Презентация на тему: Излучение электромагнитных волн

Диапазоны радиочастот в гражданской радиосвязи В России для гражданской радиосвязи выделены три диапазона частот: 27 МГц (Си-Би, Citizens’ Band — гражданский диапазон), с разрешённой выходной мощностью передатчика до 10 Вт; 433 МГц (LPD, Low Power Device), выделено 69 каналов для носимых радиостанций с выходной мощностью передатчика не более 0,01 Вт; 446 МГц (PMR, Personal Mobile Radio), выделено 8 каналов для носимых радиостанций с выходной мощностью передатчика не более 0,5 Вт. Некоторые частоты, используемые в гражданской авиации 74,8—75,2 МГц — маркерные радиомаяки 108—117,975 МГц — радиосистемы навигации и посадки 118—135,975 МГц — УКВ-радиосвязь (командная связь) 328,6—335,4 МГц — радиосистемы посадки (глиссадный канал) 960—1215 МГц — радионавигационные системы Назад Виды электро – магнитных волн Меню

ГОСТ 24375 даёт следующую обобщённую разбивку радиочастотного диапазона, основанную на международных стандартах: 1)Очень низкие частоты — 3—30 кГц, соответствует сверхдлинным волнам 2)Низкие частоты — 30—300 кГц, соответствует длинным волнам 3)Средние частоты — 300—3000 кГц, соответствует средним волнам 4)Высокие частоты — 3—30 МГц, соответствует коротким волнам 5)Очень высокие частоты — 30—300 МГц, соответствует ультракоротким (или метровым волнам) 6)Ультравысокие частоты — 300—3000 МГц, соответствует дециметровым волнам 7)Сверхвысокие частоты — 3—30 ГГц, соответствует сантиметровым волнам 8)Крайне высокие частоты — 30—300 ГГц, соответствует миллиметровым волнам 9)Гипервысокие частоты — 300—3000 ГГц, соответствует субмиллиметровым волнам Вышеприведённая классификация не получила широкого распространения и в ряде случаев вступает в противоречие с национальными стандартами (ГОСТ) в области радиоэлектроники. На практике под низкочастотным диапазоном подразумевается звуковой диапазон, а под высокочастотным — весь радиодиапазон, выше 30 кГц, в том числе сверхвысокочастотный (свыше 300 МГц). Традиционные обозначения радиочастотных диапазонов на Западе сложились в ходе Второй мировой войны. В настоящее время они закреплены в США стандартом IEEE, а также международным стандартом ITU. Примеры выделенных радиодиапазонов * Диапазон средних волн с амплитудной модуляцией (AM волны) — 530—1610 кГц разные диапазоны коротких волн — 5,9—26,1 МГц * Гражданский диапазон — 26,965—27,405 МГц *Телевизионные каналы: 1—5 размещаются в диапазоне от 48 до 100 МГц, 6—12 — от 174 до 230 МГц, 21—39 — от 470 до 622 МГц *Диапазон ультракоротких волн c частотной модуляцией (FM волны) — 88—108 МГц, кроме 76—90 МГц в Японии) *ISM-диапазон *Диапазоны военных частот *Диапазоны частот гражданской авиации *Морские и речные диапазоны Далее Назад Виды электро – магнитных волн Меню

Положительным побочным эффектом так же является стерилизация пищевых продуктов, увеличение стойкости к коррозии покрываемых красками поверхностей. Недостатком же является существенно большая неравномерность нагрева, что в ряде технологических процессов совершенно неприемлемо. Особенностью применения ИК-излучения в пищевой промышленности является возможность проникновения электромагнитной волны в такие капиллярно-пористые продукты, как зерно, крупа, мука и т. п. на глубину до 7 мм. Эта величина зависит от характера поверхности, структуры, свойств материала и частотной характеристики излучения. Электромагнитная волна определённого частотного диапазона оказывает не только термическое, но и биологическое воздействие на продукт, способствует ускорению биохимических превращений в биологических полимерах (крахмал, белок, липиды). Конвейерные сушильные транспортёры с успехом могут использоваться при закладке зерна в зернохранилища и в мукомольной промышленности. Кроме того, инфракрасное излучение повсеместно применяют для обогрева помещений и уличных пространств. Инфракрасные обогреватели используются для организации дополнительного или основного отопления в помещениях (домах, квартирах, офисах и т.п.), а так же для локального обогрева уличного пространства (уличные кафе, беседки, веранды). Опасность здоровью Сильное инфракрасное излучение в местах высокого нагрева может вызывать опасность для глаз. Наиболее опасно, когда излучение не сопровождается видимым светом. В таких местах необходимо надевать специальные защитные очки для глаз. Меню Виды электро – магнитных волн Назад

Из-за высокого коэффициента преломления (n ≈ 2) алмаза оказывается большим и число внутренних отражений, которые претерпевает луч света с меньшими потерями энергии, по сравнению со стеклом и другими материалами с меньшим показателем преломления. Полное внутреннее отражение можно наблюдать, если смотреть из-под воды на поверхность: при определенных углах на границе раздела наблюдаеться не внешняя часть (то, что в воздухе), а видно зеркальное отражение объектов, которые находятся в воде. Световод Эффект полного внутреннего отражения используется в световодах. Осевая часть волокна создаётся из стекла с высоким показателем преломления и погружается в оптически менее плотную среду (пластиковая оболочка волокна, специальная жидкость, воздух). Такие световоды используются для построения Волоконно-оптических кабелей Отражение рентгеновских лучей При рентгеновском излучении согласно общей формуле значений коэффициента преломления: вытекает, что вакуум — оптически более плотная среда, чем любое вещество. Значения коэффициента δ при прохождении рентгеновских лучей лежат в области между < / 10 − 6 и < / 10 − 5 и зависят от квантовой энергии излучения, констант кристаллической решётки и плотности вещества. При небольших углах падения, наблюдается эффект скольжения, преломления рентгеновских лучей с отражением под углом, равным углу падения (θ). Углы скольжения для «жёстких» рентгеновских лучей составляют доли градуса, для «мягких» — примерно 10-20 градусов. Преломление рентгеновских лучей при скользящем падении было впервые сформулировано М. А. Кумаховым, разработавшим рентгеновское зеркало, и теоретически обосновано Артуром Комптоном в 1923 году. Меню Характеристики Назад

Диапазоны электромагнитного излучения Электромагнитное излучение принято делить по частотным диапазонам (см. таблицу). Между диапазонами нет резких переходов, они иногда перекрываются, а границы между ними условны. Поскольку скорость распространения излучения (в вакууме) постоянна, то частота его колебаний жёстко связана с длиной волны в вакууме. Меню Далее Назад Название диапазона Длины волн,λ Частоты,ν Источники Радиоволны Сверхдлинные более 10 км менее 30 кГц Атмосферные явления. Переменные токи в проводниках и электронных потоках (колебательные контуры). Длинные 10 км — 1 км 30 кГц — 300 кГц Средние 1 км — 100 м 300 кГц — 3 МГц Короткие 100 м — 10 м 3 МГц — 30 МГц Ультракороткие 10 м — 1 мм 30 МГц — 300ГГц Инфракрасное излучение 1 мм — 780 нм 300 ГГц — 429 ТГц Излучение молекул и атомов при тепловых и электрических воздействиях. Видимое (оптическое) излучение 780—380 нм 429 ТГц — 750 ТГц Ультрафиолетовое 380 — 10 нм 7,5×1014Гц — 3×1016Гц Излучение атомов под воздействием ускоренных электронов. Рентгеновские 10 — 5×10−3нм 3×1016— 6×1019Гц Атомные процессы при воздействии ускоренных заряженных частиц. Гамма менее 5×10−3 нм более 6×1019Гц Ядерные и космические процессы, радиоактивный распад.

История открытия Открытие рентгеновского излучения приписывается Вильгельму Конраду Рёнтгену. Он был первым, кто опубликовал статью о рентгеновских лучах, которые он назвал икс-лучами (x-ray). Статья Рентгена под названием «О новом типе лучей» была опубликована 28-го декабря 1895 года в журнале Вюрцбургского физико-медицинского общества. Считается, однако, доказанным, что рентгеновские лучи были уже получены до этого. Катодолучевая трубка, которую Рентген использовал в своих экспериментах, была разработана Й. Хитторфом и В. Круксом. При работе этой трубки возникают рентгеновские лучи. Это было показано в экспериментах Крукса и с 1892 года в экспериментах Генриха Герца и его ученика Филиппа Ленарда через почернение фотопластинок. Однако никто из них не осознал значения сделанного ими открытия и не опубликовал своих результатов. По этой причине Рентген не знал о сделанных до него открытиях и открыл лучи независимо — при наблюдении флюоресценции, возникающей при работе катодолучевой трубки. На некоторых языках (включая русский и немецкий) эти лучи были названы его именем, несмотря на его сильные возражения. Рентген занимался Х-лучами немногим более года (с 8 ноября 1895 года по март 1897 года) и опубликовал о них три статьи, в которых было исчерпывающее описание новых лучей, впоследствии сотни работ его последователей, опубликованных затем на протяжении 12 лет, не могли ни прибавить, ни изменить ничего существенного. Рентген, потерявший интерес к Х-лучам, говорил своим коллегам: «Я уже всё написал, не тратьте зря время». Свой вклад в известность Рентгена внесла также знаменитая фотография руки его жены, которую он опубликовал в своей статье (см. изображение справа). За открытие рентгеновских лучей Рентгену в 1901 году была присуждена первая Нобелевская премия по физике, причём нобелевский комитет подчёркивал практическую важность его открытия. В 1896 году, в России, впервые было употреблено название «рентгеновские лучи». В других странах используется предпочитаемое Рентгеном название — X-лучи. В России лучи стали называть «рентгеновскими» по инициативе ученика В. К. Рентгена — Абрама Фёдоровича Иоффе. Назад Меню Виды электро – магнитных волн

Вот почему в настоящее время на замену морально устаревших кварцевых бактерицидных ламп, которые имели сравнительно низкий КПД по причине низкой пропускной способности, а также из-за того, что излучали весь спектр УФ при необходимой длине волны равной исключительно 254 нм, приходят УФ лампы нового поколения, в которых с внутренней стороны стекла нанесено покрытие, разработанное с применением нано-технологий, позволяющее увеличить пропускную способность стекла только для УФ волн с длиной равной 254 нм. Это позволяет в разы уменьшить энергопотребление УФ лампами и увеличить их эффективность. Дезинфекция питьевой воды Метод дезинфекции с использованием УФ-излучения доказал свою эффективность при дезактивации переносимых водой болезнетворных микроорганизмов и вирусов без ухудшения вкуса и запаха воды и без внесения в воду нежелательных побочных продуктов. Такой метод дезинфекции завоёвывает популярность в качестве альтернативы или дополнения к традиционным средствам дезинфекции, таким как хлор, из-за своей безопасности, экономичности и эффективности. Назад Меню Виды электро – магнитных волн

Свет — электромагнитное излучение, испускаемое нагретым или находящимся в возбуждённом состоянии веществом, воспринимаемое человеческим глазом. Под светом понимают не только видимый свет, но и примыкающие к нему широкие области спектра. В физике свет изучается в разделе Оптика, может рассматриваться либо как электромагнитная волна, скорость распространения в вакууме которой постоянна, либо как поток фотонов: частиц, обладающих определённой энергией и нулевой массой. Характеристики света Одной из характеристик света является его цвет, который определяется длиной волны для монохроматического излучения, или суммарным спектром сложного излучения. Свет может распространяться там, где звук уже не существует (если смотреть через прозрачный колпак, из-под которого выкачали воздух, то видно, как бьётся молоточек колокольчика под колпаком, а звука не слышно). Значит, световые колебания распространяются в особой среде, эту среду Гюйгенс назвал эфиром (современная наука отрицает существование эфира). Скорость света в вакууме с ≈ 299 792 458 м/с Физические величины, связанные со светом: яркость, освещённость, световой поток, световая отдача. Видимый свет — электромагнитное излучение с длинами волн ≈ 380—760 нм (от фиолетового до красного). Далее Меню Виды электро – магнитных волн Оптическое (видимое) излучение (свет)

Основными характеристиками электромагнитного излучения принято считать частоту, длину волны и поляризацию. Длина волны прямо связана с частотой через (групповую) скорость распространения излучения. Групповая скорость распространения электромагнитного излучения в вакууме равна скорости света, в других средах эта скорость меньше. Фазовая скорость электромагнитного излучения в вакууме также равна скорости света, в различных средах она может быть как меньше, так и больше скорости света. В большинстве случаев (обычно) скорость — и групповая, и фазовая — распространения электромагнитного излучения в веществе отличается от таковых в вакууме очень незначительно (на доли процента). Описанием свойств и параметров электромагнитного излучения в целом занимается электродинамика, хотя свойствами излучения отдельных областей спектра занимаются определенные более специализированные разделы физики (отчасти так сложилось исторически, отчасти обусловлено существенной конкретной спецификой, особенно в отношении взаимодействия излучения разных диапазонов с веществом, отчасти также спецификой прикладных задач). К таким более специализированным разделам относятся оптика (и ее разделы) и радиофизика. Жестким электромагнитным излучением коротковолнового конца спектра занимается физика высоких энергий; в соответствии с современными представлениями (Стандартная модель) при высоких энергиях электродинамика перестает быть самостоятельной, объединяясь в одной теории со слабыми взаимодействиями, а затем — при еще более высоких энергиях — как ожидается — со всеми остальными калибровочными полями. Существуют различающиеся в деталях и степени общности теории, позволяющие смоделировать и исследовать свойства и проявления электромагнитного излучения. Наиболее фундаментальной из завершенных и проверенных теорий такого рода является квантовая электродинамика, из которой путём тех или иных упрощений можно в принципе получить все перечисленные ниже теории, имеющие широкое применение в своих областях. Меню Характеристики Далее Основные характеристики электромагнитного излучения

Продольные электромагнитные волны ─ распространяющееся в пространстве гипотетическое переменное спин-спиновое взаимодействие элементарных частиц. Скорость продольных электромагнитных волн в вакууме равна скорости света, а в других средах неизвестна, так как экспериментально они не излучались и не исследовались. Теоретические исследования обобщённых уравнений Максвелла, описывающих и поперечные, и продольные электромагнитные волны, позволили выяснить некоторые ожидаемые их особенности: Наличие волнового вектора напряжённости магнитного поля и напряжённости дополнительного скалярного поля, порождаемого аксиальным током спинирующих частиц. Вектор магнитного поля направлен вдоль вектора потока энергии волны. Спин-спиновое взаимодействие быстро, но пока в неизвестной степени, убывает с увеличением расстояния между элементарными частицами, и излучение продольных электромагнитных волн относится к нерешённым научно-технологическим проблемам. Естественный фон продольных электромагнитных излучений в материальной природе по своим энергетическим характеристикам на много порядков слабее других естественных излучений. Меню Характеристики Продольные электромагнитные волны

Меню

Электромагнитный спектр — спектр электромагнитного излучения. Длина волны — Частота — Энергия фотона В качестве спектральной характеристики электромагнитного излучения используют следующие величины: Длину волны; Частоту колебаний — шкала частот приведена в отдельной статье; Энергию фотона (кванта электромагнитного поля). Энергия фотона, согласно квантовой механике, пропорциональна частоте: E = hν, где h — постоянная Планка, Е — энергия, ν — частота. Длина электромагнитной волны в вакууме обратно пропорционально частоте и выражается через скорость света: Говоря о длине электромагнитных волн в среде, обычно подразумевают эквивалентную величину длины волны в вакууме, которая отличается на коэффициент преломления, поскольку частота волны при переходе из одной среды в другую сохраняется, а длина волны — изменяется. В верхней части шкалы приводятся значения энергии (в электронвольтах). Частоты, указанные в нижней части шкалы, выражены в герцах, а также в кратных единицах: кГц = 1000 Гц, МГц = 1000 кГц = 1000000 Гц, ГГц = 1000 МГц = 109 Гц, ТГц = 1000 ГГц = 1012 Гц. Шкала частот (длин волн, энергий) является непрерывной, но традиционно разбита на ряд диапазонов. Соседние диапазоны могут немного перекрываться. Меню Характеристики Электромагнитный спектр

Инфракра сное излуче ние — электромагнитное излучение, занимающее спектральную область между красным концом видимого света (с длиной волны λ = 0,74 мкм) и микроволновым излучением (λ ~ 1—2 мм). Инфракрасное излучение было открыто в 1800 г. английским учёным У. Гершелем. Сейчас весь диапазон инфракрасного излучения делят на три составляющих: коротковолновая область: λ = 0,74—2,5 мкм; средневолновая область: λ = 2,5—50 мкм; длинноволновая область: λ = 50—2000 мкм; Последнее время длинноволновую окраину этого диапазона выделяют в отдельный, независимый диапазон электромагнитных волн — терагерцовое излучение (субмиллиметровое излучение). Инфракрасное излучение также называют «тепловым» излучением, так как инфракрасное излучение от нагретых предметов воспринимается кожей человека как ощущение тепла. При этом длины волн, излучаемые телом, зависят от температуры нагревания: чем выше температура, тем короче длина волны и выше интенсивность излучения. Спектр излучения абсолютно чёрного тела при относительно невысоких (до нескольких тысяч Кельвинов) температурах лежит в основном именно в этом диапазоне. Использование ИК (инфракрасные) диоды и фотодиоды повсеместно применяются в пультах дистанционного управления, системах автоматики, охранных системах и т. п. Они не отвлекают внимание человека в силу своей невидимости. Инфракрасные излучатели применяют в промышленности для сушки лакокрасочных поверхностей. Инфракрасный метод сушки имеет существенные преимущества перед традиционным, конвекционным методом. В первую очередь это, безусловно, экономический эффект. Скорость и затрачиваемая энергия при инфракрасной сушке меньше тех же показателей при традиционных методах. Далее Меню Виды электро – магнитных волн Инфракрасное излучение

Рентгеновское излуче ние — электромагнитные волны, энергия фотонов которых лежит на энергетической шкале между ультрафиолетовым излучением и гамма-излучением, что соответствует длинам волн от 10−4 до 102 Å (от 10−14 до 10−8 м). Положение на шкале электромагнитных волн Энергетические диапазоны рентгеновского излучения и гамма-излучения перекрываются в широкой области энергий. Оба типа излучения являются электромагнитным излучением и при одинаковой энергии фотонов — эквивалентны. Терминологическое различие лежит в способе возникновения — рентгеновские лучи испускаются при участии электронов (либо в атомах, либо свободных) в то время как гамма-излучение испускается в процессах девозбуждения атомных ядер. Фотоны рентгеновского излучения имеют энергию от 100 эВ до 250 кэВ, что соответствует излучению с частотой от 3·1016 Гц до 6·1019 Гц и длиной волны 0,005 — 10 нм (общепризнанного определения нижней границы диапазона рентгеновских лучей в шкале длин волн не существует). Мягкий рентген характеризуется наименьшей энергией фотона и частотой излучения (и наибольшей длиной волны), а жёсткий рентген обладает наибольшей энергией фотона и частотой излучения (и наименьшей длиной волны). Жёсткий рентген используется преимущественно в промышленных целях. Получение Рентгеновские лучи возникают при сильном ускорении заряженных частиц (тормозное излучение), либо при высокоэнергетичных переходах в электронных оболочках атомов или молекул. Оба эффекта используются в рентгеновских трубках, в которых электроны, испущенные катодом, ускоряются под действием разности электрических потенциалов между анодом и катодом (при этом рентгеновские лучи не испускаются, так как ускорение слишком мало) и ударяются об анод, где происходит их резкое торможение. При этом испускаются рентгеновские лучи, то есть тормозное излучение, и в то же время выбиваются электроны из внутренних электронных оболочек атомов анода. Пустые места в оболочках занимаются другими электронами атома. При этом испускается рентгеновское излучение с характерным для материала анода спектром энергий. Меню Виды электро – магнитных волн Далее Рентгеновское излучение

Ультрафиоле товое излуче ние (ультрафиолет, УФ, UV) — электромагнитное излучение, занимающее диапазон между фиолетовым концом видимого излучения и рентгеновским излучением (380 — 10 нм, 7,9×1014 — 3×1016 Гц). Диапазон условно делят на ближний (380—200 нм) и дальний, или вакуумный (200—10 нм) ультрафиолет, последний так назван, поскольку интенсивно поглощается атмосферой и исследуется только вакуумными приборами. История открытия Понятие об ультрафиолетовых лучах впервые встречается у индийского философа 13-го века Shri Madhvacharya в его труде Anuvyakhyana. Атмосфера описанной им местности Bhootakasha содержала фиолетовые лучи, которые невозможно увидеть обычным глазом. Вскоре после того, как было обнаружено инфракрасное излучение, немецкий физик Иоганн Вильгельм Риттер начал поиски излучения и в противоположном конце спектра, с длиной волны короче, чем у фиолетового цвета. В 1801 году он обнаружил, что хлорид серебра, разлагающийся под действием света, быстрее разлагается под действием невидимого излучения за пределами фиолетовой области спектра. Тогда, многие ученые, включая Риттера, пришли к соглашению, что свет состоит из трех отдельных компонентов: окислительного или теплового (инфракрасного) компонента, осветительного компонента (видимого света), и восстановительного (ультрафиолетового) компонента. В то время ультрафиолетовое излучение называли также «актиническим излучением». Идеи о единстве трёх различных частей спектра были впервые озвучены лишь в 1842 году в трудах Александра Беккереля, Македонио Меллони и др. Воздействие на здоровье человека Биологические эффекты ультрафиолетового излучения в трёх спектральных участках существенно различны, поэтому биологи иногда выделяют, как наиболее важные в их работе, следующие диапазоны: Ближний ультрафиолет, УФ-A лучи (UVA, 315—400 нм) УФ-B лучи (UVB, 280—315 нм) Дальний ультрафиолет, УФ-C лучи (UVC, 100—280 нм) Меню Виды электро – магнитных волн Далее Ультрафиолетовое излучение

Радиоизлуче ние (радиово лны, радиочастоты) — электромагнитное излучение с длинами волн 5×10−5—1010 метров и частотами, соответственно, от 6×1012 Гц и до нескольких Гц. Радиоволны используются при передаче данных в радиосетях. История исследования В 1888 году Г.Р. Герц впервые смог получить электромагнитные волны с длиной волны в несколько десятков сантиметров. Диапазоны радиочастот и длин радиоволн  Радиочастоты — частоты или полосы частот в диапазоне 3 кГц — 3000 ГГц, которым присвоены условные наименования. Этот диапазон соответствует частоте переменного тока электрических сигналов для вырабатывания и обнаружения радиоволн. Так как большая часть диапазона лежит за границами волн, которые могут быть получены при механической вибрации, радиочастоты обычно относятся к электромагнитным колебаниям. Закон РФ «О связи» устанавливает следующие понятия, относящиеся к радиочастотам: радиочастота — частота электромагнитных колебаний, устанавливаемая для обозначения единичной составляющей радиочастотного спектра; радиочастотный спектр — совокупность радиочастот в установленных Международным союзом электросвязи пределах, которые могут быть использованы для функционирования радиоэлектронных средств или высокочастотных устройств; распределение полос радиочастот — определение предназначения полос радиочастот посредством записей в Таблице распределения полос радиочастот между радиослужбами Российской Федерации, на основании которых выдается разрешение на использование конкретной полосы радиочастот, а также устанавливаются условия такого использования Использование диапазонов по радиослужбам регламентируется Регламентом радиосвязи Российской Федерации и международными соглашениями. Далее Меню Виды электо – магнитных волн Радиоволны