Radiación ionizante monoenergética- radiación ionizante, formada por fotones de la misma energía o partículas del mismo tipo con la misma energía cinética.

Radiación ionizante mixta- radiación ionizante, formada por partículas de diversos tipos o por partículas y fotones.

Radiación ionizante dirigida Radiación ionizante con una dirección de propagación seleccionada.

Fondo de radiación natural- radiación ionizante creada por radiación cósmica y radiación de sustancias radiactivas naturales distribuidas naturalmente (en la superficie de la Tierra, en la atmósfera superficial, en los alimentos, el agua, en el cuerpo humano, etc.).

Fondo: radiación ionizante, que consiste en un fondo natural y radiación ionizante de fuentes extrañas.

Radiación cósmica- radiación ionizante, que consiste en radiación primaria proveniente del espacio exterior y radiación secundaria resultante de la interacción de la radiación primaria con la atmósfera.

Haz estrecho de radiación- una geometría de radiación en la que el detector registra únicamente radiación no dispersada de la fuente.

Amplio haz de radiación- una geometría de radiación de este tipo en la que el detector registra radiación dispersa y no dispersada de la fuente.

Campo de radiación ionizante- distribución espaciotemporal de las radiaciones ionizantes en el medio considerado.

Flujo de partículas ionizantes (fotones)- la relación entre el número de partículas ionizantes (fotones) dN que pasan a través de una superficie determinada durante un intervalo de tiempo dt y este intervalo: F = dN/dt.

Flujo de energía de partículas- la relación entre la energía de las partículas que caen y el intervalo de tiempo Ψ=dE/dt.

Densidad de flujo de partículas ionizantes (fotones)- relación del flujo de partículas ionizantes (fotones) dF

penetrando en el volumen de una esfera elemental, al área de la sección transversal central dS de esta esfera: φ = dF/dS = d 2 N/dtdS. (La densidad del flujo de energía de las partículas se determina de manera similar).

Fluencia (transferencia) de partículas ionizantes (fotones)- la relación entre el número de partículas ionizantes (fotones) dN que penetran en el volumen de una esfera elemental y el área de la sección central dS de esta esfera: Ф = dN/dS.

Espectro energético de partículas ionizantes.- distribución de partículas ionizantes por su energía. Energía fotónica efectiva- energía de los fotones de un fotón monoenergético

radiación cuya atenuación relativa en un absorbente de una determinada composición y un determinado espesor es la misma que la de la radiación de fotones no monoenergética considerada.

Energía del espectro límite Radiación β: la energía más alta de las partículas β en el espectro de energía continuo de la radiación β de un radionucleido determinado.

Albedo de radiación- la relación entre el número de partículas (fotones) reflejadas desde la interfaz entre dos medios y el número de partículas (fotones) que inciden en la interfaz.

Radiación retardada: partículas emitidas por productos de fisión, a diferencia de las partículas (neutrones y rayos gamma) producidas directamente en el momento de la fisión.

Ionización en gases: Eliminación de uno o más electrones de un átomo o molécula de gas. Como resultado de la ionización, aparecen en el gas portadores de carga libres (electrones e iones) y éste adquiere la capacidad de conducir corriente eléctrica.

El término "radiación" abarca una gama de ondas electromagnéticas, incluido el espectro visible, las regiones infrarroja y ultravioleta, así como las ondas de radio, la corriente eléctrica y la radiación ionizante. Toda la diferencia entre estos fenómenos se debe únicamente a la frecuencia (longitud de onda) de la radiación. Las radiaciones ionizantes pueden suponer un riesgo para la salud humana. Y radiación ionizante(radiación): un tipo de radiación que cambia el estado físico de los átomos o núcleos atómicos, convirtiéndolos en iones cargados eléctricamente o productos de reacciones nucleares. En determinadas circunstancias, la presencia de tales iones o productos de reacciones nucleares en los tejidos del cuerpo puede cambiar el curso de los procesos en las células y moléculas y, con la acumulación de estos eventos, puede alterar el curso de las reacciones biológicas en el cuerpo. , es decir. representan un peligro para la salud humana.

2. TIPOS DE RADIACIÓN

Se distingue entre radiación corpuscular, formada por partículas con una masa distinta de cero, y radiación electromagnética (de fotones).

2.1. Radiación corpuscular

La radiación ionizante corpuscular incluye radiación alfa, radiación de electrones, protones, neutrones y mesones. Radiación corpuscular que consiste en una corriente de partículas cargadas (partículas α, β, protones, electrones), cuya energía cinética es suficiente para ionizar átomos en

colisión, pertenece a la clase de radiación ionizante directa. Los neutrones y otras partículas elementales no producen ionización directamente, pero en el proceso de interacción con el medio liberan partículas cargadas (electrones, protones) que son capaces de ionizar átomos y moléculas del medio por el que pasan.

En consecuencia, la radiación corpuscular que consiste en una corriente de partículas sin carga se denomina radiación indirectamente ionizante.

Figura 1. Esquema de desintegración del 212 Bi.

2.1.1 Radiación alfa

Las partículas alfa (partículas α) son los núcleos de un átomo de helio, emitidos durante la desintegración α por algunos átomos radiactivos. La partícula α consta de dos protones y dos neutrones.

La radiación alfa es una corriente de núcleos de átomos de helio (cargados positivamente y

partículas relativamente pesadas).

La radiación alfa natural como resultado de la desintegración radiactiva del núcleo es característica de núcleos inestables de elementos pesados, que comienzan con un número atómico superior a 83, es decir para radionucleidos naturales de las series de uranio y torio, así como para elementos transuránicos obtenidos artificialmente.

En la Fig. 1 se presenta un diagrama típico de la desintegración α de un radionucleido natural, y en la figura se muestra el espectro de energía de las partículas α formadas durante la desintegración de un radionucleido.

Figura 2.

Fig.2 Espectro de energía de las partículas α.

La posibilidad de desintegración α se debe al hecho de que la masa (y, por lo tanto, la energía iónica total) del núcleo radiactivo α es mayor que la suma de las masas de la partícula α y el núcleo hijo formado después de α. -decadencia. El exceso de energía del núcleo original (madre) se libera en forma de energía cinética de la partícula α y retroceso del núcleo hijo. Las partículas α son núcleos de helio cargados positivamente - 2 He4 y salen volando del núcleo a una velocidad de 15 a 20 mil km/s. En su camino producen una fuerte ionización del medio ambiente,

arrancando electrones de las órbitas de los átomos.

El rango de partículas α en el aire es de aproximadamente 5 a 8 cm, en agua, de 30 a 50 micrones, en metales, de 10 a 20 micrones. Cuando se ioniza con rayos α, se observan cambios químicos en la sustancia y se altera la estructura cristalina de los sólidos. Dado que existe una repulsión electrostática entre la partícula α y el núcleo, la probabilidad de que se produzcan reacciones nucleares bajo la influencia de partículas α de radionucleidos naturales (energía máxima 8,78 MeV en 214 Po) es muy pequeña y se observa sólo en núcleos ligeros ( Li, Be, B, C, N, Na, Al) con formación de isótopos radiactivos y neutrones libres.

2.1.2 Radiación de protones

Radiación de protones– radiación generada durante la desintegración espontánea de núcleos atómicos deficientes en neutrones o como haz de salida de un acelerador de iones (por ejemplo, un sincrofasotorón).

2.1.3 Radiación de neutrones

Radiación de neutrones - un flujo de neutrones que convierten su energía en interacciones elásticas e inelásticas con los núcleos atómicos. Las interacciones inelásticas producen radiación secundaria, que puede consistir tanto en partículas cargadas como en cuantos gamma (radiación gamma). En interacciones elásticas, es posible la ionización ordinaria de una sustancia.

Las fuentes de radiación de neutrones son: radionucleidos espontáneamente fisionables; fuentes de neutrones de radionucleidos especialmente fabricadas; aceleradores de electrones, protones, iones; reactores nucleares; radiación cósmica.

Desde un punto de vista biológico Los neutrones se producen en reacciones nucleares (en reactores nucleares y otras instalaciones industriales y de laboratorio, así como durante explosiones nucleares).

Los neutrones no tienen carga eléctrica. Convencionalmente, los neutrones, dependiendo de su energía cinética, se dividen en rápidos (hasta 10 MeV), ultrarrápidos, intermedios, lentos y térmicos. La radiación de neutrones tiene un gran poder de penetración. Los neutrones lentos y térmicos entran en reacciones nucleares, que pueden dar como resultado la formación de isótopos estables o radiactivos.

Un neutrón libre es una partícula eléctricamente neutra, inestable, con las siguientes

propiedades:

Estas propiedades del neutrón permiten utilizarlo, por un lado, como objeto de estudio y, por otro, como herramienta con la que se realizan investigaciones. En el primer caso, se estudian las propiedades únicas del neutrón, lo cual es relevante y permite determinar de la manera más confiable y precisa los parámetros fundamentales de la interacción electrodébil y, por lo tanto, confirmar o refutar el Modelo Estándar. La presencia de un momento magnético en un neutrón ya indica su compleja estructura, es decir. su "no elementalidad". En el segundo caso, la interacción de neutrones polarizados y no polarizados de diferentes energías con los núcleos permite su uso en la física de núcleos y partículas elementales. El estudio de los efectos de la violación de la paridad espacial y la invariancia en la inversión del tiempo en diversos procesos, desde la óptica de neutrones hasta la fisión nuclear por neutrones, no es una lista completa de las áreas de investigación más actuales.

El hecho de que los neutrones de los reactores térmicos tengan longitudes de onda comparables a las distancias interatómicas de la materia los convierte en una herramienta indispensable para estudiar la materia condensada. La interacción de los neutrones con los átomos es relativamente débil, lo que permite que los neutrones penetren bastante profundamente en la materia; esta es su ventaja significativa en comparación con los rayos X y los rayos γ, así como con los haces de partículas cargadas. Debido a la presencia de masa, los neutrones con el mismo impulso (por lo tanto, con la misma longitud de onda) tienen significativamente menos energía que los rayos X y los rayos γ, y esta energía resulta ser comparable a la energía de las vibraciones térmicas de los átomos y moléculas en la materia, lo que permite estudiar no solo la estructura atómica estática promediada de una sustancia, sino también los procesos dinámicos que ocurren en ella. La presencia de un momento magnético en los neutrones permite utilizarlos para estudiar la estructura magnética y las excitaciones magnéticas de la materia, lo cual es muy importante para comprender las propiedades y la naturaleza del magnetismo de los materiales.

La dispersión de neutrones por los átomos se debe principalmente a las fuerzas nucleares, por lo que las secciones transversales de su dispersión coherente no están relacionadas de ninguna manera con el número atómico (a diferencia de los rayos X y los rayos γ). Por tanto, la irradiación de materiales con neutrones permite distinguir las posiciones de los átomos de elementos ligeros (hidrógeno, oxígeno, etc.), cuya identificación es casi imposible mediante rayos X y rayos γ. Por este motivo, los neutrones se utilizan con éxito en el estudio de objetos biológicos, en la ciencia de materiales, en la medicina y en otros campos. Además, la diferencia en las secciones transversales de dispersión de neutrones para diferentes isótopos permite no solo distinguir elementos en un material con números atómicos similares, sino también estudiar su composición isotópica. La presencia de isótopos con una amplitud de dispersión coherente negativa proporciona una oportunidad única para contrastar los medios estudiados, que también se utilizan con mucha frecuencia en biología y medicina.

dispersión coherente- dispersión de la radiación con conservación de la frecuencia y con una fase que difiere en π de la fase de la radiación primaria. La onda dispersada puede interferir con la onda incidente u otras ondas coherentemente dispersas.

La radiación es un proceso físico que resulta en la transferencia de energía mediante ondas electromagnéticas. El proceso inverso de la radiación se llama absorción. Consideremos este tema con más detalle y también demos ejemplos de radiación en la vida cotidiana y en la naturaleza.

Física de la ocurrencia de radiación.

Cualquier cuerpo está formado por átomos, que, a su vez, están formados por núcleos cargados positivamente y electrones, que forman capas electrónicas alrededor de los núcleos y están cargados negativamente. Los átomos están diseñados de tal manera que pueden estar en diferentes estados energéticos, es decir, pueden tener tanto mayor como menor energía. Cuando un átomo tiene la energía más baja, hablamos de su estado fundamental; cualquier otro estado energético del átomo se llama excitado.

La existencia de diferentes estados energéticos de un átomo se debe a que sus electrones pueden ubicarse en determinados niveles energéticos. Cuando un electrón pasa de un nivel superior a uno inferior, el átomo pierde energía, que emite al espacio circundante en forma de fotón, la partícula portadora de ondas electromagnéticas. Por el contrario, la transición de un electrón de un nivel inferior a uno superior va acompañada de la absorción de un fotón.

Hay varias formas de transferir un electrón de un átomo a un nivel de energía superior, que implican la transferencia de energía. Puede ser el impacto de la radiación electromagnética externa sobre el átomo en cuestión o la transferencia de energía por medios mecánicos o eléctricos. Además, los átomos pueden recibir y luego liberar energía mediante reacciones químicas.

Espectro electromagnético

Antes de pasar a ejemplos de radiación en física, cabe señalar que cada átomo emite determinadas porciones de energía. Esto sucede porque los estados en los que puede estar un electrón en un átomo no son arbitrarios, sino que están estrictamente definidos. En consecuencia, la transición entre estos estados va acompañada de la emisión de una determinada cantidad de energía.

Se sabe por la física atómica que los fotones generados como resultado de transiciones electrónicas en un átomo tienen una energía directamente proporcional a su frecuencia de oscilación e inversamente proporcional a la longitud de onda (un fotón es una onda electromagnética, que se caracteriza por su velocidad de propagación, longitud y frecuencia). Dado que un átomo de una sustancia sólo puede emitir un determinado conjunto de energías, esto significa que las longitudes de onda de los fotones emitidos también son específicas. El conjunto de todas estas longitudes se denomina espectro electromagnético.

Si la longitud de onda de un fotón se encuentra entre 390 nm y 750 nm, entonces hablamos de luz visible, ya que una persona puede percibirla con sus propios ojos; si la longitud de onda es inferior a 390 nm, entonces dichas ondas electromagnéticas tienen una alta energía y son llamada radiación ultravioleta, rayos X o gamma. Para longitudes superiores a 750 nm, los fotones tienen baja energía y se denominan radiación infrarroja, micro o radio.

Radiación térmica de los cuerpos.

Cualquier cuerpo que tenga alguna temperatura distinta al cero absoluto emite energía, en este caso hablamos de radiación térmica o de temperatura. En este caso, la temperatura determina tanto el espectro electromagnético de la radiación térmica como la cantidad de energía emitida por el cuerpo. Cuanto mayor es la temperatura, más energía emite el cuerpo al espacio circundante y más se desplaza su espectro electromagnético hacia la región de alta frecuencia. Los procesos de radiación térmica se describen mediante las leyes de Stefan-Boltzmann, Planck y Wien.

Ejemplos de radiación en la vida cotidiana.

Como se dijo anteriormente, absolutamente cualquier cuerpo emite energía en forma de ondas electromagnéticas, pero este proceso no siempre se puede ver a simple vista, ya que las temperaturas de los cuerpos que nos rodean suelen ser demasiado bajas, por lo que su espectro se encuentra en un nivel bajo. región de frecuencia invisible para los humanos.

Un ejemplo sorprendente de radiación en el rango visible es una lámpara incandescente eléctrica. Al pasar a lo largo de una espiral, la corriente eléctrica calienta el filamento de tungsteno a 3000 K. Una temperatura tan alta hace que el filamento comience a emitir ondas electromagnéticas, cuyo máximo cae en la parte de longitud de onda larga del espectro visible.

Otro ejemplo de radiación en la vida cotidiana es el horno microondas, que emite microondas invisibles al ojo humano. Estas ondas son absorbidas por objetos que contienen agua, aumentando así su energía cinética y, como resultado, su temperatura.

Por último, un ejemplo de radiación en el rango de infrarrojos en la vida cotidiana es el radiador de una batería de calefacción. No vemos su radiación, pero sentimos este calor.

Objetos emisores naturales

Quizás el ejemplo más sorprendente de radiación en la naturaleza sea nuestra estrella: el Sol. La temperatura en la superficie del Sol es aproximadamente, por lo que su radiación máxima se produce a una longitud de onda de 475 nm, es decir, se encuentra dentro del espectro visible.

El sol calienta los planetas que lo rodean y sus satélites, que también comienzan a brillar. Aquí es necesario distinguir entre luz reflejada y radiación térmica. Así, nuestra Tierra puede verse desde el espacio en forma de una bola azul precisamente debido al reflejo de la luz solar. Si hablamos de la radiación térmica del planeta, entonces también ocurre, pero se encuentra en la región del espectro de microondas (unas 10 micrones).

Además de la luz reflejada, es interesante dar otro ejemplo de radiación en la naturaleza, que está asociada con los grillos. La luz visible que emiten no tiene nada que ver con la radiación térmica y es el resultado de una reacción química entre el oxígeno atmosférico y la luciferina (sustancia que se encuentra en las células de los insectos). Este fenómeno se llama bioluminiscencia.

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Títulos de diapositivas:

Radiación

La radiación es la transferencia de energía mediante la emisión de ondas electromagnéticas. Estos pueden ser los rayos del sol, así como los rayos emitidos por los cuerpos calientes que nos rodean. Estos rayos se llaman radiación térmica. Cuando la radiación, que se propaga desde un cuerpo fuente, llega a otros cuerpos, parte de ella se refleja y parte es absorbida por ellos. Cuando se absorbe, la energía de la radiación térmica se convierte en energía interna de los cuerpos y se calientan. Todos los objetos que nos rodean emiten calor en un grado u otro.

¿Qué vestido hace calor en verano?

A medida que aumenta la temperatura corporal, aumenta la radiación térmica, es decir. Cuanto mayor es la temperatura corporal, más intensa es la radiación térmica. ¡Qué fantástico sería el mundo que nos rodea si pudiéramos ver la radiación térmica de otros cuerpos que es inaccesible a nuestros ojos!

¿SABES? Las serpientes perciben perfectamente la radiación térmica, pero no con los ojos, sino con la piel. Por lo tanto, incluso en completa oscuridad son capaces de detectar presas de sangre caliente.

Se han creado materiales que pueden utilizarse para convertir la radiación térmica en radiación visible. Se utilizan en la producción de películas fotográficas especiales para fotografiar en absoluta oscuridad y en dispositivos de visión nocturna: cámaras termográficas.

dispositivos de visión nocturna cámaras termográficas

1) Qué tipo de transferencia de calor va acompañada de la transferencia de materia A) Conducción térmica B) Convección C) Radiación Prueba sobre el tema: tipos de transferencia de calor

2) Durante la transferencia de calor por radiación A) La energía se transfiere mediante chorros y flujos de materia B) La energía se transfiere a través de capas de materia estacionaria C) La energía se puede transferir en un espacio sin aire

3) ¿Cómo se transfiere la energía del Sol a la Tierra? A) Conducción térmica B) Convección C) Radiación

4) Después de encender la lámpara de mesa y la lámpara, el libro que estaba sobre la mesa se calentó. Elija la afirmación correcta A) El libro se calienta debido a la convección del aire B) El libro se calienta debido a la radiación C) El libro se calienta cuanto más, más clara es la cubierta

5) La transferencia de calor por radiación y convección es posible a través de A) Aire atmosférico B) Edredón C) Placa metálica

6) ¿De qué depende la intensidad de la convección A) De la velocidad de movimiento de las moléculas B) De la diferencia de temperatura C) De la fuerza del viento

7) ¿Gracias a qué método de transferencia de calor puedes calentarte cerca del fuego? A) Conductividad térmica B) Convección C) Radiación

8) ¿Qué tipo de transferencia de calor NO va acompañada de transferencia de materia? A) Convección y conductividad térmica; B) Radiación y convección; B) Conductividad térmica y radiación.

9) ¿Cómo se llama el tipo de convección en la que asciende el aire caliente de la batería A) Artificial B) Natural C) Forzada?

10) Cómo se llama el tipo de convección cuando revolvemos el té caliente con una cuchara para enfriarlo A) Artificial B) Natural C) Forzado

Una persona está constantemente bajo la influencia de diversos factores externos. Algunos de ellos son visibles, como las condiciones climáticas, y se puede controlar el alcance de su impacto. Otras no son visibles para el ojo humano y se denominan radiaciones. Todo el mundo debería conocer los tipos de radiación, su función y aplicaciones.

Los humanos pueden encontrar algunos tipos de radiación en todas partes. Un buen ejemplo son las ondas de radio. Son vibraciones de naturaleza electromagnética que pueden distribuirse en el espacio a la velocidad de la luz. Estas ondas transportan energía desde los generadores.

Las fuentes de ondas de radio se pueden dividir en dos grupos.

1. Naturales, estos incluyen rayos y unidades astronómicas.
2. Artificial, es decir, creado por el hombre. Incluyen emisores de corriente alterna. Pueden ser dispositivos de radiocomunicación, dispositivos de radiodifusión, ordenadores y sistemas de navegación.

La piel humana es capaz de depositar este tipo de ondas en su superficie, por lo que existen una serie de consecuencias negativas de su impacto en el ser humano. La radiación de ondas de radio puede ralentizar la actividad de las estructuras cerebrales y también provocar mutaciones a nivel genético.

Para las personas que tienen un marcapasos, dicha exposición es fatal. Estos dispositivos tienen un nivel de radiación máximo permitido claro; un aumento por encima de él introduce un desequilibrio en el funcionamiento del sistema estimulador y provoca su avería.

Todos los efectos de las ondas de radio en el cuerpo se han estudiado sólo en animales; no hay evidencia directa de su efecto negativo en los humanos, pero los científicos todavía están buscando formas de protegerse. Todavía no existen métodos eficaces como tales. Lo único que podemos aconsejar es que se mantenga alejado de dispositivos peligrosos. Dado que los electrodomésticos conectados a la red también crean un campo de ondas de radio a su alrededor, simplemente es necesario apagar los dispositivos que una persona no está utilizando actualmente.

Radiación del espectro infrarrojo

Todos los tipos de radiación están interconectados de una forma u otra. Algunos de ellos son visibles para el ojo humano. La radiación infrarroja se encuentra adyacente a la parte del espectro que el ojo humano puede detectar. No sólo ilumina la superficie, sino que también puede calentarla.

La principal fuente natural de rayos infrarrojos es el sol. El hombre ha creado emisores artificiales, mediante los cuales se consigue el efecto térmico necesario.

Ahora necesitamos descubrir qué tan útil o dañino es este tipo de radiación para los humanos. Casi toda la radiación de onda larga del espectro infrarrojo es absorbida por las capas superiores de la piel, por lo que no sólo es segura, sino que también puede mejorar la inmunidad y potenciar los procesos regenerativos de los tejidos.

En cuanto a las ondas cortas, pueden penetrar profundamente en los tejidos y provocar un sobrecalentamiento de los órganos. El llamado golpe de calor es consecuencia de la exposición a ondas infrarrojas cortas. Los síntomas de esta patología son conocidos por casi todo el mundo:

• la aparición de mareos en la cabeza;
• sensación de náuseas;
• aumento de la frecuencia cardíaca;
• discapacidad visual caracterizada por el oscurecimiento de los ojos.

¿Cómo protegerse de influencias peligrosas? Es necesario observar las precauciones de seguridad, utilizando ropa y pantallas protectoras contra el calor. El uso de calentadores de onda corta debe ser estrictamente dosificado, el elemento calefactor debe cubrirse con material aislante del calor, con la ayuda del cual se logra la radiación de ondas suaves y largas.

Si lo piensas bien, todos los tipos de radiación pueden penetrar el tejido. Pero fue la radiación de rayos X la que hizo posible utilizar esta propiedad en la práctica de la medicina.

Si comparamos los rayos X con los rayos de luz, los primeros son muy largos, lo que les permite penetrar incluso materiales opacos. Estos rayos no pueden reflejarse ni refractarse. Este tipo de espectro tiene un componente blando y duro. Suave consiste en ondas largas que pueden ser completamente absorbidas por el tejido humano. Por tanto, la exposición constante a ondas largas provoca daño celular y mutaciones del ADN.

Hay una serie de estructuras que no son capaces de transmitir rayos X a través de sí mismas. Estos incluyen, por ejemplo, tejido óseo y metales. En base a esto se toman fotografías de huesos humanos para diagnosticar su integridad.

Actualmente se han creado dispositivos que permiten no sólo tomar una fotografía fija, por ejemplo, de una extremidad, sino también observar "en línea" los cambios que se producen en ella. Estos dispositivos ayudan al médico a realizar cirugías en los huesos bajo control visual, sin realizar incisiones traumáticas amplias. Con estos dispositivos es posible estudiar la biomecánica de las articulaciones.

En cuanto a los efectos negativos de los rayos X, el contacto prolongado con ellos puede provocar el desarrollo de enfermedad por radiación, que se manifiesta por una serie de signos:

• desórdenes neurológicos;
• dermatitis;
• inmunidad disminuida;
• inhibición de la hematopoyesis normal;
• desarrollo de patología oncológica;
• esterilidad.

Para protegerse de consecuencias nefastas, al entrar en contacto con este tipo de radiación, es necesario utilizar escudos y revestimientos fabricados con materiales que no transmitan rayos.

La gente está acostumbrada a llamar simplemente luz a este tipo de rayos. Este tipo de radiación puede ser absorbida por el objeto de influencia, atravesándolo parcialmente y reflejándose parcialmente. Estas propiedades se utilizan ampliamente en ciencia y tecnología, especialmente en la fabricación de instrumentos ópticos.

Todas las fuentes de radiación óptica se dividen en varios grupos.

1. Térmico, que tiene un espectro continuo. En ellos se libera calor debido a la corriente o al proceso de combustión. Pueden ser lámparas incandescentes eléctricas y halógenas, así como productos pirotécnicos y dispositivos de iluminación eléctrica.
2. Luminiscente, que contiene gases excitados por corrientes de fotones. Estas fuentes son los dispositivos de ahorro de energía y los dispositivos catodoluminiscentes. En cuanto a las fuentes de radio y quimioluminiscencia, los flujos en ellas se excitan debido a productos de desintegración radiactiva y reacciones químicas, respectivamente.
3. Plasma, cuyas características dependen de la temperatura y presión del plasma formado en ellos. Pueden ser lámparas de descarga de gas, de tubo de mercurio y de xenón. Las fuentes espectrales, así como los dispositivos pulsados, no son una excepción.

La radiación óptica actúa sobre el cuerpo humano en combinación con la radiación ultravioleta, lo que provoca la producción de melanina en la piel. Así, el efecto positivo dura hasta que se alcanza un valor umbral de exposición, más allá del cual existe riesgo de quemaduras y cáncer de piel.

La radiación más famosa y utilizada, cuyos efectos se pueden encontrar en todas partes, es la radiación ultravioleta. Esta radiación tiene dos espectros, uno de los cuales llega a la tierra y participa en todos los procesos terrestres. El segundo es retenido por la capa de ozono y no la atraviesa. La capa de ozono neutraliza este espectro, desempeñando así una función protectora. La destrucción de la capa de ozono es peligrosa debido a la penetración de rayos nocivos en la superficie de la tierra.

La fuente natural de este tipo de radiación es el Sol. Se han inventado una gran cantidad de fuentes artificiales:

• Lámparas de eritema que activan la producción de vitamina D en las capas de la piel y ayudan a tratar el raquitismo.
• Los solárium no solo permiten tomar el sol, sino que también tienen un efecto curativo para personas con patologías provocadas por la falta de luz solar.
• Emisores láser utilizados en biotecnología, medicina y electrónica.

En cuanto al efecto sobre el cuerpo humano, es doble. Por un lado, la falta de radiación ultravioleta puede provocar diversas enfermedades. Una carga dosificada de dicha radiación ayuda al sistema inmunológico, a la función muscular y pulmonar, y también previene la hipoxia.

Todo tipo de influencias se dividen en cuatro grupos:

• capacidad de matar bacterias;
• aliviar la inflamación;
• restauración de tejidos dañados;
• reducción del dolor.

Los efectos negativos de la radiación ultravioleta incluyen la capacidad de provocar cáncer de piel con una exposición prolongada. El melanoma de la piel es un tipo de tumor extremadamente maligno. Tal diagnóstico significa casi al 100 por ciento una muerte inminente.

En cuanto al órgano de la visión, la exposición excesiva a los rayos ultravioleta daña la retina, la córnea y las membranas del ojo. Por tanto, este tipo de radiación debe utilizarse con moderación. Si, en determinadas circunstancias, tienes que estar en contacto con una fuente de rayos ultravioleta durante mucho tiempo, entonces es necesario proteger tus ojos con gafas y tu piel con cremas o ropa especiales.

Estos son los llamados rayos cósmicos, que transportan los núcleos de átomos de sustancias y elementos radiactivos. El flujo de radiación gamma tiene una energía muy alta y puede penetrar rápidamente en las células del cuerpo, ionizando su contenido. Los elementos celulares destruidos actúan como venenos, descomponiendo y envenenando todo el cuerpo. El núcleo celular está necesariamente involucrado en el proceso, lo que conduce a mutaciones en el genoma. Las células sanas se destruyen y en su lugar se forman células mutantes que no pueden proporcionar al cuerpo todo lo que necesita.

Esta radiación es peligrosa porque la persona no la siente en absoluto. Las consecuencias de la exposición no aparecen de inmediato, sino que tienen un efecto a largo plazo. Las células del sistema hematopoyético, el cabello, los órganos genitales y el sistema linfoide se ven afectadas principalmente.

La radiación es muy peligrosa para el desarrollo de la enfermedad por radiación, pero incluso este espectro ha encontrado aplicaciones útiles:

• se utiliza para esterilizar productos, equipos e instrumentos con fines médicos;
• medir la profundidad de pozos subterráneos;
• medir la longitud de la trayectoria de la nave espacial;
• impacto en las plantas para identificar variedades productivas;
• En medicina, esta radiación se utiliza para la radioterapia en el tratamiento de la oncología.

En conclusión, hay que decir que todos los tipos de rayos son utilizados con éxito por los humanos y son necesarios. Gracias a ellos existen plantas, animales y personas. La protección contra la sobreexposición debe ser una prioridad a la hora de trabajar.

Hoy hablaremos de qué es la radiación en física. Hablemos de la naturaleza de las transiciones electrónicas y demos una escala electromagnética.

Deidad y átomo

La estructura de la materia se convirtió en un tema de interés para los científicos hace más de dos mil años. Los filósofos griegos antiguos hicieron preguntas sobre en qué se diferencia el aire del fuego y la tierra del agua, por qué el mármol es blanco y el carbón es negro. Crearon sistemas complejos de componentes interdependientes, se refutaron o apoyaron mutuamente. Y los fenómenos más incomprensibles, por ejemplo, un rayo o un amanecer, se atribuyeron a la acción de los dioses.

Una vez, después de observar durante muchos años los escalones del templo, un científico se dio cuenta: cada pie que se apoya en una piedra se lleva una pequeña partícula de materia. Con el tiempo, el mármol cambió de forma y se hundió en el medio. El nombre de este científico es Leucipo, y llamó átomos a las partículas más pequeñas, indivisibles. Esto inició el camino hacia el estudio de qué es la radiación en física.

Pascua y luz

Luego llegaron tiempos oscuros y se abandonó la ciencia. Todos los que intentaban estudiar las fuerzas de la naturaleza eran llamados brujas y hechiceros. Pero, curiosamente, fue la religión la que impulsó el mayor desarrollo de la ciencia. El estudio de qué es la radiación en física se inició con la astronomía.

El tiempo para celebrar la Pascua se calculaba de manera diferente cada vez en esos días. El complejo sistema de relaciones entre el equinoccio de primavera, el ciclo lunar de 26 días y la semana de 7 días impidió durante más de un par de años compilar tablas de fechas para la celebración de la Pascua. Pero la iglesia tuvo que planificar todo con antelación. Por tanto, el Papa León X ordenó la elaboración de tablas más precisas. Esto requirió una cuidadosa observación de los movimientos de la Luna, las estrellas y el Sol. Y al final, Nicolás Copérnico se dio cuenta: la Tierra no es plana ni el centro del universo. Un planeta es una bola que gira alrededor del Sol. Y la Luna es una esfera en la órbita de la Tierra. Por supuesto, uno podría preguntarse: "¿Qué tiene que ver todo esto con lo que es la radiación en física?" Revelémoslo ahora.

Ovalado y viga

Más tarde, Kepler complementó el sistema copernicano estableciendo que los planetas se mueven en órbitas ovaladas y este movimiento es desigual. Pero fue precisamente ese primer paso el que inculcó en la humanidad el interés por la astronomía. Y allí no estaba lejos de las preguntas: “¿Qué es una estrella?”, “¿Por qué la gente ve sus rayos?” y “¿En qué se diferencia una luminaria de otra?” Pero primero tendrás que pasar de los objetos enormes a los más pequeños. Y luego llegamos a la radiación, un concepto de la física.

átomo y pasas

A finales del siglo XIX se había acumulado suficiente conocimiento sobre las unidades químicas más pequeñas de la materia: los átomos. Se sabía que eran eléctricamente neutros, pero que contenían elementos con carga tanto positiva como negativa.

Se han hecho muchas suposiciones: que las cargas positivas se distribuyen en un campo negativo, como las pasas en un bollo, y que un átomo es una gota de partes líquidas con cargas diferentes. Pero la experiencia de Rutherford lo aclaró todo. Demostró que en el centro del átomo hay un núcleo pesado positivo y alrededor de él hay electrones ligeros y negativos. Y la configuración de las capas es diferente para cada átomo. Aquí radican las peculiaridades de la radiación en la física de las transiciones electrónicas.

Boro y órbita

Cuando los científicos descubrieron que las partes ligeras negativas del átomo son electrones, surgió otra pregunta: por qué no caen en el núcleo. Después de todo, según la teoría de Maxwell, cualquier carga en movimiento irradia y, por tanto, pierde energía. Pero los átomos existieron mientras existió el universo y no iban a aniquilarse. Bohr acudió al rescate. Postuló que los electrones se encuentran en determinadas órbitas estacionarias alrededor del núcleo atómico y sólo pueden estar en ellas. La transición de un electrón entre órbitas se realiza mediante un tirón con absorción o emisión de energía. Esta energía podría ser, por ejemplo, un cuanto de luz. En esencia, ahora hemos esbozado la definición de radiación en física de partículas.

Hidrógeno y fotografía.

Inicialmente, la tecnología fotográfica se inventó como un proyecto comercial. La gente quiso quedarse durante siglos, pero no todo el mundo podía permitirse el lujo de encargar un retrato a un artista. Y las fotografías eran baratas y no requerían una inversión tan grande. Luego, el arte del vidrio y del nitrato de plata puso a su servicio los asuntos militares. Y entonces la ciencia empezó a aprovechar los materiales fotosensibles.

Primero se fotografiaron los espectros. Se sabe desde hace tiempo que el hidrógeno caliente emite líneas específicas. La distancia entre ellos obedecía a cierta ley. Pero el espectro del helio era más complejo: contenía el mismo conjunto de líneas que el del hidrógeno, y una más. La segunda serie ya no obedecía la ley derivada de la primera serie. Aquí la teoría de Bohr vino al rescate.

Resultó que solo hay un electrón en un átomo de hidrógeno y puede moverse de todas las órbitas excitadas superiores a una inferior. Esta fue la primera serie de líneas. Los átomos más pesados ​​son más complejos.

Lente, rejilla, espectro.

Esto marcó el comienzo del uso de la radiación en física. El análisis espectral es una de las formas más potentes y fiables de determinar la composición, cantidad y estructura de una sustancia.

1. El espectro de emisión de electrones le dirá qué contiene el objeto y cuál es el porcentaje de un componente en particular. Este método se utiliza absolutamente en todos los campos de la ciencia: desde la biología y la medicina hasta la física cuántica.
2. El espectro de absorción le dirá qué iones y en qué posiciones están presentes en la red del sólido.
3. El espectro rotacional demostrará qué tan separadas están las moléculas dentro del átomo, cuántos y qué tipo de enlaces tiene cada elemento.

Y los campos de aplicación de la radiación electromagnética son innumerables:

• las ondas de radio exploran la estructura de objetos muy distantes y el interior de los planetas;
• la radiación térmica informará sobre la energía de los procesos;
• la luz visible te dirá en qué direcciones se encuentran las estrellas más brillantes;
• los rayos ultravioleta dejarán claro que se están produciendo interacciones de alta energía;
• El propio espectro de rayos X permite a las personas estudiar la estructura de la materia (incluido el cuerpo humano), y la presencia de estos rayos en objetos cósmicos notificará a los científicos que hay una estrella de neutrones, una explosión de supernova o un agujero negro en el foco. del telescopio.

Cuerpo negro puro

Pero hay un apartado especial que estudia qué es la radiación térmica en física. A diferencia de la luz atómica, la emisión térmica de luz tiene un espectro continuo. Y el mejor objeto modelo para los cálculos es un cuerpo absolutamente negro. Este es un objeto que "atrapa" toda la luz que incide sobre él, pero no la libera. Curiosamente, un cuerpo completamente negro emite radiación y la longitud de onda máxima dependerá de la temperatura del modelo. En la física clásica, la radiación térmica dio lugar a una paradoja: resultó que cualquier cosa calentada debería irradiar cada vez más energía hasta que, en el rango ultravioleta, su energía destruiría el universo.

Max Planck pudo resolver la paradoja. Introdujo una nueva cantidad, el cuanto, en la fórmula de la radiación. Sin darle ningún significado físico especial, descubrió todo un mundo. Ahora la cuantificación de cantidades es la base de la ciencia moderna. Los científicos se dieron cuenta de que los campos y los fenómenos constan de elementos indivisibles, cuantos. Esto llevó a estudios más profundos de la materia. Por ejemplo, el mundo moderno pertenece a los semiconductores. Antes todo era sencillo: el metal conduce la corriente, otras sustancias son dieléctricos. Y sustancias como el silicio y el germanio (semiconductores) se comportan de manera incomprensible en relación con la electricidad. Para aprender a controlar sus propiedades, fue necesario crear una teoría completa y calcular todas las posibilidades de las uniones p-n.