Radiasi ialah proses fizikal, yang terhasil daripada pemindahan tenaga menggunakan gelombang elektromagnet. Proses terbalik kepada sinaran dipanggil penyerapan. Mari kita pertimbangkan isu ini dengan lebih terperinci, dan juga berikan contoh sinaran dalam kehidupan seharian dan alam semula jadi.
Fizik kejadian sinaran
Mana-mana jasad terdiri daripada atom, yang seterusnya, dibentuk oleh nukleus bercas positif, dan elektron, yang membentuk kulit elektron di sekeliling nukleus dan bercas negatif. Atom disusun sedemikian rupa sehingga mereka boleh berada dalam keadaan tenaga yang berbeza, iaitu, mereka boleh mempunyai kedua-dua tenaga yang lebih tinggi dan lebih rendah. Apabila atom mempunyai tenaga paling rendah, ia dikatakan sebagai keadaan asasnya, sebarang keadaan tenaga lain atom dipanggil teruja.
Kewujudan keadaan tenaga yang berbeza bagi atom adalah disebabkan oleh fakta bahawa elektronnya boleh terletak pada tahap tenaga tertentu. Apabila elektron bergerak dari tahap yang lebih tinggi ke tahap yang lebih rendah, atom kehilangan tenaga, yang dipancarkan ke ruang sekeliling dalam bentuk foton - zarah pembawa.gelombang elektromagnet. Sebaliknya, peralihan elektron dari tahap yang lebih rendah ke tahap yang lebih tinggi disertai dengan penyerapan foton.
Terdapat beberapa cara untuk memindahkan elektron atom ke tahap tenaga yang lebih tinggi, yang melibatkan pemindahan tenaga. Ini boleh menjadi kedua-dua kesan pada atom yang dianggap sinaran elektromagnet luaran, dan pemindahan tenaga kepadanya dengan cara mekanikal atau elektrik. Selain itu, atom boleh menerima dan kemudian membebaskan tenaga melalui tindak balas kimia.
Spektrum elektromagnet
Sebelum beralih kepada contoh sinaran dalam fizik, perlu diperhatikan bahawa setiap atom mengeluarkan bahagian tenaga tertentu. Ini berlaku kerana keadaan di mana elektron boleh berada dalam atom tidak sewenang-wenangnya, tetapi ditakrifkan dengan ketat. Sehubungan itu, peralihan antara keadaan ini disertai dengan pelepasan sejumlah tenaga.
Adalah diketahui daripada fizik atom bahawa foton yang dihasilkan hasil daripada peralihan elektronik dalam atom mempunyai tenaga yang berkadar terus dengan frekuensi ayunannya dan berkadar songsang dengan panjang gelombang (foton ialah gelombang elektromagnet yang dicirikan dengan kelajuan perambatan, panjang dan kekerapan). Oleh kerana atom bahan hanya boleh mengeluarkan set tenaga tertentu, ini bermakna panjang gelombang foton yang dipancarkan juga khusus. Set semua panjang ini dipanggil spektrum elektromagnet.
Jika panjang gelombang fotonterletak di antara 390 nm dan 750 nm, kemudian mereka bercakap tentang cahaya yang boleh dilihat, kerana seseorang dapat melihatnya dengan matanya sendiri, jika panjang gelombang kurang daripada 390 nm, maka gelombang elektromagnet tersebut mempunyai tenaga yang tinggi dan dipanggil ultraviolet, x-ray atau sinaran gamma. Untuk panjang lebih daripada 750 nm, tenaga foton kecil adalah ciri, ia dipanggil sinaran inframerah, mikro atau radio.
Sinaran haba badan
Mana-mana badan yang mempunyai beberapa suhu selain daripada sifar mutlak memancarkan tenaga, dalam kes ini kita bercakap tentang sinaran haba atau haba. Dalam kes ini, suhu menentukan kedua-dua spektrum elektromagnet sinaran haba dan jumlah tenaga yang dipancarkan oleh badan. Semakin tinggi suhu, semakin banyak tenaga yang dipancarkan oleh badan ke ruang sekeliling, dan semakin banyak spektrum elektromagnetnya beralih ke kawasan frekuensi tinggi. Proses sinaran haba diterangkan oleh undang-undang Stefan-Boltzmann, Planck dan Wien.
Contoh sinaran dalam kehidupan seharian
Seperti yang dinyatakan di atas, sama sekali mana-mana badan memancarkan tenaga dalam bentuk gelombang elektromagnet, tetapi proses ini tidak selalu dapat dilihat dengan mata kasar, kerana suhu badan di sekeliling kita biasanya terlalu rendah, jadi spektrumnya terletak pada frekuensi rendah yang tidak dapat dilihat oleh kawasan manusia.
Contoh sinaran yang ketara dalam julat yang boleh dilihat ialah lampu pijar elektrik. Melepasi dalam lingkaran, arus elektrik memanaskan filamen tungsten sehingga 3000 K. Suhu tinggi sedemikian menyebabkan filamen mengeluarkan gelombang elektromagnet, maksimumyang jatuh dalam bahagian panjang gelombang panjang spektrum yang boleh dilihat.
Contoh sinaran lain di rumah ialah ketuhar gelombang mikro, yang memancarkan gelombang mikro yang tidak dapat dilihat oleh mata manusia. Gelombang ini diserap oleh objek yang mengandungi air, dengan itu meningkatkan tenaga kinetiknya dan, akibatnya, suhunya.
Akhir sekali, contoh sinaran dalam kehidupan seharian dalam julat inframerah ialah radiator radiator. Kami tidak melihat sinarannya, tetapi kami merasakan kehangatannya.
Objek berseri semula jadi
Mungkin contoh sinaran yang paling ketara dalam alam semula jadi ialah bintang kita - Matahari. Suhu di permukaan Matahari adalah kira-kira 6000 K, jadi sinaran maksimumnya jatuh pada panjang gelombang 475 nm, iaitu, ia terletak dalam spektrum yang boleh dilihat.
Matahari memanaskan planet di sekelilingnya dan satelitnya, yang juga mula bercahaya. Di sini adalah perlu untuk membezakan antara cahaya yang dipantulkan dan sinaran haba. Jadi, Bumi kita boleh dilihat dari angkasa dalam bentuk bola biru dengan tepat kerana pantulan cahaya matahari. Jika kita bercakap tentang sinaran haba planet, maka ia juga berlaku, tetapi terletak di kawasan spektrum gelombang mikro (kira-kira 10 mikron).
Selain cahaya yang dipantulkan, adalah menarik untuk memberikan satu lagi contoh sinaran dalam alam semula jadi, yang dikaitkan dengan cengkerik. Cahaya nampak yang dipancarkan oleh mereka sama sekali tidak berkaitan dengan sinaran haba dan merupakan hasil tindak balas kimia antara oksigen atmosfera dan luciferin (bahan yang terkandung dalam sel serangga). Fenomena ini adalahnama bioluminesensi.
