Proprietăți și aplicații ale razelor spectrului optic

Conform principiilor generaţiei radiatie electromagnetica este împărțit în următoarele tipuri: radiații gamma, raze X, sincrotron, radio și radiații optice.

Întreaga gamă de radiații optice este împărțită în trei regiuni: ultraviolete (UV), vizibile și infraroșii (IR). Gama de radiații ultraviolete, la rândul său, este împărțită în UV-A (315-400 nm), UV-B (280-315) și UV-C (100-280 nm). Radiația gamma ultravioletă din regiunea cu lungimi de undă mai mici de 180 nm este adesea denumită vid, deoarece aerul din această regiune a spectrului este opac. Radiațiile care pot provoca o senzație vizuală se numesc vizibile. Radiația vizibilă este un interval spectral îngust (380-760 nm) de radiație optică, corespunzătoare intervalului de sensibilitate al ochiului uman.

Radiația care poate provoca în mod direct senzația vizuală este vizibilă. Limitele intervalului de radiații vizibile sunt acceptate condiționat după cum urmează: 380-400 nm inferioară, 760-780 nm superioară.

Emisia din acest interval este utilizată pentru a crea nivelul necesar de iluminare în spațiile industriale, administrative și casnice.Nivelul necesar este determinat de condițiile de vizibilitate. În acest caz, aspectul energetic al procesului de iradiere este mai puțin important.

Cu toate acestea, de exemplu, în aceeași producție agricolă, lumina este folosită nu numai ca mijloc de iluminare. În iradierea artificială a plantelor, de exemplu în sere, radiația vizibilă a instalațiilor de iradiere este singura sursă de energie care este stocată în plantă în procesul de fotosinteză și apoi utilizată de oameni și animale. Aici, iradierea este un proces energetic.

Efectul radiațiilor vizibile asupra animalelor și păsărilor nu a fost încă suficient studiat, dar s-a stabilit că efectul său asupra productivității depinde nu numai de nivelul de iluminare, ci și de durata perioadei de lumină pe zi, alternanța de perioadele de lumină și întuneric etc.

Radiația infraroșie din spectru acoperă regiunea de la 760 nm la 1 mm și este împărțită în IR-A (760-1400 nm), IR-B (1400-3000 nm) și IR-C (3000-106 nm).

În prezent, radiația infraroșie este utilizată pe scară largă pentru încălzirea clădirilor și structurilor, motiv pentru care este adesea numită radiație termică. Se folosește și pentru uscarea vopselelor. În agricultură, radiațiile infraroșii sunt utilizate pe scară largă și pentru uscarea legumelor și fructelor, încălzirea animalelor tinere.

Există dispozitive speciale pentru viziunea pe timp de noapte - camere termice. În aceste dispozitive, radiația infraroșie a oricărui obiect este convertită în radiație vizibilă. Imaginea în infraroșu arată o imagine a distribuției câmpurilor de temperatură.

Gama de radiații infraroșii începe de la limita superioară a luminii vizibile (780 nm) și se termină convențional la o lungime de undă de 1 mm. Razele infraroșii sunt invizibile, ceea ce înseamnă că nu pot provoca senzații vizuale.

Proprietatea principală a razelor infraroșii este acțiunea termică: atunci când razele infraroșii sunt absorbite, corpurile se încălzesc. Prin urmare, ele sunt utilizate în principal pentru încălzirea diferitelor obiecte și materiale și pentru uscare.

La iradierea plantelor, trebuie avut în vedere faptul că un exces de raze infraroșii poate duce la supraîncălzirea excesivă și moartea plantelor.

Iradierea animalelor cu raze infraroșii îmbunătățește dezvoltarea generală a acestora, metabolismul, circulația sângelui, reduce susceptibilitatea la boli etc. Cele mai eficiente raze ale zonei IR-A. Au cea mai bună capacitate de penetrare în țesuturile corpului. Un exces de raze infraroșii duce la supraîncălzirea și moartea celulelor țesuturilor vii (la temperaturi peste 43,5 ° C). Această împrejurare este folosită, de exemplu, în scopul dezinsecției cerealelor. În timpul iradierii, dăunătorii hambarului sunt încălziți mult mai puternic decât boabele și mor.

Pentru mai multe detalii vezi aici: Iradiatoare si instalatii pentru incalzirea cu infrarosu a animalelor

Radiația ultravioletă acoperă intervalul de lungimi de undă de la 400 la 1 nm. În intervalul dintre 100 și 400 nm se disting trei zone: UV -A (315 — 400 nm), UV -B (280 — 315 nm), UV -C (100 — 280 nm). Grinzile acestor zone au proprietăți diferite și, prin urmare, își găsesc aplicații diferite. Radiațiile ultraviolete sunt, de asemenea, invizibile, dar periculoase pentru ochi. Radiația ultravioletă cu o lungime de undă mai mică de 295 nm are un efect supresor asupra plantelor, prin urmare, atunci când este iradiată artificial, trebuie exclusă din fluxul general al sursei.

Radiația UV-A poate, atunci când este iradiată, să provoace strălucirea anumitor substanțe. Această strălucire se numește fotoluminiscență sau pur și simplu luminiscență.

Luminescența se numește strălucirea spontană a corpurilor cu o durată care depășește perioada oscilațiilor luminii și excitate în detrimentul oricărui tip de energie, cu excepția căldurii. Solidele, lichidele și gazele pot luminesce. Cu diferite metode de excitare și în funcție de starea agregată a corpului, în timpul luminiscenței pot suferi diferite procese.

Razele acestei zone sunt utilizate pentru analiza luminiscenței compoziției chimice a anumitor substanțe, evaluarea stării biologice a produselor (germinarea și deteriorarea boabelor, gradul de putrezire a cartofilor etc.) și în alte cazuri când un substanța poate străluci cu o lumină vizibilă într-un flux de raze ultraviolete.

Radiația din zona UV-B are un efect biologic puternic asupra animalelor. În timpul iradierii, provitamina D este transformată în vitamina D, ceea ce facilitează absorbția compușilor fosfor-calciu de către organism. Rezistența oaselor scheletului depinde de gradul de absorbție a calciului, motiv pentru care radiațiile UV-B sunt folosite ca agent anti-rahitism pentru animalele tinere și păsări.

Aceeași parte a spectrului are capacitatea de a avea cel mai mare efect de eritem, adică poate provoca înroșirea prelungită a pielii (eritem). Eritemul este o consecință a expansiunii vaselor de sânge, ceea ce duce la alte reacții favorabile în organism.

Radiația ultravioletă a zonei UV-C este capabilă să ucidă bacteriile, adică are un efect bactericid și este folosită pentru a dezinfecta apa, recipientele, aerul etc.