Видима радиация: използване в медицината и в живота, източници, свойства, от кого и кога е отворено

Вие сте заобиколени от електромагнитни вълни. Те са навсякъде! От светлината, която виждате, до ултравиолетовото излъчване през прозореца от слънцето. Дори и да се опитате, не можете да избегнете вълните. Но пак, защо ви е нужен? Защо да избягваме нещо, ако може да се приложи? Какво е видимата радиация, от кого и кога е отворена? Как работи и къде се прилага?

Светли вълни

Терминът "светлинни вълни" може да се използва по различен начин от различните хора. Физиците са склонни да го използват на същото ниво като електромагнитните. Така че каква е разликата? Електромагнитните вълни (или електромагнитни лъчения) са вълни, създадени от осцилиращи магнитни и електрически полета, и включват радиовълни, микровълни, инфрачервени лъчи, видими, ултравиолетови лъчи, рентгенови лъчи и гама лъчи. Както всички вълни, те носят енергия и тази енергия може да бъде с много висока интензивност (например електромагнитни вълни, които получаваме от слънцето).

Когато разглеждаме спектъра на видимата светлина, синият край на електромагнитния спектър е висока честота, висока енергия и къса дължина на вълната. Червеният край на електромагнитния спектър е ниска честота, ниска енергия и дълга дължина на вълната. Светлината е само част от електромагнитния спектър, част, която очите ни виждат. Какви са сферите на приложение на видимата радиация, с изключение на тази, която позволява на човек да види всичко наоколо?

Различни видове светлинни вълни

Радиовълните са в червения край на електромагнитния спектър. Червеният край е и най-ниската енергия, най-ниската честота и най-дългата дължина на вълната. Радиовълните се използват главно в комуникациите за предаване на сигнали от едно място на друго. Радиостанциите използват радиовълни, като мобилни телефони, телевизори и безжични мрежи. Поради дългите дължини на вълните на радиовълните, те могат да отскачат от йоносферата на Земята, позволявайки на радиостанциите да предават своите радиопредавания на дълги разстояния, без да са в пряк изглед на всички свои слушатели.

Микровълните са най-близо до червения край на спектъра. Вероятно можете да предположите, че микровълните се използват в кухненските микровълни за готвене. Те имат достатъчно висока енергия, за да увеличат движението на молекули във вашата храна без йонизиращи атоми. Това е важно, защото това означава, че храната ще се нагрява само - нейният химичен състав ще остане същият.

Инфрачервената светлина има дължина на вълната малко по-дълга от очите ни. Човешкото тяло има температура, която произвежда радиация в тази част от спектъра, и следователно инфрачервените детектори могат да се използват като камери за нощно виждане. Инфрачервеният порт се използва и от дистанционното управление за изпращане на сигнали към телевизори и друго аудио или видео оборудване.

Видимата светлина е част от електромагнитния спектър, който нашите очи могат да открият, и онази част, с която сме най-познати в нашето ежедневие. Смята се, че е в "средата" на електромагнитния спектър, въпреки че е доста произволен.

Ултравиолетовата (често редуцирана до UV) е насочена към синята страна на електромагнитния спектър, която е страна с висока енергия и по-къса вълна. Ултравиолетовата радиация е твърде къса в дължината на вълната, за да може очите ни да се открият. UV вълните са доста висока енергия, така че те са способни да йонизират атоми, унищожавайки молекулярните връзки и дори молекулите на ДНК. Поради тази причина UV причинява слънчево изгаряне и дори рак на кожата. Повечето от вредните ултравиолетови вълни на Слънцето се поглъщат от атмосферата (особено азота) и озоновия слой, но голяма част от нея се удари в земята. Затова си струва да внимавате и да използвате слънцезащитни и слънчеви очила.

Рентгеновите лъчи имат много висока енергия и подобно на UV могат да йонизират атоми в тялото и да причинят щети. Въпреки това, при правилните дължини на вълните и в правилните количества, те могат да се използват безопасно, без да се уврежда телесната тъкан, за да се създадат, например, сканиране на гърдите. Също така, рентгенови телескопи са полезни при изучаването на астрофизиката.

Какво е видимата светлина и как може да се използва?

Каква е ползата от видимата радиация? За да отговорите на този въпрос, първо трябва да дефинирате този термин. Видимата светлина е електромагнитно излъчване, причинено от фотони, които се удрят в повърхността и се абсорбират от електроните на материала, докато излъчват цвят, който има най-ниска скорост на абсорбция. Например пожарогасителите са червени, защото частиците на боята абсорбират зелената честота по-добре от червената.

340-750 nm - дължината на вълната на видимия спектър. Благодарение на това знание можете да създавате диоди, които излъчват светлина на определени честоти. Едно от приложенията на видимата светлина е светофар. Видимата светлина е всяка електромагнитна вълна (или фотон като квантов еквивалент), която се намира в областта на сините и червените цветове на спектъра. Той има много приложения. Видимата светлина се използва като източник на светлина, която може да се види от човешкото око. Това са лазери, комуникации в свободното пространство, оръжия, алармени системи, осветление.

Той се използва и като сигнална емисия на някои атомни и химични реакции, позволявайки да се идентифицират различни материали и следователно да се използват при съдебномедицински изследвания и медицина. Видимата светлина е електромагнитно излъчване в честотния диапазон от 430 до 770 THz, което съответства на дължини на вълните от 390 до 700 nm. Това е обхватът на електромагнитното излъчване, което може да се получи от очите на животните и хората. Еволюцията вероятно е приготвила животни с орган, който да произвежда този диапазон от радиация. Видимата светлина представлява максималната интензивност на слънчевата радиация и е по-скоро късовълнова. Също така не уврежда живите клетки, за разлика от, например, UV, рентгенови лъчи или гама лъчи.

Видимата светлина е електромагнитна вълна.

Често наблюдаваната светлина е комбинация от различни цветни светлинни вълни. Тези различни цветове на светлината се дължат на различни честоти на светлината. Видимата светлина има много приложения в оптиката, науката за материалите, кондензираната материя, лазерната наука, различните индустрии, които използват тази светлина за експерименти и всеки ден. Примери са прожекционни екрани, лазерен лъч, използван в шоу, или указател, камера и т.н.

Светлината е част от електромагнитния спектър, към който очите ни са чувствителни. Основната употреба на видимата светлина е способността да виждаш нещата със собствените си очи. Излъчването на спектъра се предава от вълни или частици на различни дължини на вълните и честоти. Този широк диапазон от дължини на вълните е известен като електромагнитен спектър. Този спектър е класически разделен на седем области по ред на намаляване на дължината на вълната и увеличаване на енергията и честотата. Очите ни могат да открият само малка част от електромагнитния спектър, наречена видима светлина.

Ето как работят електрическите крушки: електрически ток нагрява нишката на лампата на около 3000 градуса и свети с гореща светлина. Повърхността на слънцето е около 5600 градуса и излъчва много светлина. Бялата светлина всъщност се състои от различни цветове, смесени заедно. Това може да се види чрез преминаване на бяла светлина през стъклена призма. Компактните дискове се четат с лазерна светлина. Лазерите се използват в компакт дискове и DVD плейъри, където светлината се отразява от дребни трапчинки на диска, докато се превръща в звук или данни. Лазерите се използват и в лазерни принтери и в системи за насочване на самолети.

Опасности от видимата светлина

Видимите светлинни вълни са единствените електромагнитни вълни, които човешкото око може да види. Хората ги виждат като цветовете на дъгата, всяка от които има своя собствена дължина на вълната. Червеното има най-дълго и най-краткото е лилавото. Когато всички вълни са видими заедно, те създават бяла светлина. Конусите в очите са приемници за тези малки вълни от видима светлина. Слънцето е естествен източник на видими светлинни вълни, а очите виждат отражение на тази слънчева светлина от околните предмети. Цветът на обекта, който човек вижда, е цветът на отразената светлина. Всички останали цветове се абсорбират.

Твърде много радиация може да увреди ретината. Това може да се случи, ако погледнете нещо много светло, като например слънцето. Въпреки че щетите могат да бъдат излекувани, но ако ефектът от видимата радиация е силен и постоянен, той може да има необратими ефекти.

Видима радиация: източници, свойства, приложение

Електрическите крушки са друг източник на видими светлинни вълни. И също лазери. Кой ги е открил? Алберт Айнщайн (1917) предлага механизма на стимулираното лъчение - принципа на лазера. Откриването на спонтанна радиация от Айнщайн (процес, протичащ в атомите) го накара да развие идеята за стимулиране на светодиодите. През 50-те години на миналия век изследователите са предложили проекти за устройство, което да стимулира излъчването за подобряване на светлината. Първият лазер е построен от Теодор Майман през 1960 година.

Как се произвежда лазерът?

Изкуственият процес включва следното:

• Източник на енергия.
• Активна среда
• Оптична кухина.

Активната среда абсорбира енергия от източника, съхранява я и я освобождава като светлина. Някои от тази светлина задействат други атоми, за да освободят енергията си, така че към изпепелената се добавя повече светлина. Огледалата в края на оптичната кухина отразяват светлината обратно в активната среда и процесът започва отново, причинявайки светлината да усилва и индуцира част от него под формата на тесен лъч - лазер. За да се увеличи светлинното излъчване в възбуденото състояние, трябва да има повече атоми, отколкото първоначално. Това се нарича инверсия на данни. Това състояние не възниква при нормални условия. Следователно, изкуствените технологии трябва да помогнат на този процес, а не на природата.

лекарство

Използването на видима радиация в медицината е нещо обичайно. Лазерите се използват в микрохирургични процедури, като извършване на малки, прецизни разрези, операции на черния дроб и капилярната хирургия, което води до малка загуба на кръв. Лазерите се използват и в офталмологията (отстраняване на катаракта и корекция на зрението), дерматология (отстраняване на татуировки и белези), стоматология (почистване на кухината), онкология (лечение на рак на кожата).

Какъв е примерът с използването на видима радиация в медицината? Светлинната терапия се използва и за облекчаване на сезонните афективни разстройства, регулира вътрешните биологични часовници (циркадни ритми) и влияе на настроението ви. Терапевтичните приложения на светлината и цвета също се изследват в много болници и изследователски центрове по целия свят. Досегашните резултати показват, че пълният спектър, ултравиолетовата, цветната и лазерната светлина могат да имат терапевтична стойност за редица състояния - от хронична болка и депресия до имунни нарушения.

Видима радиация: от кого и кога е отворена?

Първият, който обяснява появата на спектъра (този термин е използван за първи път през 1671 г.) на видимата радиация от Исак Нютон в неговата работа “Оптика” и Йохан Гьоте в неговата работа “Теория на цветовете”. Какво е видима радиация? Кой и кога е отворен? Роджър Бейкън също се занимаваше с подобни изследвания, които наблюдаваха спектъра в чаша вода много преди Нютон и Гьоте.

Използването на видима радиация в живота позволява да се види всичко. Светлината се движи като вълна, отскачайки от обекти, за да могат хората да ги виждат. Без това всички ще бъдат в пълна тъмнина. Но във физиката светлината може да е свързана с всяка електромагнитна вълна: радиовълни, микровълни, инфрачервени лъчи, явно ултравиолетови, рентгенови или гама лъчи.