Optilise spektri kiirte omadused ja rakendused
Põlvkonna põhimõtete järgi elektromagnetiline kiirgus jaguneb järgmisteks tüüpideks: gammakiirgus, röntgenikiirgus, sünkrotronkiirgus, raadio- ja optiline kiirgus.
Kogu optilise kiirguse ulatus on jagatud kolme piirkonda: ultraviolett (UV), nähtav ja infrapuna (IR). Ultraviolettkiirguse ulatus jaguneb omakorda UV-A-ks (315-400 nm), UV-B-ks (280-315) ja UV-C-ks (100-280 nm). Ultraviolett-gammakiirgust piirkonnas, mille lainepikkus on alla 180 nm, nimetatakse sageli vaakumiks, kuna õhk selles spektri piirkonnas on läbipaistmatu. Kiirgust, mis võib põhjustada visuaalset tunnet, nimetatakse nähtavaks. Nähtav kiirgus on optilise kiirguse kitsas spektrivahemik (380-760 nm), mis vastab inimsilma tundlikkuse vahemikule.
Nähtav on kiirgus, mis võib otseselt põhjustada visuaalset aistingut. Nähtava kiirguse ulatuse piirid on tinglikult aktsepteeritud järgmiselt: alumine 380 — 400 nm, ülemine 760 — 780 nm.
Sellest vahemikust pärit kiirgust kasutatakse vajaliku valgustuse taseme loomiseks tööstus-, haldus- ja olmeruumides.Nõutav tase määratakse nähtavustingimustega. Sel juhul on kiiritusprotsessi energeetiline aspekt vähem oluline.
Kuid näiteks samas põllumajandustootmises ei kasutata valgust ainult valgustusvahendina. Taimede kunstlikul kiiritamisel, näiteks kasvuhoonetes, on kiiritavate seadmete nähtav kiirgus ainuke energiaallikas, mis taimes fotosünteesi käigus salvestub ning seejärel inimesed ja loomad kasutavad. Siin on kiiritamine energeetiline protsess.
Nähtava kiirguse mõju loomadele ja lindudele ei ole veel piisavalt uuritud, kuid on kindlaks tehtud, et selle mõju produktiivsusele ei sõltu ainult valgustuse tasemest, vaid ka valgusperioodi pikkusest ööpäevas, kiirguse vaheldumisest. heledad ja pimedad perioodid jne.
Infrapunakiirgus spektris katab piirkonna 760 nm kuni 1 mm ja jaguneb IR-A (760-1400 nm), IR-B (1400-3000 nm) ja IR-C (3000-106 nm).
Praegu kasutatakse infrapunakiirgust laialdaselt hoonete ja rajatiste kütmiseks, mistõttu seda sageli nimetatakse soojuskiirguseks. Seda kasutatakse ka värvide kuivatamiseks. Põllumajanduses kasutatakse infrapunakiirgust laialdaselt ka köögiviljade ja puuviljade kuivatamiseks, noorloomade soojendamiseks.
Öise nägemise jaoks on olemas spetsiaalsed seadmed - termokaamerad. Nendes seadmetes muudetakse mis tahes objekti infrapunakiirgus nähtavaks kiirguseks. Infrapunapilt näitab pilti temperatuuriväljade jaotusest.
Infrapunakiirguse ulatus algab nähtava valguse ülemisest piirist (780 nm) ja lõpeb kokkuleppeliselt 1 mm lainepikkusel. Infrapunakiired on nähtamatud, mis tähendab, et nad ei saa põhjustada visuaalset tunnet.
Infrapunakiirte peamine omadus on termiline toime: infrapunakiirte neeldumisel kehad kuumenevad. Seetõttu kasutatakse neid peamiselt erinevate esemete ja materjalide soojendamiseks ning kuivatamiseks.
Taimede kiiritamisel tuleb meeles pidada, et infrapunakiirte liig võib põhjustada taimede liigset ülekuumenemist ja surma.
Loomade kiiritamine infrapunakiirtega parandab nende üldist arengut, ainevahetust, vereringet, vähendab vastuvõtlikkust haigustele jne. IR-A tsooni kõige tõhusamad kiired. Neil on parim läbitungimisvõime kehakudedesse. Infrapunakiirte liig põhjustab eluskudede rakkude ülekuumenemist ja surma (temperatuuril üle 43,5 ° C). Seda asjaolu kasutatakse näiteks teravilja desinsektsiooni eesmärgil. Kiiritamise ajal kuumenevad aida kahjurid teraviljast palju tugevamini ja hukkuvad.
Lisateabe saamiseks vaadake siit: Kiiritajad ja paigaldised loomade infrapunakütteks
Ultraviolettkiirgus katab lainepikkuste vahemikku 400 kuni 1 nm. Intervallis 100–400 nm eristatakse kolme tsooni: UV -A (315 - 400 nm), UV -B (280 - 315 nm), UV -C (100 - 280 nm). Nende alade talad on erinevate omadustega ja leiavad seetõttu erinevat rakendust. Ultraviolettkiirgus on samuti nähtamatu, kuid silmadele ohtlik. Ultraviolettkiirgus, mille lainepikkus on lühem kui 295 nm, mõjub taimedele pärssivalt, seetõttu tuleb see kunstlikul kiiritamisel allika üldisest voolust välja jätta.
UV-A-kiirgus võib kiiritamisel põhjustada teatud ainete hõõgumist. Seda sära nimetatakse fotoluminestsentsiks või lihtsalt luminestsentsiks.
Luminestsentsi nimetatakse kehade spontaanseks helenduseks, mille kestus ületab valguse võnkeperioodi ja mis on ergastatud mis tahes energialiigi, välja arvatud soojuse, arvelt. Tahked ained, vedelikud ja gaasid võivad luminestseerida. Erinevate ergastusmeetoditega ja olenevalt keha koondseisundist võivad need luminestsentsi ajal läbida erinevaid protsesse.
Selle tsooni kiiri kasutatakse teatud ainete keemilise koostise luminestsentsanalüüsiks, toodete bioloogilise seisundi (tera idanemine ja kahjustus, kartuli mädanemisaste jne) hindamiseks ning muudel juhtudel, kui Aine võib ultraviolettkiirte voos nähtava valgusega hõõguda.
UV-B tsooni kiirgusel on loomadele tugev bioloogiline mõju. Kiiritamise käigus muundatakse provitamiin D D-vitamiiniks, mis hõlbustab fosfori-kaltsiumiühendite omastamist organismis. Luustiku luude tugevus sõltub kaltsiumi neeldumisastmest, mistõttu kasutatakse UV-B-kiirgust noorloomade ja lindude rahhiidivastase vahendina.
Samal spektri osal on suurim erüteemefekt, see tähendab, et see võib põhjustada naha pikaajalist punetust (erüteem). Erüteem on veresoonte laienemise tagajärg, mis põhjustab kehas muid soodsaid reaktsioone.
UV-C tsooni ultraviolettkiirgus on võimeline tapma baktereid, see tähendab, et sellel on bakteritsiidne toime ja seda kasutatakse vee, anumate, õhu jne desinfitseerimiseks.