Lastnosti in uporaba žarkov optičnega spektra

Po načelih generiranja elektromagnetno sevanje delimo na naslednje vrste: sevanje gama, rentgensko, sinhrotronsko, radijsko in optično sevanje.

Celotno območje optičnega sevanja je razdeljeno na tri področja: ultravijolično (UV), vidno in infrardeče (IR). Območje ultravijoličnega sevanja je razdeljeno na UV-A (315-400 nm), UV-B (280-315) in UV-C (100-280 nm). Ultravijolično sevanje gama v območju z valovno dolžino, manjšo od 180 nm, se pogosto imenuje vakuum, ker je zrak v tem območju spektra neprozoren. Sevanje, ki lahko povzroči vizualni občutek, se imenuje vidno. Vidno sevanje je ozko spektralno območje (380-760 nm) optičnega sevanja, ki ustreza območju občutljivosti človeškega očesa.

Vidno je sevanje, ki lahko neposredno povzroči vizualni občutek. Meje območja vidnega sevanja so pogojno sprejete na naslednji način: spodnja 380-400 nm, zgornja 760-780 nm.

Emisija iz tega območja se uporablja za ustvarjanje zahtevane ravni osvetlitve v industrijskih, upravnih in gospodinjskih prostorih.Zahtevano raven določajo pogoji vidljivosti. V tem primeru je energijski vidik procesa obsevanja manj pomemben.

Vendar pa se na primer v isti kmetijski proizvodnji svetloba uporablja ne le kot sredstvo za osvetlitev. Pri umetnem obsevanju rastlin, na primer v rastlinjakih, je vidno sevanje obsevalnih naprav edini vir energije, ki se v procesu fotosinteze shrani v rastlini in jo nato uporabijo ljudje in živali. Pri tem je obsevanje energijski proces.

Vpliv vidnega sevanja na živali in ptice še ni dovolj raziskan, vendar je ugotovljeno, da njegov učinek na produktivnost ni odvisen samo od stopnje osvetljenosti, temveč tudi od dolžine svetlobnega obdobja na dan, menjave svetla in temna obdobja itd.

Infrardeče sevanje v spektru pokriva območje od 760 nm do 1 mm in ga delimo na IR-A (760-1400 nm), IR-B (1400-3000 nm) in IR-C (3000-106 nm).

Trenutno se infrardeče sevanje pogosto uporablja za ogrevanje zgradb in objektov, zato se pogosto imenuje toplotno sevanje. Uporablja se tudi za sušenje barv. V kmetijstvu se infrardeče sevanje pogosto uporablja tudi za sušenje zelenjave in sadja, ogrevanje mladih živali.

Obstajajo posebne naprave za nočno opazovanje - termovizije. V teh napravah se infrardeče sevanje katerega koli predmeta pretvori v vidno sevanje. Infrardeča slika prikazuje sliko porazdelitve temperaturnih polj.

Območje infrardečega sevanja se začne od zgornje meje vidne svetlobe (780 nm) in konča konvencionalno pri valovni dolžini 1 mm. Infrardeči žarki so nevidni, kar pomeni, da ne morejo povzročiti vizualnega občutka.

Glavna lastnost infrardečih žarkov je toplotno delovanje: ko se infrardeči žarki absorbirajo, se telesa segrejejo. Zato se uporabljajo predvsem za ogrevanje različnih predmetov in materialov ter za sušenje.

Pri obsevanju rastlin je treba upoštevati, da lahko presežek infrardečih žarkov povzroči prekomerno pregrevanje in odmiranje rastlin.

Obsevanje živali z infrardečimi žarki izboljša njihov splošni razvoj, metabolizem, prekrvavitev, zmanjša dovzetnost za bolezni itd. Najučinkovitejši žarki IR-A cone. Imajo najboljšo sposobnost prodiranja v telesna tkiva. Presežek infrardečih žarkov vodi do pregrevanja in smrti celic živih tkiv (pri temperaturah nad 43,5 ° C). Ta okoliščina se uporablja na primer za dezinsekcijo žita. Med obsevanjem se škodljivci hleva segrejejo veliko močneje kot žito in umrejo.

Za več podrobnosti glejte tukaj: Obsevalniki in naprave za infrardeče ogrevanje živali

Ultravijolično sevanje pokriva območje valovnih dolžin od 400 do 1 nm. V območju med 100 in 400 nm ločimo tri cone: UV-A (315-400 nm), UV-B (280-315 nm), UV-C (100-280 nm). Nosilci teh območij imajo različne lastnosti in zato najdejo različne aplikacije. Tudi ultravijolično sevanje je nevidno, vendar nevarno za oči. Ultravijolično sevanje z valovno dolžino, krajšo od 295 nm, deluje zaviralno na rastline, zato ga je treba pri umetnem obsevanju izključiti iz splošnega toka vira.

UV-A sevanje lahko ob obsevanju povzroči, da se nekatere snovi svetijo. Ta sij se imenuje fotoluminiscenca ali preprosto luminiscenca.

Luminescenca se imenuje spontani sijaj teles s trajanjem, ki presega obdobje svetlobnih nihanj in se vzbuja na račun katere koli vrste energije, razen toplote. Trdne snovi, tekočine in plini lahko svetijo. Z različnimi metodami vzbujanja in glede na agregatno stanje telesa lahko med luminiscenco potekajo različni procesi.

Žarki tega območja se uporabljajo za luminescenčno analizo kemične sestave določenih snovi, oceno biološkega stanja proizvodov (kalitev in poškodbe zrn, stopnja gnitja krompirja itd.) in v drugih primerih, ko snov lahko sveti z vidno svetlobo v toku ultravijoličnih žarkov.

Sevanje UV-B območja ima močan biološki učinek na živali. Med obsevanjem se provitamin D pretvori v vitamin D, ki olajša absorpcijo fosforjevo-kalcijevih spojin v telesu. Trdnost kosti skeleta je odvisna od stopnje absorpcije kalcija, zato se UV-B sevanje uporablja kot sredstvo proti rahitisu pri mladih živalih in pticah.

Isti del spektra ima sposobnost največjega eritemskega učinka, kar pomeni, da lahko povzroči dolgotrajno pordelost kože (eritem). Eritem je posledica širjenja krvnih žil, kar vodi do drugih ugodnih reakcij v telesu.

Ultravijolično sevanje UV-C območja je sposobno uničiti bakterije, to pomeni, da deluje baktericidno in se uporablja za dezinfekcijo vode, posod, zraka itd.