Tính chất và ứng dụng của các tia quang phổ

Theo nguyên tắc sinh sản bức xạ điện từ được chia thành các loại sau: bức xạ gama, tia X, synchrotron, bức xạ vô tuyến và quang học.

Toàn bộ phạm vi bức xạ quang học được chia thành ba vùng: cực tím (UV), khả kiến ​​và hồng ngoại (IR). Lần lượt, phạm vi bức xạ cực tím được chia thành UV-A (315-400 nm), UV-B (280-315) và UV-C (100-280 nm). Bức xạ gamma tử ngoại trong vùng có bước sóng nhỏ hơn 180 nm thường được gọi là chân không vì không khí trong vùng quang phổ này mờ đục. Bức xạ có thể gây ra cảm giác thị giác được gọi là có thể nhìn thấy. Bức xạ nhìn thấy là một dải phổ hẹp (380-760 nm) của bức xạ quang học, tương ứng với dải nhạy cảm của mắt người.

Bức xạ có thể trực tiếp gây ra cảm giác thị giác là có thể nhìn thấy. Giới hạn của dải bức xạ nhìn thấy được chấp nhận có điều kiện như sau: dưới 380 - 400 nm, trên 760 - 780 nm.

Phát xạ từ phạm vi này được sử dụng để tạo ra mức độ chiếu sáng cần thiết trong các cơ sở công nghiệp, hành chính và sinh hoạt.Mức độ yêu cầu được xác định bởi các điều kiện tầm nhìn. Trong trường hợp này, khía cạnh năng lượng của quá trình chiếu xạ ít quan trọng hơn.

Tuy nhiên, ví dụ, trong cùng một nền sản xuất nông nghiệp, ánh sáng không chỉ được sử dụng như một phương tiện chiếu sáng. Trong chiếu xạ nhân tạo thực vật, ví dụ như trong nhà kính, bức xạ nhìn thấy được của các thiết bị chiếu xạ là nguồn năng lượng duy nhất được lưu trữ trong thực vật trong quá trình quang hợp và sau đó được con người và động vật sử dụng. Ở đây, chiếu xạ là một quá trình năng lượng.

Ảnh hưởng của bức xạ khả kiến ​​đối với động vật và chim vẫn chưa được nghiên cứu đầy đủ, nhưng người ta đã xác định rằng ảnh hưởng của nó đối với năng suất không chỉ phụ thuộc vào mức độ chiếu sáng mà còn phụ thuộc vào độ dài của chu kỳ ánh sáng mỗi ngày, sự luân phiên của ánh sáng. thời kỳ sáng và tối, v.v.

Bức xạ hồng ngoại trong phổ bao phủ vùng từ 760 nm đến 1 mm và được chia thành IR-A (760-1400 nm), IR-B (1400-3000 nm) và IR-C (3000-106 nm).

Hiện nay, bức xạ hồng ngoại được sử dụng rộng rãi để sưởi ấm các tòa nhà và công trình, đó là lý do tại sao nó thường được gọi là bức xạ nhiệt. Nó cũng được sử dụng để làm khô sơn. Trong nông nghiệp, bức xạ hồng ngoại cũng được sử dụng rộng rãi để làm khô rau quả, sưởi ấm động vật non.

Có những thiết bị đặc biệt cho tầm nhìn ban đêm - thiết bị chụp ảnh nhiệt. Trong các thiết bị này, bức xạ hồng ngoại của bất kỳ vật thể nào được chuyển đổi thành bức xạ nhìn thấy được. Hình ảnh hồng ngoại cho thấy hình ảnh phân bố của các trường nhiệt độ.

Dải bức xạ hồng ngoại bắt đầu từ giới hạn trên của ánh sáng khả kiến ​​(780 nm) và kết thúc theo quy ước ở bước sóng 1 mm. Tia hồng ngoại là vô hình, có nghĩa là chúng không thể gây ra cảm giác thị giác.

Tính chất chính của tia hồng ngoại là tác dụng nhiệt: khi tia hồng ngoại được hấp thụ, cơ thể nóng lên. Do đó, chúng chủ yếu được sử dụng để sưởi ấm các vật thể và vật liệu khác nhau và để sấy khô.

Khi chiếu xạ cho cây, cần lưu ý rằng việc dư thừa tia hồng ngoại có thể dẫn đến cây bị quá nóng và chết.

Chiếu xạ động vật bằng tia hồng ngoại giúp cải thiện sự phát triển chung, trao đổi chất, lưu thông máu, giảm khả năng mắc bệnh, v.v. Các tia hiệu quả nhất của vùng IR-A. Chúng có khả năng thâm nhập tốt nhất vào các mô cơ thể. Quá nhiều tia hồng ngoại dẫn đến quá nóng và chết tế bào của các mô sống (ở nhiệt độ trên 43,5 ° C). Trường hợp này được sử dụng, ví dụ, cho mục đích khử trùng hạt. Trong quá trình chiếu xạ, các loài gây hại trong chuồng bị đốt nóng mạnh hơn nhiều so với hạt và chết.

Để biết thêm chi tiết xem tại đây: Máy chiếu xạ và hệ thống lắp đặt để sưởi ấm động vật bằng tia hồng ngoại

Bức xạ cực tím có dải bước sóng từ 400 đến 1 nm. Trong khoảng từ 100 đến 400 nm, ba vùng được phân biệt: UV -A (315 — 400 nm), UV -B (280 — 315 nm), UV -C (100 — 280 nm). Các chùm của các khu vực này có các thuộc tính khác nhau và do đó tìm thấy các ứng dụng khác nhau. Bức xạ tia cực tím cũng vô hình, nhưng nguy hiểm cho mắt. Bức xạ cực tím có bước sóng ngắn hơn 295nm có tác dụng ức chế thực vật, do đó, khi chiếu xạ nhân tạo, nó phải được loại trừ khỏi dòng chảy chung của nguồn.

Bức xạ UV-A có thể, khi được chiếu xạ, làm cho một số chất phát sáng. Sự phát sáng này được gọi là phát quang hay đơn giản là phát quang.

Sự phát quang được gọi là sự phát sáng tự phát của các vật thể có thời lượng vượt quá chu kỳ dao động của ánh sáng và được kích thích bằng bất kỳ loại năng lượng nào, ngoại trừ nhiệt. Chất rắn, chất lỏng và chất khí có thể phát quang. Với các phương pháp kích thích khác nhau và tùy thuộc vào trạng thái tập hợp của cơ thể, trong quá trình phát quang, chúng có thể trải qua các quá trình khác nhau.

Các tia của vùng này được sử dụng để phân tích phát quang thành phần hóa học của một số chất, đánh giá trạng thái sinh học của sản phẩm (sự nảy mầm và hư hỏng của hạt, mức độ thối rữa của khoai tây, v.v.) và trong các trường hợp khác khi một chất có thể phát sáng với ánh sáng nhìn thấy được trong luồng tia cực tím.

Bức xạ từ vùng UV-B có tác dụng sinh học mạnh đối với động vật. Trong quá trình chiếu xạ, tiền vitamin D được chuyển hóa thành vitamin D, tạo điều kiện cho cơ thể hấp thụ các hợp chất phốt pho-canxi. Sức mạnh của xương của bộ xương phụ thuộc vào mức độ hấp thụ canxi, đó là lý do tại sao bức xạ UV-B được sử dụng như một chất chống còi xương cho động vật và chim non.

Phần tương tự của quang phổ có khả năng gây ra hiệu ứng ban đỏ lớn nhất, nghĩa là nó có thể gây đỏ da kéo dài (ban đỏ). Ban đỏ là hậu quả của việc mở rộng các mạch máu, dẫn đến các phản ứng thuận lợi khác trong cơ thể.

Bức xạ tia cực tím của vùng UV-C có khả năng tiêu diệt vi khuẩn, nghĩa là nó có tác dụng diệt khuẩn và được sử dụng để khử trùng nước, thùng chứa, không khí, v.v.