Номер 10, страница 166 - гдз по физике 10-11 класс сборник задач Громцева

12. Электромагнитные колебания и волны. 12.9. Различные виды электромагнитных излучений и их практическое применение - номер 10, страница 166.

Решение.

Решение 2.

Источники ультрафиолетовых волн

Источники ультрафиолетового (УФ) излучения можно разделить на естественные и искусственные.

• Естественные источники:
  • Солнце: является основным и самым мощным естественным источником УФ-излучения. Оно испускает весь спектр УФ-волн (УФ-A, УФ-B и УФ-C), однако большая часть наиболее опасного излучения (УФ-C и значительная часть УФ-B) поглощается озоновым слоем атмосферы Земли.
  • Другие космические объекты: звёзды, особенно горячие и молодые, галактики, квазары и другие астрономические объекты также излучают в ультрафиолетовом диапазоне.
• Искусственные источники:
  • Газоразрядные лампы: это наиболее распространенный тип искусственных источников.
    • Ртутные лампы (низкого и высокого давления): лампы низкого давления (бактерицидные) генерируют излучение преимущественно на длине волны 253,7 нм и используются для дезинфекции. Лампы высокого давления имеют более широкий спектр и применяются, например, в соляриях и для полимеризации.
    • Ксеноновые и дейтериевые дуговые лампы: используются в научных приборах (например, спектрофотометрах) как источники сплошного УФ-спектра.
    • Эксимерные лампы: генерируют УФ-излучение в узком диапазоне длин волн.
  • Ультрафиолетовые светодиоды (UV-LEDs): современные и эффективные источники, находящие все большее применение в дезинфекции, полимеризации и аналитических приборах.
  • Лазеры: например, эксимерные лазеры, которые генерируют когерентное УФ-излучение и используются в микрохирургии (лазерная коррекция зрения) и промышленности (фотолитография).
  • Электрическая дуга: возникающая, например, при электросварке, является мощным источником УФ-излучения, требующим защиты глаз и кожи.

Ответ: Источниками ультрафиолетовых волн являются естественные объекты, такие как Солнце и другие звёзды, а также многочисленные искусственные устройства: газоразрядные лампы (ртутные, ксеноновые), ультрафиолетовые светодиоды, лазеры и электрическая дуга.

Где они используются

Ультрафиолетовые волны имеют широкий спектр применений благодаря своей высокой энергии и способности вызывать химические реакции и флуоресценцию, а также благодаря своему бактерицидному действию.

• Медицина и здравоохранение:
  • Дезинфекция и стерилизация: УФ-лампы (особенно УФ-C) используются для обеззараживания воздуха, воды и поверхностей в больницах, лабораториях, на пищевых производствах и в системах очистки воды. Это называется бактерицидной обработкой.
  • Фототерапия: контролируемое облучение УФ-светом (УФ-A или УФ-B) применяется для лечения кожных заболеваний, таких как псориаз, витилиго и экзема.
  • Синтез витамина D: УФ-B излучение необходимо организму человека для выработки витамина D.
  • Стоматология: УФ-излучение используется для отверждения (полимеризации) светочувствительных пломбировочных материалов.
• Промышленность:
  • УФ-отверждение (полимеризация): быстрое высушивание и отверждение лаков, красок, клеев и покрытий в полиграфии, при производстве мебели и электроники.
  • Фотолитография: ключевой процесс в производстве микросхем и печатных плат, где УФ-излучение используется для переноса рисунка на светочувствительный материал (фоторезист).
  • Контроль качества: в дефектоскопии для обнаружения трещин и пор в материалах с помощью флуоресцентных веществ, светящихся под действием УФ.
• Наука и криминалистика:
  • Спектроскопия: УФ-спектроскопия — аналитический метод для определения состава и концентрации веществ.
  • Криминалистика: УФ-свет помогает обнаруживать следы биологических жидкостей (кровь, слюна), поддельные документы, невидимые метки и некоторые виды отпечатков пальцев.
  • Биология: флуоресцентная микроскопия использует УФ для возбуждения свечения специальных меток, что позволяет визуализировать отдельные клеточные структуры.
• Другие области:
  • Проверка подлинности: многие банкноты, удостоверения личности и ценные бумаги имеют защитные элементы (волокна, рисунки), которые светятся в УФ-лучах.
  • Солярии: искусственный загар создается с помощью ламп, излучающих УФ-A и УФ-B.
  • Энтомология: УФ-лампы в ловушках для насекомых привлекают их.
  • Астрономия: наблюдения в УФ-диапазоне позволяют изучать горячие звёзды и межзвёздную среду.

Ответ: Ультрафиолетовые волны используются в медицине (дезинфекция, лечение кожных заболеваний), промышленности (полимеризация, фотолитография), криминалистике и науке (анализ веществ, обнаружение следов), а также для проверки подлинности документов и в бытовых приборах (ловушки для насекомых, солярии).