Свойства и приложения на лъчите на оптичния спектър

Според принципите на генериране електромагнитно излъчване се разделя на следните видове: гама лъчение, рентгеново, синхротронно, радио и оптично излъчване.

Целият диапазон от оптично излъчване е разделен на три области: ултравиолетова (UV), видима и инфрачервена (IR). Обхватът на ултравиолетовата радиация от своя страна е разделен на UV-A (315-400 nm), UV-B (280-315) и UV-C (100-280 nm). Ултравиолетова гама радиацията в областта с дължини на вълните по -малки от 180 nm често се нарича вакуум, тъй като въздухът в тази област на спектъра е непрозрачен. Излъчването, което може да предизвика визуално усещане, се нарича видимо. Видимо радиацията е тясна спектрална област (380-760 nm) на оптично излъчване, съответстваща на областта чувствителност на човешкото око.

Видима е радиацията, която може директно да предизвика визуално усещане. Границите на обхвата на видимата радиация се приемат условно, както следва: долната 380 — 400 nm, горната 760 — 780 nm.

Излъчването от този диапазон се използва за създаване на необходимото ниво на осветеност в промишлени, административни и битови помещения. Необходимото ниво се определя от условията на видимост. В този случай енергийният аспект на процеса на облъчване е по -малко важен.

Въпреки това, например, в същото селскостопанско производство светлината се използва не само като средство за осветяване. При изкуствено облъчване на растения, например в оранжерии, видимото излъчване на облъчващите инсталации е единственият източник на енергия, който се съхранява в растението в процеса на фотосинтеза и след това се използва от хора и животни. Тук облъчването е енергичен процес.

Ефектът на видимата радиация върху животни и птици все още не е достатъчно проучен, но е установено, че ефектът му върху производителността зависи не само от нивото на осветеност, но и от продължителността на светлинния период на ден, редуването на светли и тъмни периоди и др.

Инфрачервеното лъчение в спектъра обхваща района от 760 nm до 1 мм и е разделен на IR-A (760-1400 nm), IR-B (1400-3000 nm) и IR-C (3000-106 nm).

В момента инфрачервеното лъчение се използва широко за отопление на сгради и конструкции, поради което често се нарича термично излъчване. Използва се и за сушене на бои. В селското стопанство инфрачервеното лъчение също се използва широко за сушене на зеленчуци и плодове, отопление на млади животни.

Има специални устройства за нощно виждане — термовизори. В тези устройства инфрачервеното излъчване на всеки обект се преобразува във видимо излъчване. Инфрачервеното изображение показва картина на разпределението на температурните полета.

Обхватът на инфрачервеното излъчване започва от горната граница на видимата светлина (780 nm) и завършва условно при дължина на вълната 1 mm. Инфрачервените лъчи са невидими, което означава, че не могат да предизвикат визуално усещане.

Основното свойство на инфрачервените лъчи е термичното действие: когато инфрачервените лъчи се абсорбират, телата се нагряват. Следователно те се използват главно за отопление на различни предмети и материали и за сушене.

При облъчване на растения трябва да се има предвид, че излишъкът от инфрачервени лъчи може да доведе до прекомерно прегряване и смърт на растенията.

Облъчването на животни с инфрачервени лъчи подобрява общото им развитие, метаболизма, кръвообращението, намалява податливостта към заболявания и др.д. Най-ефективните лъчи на IR-A зоната. Те имат най -добрата проникваща способност в тъканите на тялото. Излишъкът от инфрачервени лъчи води до прегряване и смърт на клетките на живите тъкани (при температури над 43,5 ° C). Това обстоятелство се използва например с цел дезинсекция на зърно. При облъчване вредителите на плевнята се нагряват много по -силно от зърното и умират.

За повече подробности вижте тук: Облъчватели и инсталации за инфрачервено отопление на животни

Ултравиолетовото излъчване обхваща диапазона на дължината на вълната от 400 до 1 nm. В интервала между 100 и 400 nm се разграничават три зони: UV -A (315 — 400 nm), UV -B (280 — 315 nm), UV -C (100 — 280 nm). Гредите на тези зони имат различни свойства и следователно намират различни приложения. Ултравиолетовото лъчение също е невидимо, но опасно за зрението. Ултравиолетовата радиация с дължина на вълната по -къса от 295 nm има потискащ ефект върху растенията, поради което, когато е изкуствено облъчена, тя трябва да бъде изключена от общия поток на източника.

Радиацията на UV-A зоната може, когато се облъчва, да предизвика блясък на определени вещества. Този блясък се нарича фотолуминесценция или просто луминесценция.

Луминисценцията се нарича спонтанно сияние на тела с продължителност, надвишаваща периода на светлинни трептения и възбудена по време на сметка за всякакъв вид енергия, с изключение на топлината. Твърдите, течни и газообразни тела могат да луминисцират. С различни методи на възбуждане и в зависимост от агрегатното състояние на тялото, по време на луминесценцията те могат протичат различни процеси.

Лъчите на тази зона се използват за луминесцентен анализ на химичния състав на определени вещества, оценка на биологичното състояние на продуктите (покълване и увреждане на зърното, степента на гниене на картофи и др.) И в други случаи, когато дадено вещество може светят с видима светлина в поток от ултравиолетови лъчи.

Радиацията от UV-B зоната има силен биологичен ефект върху животните. При облъчване провитамин D се превръща във витамин D, което улеснява усвояването на фосфорно-калциевите съединения от организма. Силата на костите на скелета зависи от степента на усвояване на калция, поради което UV-B радиацията се използва като антирахитно средство за млади животни и птици.

Същият участък от спектъра има способността за най -голямо еритемно действие, тоест може да причини продължително зачервяване на кожата (еритема). Еритемата е следствие от разширяването на кръвоносните съдове, което води до други благоприятни реакции в организма.

Ултравиолетовото лъчение на UV-C зоната е способно да убива бактерии, тоест има бактерициден ефект и се използва за дезинфекция на вода, контейнери, въздух и др.