Radiatsiya - bu jismoniy jarayon bo'lib, uning natijasi elektromagnit to'lqinlar yordamida energiyani uzatishdir. Radiatsiyaga teskari jarayon yutilish deb ataladi. Keling, ushbu masalani batafsil ko'rib chiqaylik, shuningdek, kundalik hayotda va tabiatda nurlanishga misollar keltiramiz.
Radiatsiyaning paydo boʻlish fizikasi
Har qanday jism oʻz navbatida musbat zaryadlangan yadrolardan hosil boʻlgan atomlardan va yadrolar atrofida elektron qobiq hosil qiluvchi va manfiy zaryadlangan elektronlardan iborat. Atomlar shunday joylashtirilganki, ular turli energetik holatda bo'lishi mumkin, ya'ni ular yuqori va past energiyaga ega bo'lishi mumkin. Agar atom eng kam energiyaga ega bo'lsa, bu uning asosiy holati deyiladi, atomning boshqa har qanday energiya holati hayajonlangan deb ataladi.
Atomning turli energiya holatlarining mavjudligi uning elektronlari ma'lum energiya darajalarida joylashishi mumkinligi bilan bog'liq. Elektron yuqori darajadan pastki darajaga o'tganda, atom energiyani yo'qotadi, u foton - tashuvchi zarra shaklida atrofdagi bo'shliqqa tarqaladi.elektromagnit to'lqinlar. Aksincha, elektronning quyi darajadan yuqori darajaga oʻtishi fotonning yutilishi bilan birga kechadi.
Atom elektronini yuqori energiya darajasiga oʻtkazishning bir necha yoʻllari mavjud boʻlib, ular energiyani uzatishni oʻz ichiga oladi. Bu tashqi elektromagnit nurlanishning ko'rib chiqilayotgan atomiga ta'sir qilish va unga energiyani mexanik yoki elektr vositalar bilan o'tkazish bo'lishi mumkin. Bundan tashqari, atomlar kimyoviy reaksiyalar orqali energiya olishi va keyin chiqarishi mumkin.
Elektromagnit spektr
Fizikadagi nurlanish misollariga oʻtishdan oldin shuni taʼkidlash kerakki, har bir atom energiyaning maʼlum qismlarini chiqaradi. Buning sababi, elektronning atomda bo'lishi mumkin bo'lgan holatlar o'zboshimchalik bilan emas, balki qat'iy belgilangan. Shunga ko'ra, bu holatlar orasidagi o'tish ma'lum miqdorda energiya emissiyasi bilan birga keladi.
Atom fizikasidan ma'lumki, atomdagi elektron o'tishlar natijasida hosil bo'lgan fotonlar tebranish chastotasiga to'g'ridan-to'g'ri proportsional va to'lqin uzunligiga teskari proportsional energiyaga ega (foton elektromagnit to'lqin bo'lib, u xarakterlanadi. tarqalish tezligi, uzunligi va chastotasi bo'yicha). Moddaning atomi faqat ma'lum energiyalar to'plamini chiqarishi mumkinligi sababli, bu chiqarilgan fotonlarning to'lqin uzunliklari ham o'ziga xos ekanligini anglatadi. Bu uzunliklarning barchasi elektromagnit spektr deb ataladi.
Agar fotonning toʻlqin uzunligi390 nm dan 750 nm gacha yotadi, keyin ular ko'rinadigan yorug'lik haqida gapirishadi, chunki odam uni o'z ko'zlari bilan idrok etishi mumkin, agar to'lqin uzunligi 390 nm dan kam bo'lsa, unda bunday elektromagnit to'lqinlar yuqori energiyaga ega va ultrabinafsha, rentgen nurlari deb ataladi. yoki gamma nurlanishi. 750 nm dan ortiq uzunlik uchun kichik foton energiyasi xarakterlidir, ular infraqizil, mikro yoki radio nurlanish deb ataladi.
Jismlarning issiqlik nurlanishi
Mutlaq noldan boshqa haroratga ega bo'lgan har qanday jism energiya chiqaradi, bu holda biz termal yoki termal nurlanish haqida gapiramiz. Bunday holda, harorat termal nurlanishning elektromagnit spektrini ham, tanadan chiqadigan energiya miqdorini ham aniqlaydi. Harorat qanchalik yuqori bo'lsa, tananing atrofdagi bo'shliqqa ko'proq energiya tarqaladi va uning elektromagnit spektri yuqori chastotali hududga ko'proq siljiydi. Termal nurlanish jarayonlari Stefan-Boltzmann, Plank va Wien qonunlari bilan tavsiflanadi.
Kundalik hayotda nurlanishga misollar
Yuqorida aytib o'tilganidek, mutlaqo har qanday jism elektromagnit to'lqinlar shaklida energiya chiqaradi, ammo bu jarayonni har doim ham yalang'och ko'z bilan ko'rish mumkin emas, chunki bizni o'rab turgan jismlarning harorati odatda juda past, shuning uchun ularning spektri odamlar uchun ko'rinmaydigan past chastotada joylashgan.
Ko'rinadigan diapazondagi nurlanishning yorqin misoli elektr cho'g'lanma chiroqdir. Spiral shaklida o'tib, elektr toki volfram filamentini 3000 K gacha qizdiradi. Bunday yuqori harorat filamentning elektromagnit to'lqinlarni chiqarishiga olib keladi, maksimalko'rinadigan spektrning uzun to'lqinli qismiga to'g'ri keladi.
Uydagi nurlanishning yana bir misoli - inson ko'ziga ko'rinmaydigan mikroto'lqinlarni chiqaradigan mikroto'lqinli pech. Bu toʻlqinlar tarkibida suv boʻlgan jismlar tomonidan soʻriladi va shu bilan ularning kinetik energiyasi va natijada harorati ortadi.
Nihoyat, infraqizil diapazonda kundalik hayotda nurlanish misoli radiatorning radiatoridir. Biz uning nurlanishini ko'rmayapmiz, lekin issiqligini his qilamiz.
Tabiiy nurli jismlar
Tabiatdagi radiatsiyaning eng yorqin namunasi bizning yulduzimiz - Quyoshdir. Quyosh yuzasidagi harorat taxminan 6000 K ni tashkil qiladi, shuning uchun uning maksimal nurlanishi 475 nm to'lqin uzunligiga to'g'ri keladi, ya'ni u ko'rinadigan spektrda yotadi.
Quyosh atrofidagi sayyoralarni va ularning sun'iy yo'ldoshlarini isitadi, ular ham porlay boshlaydi. Bu erda aks ettirilgan yorug'lik va termal nurlanishni farqlash kerak. Shunday qilib, bizning Yerimizni kosmosdan ko'k shar shaklida ko'rish mumkin bo'lgan quyosh nuri aks ettirilgan. Agar biz sayyoramizning termal nurlanishi haqida gapiradigan bo'lsak, u ham sodir bo'ladi, lekin mikroto'lqinli spektr mintaqasida (taxminan 10 mikron) yotadi.
Ko'zgu nuridan tashqari, tabiatdagi radiatsiyaning yana bir misolini keltirish qiziq, bu esa kriketlar bilan bog'liq. Ular tomonidan chiqarilgan ko'rinadigan yorug'lik termal radiatsiya bilan bog'liq emas va atmosfera kislorodi va lusiferin (hasharotlar hujayralarida mavjud bo'lgan modda) o'rtasidagi kimyoviy reaktsiyaning natijasidir. Bu hodisabioluminesans nomi.
