Az optikai spektrum sugarainak tulajdonságai és alkalmazásai
A generációs elvek szerint elektromágneses sugárzás a következő típusokra oszlik: gamma-sugárzás, röntgen-, szinkrotron-, rádió- és optikai sugárzás.
Az optikai sugárzás teljes tartománya három régióra oszlik: ultraibolya (UV), látható és infravörös (IR). Az ultraibolya sugárzás tartománya pedig UV-A-ra (315-400 nm), UV-B-re (280-315) és UV-C-re (100-280 nm) oszlik. A 180 nm-nél kisebb hullámhosszúságú területen lévő ultraibolya gamma-sugárzást gyakran vákuumnak nevezik, mivel a spektrum ezen tartományában a levegő átlátszatlan. A vizuális érzetet okozó sugárzást láthatónak nevezzük. A látható sugárzás az optikai sugárzás szűk spektrális tartománya (380-760 nm), amely megfelel az emberi szem érzékenységi tartományának.
Látható az a sugárzás, amely közvetlenül okozhat vizuális érzetet. A látható sugárzás tartományának határait feltételesen a következőképpen fogadjuk el: az alsó 380 — 400 nm, a felső 760 — 780 nm.
Az ebből a tartományból származó kibocsátást az ipari, adminisztratív és háztartási helyiségek szükséges megvilágításának megteremtésére használják.A szükséges szintet a látási viszonyok határozzák meg. Ebben az esetben a besugárzási folyamat energetikai vonatkozása kevésbé fontos.
Azonban például ugyanabban a mezőgazdasági termelésben a fényt nem csak megvilágítási eszközként használják. A növények mesterséges besugárzása során, például üvegházakban, a besugárzó berendezések látható sugárzása az egyetlen energiaforrás, amely a növényben a fotoszintézis folyamatában tárolódik, majd az emberek és az állatok felhasználják. Itt a besugárzás energetikai folyamat.
A látható sugárzás állatokra és madarakra gyakorolt hatását még nem vizsgálták kellőképpen, de megállapították, hogy a termelékenységre gyakorolt hatása nemcsak a megvilágítás mértékétől függ, hanem a napi fényperiódus hosszától, a sugárzás váltakozásától is. világos és sötét időszakok stb.
Az infravörös sugárzás a spektrumban a 760 nm-től 1 mm-ig terjedő tartományt fedi le, és IR-A (760-1400 nm), IR-B (1400-3000 nm) és IR-C (3000-106 nm) tartományokra oszlik.
Jelenleg az infravörös sugárzást széles körben használják épületek és építmények fűtésére, ezért is szokták hősugárzásnak nevezni. Festékek szárítására is használják. A mezőgazdaságban az infravörös sugárzást széles körben alkalmazzák zöldségek és gyümölcsök szárítására, fiatal állatok melegítésére is.
Vannak speciális eszközök az éjszakai látáshoz - hőkamerák. Ezekben az eszközökben bármely tárgy infravörös sugárzása látható sugárzássá alakul. Az infravörös képen a hőmérsékleti mezők eloszlása látható.
Az infravörös sugárzás tartománya a látható fény felső határától (780 nm) kezdődik, és hagyományosan 1 mm-es hullámhosszon ér véget. Az infravörös sugarak láthatatlanok, vagyis nem okozhatnak vizuális érzetet.
Az infravörös sugarak fő tulajdonsága a termikus hatás: amikor az infravörös sugarak elnyelődnek, a testek felmelegednek. Ezért elsősorban különféle tárgyak és anyagok melegítésére, valamint szárításra használják.
A növények besugárzásakor szem előtt kell tartani, hogy a túlzott infravörös sugárzás túlzott túlmelegedéshez és a növények pusztulásához vezethet.
Az állatok infravörös sugárzással történő besugárzása javítja általános fejlődésüket, anyagcseréjüket, vérkeringésüket, csökkenti a betegségekre való fogékonyságot stb. Az IR-A zóna leghatékonyabb sugarai. Ezek rendelkeznek a legjobb behatoló képességgel a testszövetekben. A túlzott infravörös sugárzás az élő szövetek sejtjeinek túlmelegedéséhez és halálához vezet (43,5 ° C feletti hőmérsékleten). Ezt a körülményt például gabonafertőtlenítésre használják. A besugárzás során az istálló kártevői a gabonánál sokkal erősebben felhevülnek és elpusztulnak.
További részletekért lásd itt: Besugárzók és berendezések az állatok infravörös melegítésére
Az ultraibolya sugárzás a 400 és 1 nm közötti hullámhossz-tartományt fedi le. A 100 és 400 nm közötti intervallumban három zóna különíthető el: UV -A (315-400 nm), UV -B (280-315 nm), UV -C (100-280 nm). Ezeknek a területeknek a gerendái eltérő tulajdonságokkal rendelkeznek, ezért eltérő alkalmazási területet találnak. Az ultraibolya sugárzás szintén láthatatlan, de veszélyes a szemre. A 295 nm-nél rövidebb hullámhosszú ultraibolya sugárzás elnyomja a növényeket, ezért mesterséges besugárzás esetén ki kell zárni a forrás általános áramlásából.
Az UV-A sugárzás besugárzáskor bizonyos anyagok fényét okozhatja. Ezt a fényt fotolumineszcenciának vagy egyszerűen lumineszcenciának nevezik.
Lumineszcenciának nevezzük a fénylengés periódusát meghaladó időtartamú testek spontán ragyogását, amelyek bármilyen energia rovására gerjesztődnek, kivéve a hőt. A szilárd anyagok, folyadékok és gázok lumineszkálhatnak. Különböző gerjesztési módszerekkel és a test aggregált állapotától függően a lumineszcencia során különböző folyamatokon mennek keresztül.
Ennek a zónának a sugarait bizonyos anyagok kémiai összetételének lumineszcencia-elemzésére, a termékek biológiai állapotának értékelésére (a szem csírázása és károsodása, a burgonya rothadási foka stb.) és egyéb esetekben használják, amikor a az anyag látható fénnyel világíthat az ultraibolya sugarak áramlásában.
Az UV-B zónából származó sugárzás erős biológiai hatással van az állatokra. A besugárzás során a D provitamin D-vitaminná alakul, ami megkönnyíti a foszfor-kalcium vegyületek felszívódását a szervezetben. A csontváz csontjainak erőssége a kalcium felszívódásának mértékétől függ, ezért az UV-B sugárzást angolkór elleni szerként használják fiatal állatok és madarak esetében.
A spektrum ugyanazon része képes a legnagyobb bőrpír hatást kifejteni, azaz hosszan tartó bőrpírt (erythema) okozhat. Az erythema az erek tágulásának következménye, ami egyéb kedvező reakciókhoz vezet a szervezetben.
Az UV-C zóna ultraibolya sugárzása képes elpusztítani a baktériumokat, azaz baktériumölő hatású, víz, tartályok, levegő stb. fertőtlenítésére szolgál.