Читать «Физика элементарных частиц материи» онлайн - страница 44

Основные электромагнитные диапазоны излучений

Квантинное излучение возникает при взрыве «чёрной дыры» и при излучении преддыры, перед превращением её в квазар. Фотоны квантинного излучения имеют максимальную энергию движения. Длина волны λ имеет размер диаметра квантино и до 0,01нм. Гамма-лучи имеют энергию выше 124 000 эВ и длину волны меньше 0,01 нм = 0,1 Å\Рентгеновское излучение. От 0,1 нм = 1 Å(12 400 эВ) до 0,01 нм = 0,1 Å (124 000 эВ) – жёсткое рентгеновское излучение. Источники: некоторые ядерные реакции, электронно-лучевые трубки. От 10 нм (124 эВ) до 0,1 нм = 1 Å (12 400 эВ) – мягкое рентгеновское излучение. Источники: электронно-лучевые трубки, тепловое излучение плазмы. Тепловое – γ_Q, тормозное —γ_p и синхротронное рентгеновское излучение – γ_s имеет непрерывный спектр. В рентгеновских лучах наблюдается дифракция на кристаллических решётках, поскольку длины электромагнитных волн на этих частотах близки к периодам кристаллических решёток. На этом основан метод рентгено-дифракционного анализа. Излучение оптического диапазона (видимый свет и ближнее инфракрасное излучение) свободно проходит сквозь атмосферу, может быть легко отражено и преломлено в оптических системах. Источники: тепловое излучение (в том числе Солнца), флюоресценция, химические реакции, светодиоды. Цвета видимого излучения, соответствующие монохроматическому излучению, называются спектральными. Спектр и спектральные цвета можно увидеть при прохождении узкого светового луча через призму или какую-либо другу преломляющую среду. Традиционно, видимый спектр делится, в свою очередь, на диапазоны цветов: Ближнее инфракрасное излучение занимает диапазон от 207 ТГц (0,857 эВ) до 405ТГц (1,68 эВ).

Ультрафиолетовое излучение

Диапазон: От 400 нм (3,10 эВ) до 10 нм (124 эВ)

Верхняя граница определяется способностью человеческого глаза к восприятию красного света, различной у разных людей. Как правило, прозрачность в ближнем инфракрасном излучении соответствует прозрачности в видимом свете.

Видимое (оптическое) излучение

Видимое, инфракрасное и ультрафиолетовое излучение составляет так называемую оптическую область спектра в широком смысле этого слова. Выделение такой области обусловлено не только близостью соответствующих участков спектра, но и сходством приборов, применяющихся для её исследования и разработанных исторически главным образом при изучении видимого света (линзы и зеркала для фокусирования излучения, призмы, дифракционные решётки, интерференционные приборы для исследования спектрального состава излучения и пр.). Частоты волн оптической области спектра уже сравнимы с собственными частотами атомов и молекул, а их длины – с молекулярными размерами и межмолекулярными расстояниями. Благодаря этому в этой области становятся существенными явления, обусловленные атомистическим строением вещества. По этой же причине, наряду с волновыми, проявляются и квантовые свойства света. Самым известным источником оптического излучения является Солнце. Его поверхность (фотосфера) нагрета до температуры 6000 градусов по Кельвину и светит ярко-белым светом (максимум непрерывного спектра солнечного излучения расположен в «зелёной» области 550 нм, где находится и максимум чувствительности глаза). Именно потому, что мы родились возле такой звезды, этот участок спектра электромагнитного излучения непосредственно воспринимается нашими органами чувств. Излучение оптического диапазона возникает, в частности, при нагревании тел (инфракрасное излучение называют также тепловым) из-за теплового движения атомов и молекул. Чем сильнее нагрето тело, тем выше частота, на которой находится максимум спектра его излучения (см.: Закон смещения Вина). При определённом нагревании тело начинает светиться в видимом диапазоне. Сначала красным цветом, потом жёлтым и так далее. И наоборот, излучение оптического спектра оказывает на тела тепловое воздействие (см.: Болометрия).