СПЕКТР ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ КОЛЕБАНИИ

Различные виды излучения: гамма, рентгеновское, ультра­фиолетовое, видимое, инфракрасное, радиоволны и низкочастот­ные колебания, несмотря на их большие различия в свойствах, имеют одинаковую природу. Все они являются частью спектра электромагнитного колебания и отличаются друг от друга дли­ной волны.

Интересующее нас инфракрасное излучение йо величине длины волны лежит по возрастающей за граничной красной частью солнечного (светового) спектра (рис. 1).

Условно принято считать инфракрасным’ излучение с длиной волны в пределах 0,77—420 мк.

В практике инфракрасного нагрева с применением газовых горелок инфракрасного излучения или металлических излучате­лей, нагреваемых обычными газовыми горелками, длина волны излучения находится в пределах 1,5—5 мк.

Длиной волны К называется расстояние между соседними гребнями или впадинами этой волны. Частотой v называется числ<?колебаний в секунду. Чем больше длина волны, тем мень­ше частота. Периодом волны Т называется время, за которое совершается одно колебание.

Между этими величинами существует простая зависимость

, X Xv = — = v, Т

Где V — скорость распространения колебания.

Распространение электромагнитной волны в пространстве сопровождается переносом энергии по направлению движения волны; эта энергия получила название лучистой энергии.

При современном уровне знаний мы двояко представляем излучение: как поток материальных частиц и как волновое рас­пространение энергии электромагнитного поля. Однако при таком условном делении следует всегда помнить, что данное
явление само по себе едино, следовательно, в каждом процессе, связанном с возникновением, распространением или преобразо­ванием излучения, неизменно проявляются его волновые свой­ства и свойства потока материальных частиц.

Все существующие в природе излучения составляют непре­рывный спектр, распространяющийся от космических лучей с длиной волны около 2ХІ0-8 Мк до радиоизлучений и излучений

Лдчи Ультрафиолетовые Фиолетовые

.Синие Голубые Зеленые

Желтые

Оранжевые \

Красные J Инфракрасные

Генераторов переменного тока промышленной частоты с длиной ролны 6000 км.

Гамма-лучи — одни из наиболее коротких лучей спектра. Они возникают при распаде радиоактивных элементов.

Рентгеновские лучи имеют длину волны примерно в 1000 раз меньшую, чем длины волн видимого света. Рентгенов­ские лучи возникают при столкновениях быстролетящих. элек­тронов, которые теряют свою энергию. Часть энергии идет на повышение температуры вещества, а часть выделяется в виде рентгеновских лучей.

Ультрафиолетовые лучи занимают область между рентгеновскими и фиолетовыми лучами видимого излучения. Хорошими техническими источниками ультрафиолетовых лучей являются электрические дуги, а также кварцевые и ртутные лампы. Ультрафиолетовые лучи можно обнаружить фотографи­ческими методами по вызываемой этими лучами флуоресценции И фосфоресценции, а также при помощи фотоэлементов и тер­моэлементов. Они не проходят через стекло и частично задер­живаются даже воздухом.

СПЕКТР ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ КОЛЕБАНИИ

Рис. 1. Схема разложения луча белого света в спектр

Видимые лучи занимают в, электромагнитном спектре наиболее узкий участок примернд 0,4—0,77 мк. Эта величина была принята условно.

Советскими учеными доказано, что граница видимого участ­ка спектра определяется мощностью источника излучения и сте­пенью адаптации (приспособления) глаза. Так, в инфракрасной области спектра порог чувствительности глаза доходит до 0,85—0,90 мк при увеличении мощности источника излучения в сотни тысяч раз! Свойства и области применения видимых лу­чей широко известны по курсу физики.

Инфракрасные лучи, невидимые для глаза, занимают область спектра примерно от 0,77 до 420 мк, лежащую между красными лучами видимой части спектра и ультракороткими

ШШ /А 1шк ЮткШтШк ЮшКЮш 1ш Ten Юсм 1м Юм ЮПИ Frn Юкм

SJ_____ I__ I_____ I__ I—- 1— I —- 1— 1—- 1— 1——^—’—ь—

-1— ■_______ —

Гшта Лучи

—і____ і—

Рентгенов­Ские Лучи

!

§

<1

І

G

Г»

Шфранрй — сные лучи

Радиоволны

І

Низкочастот­ные колебания

_ — .

_J

Рис. 2. Положение инфракрасного спектра в общем спектре электро­магнитных колебаний

Радиоволнами. Они обладают такими же свойствами, как види­мые и ультрафиолетовые лучи, т. е. распространяются прямоли­нейно, преломляются и поляризуются. Инфракрасные лучи из­лучаются внешними электронами атомов и молекул в результа­те вращательных и колебательных движений молекул.

Инфракрасные лучи называют иногда тепловыми, так как их интенсивность определяется температурой излучающего тела.

Методы получения и обнаружения инфракрасных лучей раз­личны для разных спектральных участков.

Область инфракрасных лучей можно условно разделить на три участка спектра: коротковолновый (0,77—15 мк), средне­волновый (15—100 мк) и длинноволновый (100—420 мк).

В технике инфракрасного нагрева практическое применение имеют коротковолновые инфракрасные лучи.

Инфракрасные, ультрафиолетовые и видимые лучи, занима­ющие среднюю часть спектра электромагнитных волн, называ­ют иногда оптической областью спектра.

Наибольшей частью оптической области спектра является участок инфракрасных лучей, составляющих девять октав из 15 (рис. 2).

Источниками инфракрасных лучей с длиной волны от 1,3 до 7 мк могут быть электрические лампы накаливания, ртутные лампы высокого и сверхвысокого давления, специальные штиф­товые и колпачковые излучатели, а также газовые горелки ин­фракрасного излучения и металлические или керамические из­лучатели.

Источниками инфракрасных лучей с длиной волны от 7 до 15 мк являются все нагретые тела с температурой от 190 до 410° К.

Граничная длина волны этого диапазона излучений (15 мк) Определяется водяными парами, имеющимися в атмосфере, по­скольку водяные пары почти полностью поглощают инфракрас­ное излучение с длиной волны более 14—15 мк.

Ваш отзыв

Рубрика: ГАЗОВЫЕ ГОРЕЛКИ ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *