Viditelné záření: použití v medicíně a v životě, zdrojích, vlastnostech, kým a kdy je otevřeno

Jste obklopeni elektromagnetickými vlnami. Jsou všude! Ze světla, které můžete vidět, k ultrafialovému procházejícím oknem ze slunce. Dokonce i když jste se snažili, nemohli jste se vyhnout vlnám. Ale pak znovu, proč to potřebujete? Proč se vyhnout něčemu, pokud lze použít? Co je viditelné záření, koho a kdy je otevřené? Jak to funguje a kde to platí?

Světelné vlny

Termín "světelné vlny" mohou různě užívat jiní lidé. Fyzikové mají tendenci je používat na stejné úrovni jako elektromagnetické. Takže jaký je rozdíl? Elektromagnetické vlny (nebo elektromagnetické záření) jsou vlny vytvářené oscilačními magnetickými a elektrickými poli a zahrnují rádiové vlny, mikrovlny, infračervené, viditelné, ultrafialové, rentgenové záření a gama záření. Stejně jako všechny vlny přenášejí energii a tato energie může mít velmi vysokou intenzitu (například elektromagnetické vlny, které přijímáme ze slunce).

Při pohledu na spektrum viditelného světla je modrým koncem elektromagnetického spektra vysoká frekvence, vysoká energie a krátká vlnová délka. Červený konec elektromagnetického spektra je nízkofrekvenční, nízká a dlouhá vlnová délka. Světlo je jen část elektromagnetického spektra, což je část, kterou naše oči mohou vidět. Jaké jsou oblasti použití viditelného záření, kromě těch, které umožňují člověku vidět všechno kolem?

Různé druhy světelných vln

Rádiové vlny jsou na červeném konci elektromagnetického spektra. Červený konec je také nejnižší energie, nejnižší frekvence a nejdelší vlnová délka. Radiální vlny se používají hlavně v komunikaci k přenosu signálů z jednoho místa do druhého. Rozhlasové stanice používají rádiové vlny, jako jsou mobilní telefony, televizory a bezdrátové sítě. Vzhledem k dlouhé vlnové délce rádiových vln mohou odrazit ionosféru Země a umožnit rozhlasovým stanicím vysílat jejich rozhlasové vysílání na dlouhé vzdálenosti, aniž by byli v přímém pohledu na všechny své posluchače.

Mikrovlny jsou nejblíže červenému konci spektra. Pravděpodobně můžete odhadnout, že mikrovlnné trouby se používají v kuchyni v mikrovlnné troubě pro vaření. Oni mají dostatečně vysokou energii, aby zvýšili pohyb molekul ve vašem jídle bez ionizujících atomů. To je důležité, protože to znamená, že se jedlo zahřeje - chemické složení zůstane stejné.

Infračervená má vlnovou délku o něco delší než naše oči mohou detekovat. Lidské tělo má teplotu, která v této části spektra produkuje záření, a proto mohou být infračervené detektory použity jako kamery pro noční vidění. Infračervený port je také používán dálkovým ovladačem pro odesílání signálů televizorům a jinému audio nebo video zařízení.

Viditelné světlo je součástí elektromagnetického spektra, které naše oči dokážou rozpoznat, a ta část, s níž jsme v našem každodenním životě nejznámější. To je považováno za "střední" elektromagnetické spektrum, ačkoli to je spíše libovolné.

Ultrafialová (často redukovaná na UV) je směrována na modrou stranu elektromagnetického spektra, což je strana s vysokou energií a kratší vlnou. Ultrafialové záření je příliš krátké ve vlnové délce, aby naše oči mohly detekovat. UV vlny jsou poměrně vysoké energie, takže jsou schopny ionizovat atomy, ničí molekulární vazby a dokonce i molekuly DNA. Z tohoto důvodu UV způsobuje spálení pokožky a dokonce i rakovinu kůže. Většina škodlivých ultrafialových vln Slunce je absorbována atmosférou (zejména dusíkem) a ozonovou vrstvou, ale velkou část z nich zasahuje do země. Proto stojí za to být opatrný a používat opalovací a sluneční brýle.

Rentgenové záření má velmi vysokou energii a stejně jako UV může ionizovat atomy v těle a způsobit poškození. Avšak ve správných vlnových délkách av správných množstvích je možné je bezpečně používat bez poškození tělesné tkáně, například při vytváření skenů na hrudi. Rovněž rentgenové dalekohledy jsou užitečné při studiu astrofyziky.

Co je to viditelné světlo a jak ho lze použít?

Jaké je použití viditelného záření? Chcete-li odpovědět na tuto otázku, musíte nejprve tento termín definovat. Viditelné světlo je elektromagnetické záření způsobené fotony, které zasahují na povrch a jsou pohlcovány elektrony materiálu, zatímco vyzařují barvu, která má nejnižší absorpční rychlost. Například hasicí přístroje jsou červené, protože částice barvy absorbují zelenou frekvenci lépe než červená.

340-750 nm - vlnová délka viditelného spektra. Díky této znalosti můžete vytvořit diody, které vydávají světlo na určitých frekvencích. Jedním z aplikací viditelného světla je semafor. Viditelné světlo je jakákoli elektromagnetická vlna (nebo foton jako kvantový ekvivalent), která leží v oblasti modré a červené barvy spektra. Má mnoho využití. Viditelné světlo se používá jako zdroj světla, který může vidět lidské oko. Jedná se o lasery, volné vesmírné komunikace, zbraně, poplašné systémy, osvětlení.

Používá se také jako podpisová emise některých atomových a chemických reakcí, které umožňují identifikaci přítomnosti různých materiálů a proto se používají při forenzním vyšetření a lékařství. Viditelné světlo je elektromagnetické záření ve frekvenčním rozsahu od 430 do 770 THz, což odpovídá vlnové délce 390 až 700 nm. Jedná se o rozsah elektromagnetického záření, které lze přijímat očima zvířat a lidí. Evoluce pravděpodobně vybavila zvířata s orgánem, aby vyrobila tento rozsah záření. Viditelné světlo představuje maximální intenzitu slunečního záření a je spíše krátkovlnné. Také nepoškozuje živé buňky, na rozdíl od například UV, rentgenů nebo gama paprsků.

Viditelné světlo je elektromagnetická vlna.

Obvykle pozorované světlo je kombinací různých barevných světelných vln. Tyto různé barvy světla jsou způsobeny různými frekvencemi světla. Viditelné světlo má mnoho aplikací v oblasti optiky, vědy o materiálech, kondenzované hmoty, laserové vědy, různých průmyslových odvětvích, která využívají toto světlo pro experimenty a každý den. Příklady jsou projekční plátna, laserový paprsek používaný v přehlídce nebo ukazatel, kamera a podobně.

Světlo je součástí elektromagnetického spektra, na které jsou naše oči citlivé. Hlavní použití viditelného světla je schopnost vidět věci vlastním zrakem. Spektrální záření je přenášeno vlnami nebo částicemi s různými vlnovými délkami a frekvencemi. Tento široký rozsah vlnových délek je známý jako elektromagnetické spektrum. Toto spektrum je klasicky rozděleno na sedm regionů v pořadí klesající vlnové délky a rostoucí energie a frekvence. Naše oči mohou odhalit jen malou část elektromagnetického spektra nazývaného viditelné světlo.

Tak fungují žárovky: elektrický proud ohřívá vlákno žárovky na 3000 stupňů a svítí horkým světlem. Povrch slunce je asi 5600 stupňů a vydává hodně světla. Bílé světlo je vlastně tvořeno různými barvami smíchanými dohromady. To lze vidět průchodem bílého světla přes skleněný hranol. Kompaktní disky se čtou laserovým světlem. Lasery se používají v kompaktních discích a DVD přehrávačích, kde se světlo odráží od drobných záhybů na disku při převodu na zvuk nebo data. Lasery se používají také v laserových tiskárnách av systémech zaměřených na letadla.

Nebezpečí viditelného světla

Viditelné světlá vlny jsou jediné elektromagnetické vlny, které lidské oko může vidět. Lidé je vidí jako barvy duhy, z nichž každá má svou vlastní vlnovou délku. Červená má nejdelší a fialovou má nejkratší. Když jsou všechny vlny viditelné dohromady, vytvářejí bílé světlo. Kužely v očích jsou přijímače pro tyto drobné vlny viditelného světla. Slunce je přirozeným zdrojem viditelných světelných vln a oči vidí odraz slunečního světla z okolních objektů. Barva objektu, který osoba vidí, je barva odraženého světla. Všechny ostatní barvy jsou absorbovány.

Příliš mnoho záření může poškodit sítnici. To se může stát, když se podíváte na něco velmi jasného, ​​jako je slunce. I když může být poškození vyléčeno, ale pokud je dopad viditelného záření silný a trvalý, může mít nevratné účinky.

Viditelné záření: zdroje, vlastnosti, aplikace

Žárovky jsou dalším zdrojem viditelných světelných vln. A také lasery. Kdo je objevil? Albert Einstein (1917) navrhl mechanismus stimulovaného záření - princip laseru. Objev spontánního záření Einsteinem (proces vyskytující se v atomech) ho povzbudil k rozvoji myšlenky stimulovat LED. V padesátých letech výzkumníci navrhli návrhy pro zařízení, které by stimulovalo záření za účelem zvýšení světla. První laser byl postaven v roce 1960 Theodorem M. Maimanem.

Jak se vyrábí laser?

Umělý proces zahrnuje následující:

• Zdroj energie.
• Aktivní prostředí
• Optická dutina.

Aktivní médium pohlcuje energii ze zdroje, ukládá ji a uvolňuje jako světlo. Některé z těchto světel spouštějí jiné atomy, aby uvolnily svou energii, takže do vypálené energie je přidáno více světla. Zrcadla na konci optické dutiny odrážejí světlo zpět do aktivního média a proces začíná znovu, což způsobuje, že světlo zesílí a vyvolá jeho část ve formě úzkého paprsku - laseru. Chcete-li zvýšit emise světla ve stavu excitace, musí existovat více atomů, než bylo původně. Toto se nazývá inverzace dat. Tato podmínka se nevyskytuje za normálních podmínek. Proto by umělé technologie měly pomoci tomuto procesu, nikoli přírodě.

Drug

Použití viditelného záření v medicíně je běžná věc. Lasery se používají v mikrochirurgických procedurách, jako je provádění malých, přesných řezů, operace jater a kapilární chirurgie, což vede k malé ztrátě krve. Lasery se také používají v oftalmologii (odstranění katarakty a korekce zraku), dermatologie (odstranění tetování a jizev), stomatologie (čištění dutiny), onkologie (léčba rakoviny kůže).

Jaký je příklad použití viditelného záření v medicíně? Světelná terapie se také používá k zmírnění sezónních afektivních poruch, reguluje interní biologické hodiny (cirkadiánní rytmy) a ovlivňuje vaši náladu. Terapeutické aplikace světla a barvy jsou také vyšetřovány v mnoha nemocnicích a výzkumných centrech po celém světě. Dosavadní výsledky ukazují, že plné spektrum, ultrafialové, barvové a laserové světlo může mít terapeutickou hodnotu pro řadu podmínek - od chronické bolesti a deprese až po imunitní poruchy.

Viditelné záření: kým a kdy je otevřeno?

První vysvětlující vzhled spektra (tento termín byl poprvé použit v roce 1671) viditelného záření Isaacem Newtonem v jeho díle "Optika" a Johanna Goetheho v jeho díle "Teorie barev". Co je to viditelné záření? Kdo a kdy je otevřen? Roger Bacon byl také zapojen do podobného výzkumu, který sledoval spektrum ve sklenici vody dlouho předtím, než Newton a Goethe.

Použití viditelného záření v životě umožňuje vidět vůbec nic. Světlo se pohybuje jako vlna, skáče od objektů, aby je lidé mohli vidět. Bez toho by všichni byli v naprosté tmě. Ale ve fyzice se světlo může vztahovat na jakoukoli elektromagnetickou vlnu: rádiové vlny, mikrovlny, infračervené, zjevně ultrafialové, rentgenové záření nebo gama záření.