Optik spektrum ışınlarının özellikleri ve uygulamaları
Üretim ilkelerine göre Elektromanyetik radyasyon şu türlere ayrılır: gama radyasyonu, X-ışını, senkrotron, radyo ve optik radyasyon.
Tüm optik radyasyon aralığı üç bölgeye ayrılmıştır: ultraviyole (UV), görünür ve kızılötesi (IR). Ultraviyole radyasyon aralığı sırasıyla UV-A (315-400 nm), UV-B (280-315) ve UV-C (100-280 nm) olarak ayrılmıştır. 180 nm'den daha az dalga boyuna sahip bölgedeki ultraviyole gama radyasyonu, spektrumun bu bölgesindeki hava opak olduğundan genellikle vakum olarak adlandırılır. Görsel bir duyuma neden olabilen radyasyona görünür denir. Görünür radyasyon, insan gözünün hassasiyet aralığına karşılık gelen, optik radyasyonun dar bir spektral aralığıdır (380-760 nm).
Doğrudan görsel duyuma neden olabilen radyasyon görülebilir. Görünür radyasyon aralığının sınırları aşağıdaki gibi şartlı olarak kabul edilir: alt 380 - 400 nm, üst 760 - 780 nm.
Bu aralıktan gelen emisyon, endüstriyel, idari ve evsel binalarda gerekli aydınlatma seviyesini oluşturmak için kullanılır.Gerekli seviye, görüş koşullarına göre belirlenir. Bu durumda, ışınlama işleminin enerji yönü daha az önemlidir.
Ancak örneğin aynı tarımsal üretimde ışık sadece bir aydınlatma aracı olarak kullanılmaz. Bitkilerin yapay olarak ışınlanmasında, örneğin seralarda, ışınlama tesislerinin görünür radyasyonu, bitkide fotosentez sürecinde depolanan ve daha sonra insanlar ve hayvanlar tarafından kullanılan tek enerji kaynağıdır. Burada ışınlama enerjik bir süreçtir.
Görünür radyasyonun hayvanlar ve kuşlar üzerindeki etkisi henüz yeterince incelenmemiştir, ancak üretkenlik üzerindeki etkisinin sadece aydınlatma seviyesine değil, aynı zamanda günlük ışık periyodunun uzunluğuna da bağlı olduğu tespit edilmiştir. aydınlık ve karanlık dönemler vb.
Spektrumdaki kızılötesi radyasyon 760 nm ile 1 mm arasındaki bölgeyi kapsar ve IR-A (760-1400 nm), IR-B (1400-3000 nm) ve IR-C (3000-106 nm) olarak ayrılır.
Şu anda, kızılötesi radyasyon, binaları ve yapıları ısıtmak için yaygın olarak kullanılmaktadır, bu nedenle genellikle termal radyasyon olarak adlandırılmaktadır. Boyaların kurutulmasında da kullanılır. Tarımda, sebze ve meyveleri kurutmak, genç hayvanları ısıtmak için kızılötesi radyasyon da yaygın olarak kullanılmaktadır.
Gece görüşü için özel cihazlar var - termal kameralar. Bu cihazlarda, herhangi bir nesnenin kızılötesi radyasyonu görünür radyasyona dönüştürülür. Kızılötesi görüntü, sıcaklık alanlarının dağılımının bir resmini gösterir.
Kızılötesi radyasyon aralığı, görünür ışığın üst sınırından (780 nm) başlar ve geleneksel olarak 1 mm dalga boyunda sona erer. Kızılötesi ışınlar görünmezdir, yani görsel duyuma neden olamazlar.
Kızılötesi ışınların ana özelliği termal etkidir: kızılötesi ışınlar emildiğinde vücutlar ısınır. Bu nedenle, esas olarak çeşitli nesne ve malzemeleri ısıtmak ve kurutmak için kullanılırlar.
Bitkileri ışınlarken, aşırı kızılötesi ışınların aşırı ısınmaya ve bitkilerin ölümüne yol açabileceği akılda tutulmalıdır.
Hayvanların kızılötesi ışınlarla ışınlanması, genel gelişimlerini, metabolizmalarını, kan dolaşımını iyileştirir, hastalıklara karşı duyarlılıklarını vb. azaltır. IR-A bölgesinin en etkili ışınları. Vücut dokularına en iyi nüfuz etme yeteneğine sahiptirler. Aşırı kızılötesi ışınlar, canlı doku hücrelerinin aşırı ısınmasına ve ölümüne yol açar (43,5 ° C'nin üzerindeki sıcaklıklarda). Bu durum, örneğin tahılın haşarattan arındırılması amacıyla kullanılır. Işınlama sırasında ahırın zararlıları daneden çok daha güçlü bir şekilde ısınır ve ölür.
Daha fazla ayrıntı için buraya bakın: Hayvanların kızılötesi ısıtılması için ışınlayıcılar ve tesisler
Ultraviyole radyasyon, 400 ila 1 nm dalga boyu aralığını kapsar. 100 ile 400 nm arasındaki aralıkta üç bölge ayırt edilir: UV -A (315 — 400 nm), UV -B (280 — 315 nm), UV -C (100 — 280 nm). Bu alanların kirişleri farklı özelliklere sahiptir ve bu nedenle farklı uygulamalar bulur. Ultraviyole radyasyon da görünmez, ancak gözler için tehlikelidir. Dalga boyu 295 nm'den daha kısa olan ultraviyole radyasyon bitkiler üzerinde baskılayıcı bir etkiye sahiptir, bu nedenle yapay olarak ışınlandığında kaynağın genel akışından dışlanmalıdır.
UV-A radyasyonu, ışınlandığında belirli maddelerin parlamasına neden olabilir. Bu ışımaya fotolüminesans veya basitçe lüminesans denir.
Lüminesans, ışık salınımlarının süresini aşan ve ısı hariç her türlü enerji pahasına uyarılan cisimlerin kendiliğinden parlaması olarak adlandırılır. Katılar, sıvılar ve gazlar parlayabilir. Farklı uyarma yöntemleriyle ve vücudun toplam durumuna bağlı olarak, lüminesans sırasında farklı işlemlerden geçebilirler.
Bu bölgenin ışınları, belirli maddelerin kimyasal bileşiminin lüminesans analizinde, ürünlerin biyolojik durumunun değerlendirilmesinde (tahılın çimlenmesi ve zarar görmesi, patateslerin çürüme derecesi vb.) ve diğer durumlarda bir madde, ultraviyole ışınları akışında görünür bir ışıkla parlayabilir.
UV-B bölgesinden gelen radyasyonun hayvanlar üzerinde güçlü bir biyolojik etkisi vardır. Işınlama sırasında provitamin D, fosfor-kalsiyum bileşiklerinin vücut tarafından emilimini kolaylaştıran D vitaminine dönüştürülür. İskeletin kemiklerinin gücü, kalsiyum emiliminin derecesine bağlıdır, bu nedenle UV-B radyasyonu, genç hayvanlar ve kuşlar için raşitizm önleyici bir madde olarak kullanılır.
Spektrumun aynı kısmı, en büyük eritem etkisine sahip olma yeteneğine sahiptir, yani derinin uzun süre kızarmasına (eritem) neden olabilir. Eritem, vücutta diğer olumlu reaksiyonlara yol açan kan damarlarının genişlemesinin bir sonucudur.
UV-C bölgesinin ultraviyole radyasyonu bakterileri öldürebilir, yani bakterisidal bir etkiye sahiptir ve suyu, kapları, havayı vb. dezenfekte etmek için kullanılır.