Байгаль ба технологи дахь цахилгаан соронзон долгион Генрих Рудольф. Хичээлийн хураангуй Цахилгаан соронзон долгионы хуваарь. Өөр өөр давтамжийн хүрээний цахилгаан соронзон долгионы шинж чанарууд. Байгаль ба технологийн цахилгаан соронзон долгион Цацрагийн хүрээ ба бодис

Цахилгаан соронзон долгион нь орчны шинж чанараас хамааран хязгаарлагдмал хурдтай орон зайд тархдаг цахилгаан соронзон хэлбэлзэл юм. Цахилгаан соронзон долгион нь тархалтын цахилгаан соронзон орон юм.

Орчин үеийн технологийн ашиглалтын хувьд цахилгаан соронзон долгионы ач холбогдлыг хэт үнэлэх нь бараг боломжгүй юм. Хэрэглээ: Радио нэвтрүүлэг. ТВ нэвтрүүлэг Гар утасны холбоо Wi-fi болон Bluetooth. Цахилгаан хэрэгсэл

Цахилгаан соронзон долгионыг өдөр тутмын амьдралд хэрэглэх Бага давтамжийн цацрагийн эх үүсвэр (0 - 3 кГц) нь цахилгаан эрчим хүчийг үйлдвэрлэх, дамжуулах, түгээх (цахилгаан дамжуулах шугам, трансформаторын дэд станц, цахилгаан станц, төрөл бүрийн кабелийн систем), гэр, албан тасалгааны цахилгаан хэрэгсэл юм. компьютерийн дэлгэц, цахилгаанаар ажилладаг тээвэр, төмөр замын тээвэр, түүний дэд бүтэц, метро, ​​троллейбус, трамвай зэрэг электрон тоног төхөөрөмж.

Өндөр давтамжийн цацрагийн эх үүсвэрт (3 кГц-ээс 300 ГГц хүртэл) мэдээлэл дамжуулах, хүлээн авах зориулалттай цахилгаан соронзон орны эх үүсвэр болох функциональ дамжуулагч орно. Эдгээр нь арилжааны дамжуулагч (радио, телевиз), радио телефон утас (машин, радиотелефон, CB радио, сонирхогчийн радио дамжуулагч, үйлдвэрлэлийн радиотелефон), чиглэлийн радио холбоо (сансрын радио холбоо, газрын релей станц), навигаци (агаарын хөдөлгөөн, усан онгоц, радио цэг) юм. , байршуулагч (агаарын холбоо, тээвэрлэлт, тээврийн байршил тогтоогч, агаарын тээврийн хяналт).

Орон сууцны цахилгаан соронзон орны эх үүсвэр нь янз бүрийн цахилгаан тоног төхөөрөмж - хөргөгч, индүү, тоос сорогч, цахилгаан зуух, телевизор, компьютер гэх мэт, мөн орон сууцны цахилгааны утаснууд юм. Орон сууцны цахилгаан соронзон орчинд барилгын цахилгаан тоног төхөөрөмж, трансформатор, кабель шугам нөлөөлдөг. Орон сууцны барилга дахь цахилгаан талбай нь 1 -10 В / м-ийн хүрээнд байна. Гэсэн хэдий ч үндэслэлгүй компьютерийн дэлгэц гэх мэт өндөр түвшний цэгүүд байж болно.

Рентген цацраг (синоним рентген туяа) нь өргөн хүрээний долгионы урттай (8·10 -6-аас 10 -12 см) цахилгаан соронзон цацраг юм.

Рентген туяа нь ионжуулагч юм. Энэ нь амьд организмын эд эсэд нөлөөлж, цацрагийн өвчин, цацрагийн түлэгдэлт, хорт хавдар үүсгэдэг. Энэ шалтгааны улмаас рентген туяатай ажиллахдаа хамгаалалтын арга хэмжээ авах шаардлагатай. Хохирол нь цацрагийн шингэсэн тунтай шууд пропорциональ байна гэж үздэг. Рентген туяа нь мутаген хүчин зүйл юм.

Дүгнэлт Үндэсний эдийн засгийн салбаруудын хурдацтай хөгжил нь цахилгаан соронзон долгионыг бүх аж үйлдвэрийн үйлдвэрлэл, анагаах ухаан, өдөр тутмын амьдралд ашиглахад хүргэсэн. Түүнээс гадна зарим тохиолдолд хүн тэдний нөлөөнд өртдөг. Шелепало К.Дмитрийчук V. 11 -А

Сэдвийн талаархи хичээлийн хураангуй

“Цахилгаан соронзон долгионы масштаб. Өөр өөр давтамжийн хүрээний цахилгаан соронзон долгионы шинж чанарууд. Байгаль ба технологи дахь цахилгаан соронзон долгион"

Хичээлийн зорилго:цахилгаан соронзон долгионы цар хүрээг авч үзэх, янз бүрийн давтамжийн хүрээний долгионыг тодорхойлох; хүний ​​амьдралд янз бүрийн төрлийн цацрагийн үүрэг, янз бүрийн төрлийн цацрагийн хүмүүст үзүүлэх нөлөөг харуулах; сэдвийн талаархи материалыг системчлэх, оюутнуудын цахилгаан соронзон долгионы талаархи мэдлэгийг гүнзгийрүүлэх; сурагчдын аман яриа, бүтээлч чадвар, логик, ой санамжийг хөгжүүлэх; танин мэдэхүйн чадвар; оюутнуудын физикийн хичээлд оролцох сонирхлыг хөгжүүлэх; нягт нямбай, шаргуу хөдөлмөрийг төлөвшүүлэх

Хичээлийн төрөл:шинэ мэдлэгийг бий болгох хичээл

Маягт:илтгэлтэй лекц

Тоног төхөөрөмж:компьютер, мультимедиа проектор, танилцуулга “Масштаб

цахилгаан соронзон долгион"

Хичээлийн үеэр

Зохион байгуулах цаг

Боловсролын болон танин мэдэхүйн үйл ажиллагааны сэдэл

Орчлон ертөнц бол цахилгаан соронзон цацрагийн далай юм. Хүмүүс эргэн тойрны орон зайд нэвчиж буй долгионыг анзааралгүйгээр ихэнхдээ тэнд амьдардаг. Зуухны дэргэд дулаацах эсвэл лаа асаах үед хүн эдгээр долгионы эх үүсвэрийг тэдний шинж чанарыг бодолгүйгээр ажиллуулдаг. Гэхдээ мэдлэг бол хүч юм: цахилгаан соронзон цацрагийн мөн чанарыг олж мэдсэнээр хүн төрөлхтөн 20-р зууны туршид түүний хамгийн олон төрлийн төрлийг эзэмшиж, үйл ажиллагаандаа нэвтрүүлсэн.

Хичээлийн сэдэв, зорилгоо тодорхойлох

Өнөөдөр бид цахилгаан соронзон долгионы масштабын дагуу аялж, янз бүрийн давтамжийн муж дахь цахилгаан соронзон цацрагийн төрлийг авч үзэх болно. Хичээлийн сэдвийг бичнэ үү: “Цахилгаан соронзон долгионы масштаб. Өөр өөр давтамжийн хүрээний цахилгаан соронзон долгионы шинж чанарууд. Байгаль ба технологи дахь цахилгаан соронзон долгион".

Бид цацраг бүрийг дараах ерөнхий төлөвлөгөөний дагуу судална. Цацрагийн судалгаа хийх ерөнхий төлөвлөгөө:

1. Мужийн нэр

2. Давтамж

3. Долгионы урт

4. Үүнийг хэн нээсэн бэ?

5. Эх сурвалж

6. Заагч

7. Өргөдөл

8. Хүнд үзүүлэх нөлөө

Та сэдвийг судлахдаа дараах хүснэгтийг бөглөх ёстой.

"Цахилгаан соронзон цацрагийн хэмжүүр"

Нэрцацраг	Давтамж	Долгионы урт	Хэн байсан нээлттэй	Эх сурвалж	Үзүүлэлт	Өргөдөл	Хүнд үзүүлэх нөлөө

Шинэ материалын танилцуулга

Цахилгаан соронзон долгионы урт нь маш өөр байж болно: 10 дарааллын утгуудаас 13 м (бага давтамжийн чичиргээ) 10 хүртэл -10 м ( - туяа). Гэрэл нь цахилгаан соронзон долгионы өргөн хүрээний өчүүхэн хэсгийг бүрдүүлдэг. Гэсэн хэдий ч спектрийн энэ жижиг хэсгийг судлах явцад ер бусын шинж чанартай бусад цацрагуудыг олж илрүүлсэн.
Онцлох нь заншилтай бага давтамжийн цацраг, радио цацраг, хэт улаан туяа, үзэгдэх гэрэл, хэт ягаан туяа, рентген болон - цацраг.Хамгийн богино долгионы цацраг нь атомын цөмөөс ялгардаг.

Хувь хүний ​​цацрагийн хооронд үндсэн ялгаа байхгүй. Эдгээр нь бүгд цэнэглэгдсэн хэсгүүдээс үүссэн цахилгаан соронзон долгион юм. Цахилгаан соронзон долгион нь эцсийн эцэст цэнэглэгдсэн хэсгүүдэд үзүүлэх нөлөөгөөр тодорхойлогддог . Вакуум орчинд ямар ч долгионы урттай цацраг 300,000 км/с хурдтай тархдаг.Цацрагийн хуваарийн бие даасан бүсүүдийн хоорондох хил хязгаар нь маш дур зоргоороо байдаг.
Янз бүрийн долгионы урттай цацраг туяа байдгаараа бие биенээсээ ялгаатай хүлээн авч байна(антенны цацраг, дулааны цацраг, хурдан электроныг тоормослох үеийн цацраг гэх мэт) бүртгэлийн аргууд.

Бүртгэгдсэн бүх төрлийн цахилгаан соронзон цацрагийг сансрын биетүүд үүсгэдэг бөгөөд пуужин, дэлхийн хиймэл дагуул, сансрын хөлөг ашиглан амжилттай судалж байна. Юуны өмнө энэ нь агаар мандалд хүчтэй шингэдэг рентген болон -цацрагт хамаарна.

Долгионы урт багасах тусам долгионы уртын тоон ялгаа нь чанарын мэдэгдэхүйц ялгааг бий болгодог.

Янз бүрийн долгионы урттай цацрагууд нь бодисоор шингээх чадвараараа бие биенээсээ ихээхэн ялгаатай байдаг. Богино долгионы цацраг (рентген туяа, ялангуяа - туяа) нь сул шингэдэг. Оптик долгионд тунгалаг бус бодисууд эдгээр цацрагт тунгалаг байдаг. Цахилгаан соронзон долгионы тусгалын коэффициент нь долгионы уртаас хамаарна. Гэхдээ урт болон богино долгионы цацрагийн гол ялгаа нь үүнд оршино богино долгионы цацраг нь бөөмсийн шинж чанарыг илчилдэг.

Цацраг тус бүрийг авч үзье.

Бага давтамжийн цацраг 3 10 -3-аас 3 10 5 Гц хүртэлх давтамжийн мужид тохиолддог. Энэ цацраг нь 10 13 - 10 5 м долгионы урттай тохирч байна Ийм харьцангуй бага давтамжийн цацрагийг үл тоомсорлож болно. Бага давтамжийн цацрагийн эх үүсвэр нь хувьсах гүйдлийн генераторууд юм. Металл хайлуулах, хатууруулахад ашигладаг.

Радио долгион 3·10 5 - 3·10 11 Гц давтамжийн мужийг эзэлнэ. Тэдгээр нь 10 5 - 10 -3 м долгионы урттай тохирч байна.Радио долгионы эх үүсвэр, түүнчлэн бага давтамжийн цацраг нь хувьсах гүйдэл юм. Мөн эх сурвалж нь радио давтамжийн генератор, одод, тэр дундаа Нар, галактик, метагалактикууд юм. Шалгуур үзүүлэлтүүд нь Hertz vibrator болон oscillatory хэлхээ юм.

Бага давтамжийн цацрагтай харьцуулахад радио долгионы өндөр давтамж нь радио долгионыг сансарт мэдэгдэхүйц цацруулахад хүргэдэг. Энэ нь тэдгээрийг янз бүрийн зайд мэдээлэл дамжуулахад ашиглах боломжийг олгодог. Яриа, хөгжим (өргөн нэвтрүүлэг), телеграфын дохио (радио холбоо), янз бүрийн объектын дүрс (радиолокаци) дамжуулагдана.

Радио долгион нь бодисын бүтэц, тархаж буй орчны шинж чанарыг судлахад ашиглагддаг. Сансар огторгуйн биетийн цацрагийг судлах нь радио одон орон судлалын сэдэв юм. Радио цаг уур судлалын хувьд хүлээн авсан долгионы шинж чанарт үндэслэн үйл явцыг судалдаг.

Хэт улаан туяаны цацраг 3*10 11 - 3.85*10 14 Гц давтамжийн мужийг эзэлдэг. Тэдгээр нь 2·10 -3 - 7.6·10 -7 м долгионы урттай тохирч байна.

Хэт улаан туяаны цацрагийг 1800 онд одон орон судлаач Уильям Хершель нээжээ. Харагдах гэрлээр халсан термометрийн температурын өсөлтийг судалж байхдаа Хершель термометрийн хамгийн их халалтыг үзэгдэх гэрлийн бүсээс (улаан бүсээс гадна) олж мэдсэн. Спектр дэх байр сууриа харгалзан үл үзэгдэх цацрагийг хэт улаан туяа гэж нэрлэдэг. Хэт улаан туяаны цацрагийн эх үүсвэр нь дулааны болон цахилгааны нөлөөгөөр молекул, атомын цацраг юм. Хэт улаан туяаны цацрагийн хүчирхэг эх үүсвэр нь нар бөгөөд түүний цацрагийн 50 орчим хувь нь хэт улаан туяаны бүсэд оршдог. Хэт улаан туяаны цацраг нь вольфрамын судалтай улайсдаг чийдэнгийн цацрагийн энергийн ихээхэн хувийг (70-80%) эзэлдэг. Хэт улаан туяаны цацраг нь цахилгаан нум болон янз бүрийн хий ялгаруулах чийдэнгээс ялгардаг. Зарим лазерын цацраг нь спектрийн хэт улаан туяаны бүсэд оршдог. Хэт улаан туяаны цацрагийн үзүүлэлтүүд нь гэрэл зураг, термистор, тусгай фото эмульс юм. Хэт улаан туяаны цацраг нь мод, хоол хүнс, төрөл бүрийн будаг, лак (хэт улаан туяаны халаалт) хатаах, үзэгдэх орчин муутай үед дохио өгөхөд ашиглагддаг бөгөөд харанхуйд харах боломжийг олгодог оптик төхөөрөмжийг ашиглах, түүнчлэн алсын удирдлагад ашиглах боломжтой болгодог. Хэт улаан туяа нь сум болон пуужингуудыг бай руу чиглүүлэх, өнгөлөн далдалсан дайснаа илрүүлэхэд ашиглагддаг. Эдгээр туяа нь гаригуудын гадаргуугийн бие даасан хэсгүүдийн температурын зөрүү, материйн молекулуудын бүтцийн онцлогийг (спектр анализ) тодорхойлох боломжийг олгодог. Хэт улаан туяаны гэрэл зургийг ургамлын өвчнийг судлахдаа биологид, арьс, судасны өвчнийг оношлоход анагаах ухаанд, хуурамч зүйлийг илрүүлэхэд шүүх шинжилгээнд ашигладаг. Хүнд өртөхөд хүний ​​биеийн температурыг нэмэгдүүлдэг.

Харагдах цацраг - хүний ​​нүдээр мэдрэгддэг цахилгаан соронзон долгионы цорын ганц хүрээ. Гэрлийн долгион нь нэлээд нарийн хүрээг эзэлдэг: 380 - 670 нм ( = 3.85 10 14 - 8 10 14 Гц). Үзэгдэх цацрагийн эх үүсвэр нь атом, молекул дахь валентийн электронууд, орон зайд байр сууриа өөрчилдөг, мөн хурдацтай хөдөлж буй чөлөөт цэнэгүүд юм. Спектрийн энэ хэсэг нь хүнийг хүрээлэн буй ертөнцийн талаархи хамгийн их мэдээллийг өгдөг. Физик шинж чанарын хувьд энэ нь бусад спектрийн мужтай төстэй бөгөөд цахилгаан соронзон долгионы спектрийн зөвхөн багахан хэсэг юм. Үзэгдэх хүрээн дэх өөр өөр долгионы урттай (давтамж) цацраг нь хүний ​​нүдний торлог бүрхэвчинд өөр өөр физиологийн нөлөө үзүүлж, гэрлийн сэтгэлзүйн мэдрэмжийг үүсгэдэг. Өнгө нь өөрөө цахилгаан соронзон гэрлийн долгионы шинж чанар биш, харин хүний ​​физиологийн системийн цахилгаан химийн үйл ажиллагааны илрэл юм: нүд, мэдрэл, тархи. Ойролцоогоор бид хүний ​​нүдээр ялгагдах долоон үндсэн өнгийг (цацрагийн давтамж нэмэгдэх дарааллаар) нэрлэж болно: улаан, улбар шар, шар, ногоон, хөх, индиго, ягаан. Спектрийн үндсэн өнгөний дарааллыг цээжлэх нь үг бүр нь үндсэн өнгөний нэрний эхний үсгээр эхэлдэг хэллэгээр хөнгөвчилдөг: "Анчин бүр анчин хаана сууж байгааг мэдэхийг хүсдэг." Үзэгдэх цацраг нь ургамал (фотосинтез) болон амьтан, хүмүүст химийн урвал явагдахад нөлөөлдөг. Үзэгдэх цацраг нь бие махбод дахь химийн урвалын улмаас зарим шавьж (галын хорхой) болон далайн гүний зарим загаснаас ялгардаг. Фотосинтезийн үйл явцын үр дүнд ургамал нүүрстөрөгчийн давхар ислийг шингээж, хүчилтөрөгч ялгаруулах нь дэлхий дээрх биологийн амьдралыг хадгалахад тусалдаг. Үзэгдэх цацрагийг янз бүрийн объектыг гэрэлтүүлэхэд ашигладаг.

Гэрэл бол дэлхий дээрх амьдралын эх сурвалж бөгөөд нэгэн зэрэг бидний эргэн тойрон дахь ертөнцийн талаарх бидний санаа бодлын эх сурвалж юм.

Хэт ягаан туяа, 3.8 ∙ 10 -7 - 3 ∙ 10 -9 м ( = 8 * 10 14 - 3 * 10 16 Гц) долгионы уртад харагдахуйц болон рентген цацрагийн хоорондох спектрийн бүсийг эзэлдэг нүдэнд үл үзэгдэх цахилгаан соронзон цацраг. Хэт ягаан туяаг 1801 онд Германы эрдэмтэн Иоганн Риттер нээсэн. Үзэгдэх гэрлийн нөлөөн дор мөнгөний хлоридын харлалтыг судалснаар Риттер харагдахуйц цацраг туяа байхгүй спектрийн нил ягаан хязгаараас цаашгүй бүсэд мөнгө илүү үр дүнтэй харладаг болохыг олж мэдэв. Ийм харлалтыг үүсгэсэн үл үзэгдэх цацрагийг хэт ягаан туяа гэж нэрлэдэг.

Хэт ягаан туяаны эх үүсвэр нь атом ба молекулуудын валентийн электронууд, мөн хурдан хөдөлдөг чөлөөт цэнэгүүд юм.

-3000 К-ийн температурт халсан хатуу бодисын цацраг нь тасралтгүй спектрийн хэт ягаан туяаны мэдэгдэхүйц хувийг агуулдаг бөгөөд түүний эрчим нь температур нэмэгдэх тусам нэмэгддэг. Хэт ягаан туяаны илүү хүчтэй эх үүсвэр нь аливаа өндөр температурт плазм юм. Хэт ягаан туяаны янз бүрийн хэрэглээнд мөнгөн ус, ксенон болон бусад хий ялгаруулах чийдэнг ашигладаг. Хэт ягаан туяаны байгалийн эх үүсвэр нь нар, одод, мананцар болон бусад сансрын биетүүд юм. Гэсэн хэдий ч тэдний цацрагийн зөвхөн урт долгионы хэсэг ( 290 нм) дэлхийн гадаргууд хүрдэг. Хэт ягаан туяаг бүртгэх

 = 230 нм, ердийн гэрэл зургийн материалыг ашигладаг бөгөөд богино долгионы бүсэд тусгай бага желатин гэрэл зургийн давхарга нь мэдрэмтгий байдаг. Хэт ягаан туяаны ионжуулалт, фотоэлектрик эффект үүсгэх чадварыг ашигладаг фотоэлектрик хүлээн авагчийг ашигладаг: фотодиод, иончлолын камер, фотон тоолуур, фото үржүүлэгч.

Хэт ягаан туяа нь бага тунгаар хүний ​​биед ашигтай, эдгээх үйлчилгээтэй бөгөөд бие дэх Д аминдэмийн нийлэгжилтийг идэвхжүүлж, арьс ширтэхэд хүргэдэг. Их хэмжээний хэт ягаан туяа нь арьсны түлэгдэлт, хорт хавдар үүсгэдэг (80% эдгэрдэг). Үүнээс гадна хэт ягаан туяа нь биеийн дархлааг сулруулж, зарим өвчний хөгжилд хувь нэмэр оруулдаг. Хэт ягаан туяа нь нян устгах нөлөөтэй байдаг: энэ цацрагийн нөлөөн дор эмгэг төрүүлэгч бактери үхдэг.

Хэт ягаан туяа нь флюресцент чийдэн, шүүх эмнэлгийн шинжлэх ухаан (хуурамч баримт бичгийг гэрэл зургаас илрүүлж болно), урлагийн түүхэнд (хэт ягаан туяаны тусламжтайгаар нөхөн сэргээлтийн үл үзэгдэх ул мөрийг уран зураг дээр илрүүлж болно) ашигладаг. Цонхны шил нь хэт ягаан туяаг бараг дамжуулдаггүй, учир нь Энэ нь шилний нэг хэсэг болох төмрийн исэлд шингэдэг. Энэ шалтгааны улмаас нартай халуун өдөр ч гэсэн та цонх хаалттай өрөөнд наранд шарах боломжгүй.

Хүний нүд хэт ягаан туяаг хардаггүй, учир нь... Нүдний эвэрлэг бүрхэвч ба нүдний линз нь хэт ягаан туяаг шингээдэг. Хэт ягаан туяа нь зарим амьтдад харагддаг. Жишээлбэл, тагтаа үүлэрхэг цаг агаарт ч нарны дэргэд явдаг.

Рентген туяа - Энэ бол гамма ба хэт ягаан туяаны хоорондох спектрийн мужийг 10 -12 - 10 -8 м (давтамж 3 * 10 16 - 3-10 20 Гц) эзэлдэг цахилгаан соронзон ионжуулагч цацраг юм. Рентген цацрагийг 1895 онд Германы физикч В.К.Рентген нээжээ. Рентген цацрагийн хамгийн түгээмэл эх үүсвэр бол цахилгаан талбайн хурдасгасан электронууд металл анодыг бөмбөгддөг рентген хоолой юм. Өндөр энергитэй ионуудаар байг бөмбөгдөх замаар рентген туяа үүсгэж болно. Зарим цацраг идэвхт изотопууд ба синхротронууд - электрон хадгалах төхөөрөмж нь рентген цацрагийн эх үүсвэр болж чаддаг. Рентген цацрагийн байгалийн эх үүсвэр нь нар болон бусад сансрын биетүүд юм

Объектуудын рентген зургийг тусгай рентген гэрэл зургийн хальсан дээр авдаг. Рентген цацрагийг иончлолын камер, сцинтилляцийн тоолуур, хоёрдогч электрон эсвэл сувгийн электрон үржүүлэгч, микро сувгийн хавтанг ашиглан бүртгэж болно. Нэвтрэх чадвар өндөр тул рентген цацрагийг рентген туяаны дифракцийн шинжилгээ (болор торны бүтцийг судлах), молекулын бүтцийг судлах, дээжийн согогийг илрүүлэх, анагаах ухаанд (рентген туяа, флюорографи, хорт хавдрын эмчилгээ), согог илрүүлэх (цутгамал, төмөр замын согогийг илрүүлэх), урлагийн түүхэнд (сүүлийн зургийн давхарга дор нуугдсан эртний зургийг илрүүлэх), одон орон судлал (рентген туяаны эх сурвалжийг судлах үед), шүүх эмнэлгийн шинжлэх ухаан. Рентген цацрагийн их тун нь түлэгдэх, хүний ​​цусны бүтцэд өөрчлөлт ороход хүргэдэг. Рентген туяа хүлээн авагчийг бүтээж, сансрын станцууд дээр байрлуулсан нь олон зуун оддын рентген цацрагийг илрүүлэх, түүнчлэн хэт шинэ болон бүхэл бүтэн галактикийн бүрхүүлийг илрүүлэх боломжтой болсон.

Гамма цацраг -  = 8∙10 14 - 10 17 Гц давтамжийн мужийг бүхэлд нь эзэлдэг богино долгионы цахилгаан соронзон цацраг  = 3.8·10 -7 - 3∙10 -9 м долгионы урттай тохирч байна.Гамма цацрагийг Францын эрдэмтэн Пол Виллард нээсэн. 1900 онд Виллар хүчтэй соронзон орон дахь радиумын цацрагийг судалж байхдаа гэрлийн нэгэн адил соронзон орны нөлөөгөөр хазайдаггүй богино долгионы цахилгаан соронзон цацрагийг нээсэн. Үүнийг гамма цацраг гэж нэрлэдэг байсан. Гамма цацраг нь цөмийн үйл явц, дэлхий болон сансар огторгуйд тодорхой бодисуудтай холбоотой цацраг идэвхт задралын үзэгдэлтэй холбоотой байдаг. Гамма цацрагийг иончлолын болон бөмбөлөгний камер, мөн тусгай гэрэл зургийн эмульс ашиглан бүртгэж болно. Тэдгээрийг цөмийн процессыг судлах, согогийг илрүүлэхэд ашигладаг. Гамма цацраг нь хүнд сөрөг нөлөө үзүүлдэг.

Тиймээс бага давтамжийн цацраг, радио долгион, хэт улаан туяа, үзэгдэх цацраг, хэт ягаан туяа, рентген туяа, -цацраг туяа нь өөр өөр төрлийн цахилгаан соронзон цацраг юм.

Хэрэв та эдгээр төрлүүдийг давтамжийг нэмэгдүүлэх эсвэл багасгах долгионы уртын дагуу оюун ухаанаараа зохион байгуулбал та өргөн хүрээний тасралтгүй спектрийг авах болно - цахилгаан соронзон цацрагийн масштаб. (багш масштабыг харуулдаг). Цацрагийн аюултай төрөлд: гамма цацраг, рентген туяа, хэт ягаан туяа, бусад нь аюулгүй байдаг.

Цахилгаан соронзон цацрагийг мужид хуваах нь нөхцөлт юм. Бүс нутгуудын хооронд тодорхой хил заагаагүй байна. Бүс нутгуудын нэрс түүхэндээ бий болсон бөгөөд тэдгээр нь зөвхөн цацрагийн эх үүсвэрийг ангилахад тохиромжтой хэрэгсэл болдог.

Цахилгаан соронзон цацрагийн масштабын бүх хүрээ нь нийтлэг шинж чанартай байдаг.

бүх цацрагийн физик шинж чанар нь ижил байдаг

бүх цацраг вакуумд ижил хурдтайгаар тархдаг, 3 * 10 8 м / с-тэй тэнцүү.

бүх цацраг нь нийтлэг долгионы шинж чанарыг харуулдаг (тусгал, хугарал, интерференц, дифракц, туйлшрал)

5. Хичээлийг дүгнэх

Хичээлийн төгсгөлд оюутнууд ширээн дээр ажиллаж дуусна.

Дүгнэлт:Цахилгаан соронзон долгионы бүхэл бүтэн цар хүрээ нь бүх цацраг нь квант болон долгионы шинж чанартай байдгийн нотолгоо юм. Энэ тохиолдолд квант ба долгионы шинж чанарууд нь үл хамаарах зүйл биш, харин бие биенээ нөхдөг. Долгионы шинж чанар нь бага давтамжтай үед илүү тод, өндөр давтамжтай үед бага тод харагддаг. Эсрэгээр, квант шинж чанар нь өндөр давтамжид илүү тод, бага давтамжид бага тод харагддаг. Долгионы урт богино байх тусам квант шинж чанар нь илүү тод харагдах ба долгионы урт урт байх тусам долгионы шинж чанар илүү тод харагддаг. Энэ бүхэн нь диалектикийн хуулийг батлах үүрэг гүйцэтгэдэг (тоон өөрчлөлтийг чанарын өөрчлөлтөд шилжүүлэх).

сүүлчийн багана (EMR-ийн хүмүүст үзүүлэх нөлөө) ба

EMR ашиглах тухай тайлан бэлтгэх

), цахилгаан соронзон орныг тайлбарлахдаа вакуум дахь цахилгаан соронзон орон нь эх үүсвэр - цэнэг ба гүйдэл байхгүй үед оршин тогтнож болохыг онолын хувьд харуулсан. Эх үүсвэргүй талбар нь вакуум дахь гэрлийн хурдтай тэнцүү хязгаарлагдмал хурдтайгаар тархдаг долгион хэлбэртэй байдаг. -тай= 299792458±1.2 м/с. Вакуум дахь цахилгаан соронзон долгионы тархалтын хурд нь гэрлийн өмнө хэмжигдсэн хурдтай давхцаж байгаа нь Максвеллд гэрлийг цахилгаан соронзон долгион гэж дүгнэх боломжийг олгосон. Үүнтэй төстэй дүгнэлт хожим гэрлийн цахилгаан соронзон онолын үндэс болсон.

1888 онд цахилгаан соронзон долгионы онол Г.Герцийн туршилтаар туршилтын баталгааг хүлээн авсан. Өндөр хүчдэлийн эх үүсвэр болон чичиргээг ашиглан (Герц чичиргээг үзнэ үү) Герц цахилгаан соронзон долгионы тархалтын хурд, түүний уртыг тодорхойлох нарийн туршилтуудыг хийж чадсан. Цахилгаан соронзон долгионы тархалтын хурд нь гэрлийн хурдтай тэнцүү болохыг туршилтаар баталсан нь гэрлийн цахилгаан соронзон шинж чанарыг нотолсон юм.

Сансар огторгуйн (мөн бичил ертөнцийн) тухай бидний мэддэг бараг бүх зүйл цахилгаан соронзон цацраг, өөрөөр хэлбэл гэрлийн хурдаар вакуум орчинд тархдаг цахилгаан ба соронзон орны хэлбэлзлийн ачаар бидэнд мэдэгддэг. Үнэндээ гэрэл бол хүний ​​нүдээр мэдрэгддэг цахилгаан соронзон долгионы онцгой төрөл юм.

Цахилгаан соронзон долгион ба тэдгээрийн тархалтын үнэн зөв тодорхойлолтыг Максвеллийн тэгшитгэлээр өгсөн болно. Гэхдээ энэ үйл явцыг ямар ч математикгүйгээр чанарын хувьд тайлбарлаж болно. Бараг цэгтэй төстэй сөрөг цахилгаан цэнэг болох амарч буй электроныг авч үзье. Энэ нь эргэн тойронд электростатик талбар үүсгэдэг бөгөөд энэ нь бусад цэнэгүүдэд нөлөөлдөг. Сөрөг цэнэгүүд нь түлхэлтийн хүчээр, эерэг цэнэгүүд нь таталцлын хүчээр үйлчилдэг бөгөөд эдгээр бүх хүч нь бидний электроноос ирж буй радиусуудын дагуу чиглэгддэг. Холын зайд электроны бусад цэнэгүүдэд үзүүлэх нөлөө сулардаг боловч хэзээ ч тэг хүртэл буурдаггүй. Өөрөөр хэлбэл, электрон өөрийн эргэн тойрон дахь хязгааргүй орон зайд радиаль хүчний талбар үүсгэдэг (энэ нь зөвхөн нэг цэг дээр мөнхөд амарч байгаа электроны хувьд үнэн юм).

Тодорхой хүч (бид түүний мөн чанарыг тодруулахгүй) электроны үлдсэн хэсгийг гэнэт хөндөж, түүнийг бага зэрэг хажуу тийш шилжүүлэхийг албадав гэж бодъё. Одоо хүчний шугамууд электрон хөдөлсөн шинэ төвөөс салах ёстой. Гэхдээ цэнэгийг тойрсон цахилгаан орон шууд өөрчлөгдөх боломжгүй. Хангалттай хол зайд хүчний шугамууд цэнэгийн анхны байрлал руу удаан хугацаагаар чиглэнэ. Энэ нь гэрлийн хурдаар тархдаг цахилгаан орны бүтцийн өөрчлөлтийн давалгаа ойртох хүртэл үргэлжилнэ. Энэ бол цахилгаан соронзон долгион бөгөөд түүний хурд нь манай орчлон ертөнцийн орон зайн үндсэн шинж чанар юм. Мэдээжийн хэрэг, энэ тайлбар нь маш хялбаршуулсан бөгөөд зарим нь зүгээр л буруу боловч цахилгаан соронзон долгион хэрхэн тархдаг талаар анхны сэтгэгдэл төрүүлдэг.

Энэ тайлбарт юу буруу байгааг энд харуулав. Тайлбарласан үйл явц нь үнэндээ долгион биш, өөрөөр хэлбэл үечилсэн хэлбэлзлийн процесс юм. Манайд хуваарилалт байгаа ч эргэлзэх зүйл алга. Гэхдээ энэ алдааг засахад маш хялбар байдаг. Электроныг анхны байрлалаас нь гаргаж ирсэн тэр хүчийг хүчээр шууд байрандаа буцацгаая. Дараа нь радиаль цахилгаан талбайн анхны бүтцийн өөрчлөлтийг нэн даруй хоёр дахь нь хийж, анхны төлөвийг сэргээнэ. Одоо электрон энэ хөдөлгөөнийг үе үе давтаарай, тэгвэл бодит долгионууд бүх чиглэлд цахилгаан талбайн хүчний радиаль шугамын дагуу гүйх болно. Энэ зураг эхнийхээсээ хамаагүй дээр болсон. Гэсэн хэдий ч энэ нь бүрэн зөв биш юм - долгион нь цахилгаан соронзон биш харин цэвэр цахилгаан болж хувирдаг.

Цахилгаан соронзон индукцийн хуулийг санах цаг энд байна: өөрчлөгдөж буй цахилгаан орон нь соронзон орон үүсгэдэг, өөрчлөгдөж буй соронзон орон нь цахилгааныг үүсгэдэг. Энэ хоёр талбар нь хоорондоо холбоотой юм шиг санагддаг. Бид цахилгаан талбарт долгионтой төстэй өөрчлөлтийг бий болгоход тэр даруй соронзон долгион нэмэгддэг. Энэ хос долгионыг салгах боломжгүй - энэ бол нэг цахилгаан соронзон үзэгдэл юм.

Та тайлбарыг улам боловсронгуй болгож, алдаа, бүдүүлэг тооцооллоос аажмаар ангижрах боломжтой. Хэрэв бид энэ асуудлыг эцэслүүлбэл аль хэдийн дурдсан Максвелл тэгшитгэлийг олж авах болно. Гэхдээ бид хагасыг нь зогсооё, учир нь одоохондоо бидний хувьд асуудлыг чанарын хувьд ойлгох нь чухал бөгөөд бидний загвараас бүх гол зүйл аль хэдийн тодорхой болсон. Хамгийн гол нь цахилгаан соронзон долгионы тархалтын эх үүсвэрээс хараат бус байдал юм.

Үнэн хэрэгтээ цахилгаан ба соронзон орны долгион нь цэнэгийн хэлбэлзлээс болж үүссэн боловч үүнээс хол бие даан тархдаг. Эх үүсвэрийн цэнэгт юу ч тохиолдсон энэ тухай дохио нь гарч буй цахилгаан соронзон долгионыг гүйцэхгүй - эцэст нь энэ нь гэрлээс илүү хурдан тархахгүй. Энэ нь цахилгаан соронзон долгионыг тэдгээрийг үүсгэдэг цэнэгийн хамт бие даасан физик үзэгдэл гэж үзэх боломжийг бидэнд олгодог.

Бүх долгионы процессыг ижил төрлийн математикийн тэгшитгэл ашиглан дүрсэлсэн. Долгионы шинж чанарууд нь мөн адил бөгөөд аливаа байгалийн долгионд байдаг.

Хамгийн чухал долгионы шинж чанарууд нь интерференц ба дифракц юм.

Хөндлөнгийн оролцоо– сансар огторгуйн зарим цэгт долгион нь цаг хугацааны явцад тогтвортой бэхжиж, зарим үед суларч байдаг хоёр долгионы суперпозиция. Савангийн хөөс, шалбаагны гадаргуу, шавьжны далавч дээрх солонго судал зэргийг хөндлөнгийн оролцоо гэж тайлбарладаг.

Интерференцийн хэв маягийг бий болгох, тогтвортой байлгах зайлшгүй нөхцөл юм уялдаа холбоо долгион, өөрөөр хэлбэл. тэдгээрийн давтамжийн яг давхцал ба далайцын тогтмол байдал. Далайн тэгш байдлыг хангах шаардлагагүй, энэ нь зөвхөн зургийн тодосгогчдод нөлөөлдөг.

Байгалийн долгионы эх үүсвэрүүд хоорондоо уялдаа холбоогүй тул тэдгээрийн тусламжтайгаар хөндлөнгийн загварыг олж авахын тулд янз бүрийн арга техникийг ашиглах хэрэгтэй - долгионыг нэг эх үүсвэрээс хэсэг болгон хуваах. Лазерын цацраг нь өндөр уялдаатай байдаг.

Дифракци– орон зайн нэг төрлийн бус байдлын эргэн тойронд долгион гулзайлгах үзэгдэл. Тиймээс долгион нь геометрийн сүүдрийн бүсэд унадаг. Дифракцийг ажиглахын тулд нэгэн төрлийн бус байдлын хэмжээг долгионы урттай харьцуулах шаардлагатай. d~l. Иймээс усанд хаясан чулууны долгион нь усны гадаргуугаас дээш цухуйсан овоо юмуу чулуугаар дифракцыг мэдрэх боловч нимгэн шатан ишийг "анхаарахгүй" болно.

Интерференц ба дифракц нь ихэвчлэн долгионы шинж чанартай байдаг. Эсрэг заалт нь бас үнэн юм: хэрэв эдгээр үзэгдлүүд ажиглагдаж байвал объектыг долгион гэж итгэлтэйгээр үзэж болно. Эдгээр мэдэгдэл нь бичил ертөнцийн үзэгдлийг судлахад маш үр дүнтэй болсон.

Байгаль ба технологийн цахилгаан соронзон долгион.

Бид усан дээрх долгионы тухай ярихдаа долгионыг хамгийн тод төсөөлдөг. Гэсэн хэдий ч бид тэдгээрийг цахилгаан соронзон долгион - гэрлийн ачаар харж байна. Байгаль, технологийн хувьд эдгээр нь боломжит давтамж, долгионы уртын маш өргөн хүрээтэй байдаг тул хамгийн түгээмэл долгионууд юм. Цахилгаан соронзон долгион үргэлж үүсдэг жигд бус хөдөлдөг цахилгаан цэнэгүүд (өөрөөр хэлбэл хурдатгалтай).Цахилгаан соронзон долгион нь үргэлж хөндлөн байдаг.

өгье цахилгаан соронзон долгионы масштаб , тэдгээрийн гарал үүслийг илтгэнэ. Хуваарийн хэсгүүдийн хил хязгаар нь нэлээд дур зоргоороо байдаг тул ямар төрлийн долгионыг ангилах вэ гэдэг асуултыг голчлон түүний шинж чанараар шийддэг.

Радио долгион 10 км > л > 1 мм– хувьсах цахилгаан гүйдлээр үүсгэгддэг. Хүрээ 1 м > л > 1 ммдуудсан богино долгионы(богино долгионы долгион).

Оптик долгион 1 мм > л > 1 нм- молекулуудын эмх замбараагүй дулааны хөдөлгөөн, атом доторх электрон шилжилтээс үүсдэг.

Рентген долгион 10 -8 м > л > 10 -12 мбодис дахь электронууд удаашрах үед үүсдэг.

Гамма цацраг л< 10 -11 м цөмийн урвалын үед үүсдэг.

Оптик долгионы уртыг хуваана хэт улаан туяаны (IR), үзэгдэх ба хэт ягаан туяаны (хэт ягаан туяаны) бүсүүд. Хүний нүд спектрийн нарийн хэсгийг мэдэрдэг. 0.78 мкм > л > 0.38 мкм.Хүмүүс l = 555 нм (шар-ногоон гэрлийг) хамгийн сайн мэдэрдэг.

Авто долгион.

Тусгай төрлийн долгион нь идэвхтэй медиа эсвэл эрчим хүчээр дэмжигдсэн орчинд байж болно. Орчны дотоод эх үүсвэр эсвэл гаднаас эрчим хүчний хангамжийн улмаас долгион нь сулрахгүйгээр тархаж, тархах боломжтой. шинж чанарыг нь өөрчлөхгүйгээр. Шугаман бус орчин дахь ийм өөрөө тогтворжуулах долгион гэж нэрлэдэг авто долгион (Р.В. Хохлов).

Авто долгионыг шаталтын урвалын үед, мэдрэлийн утас, булчин, нүдний торлог бүрхэвчийн дагуу өдөөлтийг дамжуулах, биологийн популяцийн хэмжээг шинжлэх гэх мэт үед илрүүлсэн.

Автомат долгион оршин тогтнох урьдчилсан нөхцөл юм шугаман бус байдал орчин, жишээлбэл. долгионы шинж чанараас орчны шинж чанаруудын хамаарал. Долгион нь өөрөө шинж чанараа хадгалахад шаардагдах энергийн хэмжээг тодорхойлж, улмаар үүнийг гүйцэтгэдэг санал хүсэлт .

Лекц 10.

Бичил ертөнцийн хууль тогтоомж. Материйн бөөмс-долгионы дуализм. Нэмэлт байдлын зарчим ба учир шалтгааны асуудал.

М.Планкийн энергийн квантуудын таамаглал.

Гэрлийн долгионы шинж чанарыг 17-р зуунаас хойш эрт дээр үеэс мэддэг байсан. Гэсэн хэдий ч зөвхөн 19-р зууны 2-р хагаст. Эцэст нь гэрэл нь цахилгаан соронзон долгион гэдгийг баталсан.

Гэсэн хэдий ч гэрлийн долгионы шинж чанарын үүднээс тайлбарлах боломжгүй хэд хэдэн үзэгдлүүд байсан. Эдгээр үзэгдлүүдийн дунд - хөнгөн даралт , үүнийг туршилтаар хялбархан харуулсан ба фото эффект , П.Н.Лебедев нарийвчлан судалсан. Фотоэлектрик эффект нь металлын гадаргуугаас электронуудыг таслах гэрлээс бүрдэнэ; Фото гүйдэл гэж нэрлэгддэг цахилгаан гүйдэл гарч ирнэ. Фотоэлектрик эффектийн хуулиуд нь түүнийг үүсгэдэг цацрагийг долгион гэхээсээ илүү тодорхой бөөмсийн урсгал гэж үзэх нь илүү байгалийн юм.

Гэрлийн долгионы онол дээр үндэслэн шийдэж чадаагүй өөр нэг асуудлыг орчин үеийн хүмүүс нэрлэжээ "хэт ягаан туяаны сүйрэл". Долгионы онол нь дулааны цацрагийн энерги (өөрөөр хэлбэл молекулуудын дулааны хөдөлгөөний улмаас аливаа биеэс ялгарах цахилгаан соронзон долгион) илүү их байх тусам түүний давтамж өндөр байх ёстой гэж таамаглаж байна. Энэ нь хэт ягаан туяаны долгионы уртад маш их энерги ялгарах ёстой гэсэн үг бөгөөд ингэснээр бие нь бүх энергийг дулааны цацрагт зарцуулах болно. Туршилт нь сонгодог долгионы онолтой бүрэн зөрүүтэй байгааг харуулсан. Бодит дулааны цацраг нь давтамжаас монотон хамаардаггүй, цацрагийн эрч хүч хамгийн их байх давтамж байдаг, өндөр ба бага давтамжид 0 байх хандлагатай байдаг.Тиймээс сонгодог долгионы онол нь дулааны цацрагийг хангалттай тайлбарлаж чадаагүй юм.

1900 онд М.Планк халсан бие нь эрчим хүчийг тасралтгүй биш, харин тус тусад нь ялгаруулдаг гэсэн таамаглал дэвшүүлсэн бөгөөд 1905 онд үүнийг . квант . Нэг квантын энерги нь цацрагийн давтамжтай пропорциональ байна:

тогтмол h = 6,63 10 -34 Ж с, ћ = ћ/2п = 1,055 10 -34 Ж с – Планкийн тогтмолууд. (ћ хэмжээс нь өнцгийн импульсийн хэмжээстэй давхцаж байгааг анхаарна уу. ћ хэмжигдэхүүнийг заримдаа “үйл ажиллагааны квант” гэж нэрлэдэг).

Планкийн тогтмол нь үндсэн физик тогтмолуудын нэг юм. Ялангуяа ћ нь яг ийм утгатай болохоос өөр ямар нэг утгатай биш учраас бидний ертөнц яг ийм байна.

Тиймээс өмнө нь тасралтгүй гэж үздэг долгионыг салангид хэлбэрээр дүрсэлсэн. Энэхүү таамаглал нь маш үр дүнтэй болж, дулааны цацрагийг туршилтын дагуу бүрэн хэмжээгээр тодорхойлох боломжтой болсон. Планкийн таамаглалыг боловсруулахдаа долгион нь зөвхөн ялгардаг төдийгүй тархаж, квант хэлбэрээр шингэдэг гэж үздэг. Гэсэн хэдий ч цацрагийн салангид шинж чанар нь цацрагийн өөрийнх нь шинж чанар мөн үү, эсвэл түүний бодистой харилцан үйлчлэлийн үр дагавар уу гэдэг нь тодорхойгүй байв. Дискрет байдал нь цацрагийн салшгүй шинж чанар гэдгийг анх ойлгосон хүн бол Эйнштейн бөгөөд фотоэлектрик эффектийг судлахдаа энэ санааг ашигласан.