Şüalanma fiziki prosesdir, nəticəsi elektromaqnit dalğalarından istifadə edərək enerjinin ötürülməsidir. Radiasiyaya əks proses udma adlanır. Gəlin bu məsələni daha ətraflı nəzərdən keçirək, həmçinin gündəlik həyatda və təbiətdə radiasiyaya dair nümunələr verək.
Şüalanmanın yaranma fizikası
Hər hansı bir cisim öz növbəsində müsbət yüklü nüvələrdən əmələ gələn atomlardan və nüvələrin ətrafında elektron qabıqlar əmələ gətirən və mənfi yüklü elektronlardan ibarətdir. Atomlar elə düzülüblər ki, onlar müxtəlif enerji vəziyyətlərində ola bilsinlər, yəni həm yüksək, həm də aşağı enerjiyə malik ola bilərlər. Bir atom ən aşağı enerjiyə malik olduqda, onun əsas vəziyyəti deyilir, atomun hər hansı digər enerji vəziyyətinə həyəcanlı deyilir.
Atomun müxtəlif enerji hallarının olması onun elektronlarının müəyyən enerji səviyyələrində yerləşə bilməsi ilə bağlıdır. Elektron daha yüksək səviyyədən aşağı səviyyəyə keçdikdə, atom enerjisini itirir və onu ətraf kosmosa foton - daşıyıcı hissəcik şəklində yayır.elektromaqnit dalğaları. Əksinə, elektronun aşağı səviyyədən daha yüksək səviyyəyə keçidi fotonun udulması ilə müşayiət olunur.
Atomun elektronunu daha yüksək enerji səviyyəsinə ötürməyin bir neçə yolu var ki, bu da enerjinin ötürülməsini nəzərdə tutur. Bu həm xarici elektromaqnit şüalanmasının nəzərə alınan atomuna təsir, həm də mexaniki və ya elektrik vasitələrlə ona enerji ötürülməsi ola bilər. Bundan əlavə, atomlar kimyəvi reaksiyalar vasitəsilə enerji qəbul edib sonra sərbəst buraxa bilər.
Elektromaqnit spektri
Fizikada şüalanma nümunələrinə keçməzdən əvvəl qeyd etmək lazımdır ki, hər bir atom enerjinin müəyyən hissələrini yayır. Bu, bir elektronun bir atomda ola biləcəyi vəziyyətlərin ixtiyari deyil, ciddi şəkildə müəyyən edildiyi üçün baş verir. Müvafiq olaraq, bu vəziyyətlər arasında keçid müəyyən miqdarda enerjinin emissiyası ilə müşayiət olunur.
Atom fizikasından məlumdur ki, atomda elektron keçidlər nəticəsində yaranan fotonlar onların salınma tezliyi ilə düz mütənasib və dalğa uzunluğu ilə tərs mütənasib enerjiyə malikdirlər (foton elektromaqnit dalğasıdır ki, o yayılma sürəti, uzunluğu və tezliyi ilə). Maddənin atomu yalnız müəyyən bir enerji dəsti buraxa bildiyi üçün, bu, yayılan fotonların dalğa uzunluqlarının da spesifik olması deməkdir. Bütün bu uzunluqların çoxluğuna elektromaqnit spektri deyilir.
Əgər fotonun dalğa uzunluğu390 nm ilə 750 nm arasında yerləşir, sonra görünən işıq haqqında danışırlar, çünki insan onu öz gözləri ilə qavra bilər, əgər dalğa uzunluğu 390 nm-dən azdırsa, belə elektromaqnit dalğaları yüksək enerjiyə malikdir və ultrabənövşəyi, rentgen şüaları adlanır. və ya qamma şüalanması. 750 nm-dən çox uzunluqlar üçün kiçik foton enerjisi xarakterikdir, onlar infraqırmızı, mikro və ya radio radiasiya adlanır.
Cismlərin istilik şüalanması
Mütləq sıfırdan başqa temperaturu olan hər hansı bir cisim enerji yayır, bu halda biz termal və ya istilik şüalanmasından danışırıq. Bu halda temperatur həm termal şüalanmanın elektromaqnit spektrini, həm də bədən tərəfindən buraxılan enerjinin miqdarını müəyyən edir. Temperatur nə qədər yüksək olarsa, bədən ətrafdakı kosmosa bir o qədər çox enerji yayır və onun elektromaqnit spektri bir o qədər yüksək tezlikli bölgəyə keçir. Termal şüalanma prosesləri Stefan-Boltzmann, Planck və Wien qanunları ilə təsvir edilmişdir.
Gündəlik həyatda radiasiya nümunələri
Yuxarıda qeyd edildiyi kimi, tamamilə hər hansı bir bədən elektromaqnit dalğaları şəklində enerji yayır, lakin bu prosesi həmişə çılpaq gözlə görmək olmur, çünki bizi əhatə edən cisimlərin temperaturu adətən çox aşağı olur, ona görə də onların spektri insan sahəsi üçün görünməyən aşağı tezlikdə yerləşir.
Görünən diapazonda şüalanmanın parlaq nümunəsi elektrik közərmə lampasıdır. Bir spiral şəklində keçən elektrik cərəyanı volfram filamentini 3000 K-ə qədər qızdırır. Belə yüksək temperatur filamentin elektromaqnit dalğaları yaymasına səbəb olur, maksimumgörünən spektrin uzun dalğalı hissəsinə düşür.
Evdəki radiasiyanın başqa bir nümunəsi insan gözünə görünməyən mikrodalğalar yayan mikrodalğalı sobadır. Bu dalğalar tərkibində su olan cisimlər tərəfindən udulur, bununla da onların kinetik enerjisi və nəticədə temperaturu artır.
Nəhayət, infraqırmızı diapazonda gündəlik həyatda şüalanma nümunəsi radiatorun radiatorudur. Biz onun radiasiyasını görmürük, amma istiliyini hiss edirik.
Təbii parlaq obyektlər
Təbiətdəki radiasiyanın bəlkə də ən parlaq nümunəsi bizim ulduzumuz - Günəşdir. Günəşin səthindəki temperatur təqribən 6000 K-dir, ona görə də onun maksimum şüalanması 475 nm dalğa uzunluğuna düşür, yəni görünən spektrin daxilindədir.
Günəş ətrafındakı planetləri və onların peyklərini qızdırır, onlar da parlamağa başlayır. Burada əks olunan işıq və istilik radiasiyasını ayırd etmək lazımdır. Beləliklə, Yerimizi kosmosdan əks olunan günəş işığına görə mavi top şəklində görmək olar. Planetin istilik şüalanmasından danışırıqsa, o da baş verir, lakin mikrodalğalı spektrin (təxminən 10 mikron) bölgəsində yerləşir.
Təbiətdə əks olunan işıqdan başqa, cırcır böcəkləri ilə əlaqəli olan başqa bir radiasiya nümunəsi vermək maraqlıdır. Onların yaydığı görünən işıq heç bir şəkildə termal şüalanma ilə əlaqəli deyil və atmosfer oksigeni ilə lusiferin (həşərat hüceyrələrində olan maddə) arasında kimyəvi reaksiyanın nəticəsidir. Bu fenomenbioluminescence adı.
