Фізичні основи оптичного випромінювання.

Всі тіла, які мають температуру, вищу за абсолютний нуль, випромінюють в оточуюче середовище енергію, яку називають променистою. Тіла, які випромінюють енергію, називають „джерелами” випромінювання. Тіла, які поглинають променисту енергію і перетворюють її на інші види енергії, називають приймачами променистої енергії. Випромінювання має хвильові і корпускулярні властивості.

Хвильові властивості випромінювання характеризуються довжиною хвилі. Довжина хвилі - це відстань, яку проходить промінь певної частоти за час повного періоду коливання.

Корпускулярні властивості випромінювання характеризуються випромінюванням і поглинанням променистої енергії окремими порціями - квантами, які були названі фотонами.

У 1900 p. M. Планк вперше висунув гіпотезу, що випромінювання пов'язане з порціями енергії.

У 1905 p. Ейнштейн розробив теорію, згідно з якою поглинання енергії випромінювання відбувається окремими порціями - фотонами. Отже променистий потік має переривчасту структуру. Енергія фотона, тим більша, чим більша частота v. Так, випромінювання з малою частотою (інфрачервоні промені) мають настільки малу енергію фотонів, що ці випромінювання практично проявляють лише хвильові властивості. Більшу енергію мають фотони видимого і ультрафіолетового випромінювання, атому ці випромінювання. проявляють хвильові та корпускулярні властивості і дуже активні в біологічному відношенні. Вивчений в даний час спектр електромагнітних коливань досить широкий. Він включає в себе коливання з довжиною хвилі від 10^-4 нм (1 нанометр - 10^-9 м), що носять назву γ - випромінювань, до 6^.І0³ км - випромінювання генераторів змінного струму промислової частоти (рис. 1). Електромагнітні коливання з довжиною хвиль від 1 нм до 1 мм називаються оптичним випромінюванням.

Випромінювання є одним із видів енергії. Потужністю випромінювання або потоком випромінювання Ф називають енергію випромінювання за одиницю часу.

Оптичне випромінювання з довжиною хвиль від 380 до 760 нм називають видимим, тому що воно сприймається оком людини і викликає відчуття світла. Воно має значні фотоелектричну, фотохімічну та біологічну дії і завдяки цьому широко використовується в сільськогосподарському виробництві для освітлення приміщень, опромінення рослин у теплицях, подовження світлового дня у пташниках тощо. Під дією видимого випромінювання в крові тварин збільшується вміст гемоглобіну і еритроцитів, підвищується активність окислювальних ферментів, кращим стає азото- і газообмін. Світло впливає також на функції ендокринних залоз центральної нервової системи.

Спектр видимого випромінювання поділяють на сім ділянок відповідно до найбільш характерних кольорів: червоного (760 - 620 нм), оранжевого (620-585 нм), жовтого (585-560 нм), зеленого (560-500 нм), голубого (500-480 нм), синього (480-450 нм) і фіолетового (450-380 нм).

Випромінювання оптичної області спектра з довжиною хвиль від 760 нм до 1 мм називаються інфрачервоними. (Приставка „інфра” - латинського походження і перекладається як „під”, „нижче”.) Це випромінювання характеризується значною тепловою дією, що й зумовлює область його застосування.

Випромінювання з довжиною хвиль від 400 до 2 нм називається ультрафіолетовим. (Приставка „ультра” має значення „по ту сторону”, „понад”.) Це випромінювання має значну фотобіологічну дію. Властивості ультрафіолетових променів неоднакові і залежать від довжини хвилі. При використанні ультрафіолетових випромінювань для біологічних цілей їх поділяють на три області: УФ-А - з довжинами хвиль від 315 до 400 нм; УФ-В - з довжинами хвиль від 280 до 315 нм; УФ-С - з довжинами хвиль від 280 до 200 нм.

Випромінювання області УФ-А мають порівняно невелику біологічну активність і використовуються для люмінесцентного аналізу, в тому числі для визначення якості сільськогосподарських продуктів.

Випромінювання області УФ-В мають значну біологічну активність. Воно спричиняє еритему - почервоніння шкіри, що з'являється через 2...5 год і зникає через 2...3 дні, залишаючи після себе пігментацію (загар). Під дією випромінювань області УФ-В в організмі тварин з провітаміну утворюється вітамін D, який відіграє важливу роль у регулюванні обміну речовин. Тому випромінювання цієї області використовують у сільськогосподарському виробництві для стимулювання росту молодняку тварин і птиці та як засіб боротьби з рахітом. Випромінювання області УФ-В використовуються також у медицині завдяки їх тонізуючій і терапевтичній дії.

Випромінювання області УФ-С викликають непоновлювані зміни структури протоплазми і ядер клітин у результаті коагуляції білкових речовин. Вони згубно діють на бактерії. Тому їх використовують для стерилізації повітря, води, тари тощо.

Випромінювання буває однорідним і складним (монохроматичним), Однорідні - це випромінювання з однією відповідною довжиною хвилі, а складні є об'єднанням кількох однорідних випромінювань. Випромінювання можуть мати суцільний лінійчатий або змішаний спектр. Суцільний спектр складається з незліченої кількості однорідних потоків, які примикають за довжиною хвилі один до одного.

2. Одиниці вимірювання вимірювання.

Енергетичні величини і одиниці вимірювання оптичного випромінювання: потік Ф - Вт; сила випромінювання І - Вт ср^-1; енергетична опроміненість Е - Вт м ^-2.

Основні величини і одиниці вимірювання видимого випромінювання: світловий потік Ф - у люменах (лм); сила світла І - у канделах (кд); освітленість Е - у люксах (лк); яскравість В – у кд.ср^-1; світлова віддача η – у лм.Вт^-1.

Величини і одиниці вимірювання вітального випромінювання: вітальний потік Ф, - у вітах (віт); сила вітального випромінювання І, - віт.ср^-1; вітальна опроміненість Е, - віт. м^-2; кількість опромінення (доза) Н_в, - віт.г.

Величини і одиниці вимірювання вітального випромінювання: бактерицидний потік Фб - у бактах (бк); сила бактерицидного випромінювання Іб – бк.ср^-1; бактерицидна опроміненість Еб – бк.м^-2.

Величини і одиниці вимірювання фотосинтезного випромінювання: фотосинтезний потік Фф - у фітах (фіт); сила фотосинтезного випромінювання Іф – фіт.ср^-1; фотосинтезна опроміненість Еф – фіт.м^-2.

Види і системи освітлення.

Видиме випромінювання дуже впливає на життєдіяльність і розвиток людей, тварин і рослин. Освітленість є одним з основних параметрів мікроклімату в тваринницьких приміщеннях.

Електричне освітлення в сільськогосподарських приміщеннях застосовують для створення достатньої освітленості робочих місць, при якій забезпечується нормальний хід протікання технологічних процесів.

Штучне освітлення виробничих приміщень поділяється на такі види: робоче (технологічне), чергове та аварійне.

Робоче освітлення призначене для забезпечення достатнього рівня освітленості під час виконання технологічного процесу згідно з нормами.

Чергове освітлення використовується дія догляду за тваринами і птицею в нічний час.

Світильники для чергового освітлення виділяються з числа світильників загального освітлення в кількості десяти відсотків у приміщеннях, де утримують тварин, та 15 відсотків - у родильних відділеннях, їх рівномірно розмішують над проходами приміщення.

Існують системи загального, місцевого і комбінованого освітлення.

Штучне освітлення виконується системою загального освітлення або системою комбінованого, коли до загального освітлення додається місцеве.

Загальне освітлення ділиться на загальне рівномірне і загальне локалізоване (виконується з урахуванням розташування обладнання).

Місцеве освітлення обладнують на окремих робочих машинах, щитах і пультах керування.

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...

Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: