8.Особенности излучения электромагнитных волн в ультрафиолетовом (уф), видимом и инфракрасном (ик) диапазонах.

Ультрафиолетовое излучение

Ультрафиолетовое излучение – это электромагнитные волны оптического диапа­зона с длинной волны от 400 до 100 нм.

Различают три области ультрафиолетового излучения:

Область А (длинноволновая: λ=400-315 нм)

Область В (средневолновая: λ=315-280 нм)

Область С (коротковолновая: λ=280-100 нм)

Более жёсткий ультрафиолет поглощается воздухом.

Особенности ультрафиолетового излучения:

1)     Не вызывает непосредственного зрительного ощущения.

2)     Даёт как положительный, так и отрицательный биологический эффект.

3)     Оказывает фотохимическое действие (почернение фотоматериалов).

4)     Оказывает фотоэлектрическое действие (вызывает фотоионизацию).

5)     Значительно поглощается телами живой и неживой природы.

6)     Вызывает люминесценцию.

Видимое излучение

Видимое излучение — электромагнитные волны, воспринимаемые человеческим глазом, которые занимают участок спектра с длиной волны приблизительно от 380 (фиолетовый) до 780нм (красный). Такие волны занимают частотный диапазон от 400 до 790 терагерц. Электромагнитное излучение с такими длинами волн также называется видимым светом, или просто светом (в узком смысле этого слова). Наибольшую чувствительность к свету человеческий глаз имеет в области 555 нм (540 ТГц), в зелёной части спектра.

При разложении луча белого цвета в призме образуется спектр, в котором излучения разных длин волн преломляются под разным углом. Цвета, входящие в спектр, то есть такие цвета, которые могут быть получены световыми волнами одной длины (или очень узким диапазоном), называются спектральными цветами.

Инфракрасное излучение

Инфракрасное излучение — электромагнитное излучение, занимающее спектральнуюобласть между красным концом видимого света (с длиной волны[1]λ = 0,74 мкм) и микроволновым излучением(λ ~ 1—2 мм).

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;

Инфракрасное излучение также называют «тепловым» излучением, так как инфракрасное излучение от нагретых предметов воспринимается кожей человека как ощущение тепла. При этом длины волн, излучаемые телом, зависят от температуры нагревания: чем выше температура, тем короче длина волны и выше интенсивность излучения. Спектризлучения абсолютно чёрного телапри относительно невысоких (до нескольких тысяч Кельвинов) температурах лежит в основном именно в этом диапазоне. Инфракрасное излучение испускают возбуждённые атомы или ионы.

9.Энергетические уровни и квантовые переходы. Спонтанные переходы. Вынужденные переходы.

Энергетические уровни и квантовые переходы

В квантовых приборах, как правило,задействуется внутренняя энергия микрочастиц (энергия атомов,ионов, молекул). При этом сами микрочастицы могут находитьсяв движении. Электроны, входящие в состав микрочастиц, называются связанными.

В соответствии с законами квантовой механики внутренняя энергия изолированной микрочастицы может принимать лишь дискретные значения, называемые уровнями энергии. Совокупность различных разрешенных значений внутренней энергии микрочастицы определяет систему уровней. Основой системы являются электронные уровни (ЭУ), отстоящие друг от друга на 1...10 эВ.Между электронными уровнями располагаются колебательные уровни (КУ), отстоящие друг от друга примерно на 0,1 эВ, а между колебательными уровнями находятся вращательные уровни (ВУ)с интервалом 10^-3эВ и менее. Уровень, соответствующий наименьшей допустимой энергии микрочастицы,называется основным, а остальные — возбужденными. Изменение внутренней энергии называется переходом с уровня на уровень. При переходе с высокого энергетического уровня Е2на низкий Е1 выделяется энергия Е21 = Е2 – Е1, а при переходе снизкого на высокий поглощается такая же энергия. Переходы с излучением или поглощением квантов электромагнитного поля (фотонов) называются излучательными. Энергетические уровни, с которых запрещены излучательные переходы на более низкие уровни энергии, называются метастабильными. Микрочастица может отдавать (или отбирать) энергию Е21 и без участия электромагнитного поля — при взаимодействии с другой микрочастицей, в результате чего увеличивается или уменьшается кинетическая энергия другой частицы. Такие переходы называются безызлучательными. Переходы, которые совершаются в системах микрочастиц, классифицируются по различным признакам. Основными видами переходов являются спонтанные, вынужденные и релаксационные.