Презентация к уроку физики 11 класса "Ультрафиолетовое и инфракрасное излучение"

Инфракрасное и ультрафиолетовое излучения

Федоров А.М. – учитель физики Кюкяйской СОШ Сунтарского улуса Республики Саха

Инфракрасное излучение

Электромагнитное излучение с частотами в диапазоне от 3 • 1011 до 3,75 • 1014 Гц называется инфракрасным излучением. Его испускает любое нагретое тело даже в том случае, когда оно не светится. Например, батареи отопления в квартире испускают инфракрасные волны, вызывающие заметное нагревание окружающих тел. Поэтому инфракрасные волны часто называют тепловыми.

Не воспринимаемые глазом инфракрасные волны имеют длины волн, превышающие длину волны красного света (длина волны λ = 780 нм — 1 мм). Максимум энергии излучения электрической дуги и лампы накаливания приходится на инфракрасные лучи.
Инфракрасное излучение применяют для сушки лакокрасочных покрытий, овощей, фруктов и т. д. Созданы приборы, в которых не видимое глазом инфракрасное изображение объекта преобразуется в видимое. Изготовляются бинокли и оптические прицелы, позволяющие видеть в темноте.

Сейчас весь диапазон инфракрасного излучения делят на три составляющих:
коротковолновая область: λ = 0,74—2,5 мкм;
средневолновая область: λ = 2,5—50 мкм;
длинноволновая область: λ = 50—2000 мкм;

Применение инфракрасного излучения

Инфракрасная сушилка

Приборы ночного видения

Лампы для сушки автомобильной краски

Ультрафиолетовое излучение

Электромагнитное излучение с частотами в диапазоне от 8 • 1014 до 3 • 1016 Гц называется ультрафиолетовым излучением (длина волны λ = 10—380 нм).
Обнаружить ультрафиолетовое излучение можно с помощью экрана, покрытого люминесцирующим веществом. Экран начинает светиться в той части, на которую падают лучи, лежащие за фиолетовой областью спектра.
Ультрафиолетовое излучение отличается высокой химической активностью. Повышенную чувствительность к ультрафиолетовому излучению имеет фотоэмульсия. В этом можно убедиться, спроецировав спектр в затемненном помещении на фотобумагу. После проявления бумага почернеет за фиолетовым концом спектра сильнее, чем в области видимого спектра.

Ультрафиолетовые лучи не вызывают зрительных образов: они невидимы. Но действие их на сетчатку глаза и кожу велико и разрушительно. Ультрафиолетовое излучение Солнца недостаточно поглощается верхними слоями атмосферы. Поэтому высоко в горах нельзя оставаться длительное время без одежды и без темных очков. Стеклянные очки, прозрачные для видимого спектра, защищают глаза от ультрафиолетового излучения, так как стекло сильно поглощает ультрафиолетовые лучи.

Применение ультрафиолета

Впрочем, в малых дозах ультрафиолетовые лучи оказывают целебное действие. Умеренное пребывание на солнце полезно, особенно в юном возрасте: ультрафиолетовые лучи способствуют росту и укреплению организма. Кроме прямого действия на ткани кожи (образование защитного пигмента — загара, витамина D2), ультрафиолетовые лучи оказывают влияние на центральную нервную систему, стимулируя ряд важных жизненных функций в организме.
Ультрафиолетовые лучи оказывают также бактерицидное действие. Они убивают болезнетворные бактерии и используются с этой целью в медицине.
Люминесцентные приборы для снятия отпечатков пальцев
Производство сушилок для обуви. Здесь используется такая концентрация ультрафиолета, которая уничтожает грибок и другие вредные микроорганизмы. УФ-сушилки обеззараживают, дезодорируют обувь.

Применение ультрафиолета

Из искусственных источников ультрафиолетового излучения, можно выделить ртутно-кварцевые лампы, люминесцентные лампы дневного света, эксилампы, светодиоды и лазерные источники.
Сфера применения ультрафиолетового излучения в современном мире достаточно обширна. Например, для защиты документов и банкнот различных стран, их снабжают специальными ультрафиолетовыми метками, которые видны только в ультрафиолетовом свете.
Ультрафиолетовые лампы используются для дезинфекции воды, воздуха, помещений больниц и метро, а также различных поверхностей во всех сферах жизнедеятельности человека.
Многие минералы содержат вещества, способные светится под действием ультрафиолетового излучения, что позволяет использовать его для определения состава минералов.
Нередко данный вид излучения применяется и для ловли насекомых. Это связано в первую очередь с тем, что у большинства насекомых видимый диапазон смещен в коротковолновую область спектра.

Эксилампа

Эксилампа (эксиплексная лампа и эксимерная лампа) — разновидности газоразрядных ламп, источник ультрафиолетового (УФ) излучения (в том числе с длиной волны короче 200 нм). Относительно недавно появившийся класс источников спонтанного излучения, в которых используется неравновесное излучение эксимерных или эксиплексных молекул. Особенностью этих молекул является их устойчивость в электронно-возбужденном состоянии и отсутствие прочной связи в основном.
Достоинствами эксиламп с точки зрения их применения являются: большая энергия фотона (3,5-10 эВ), узкая полоса излучения, относительно высокая удельная мощность излучения, возможность масштабирования и выбора произвольной геометрии излучающей поверхности.
Отдельно следует отметить отсутствие ртути в эксилампах. Это обеспечивает им преимущество относительно широко распространенных, но экологически небезопасных ртутьсодержащих ламп. В настоящее время эксилампы начинают использоваться в фотохимии, микроэлектронике, для очистки и модификации свойств поверхности, для полимеризации лаков и красок, в технологиях обеззараживания промышленных отходов, воды, воздуха, биологии, медицине и других применениях. Это стало возможным благодаря большим успехам в понимании процессов, происходящих в оптических средах эксиламп, и создании образцов, пригодных для практического использования.

Упражнения

Почему солнечный свет, прошедший сквозь оконное стекло, не вызывает загара?
2. Известен ли вам какой-либо источник ультрафиолетового излучения?
3. Какое излучение испускает любое нагретое тело даже в том случае, когда оно не светится?
А) Ультрафиолетовое Б) Инфракрасное
4. Бинокли и оптические прицелы, позволяющие видеть в темноте, основаны на использовании…
А) Инфракрасного излучения
Б) Ультрафиолетового излучения
5. Какие лучи оказывают бактерицидное действие. Они убивают болезнетворные бактерии и используются с этой целью в медицине.
А) Ультрафиолетовые Б) Инфракрасные
6. Перечислить источники ультрафиолетового излучения
А) Солнце
Б) Настольная лампа
В) Электрический обогреватель
7. Какое свойство инфракрасных лучей используют при сушке древесины, сена, овощей?
А) световое Б) химическое В) тепловое

Домашнее задание

1. Инфракрасное излучение имеет длину волны:
А. Меньше 4*10-7 м.
Б. Больше 7,6*10-7 м
В. Меньше 10 –8 м
2. Ультрафиолетовое излучение:
А. Возникает при резком торможении быстрых электронов.
Б. Интенсивно испускается нагретыми до высокой температуры телами.
В. Испускается любым нагретым телом.
3. Каков диапазон длин волн видимого излучения?
А. 4*10-7- 7,5*10-7 м.
Б. 4*10-7- 7,5*10-7 см.
В. 4*10-7- 7,5*10-7 мм.
4. Изображение предмета в темноте получают при помощи:
А. Ультрафиолетового излучения.
Б. Рентгеновского излучения.
В. Инфракрасного излучения.

Использованные ссылки

http://blog.flexyheat.ru/wp-content/uploads/2014/05/31.png
https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcQifvtoLojLJv3NJc4MSnknTXylrEVCpugU0A&usqp=CAU
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/67/Pipefitter_welder_kutzo.jpg/800px-Pipefitter_welder_kutzo.jpg
https://encrypted-tbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcRpvJjGvGoSRoOer4Qm324WE7bNiZR8qXEy9Q&usqp=CAU
http://remoo.ru/elektrika/ultrafioletovaya-lampa-dlya-domashnego-ispolzovaniya
https://fsd.videouroki.net/products/conspekty/fizika11/39-infrakrasnoie-i-ul-trafiolietovoie-izluchieniia.files/image007.jpg
https://fsd.videouroki.net/products/conspekty/fizika11/39-infrakrasnoie-i-ul-trafiolietovoie-izluchieniia.files/image008.jpg
https://geekhow.ru/wp-content/uploads/2019/08/pribor-nochnogo-videniya.jpg
https://vash.market/wp-content/uploads/2016/06/Sedona-Dehydrator1.jpg
https://gaston.com.ua/blog/pro-otoplenie/suska-drevesinj-pri-pomosi-infrakrasnoj-plenki
https://okuzove.ru/pokraska/lampa-dlya-sushki-kraski-avtomobilnoj.html
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D0%BA%D1%81%D0%B8%D0%BB%D0%B0%D0%BC%D0%BF%D0%B0