Vidljivo zračenje: uporaba u medicini i životu, izvori, svojstva, od strane koga i kada su otvoreni

Okruženi ste elektromagnetskim valovima. Oni su svugdje! Iz svjetla koje možete vidjeti, do ultraljubičastog zraka koji prolazi kroz prozor od sunca. Čak i ako pokušaš, ne možeš izbjeći valove. Ali opet, zašto vam je to potrebno? Zašto izbjegavati nešto ako se može primijeniti? Što je vidljivo zračenje, od koga i kada je otvoreno? Kako funkcionira i gdje se primjenjuje?

Svjetlosni valovi

Pojam "svjetlosni valovi" mogu različito koristiti različiti ljudi. Fizičari ga obično koriste na istoj razini kao i elektromagnetska. U čemu je onda razlika? Elektromagnetski valovi (ili elektromagnetsko zračenje) su valovi stvoreni oscilirajućim magnetnim i električnim poljima, a uključuju radiovalove, mikrovalove, infracrveno, vidljivo, ultraljubičasto, rendgensko i gama zračenje. Kao i svi valovi, oni nose energiju, a ta energija može biti vrlo visokog intenziteta (na primjer, elektromagnetski valovi koje primamo od sunca).

Kada gledamo spektar vidljive svjetlosti, plavi kraj elektromagnetskog spektra je visoka frekvencija, visoka energija i kratka valna duljina. Crveni kraj elektromagnetskog spektra je niska frekvencija, niska energija i duga valna duljina. Svjetlost je samo dio elektromagnetskog spektra, dio koji naše oči mogu vidjeti. Koja su područja primjene vidljivog zračenja, osim onog koji osobi omogućuje da sve vidi?

Različiti tipovi svjetlosnih valova

Radio valovi su na crvenom kraju elektromagnetskog spektra. Crveni kraj također je najniža energija, najniža frekvencija i najduža valna duljina. Radio-valovi se uglavnom koriste u komunikacijama za prijenos signala s jednog mjesta na drugo. Radio stanice koriste radio valove, poput mobitela, televizora i bežičnih mreža. Zbog duge valne duljine radiovalova, oni se mogu odbiti od zemljine ionosfere, dopuštajući radijskim postajama da prenose svoje radio emisije na velike udaljenosti bez izravnog pogleda na sve njihove slušatelje.

Mikrovalovi su najbliži crvenom kraju spektra. Vjerojatno možete pretpostaviti da se mikrovalovi koriste u kuhinji za kuhanje. Imaju dovoljno visoke energije da povećaju kretanje molekula u vašoj hrani bez ionizirajućih atoma. To je važno jer to znači da će se hrana samo zagrijati - njezin kemijski sastav će ostati isti.

Infracrvena je valna duljina nešto dulja od naših očiju. Ljudsko tijelo ima temperaturu koja proizvodi zračenje u ovom dijelu spektra, pa se infracrveni detektori mogu koristiti kao kamere za noćni vid. Infracrveni port također koristi daljinski upravljač za slanje signala televizorima i drugim audio ili video uređajima.

Vidljiva svjetlost je dio elektromagnetskog spektra koji naše oči mogu otkriti i onaj dio s kojim smo najpoznatiji u našem svakodnevnom životu. Smatra se da je u "sredini" elektromagnetskog spektra, iako je to prilično proizvoljno.

Ultraljubičasta (često reducirana na UV) je usmjerena na plavu stranu elektromagnetskog spektra, što je strana visokih energija i kraćih valova. Ultraljubičasto zračenje je prekratko u valnoj duljini kako bi naše oči otkrile. UV valovi su prilično visoke energije, pa su sposobni ionizirati atome, uništavajući molekularne veze i čak molekule DNA. Iz tog razloga, UV uzrokuje opekline od sunca, pa čak i rak kože. Većina štetnih ultraljubičastih valova Sunca apsorbira atmosfera (posebno dušik) i ozonski omotač, ali veliki dio udara o zemlju. Stoga je vrijedno biti oprezan i koristiti kremu za sunčanje i sunčane naočale.

X-zrake imaju vrlo visoku energiju i, poput UV, mogu ionizirati atome u tijelu i uzrokovati štetu. Međutim, na ispravnim valnim duljinama i u pravim količinama, mogu se koristiti sigurno, bez oštećenja tkiva, da bi se, na primjer, skenirala prsa. Također, rendgenski teleskopi su korisni u proučavanju astrofizike.

Što je vidljivo svjetlo i kako se može koristiti?

Koja je upotreba vidljivog zračenja? Da biste odgovorili na ovo pitanje, najprije morate definirati ovaj pojam. Vidljiva svjetlost je elektromagnetsko zračenje uzrokovano fotonima koji udaraju u površinu i apsorbiraju elektroni materijala dok emitiraju boju koja ima najnižu brzinu apsorpcije. Na primjer, aparati za gašenje požara su crveni jer čestice boje apsorbiraju zelenu frekvenciju bolje od crvene.

340-750 nm - valna duljina vidljivog spektra. Zahvaljujući tom znanju, možete stvoriti diode koje emitiraju svjetlo na određenim frekvencijama. Jedna od primjena vidljivog svjetla je semafor. Vidljiva svjetlost je bilo koji elektromagnetski val (ili foton kao kvantni ekvivalent), koji leži u području plave i crvene boje spektra. Ima mnogo namjena. Vidljivo svjetlo koristi se kao izvor svjetla koje ljudsko oko može vidjeti. To su laseri, komunikacije slobodnog prostora, oružje, alarmni sustavi, rasvjeta.

Također se koristi kao signalna emisija nekih atomskih i kemijskih reakcija, omogućujući identifikaciju prisutnosti različitih materijala, te se stoga koristi u forenzičkom pregledu i medicini. Vidljivo svjetlo je elektromagnetsko zračenje u frekvencijskom području od 430 do 770 THz, što odgovara valnim duljinama od 390 do 700 nm. To je raspon elektromagnetskog zračenja koje se može primiti očima životinja i ljudi. Evolucija je vjerojatno opremila životinje organom za proizvodnju tog raspona zračenja. Vidljiva svjetlost predstavlja maksimalni intenzitet sunčevog zračenja, a prilično je kratkotalasna. Također ne šteti živim stanicama, za razliku od, primjerice, UV, X-zraka ili gama zraka.

Vidljivo svjetlo je elektromagnetski val.

Uobičajeno promatrano svjetlo je kombinacija svjetlosnih valova različitih boja. Ove različite boje svjetla su posljedica različitih frekvencija svjetlosti. Vidljivo svjetlo ima mnoge primjene u optici, znanosti o materijalima, kondenziranoj tvari, laserskoj znanosti, različitim industrijama koje koriste ovo svjetlo za eksperimente i svaki dan. Primjeri su zasloni za projektore, laserska zraka koja se koristi u emisiji ili pokazivač, kamera i tako dalje.

Svjetlo je dio elektromagnetskog spektra kojem su naše oči osjetljive. Glavna uporaba vidljivog svjetla je sposobnost da se stvari vide vlastitim očima. Radijacija spektra prenosi se valovima ili česticama na različitim valnim duljinama i frekvencijama. Ovaj široki raspon valnih duljina poznat je kao elektromagnetski spektar. Taj je spektar klasično podijeljen u sedam područja u redoslijedu smanjenja valne duljine i povećanja energije i frekvencije. Naše oči mogu otkriti samo mali dio elektromagnetskog spektra, koji se naziva vidljiva svjetlost.

Ovako rade žarulje: električna struja zagrijava nit svjetiljke na oko 3000 stupnjeva i svijetli vrućim svjetlom. Površina sunca je oko 5600 stupnjeva i emitira puno svjetla. Bijelo svjetlo je zapravo sastavljeno od različitih boja koje se međusobno miješaju. To se može vidjeti prolaskom bijele svjetlosti kroz staklenu prizmu. Kompaktni diskovi se čitaju laserskim svjetlom. Laseri se koriste u kompaktnim diskovima i DVD playerima, gdje se svjetlo odbija od sitnih rupica na disku, dok se pretvara u zvuk ili podatke. Laseri se također koriste u laserskim pisačima iu sustavima za usmjeravanje zrakoplova.

Opasnosti od vidljive svjetlosti

Vidljivi svjetlosni valovi jedini su elektromagnetski valovi koje ljudsko oko može vidjeti. Ljudi ih vide kao boje duge, od kojih svaka ima svoju valnu duljinu. Crvena ima najdužu i najkraću. Kada su svi valovi zajedno vidljivi, oni stvaraju bijelo svjetlo. Češeri u očima su prijemnici za ove sićušne valove vidljive svjetlosti. Sunce je prirodni izvor valova vidljive svjetlosti, a oči vide odraz sunčeve svjetlosti iz okolnih objekata. Boja objekta koji osoba vidi je boja reflektirane svjetlosti. Sve ostale boje su apsorbirane.

Previše zračenja može oštetiti mrežnicu. To se može dogoditi ako pogledate nešto vrlo svijetlo, poput sunca. Iako se oštećenje može izliječiti, ali ako je utjecaj vidljivog zračenja jak i trajan, to može imati nepovratne učinke.

Vidljivo zračenje: izvori, svojstva, primjena

Žarulje su još jedan izvor valova vidljive svjetlosti. I također laseri. Tko ih je otkrio? Albert Einstein (1917) predložio je mehanizam stimuliranog zračenja - princip lasera. Otkriće spontanog zračenja Einsteina (proces koji se odvija u atomima) potaknuo ga je da razvije ideju stimuliranja LED-a. Pedesetih godina prošlog stoljeća istraživači su predložili dizajniranje uređaja koji bi potaknuo zračenje za poboljšanje svjetla. Prvi laser izgradio je Theodore M. Maiman 1960. godine.

Kako se proizvodi laser?

Umjetni proces uključuje sljedeće:

• Izvor energije.
• Aktivno okruženje
• Optička šupljina.

Aktivni medij apsorbira energiju iz izvora, pohranjuje je i oslobađa kao svjetlo. Neki od ovog svjetla potiču druge atome da oslobode svoju energiju, tako da se više svjetla dodaje ispaljenom. Zrcala na kraju optičke šupljine reflektiraju svjetlost natrag u aktivni medij, a proces počinje ponovno, uzrokujući da svjetlo pojačava i inducira dio u obliku uskog zraka - lasera. Da bi se povećala emisija svjetlosti u pobuđenom stanju, mora biti više atoma nego što je bilo izvorno. To se naziva inverzija podataka. Ovo stanje se ne događa u normalnim uvjetima. Stoga bi umjetne tehnologije trebale pomoći ovom procesu, a ne prirodi.

droga

Uporaba vidljivog zračenja u medicini je uobičajena stvar. Laseri se koriste u mikrokirurškim postupcima, kao što su izvođenje malih, preciznih rezova, operacije jetre i kapilarne kirurgije, što rezultira malim gubitkom krvi. Laseri se također koriste u oftalmologiji (uklanjanje katarakte i korekcija vida), dermatologija (uklanjanje tetovaža i ožiljaka), stomatologija (čišćenje šupljine), onkologija (liječenje raka kože).

Koji je primjer uporabe vidljivog zračenja u medicini? Svjetlosna terapija se također koristi za ublažavanje sezonskog afektivnog poremećaja, regulira vaše unutarnje biološke satove (cirkadijanski ritmovi) i utječe na vaše raspoloženje. Terapijske primjene svjetla i boje također se istražuju u mnogim bolnicama i istraživačkim centrima širom svijeta. Dosadašnji rezultati pokazuju da puni spektar, ultraljubičasto, kolorno i lasersko svjetlo može imati terapeutsku vrijednost za niz stanja - od kronične boli i depresije do imunoloških poremećaja.

Vidljivo zračenje: od koga i kada je otvoreno?

Prvi koji je objasnio pojavu spektra (ovaj pojam je prvi put upotrijebio 1671.) vidljivog zračenja Isaaca Newtona u njegovom djelu „Optika“ i Johanna Goethea u njegovom djelu „Teorija boja“. Što je vidljivo zračenje? Tko i kada je otvoren? Roger Bacon je također bio angažiran u sličnim istraživanjima, koji su gledali spektar u čaši vode mnogo prije Newtona i Goethea.

Upotreba vidljivog zračenja u životu omogućuje da se išta vidi. Svjetlo se kreće poput vala, odbijajući se od objekata kako bi ih ljudi mogli vidjeti. Bez toga svi bi bili u potpunom mraku. Ali u fizici, svjetlo se može odnositi na bilo koji elektromagnetski val: radio valove, mikrovalove, infracrvene, naizgled, ultraljubičaste, x-zrake ili gama zrake.