmələ gəlir.

X-ray dalğaları 10 -8 m > l > 10 -12 m elektronlar maddədə yavaşladıqda yaranır.

Qamma şüalanması l< 10 -11 м nüvə reaksiyaları zamanı baş verir.

Optik dalğa uzunluğu diapazonu bölünür infraqırmızı (İQ), görünən və ultrabənövşəyi (UV) bölgələr. İnsan gözü spektrin dar bir hissəsini qəbul edir: 0,78 µm > l > 0,38 µm.İnsanlar ən yaxşı l = 555 nm (sarı-yaşıl işıq) qəbul edirlər.

Avtodalğalar.

Xüsusi dalğa növü aktiv mühitdə və ya enerji ilə dəstəklənən mediada mövcud ola bilər. Mühitin daxili mənbələri və ya xaricdən enerji təchizatı səbəbindən dalğa zəifləmədən yayıla bilər və xüsusiyyətlərini dəyişmədən. Qeyri-xətti mühitlərdə belə özünü saxlayan dalğalar deyilir avtomatik dalğalar (R.V. Xoxlov).

Avtodalğalar yanma reaksiyaları zamanı, sinir lifləri, əzələlər, gözün tor qişası boyunca həyəcanın ötürülməsi zamanı, bioloji populyasiyaların ölçüsünü təhlil edərkən və s.

Avtodalğaların mövcudluğu üçün ilkin şərtdir qeyri-xəttilik mühit, yəni. mühitin xassələrinin dalğanın xüsusiyyətlərindən asılılığı. Dalğanın özü, sanki, xüsusiyyətlərini qorumaq üçün lazım olan enerji miqdarını təyin edir və bununla da həyata keçirir rəy .

Mühazirə 10.

Mikro dünyanın qanunları. Maddənin hissəcik-dalğa dualizmi. Tamamlayıcılıq prinsipi və səbəbiyyət problemi.

M.Plankın enerji kvantları haqqında fərziyyəsi.

İşığa xas olan dalğa xüsusiyyətləri uzun müddət, 17-ci əsrdən bəri məlumdur. Lakin, yalnız 19-cu əsrin 2-ci yarısında. Nəhayət, işığın elektromaqnit dalğası olduğu sübut olundu.

Bununla belə, işığın dalğa təbiəti nöqteyi-nəzərindən izah edilə bilməyən bir sıra hadisələr var idi. Bu hadisələr arasında - yüngül təzyiq , eksperimental olaraq asanlıqla nümayiş etdirilən və fotoeffekt , P.N.Lebedev tərəfindən ətraflı öyrənilmişdir. Fotoelektrik effekt, işığın metalın səthindən elektronları çıxarmasından ibarətdir; Foto cərəyan adlı elektrik cərəyanı görünür. Fotoelektrik effektin qanunları elədir ki, ona səbəb olan şüalanmanı dalğa kimi deyil, müəyyən hissəciklərin axını kimi qəbul etmək daha təbiidir.

İşığın dalğa nəzəriyyəsinə əsaslanaraq həll edilə bilməyən başqa bir problemə müasirləri bu adı vermişlər "ultrabənövşəyi fəlakət". Dalğa nəzəriyyəsi proqnozlaşdırır ki, istilik radiasiyasının enerjisi (yəni, molekullarının istilik hərəkəti nəticəsində hər hansı bir cismin yaydığı elektromaqnit dalğası) nə qədər çox olarsa, onun tezliyi də bir o qədər yüksək olmalıdır. Bu o deməkdir ki, UV dalğa uzunluğu diapazonunda o qədər enerji buraxılmalıdır ki, orqanizm bütün enerjisini istilik şüalanmasına sərf etsin. Təcrübə klassik dalğa nəzəriyyəsi ilə tam uyğunsuzluq göstərdi. Həqiqi istilik şüalanması monoton olaraq tezlikdən asılı deyil, şüalanma intensivliyinin maksimum olduğu tezlik var, yüksək və aşağı tezliklərdə 0-a meyl edir.Buna görə də klassik dalğa nəzəriyyəsi termal şüalanmanı adekvat şəkildə təsvir etmirdi.

1900-cü ildə M.Plank belə bir fərziyyə irəli sürdü ki, ona görə qızdırılan cisim enerjini davamlı olaraq deyil, ayrı-ayrı hissələrdə buraxır, 1905-ci ildə bu fərziyyələr kvant . Bir kvantın enerjisi şüalanma tezliyinə mütənasibdir:

sabit h = 6,63 10 -34 J s, ћ = ћ/2p = 1,055 10 -34 J s – Plank sabitləri. (Qeyd edək ki, ћ ölçüsü bucaq momentumunun ölçüsü ilə üst-üstə düşür. ћ kəmiyyəti bəzən “təsir kvantı” adlanır).

Plank sabiti əsas fiziki sabitlərdən biridir. Bizim dünyamız elədir, xüsusən də, çünki ћ başqa bir məna deyil, məhz bu məna daşıyır.

Beləliklə, əvvəllər davamlı hesab edilən dalğa diskret formada təmsil olunurdu. Bu fərziyyə çox məhsuldar oldu və təcrübəyə tam uyğun olaraq istilik radiasiyasını kəmiyyətcə təsvir etməyə imkan verdi. Plank fərziyyəsinin inkişafında dalğanın nəinki yayıldığı, həm də kvant şəklində yayıldığı və udulduğu güman edilirdi. Bununla belə, radiasiyanın diskret təbiətinin radiasiyanın özünə xas olması və ya onun maddə ilə qarşılıqlı təsirinin nəticəsi olduğu aydın deyildi. Diskretliyin şüalanmanın ayrılmaz bir xüsusiyyəti olduğunu ilk başa düşən şəxs bu fikri fotoelektrik effekti tədqiq edərkən tətbiq edən Eynşteyn olmuşdur.