Egenskaper och tillämpningar av strålarna i det optiska spektrumet

Enligt generationens principer elektromagnetisk strålning delas in i följande typer: gammastrålning, röntgenstrålning, synkrotron, radio och optisk strålning.

Hela utbudet av optisk strålning är indelat i tre regioner: ultraviolett (UV), synlig och infraröd (IR). Området för ultraviolett strålning är i sin tur uppdelat i UV-A (315-400 nm), UV-B (280-315) och UV-C (100-280 nm). Ultraviolett gammastrålning i området med våglängder mindre än 180 nm kallas ofta för ett vakuum eftersom luften i denna del av spektrumet är ogenomskinlig. Strålning som kan orsaka en visuell känsla kallas synlig. Synlig strålning är ett smalt spektralområde (380-760 nm) av optisk strålning, motsvarande det mänskliga ögats känslighetsområde.

Den strålning som direkt kan orsaka synkänsla är synlig. Gränserna för området för synlig strålning accepteras villkorligt enligt följande: den nedre 380 — 400 nm, den övre 760 — 780 nm.

Emission från detta sortiment används för att skapa den erforderliga belysningsnivån i industri-, administrations- och hushållslokaler.Den erforderliga nivån bestäms av siktförhållandena. I detta fall är energiaspekten av bestrålningsprocessen mindre viktig.

Men till exempel i samma jordbruksproduktion används ljus inte bara som ett belysningsmedel. Vid artificiell bestrålning av växter, till exempel i växthus, är den synliga strålningen från bestrålningsanläggningarna den enda energikällan som lagras i växten i fotosyntesprocessen och sedan används av människor och djur. Här är bestrålning en energisk process.

Effekten av synlig strålning på djur och fåglar har ännu inte studerats tillräckligt, men det har fastställts att dess effekt på produktiviteten beror inte bara på belysningsnivån, utan också på längden av ljusperioden per dag, växlingen av ljusa och mörka perioder osv.

Infraröd strålning i spektrumet täcker området från 760 nm till 1 mm och delas in i IR-A (760-1400 nm), IR-B (1400-3000 nm) och IR-C (3000-106 nm).

För närvarande används infraröd strålning flitigt för uppvärmning av byggnader och strukturer, varför det ofta kallas för termisk strålning. Det används också för att torka färger. Inom jordbruket används infraröd strålning också i stor utsträckning för att torka grönsaker och frukter, värma upp unga djur.

Det finns speciella enheter för mörkerseende - värmekamera. I dessa enheter omvandlas den infraröda strålningen från alla föremål till synlig strålning. Den infraröda bilden visar en bild av fördelningen av temperaturfälten.

Området för infraröd strålning börjar från den övre gränsen för synligt ljus (780 nm) och slutar konventionellt vid en våglängd på 1 mm. Infraröda strålar är osynliga, vilket betyder att de inte kan orsaka visuell känsla.

Den huvudsakliga egenskapen hos infraröda strålar är termisk verkan: när infraröda strålar absorberas, värms kroppar upp. Därför används de främst för uppvärmning av olika föremål och material och för torkning.

Vid bestrålning av växter bör man komma ihåg att ett överskott av infraröda strålar kan leda till överhettning och död av växter.

Bestrålning av djur med infraröda strålar förbättrar deras allmänna utveckling, metabolism, blodcirkulation, minskar känsligheten för sjukdomar, etc. De mest effektiva strålarna i IR-A-zonen. De har den bästa penetreringsförmågan i kroppsvävnader. Ett överskott av infraröda strålar leder till överhettning och död av cellerna i levande vävnader (vid temperaturer över 43,5 ° C). Denna omständighet används till exempel i syfte att desinficera spannmål. Under bestrålning värms ladugårdens skadedjur upp mycket starkare än spannmålen och dör.

För mer information se här: Bestrålare och installationer för infraröd uppvärmning av djur

Ultraviolett strålning täcker våglängdsområdet från 400 till 1 nm. I intervallet mellan 100 och 400 nm urskiljs tre zoner: UV -A (315 — 400 nm), UV -B (280 — 315 nm), UV -C (100 — 280 nm). Balkarna i dessa områden har olika egenskaper och har därför olika användningsområden. Ultraviolett strålning är också osynlig, men farlig för ögonen. Ultraviolett strålning med en våglängd kortare än 295 nm har en undertryckande effekt på växter, därför måste den uteslutas från källans allmänna flöde när den är artificiellt bestrålad.

UV-A-strålning kan vid bestrålning få vissa ämnen att glöda. Denna glöd kallas fotoluminescens eller helt enkelt luminescens.

Luminescens kallas den spontana glöden av kroppar med en varaktighet som överstiger perioden för ljussvängningar och exciteras på bekostnad av alla typer av energi, förutom värme. Fasta ämnen, vätskor och gaser kan luminescera. Med olika excitationsmetoder och beroende på kroppens aggregerade tillstånd kan de under luminescens genomgå olika processer.

Strålarna i denna zon används för luminescensanalys av den kemiska sammansättningen av vissa ämnen, utvärdering av produkternas biologiska tillstånd (groning och skada på spannmål, graden av ruttnande av potatis etc.) och i andra fall när en ämne kan lysa med ett synligt ljus i en ström av ultravioletta strålar.

Strålning från UV-B-zonen har en stark biologisk effekt på djur. Under bestrålning omvandlas provitamin D till vitamin D, vilket underlättar absorptionen av fosfor-kalciumföreningar i kroppen. Styrkan i skelettets ben beror på graden av absorption av kalcium, varför UV-B-strålning används som ett medel mot rakitis för unga djur och fåglar.

Samma del av spektrumet har förmågan att ha störst erytemeffekt, det vill säga kan orsaka långvarig rodnad av huden (erytem). Erytem är en konsekvens av expansionen av blodkärlen, vilket leder till andra gynnsamma reaktioner i kroppen.

Ultraviolett strålning från UV-C-zonen kan döda bakterier, det vill säga den har en bakteriedödande effekt och används för att desinficera vatten, behållare, luft etc.