Номер 6, 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 6, страница 166.

Решение.

Решение 2.

Что является источником инфракрасных волн?

Источником инфракрасного (ИК) излучения, также известного как тепловое излучение, является любое тело, температура которого выше абсолютного нуля ($T > 0 \text{ K}$). Интенсивность и спектральный состав излучения зависят от температуры тела: чем выше температура, тем больше интенсивность излучения и тем короче длина волны, на которой находится максимум излучения.

Источники инфракрасных волн можно разделить на две основные группы:

• Естественные источники:
  • Солнце: Является самым мощным естественным источником ИК-излучения. Около 50% энергии солнечного излучения, достигающего Земли, приходится на инфракрасный диапазон.
  • Живые организмы: Все теплокровные животные, включая человека, излучают тепло в инфракрасном диапазоне, что позволяет видеть их с помощью тепловизоров.
  • Любые нагретые объекты в природе: Например, огонь, вулканическая лава, нагретая земля и вода.
• Искусственные источники:
  • Нагревательные приборы: Электрические обогреватели, печи, камины, радиаторы отопления.
  • Лампы накаливания: Большая часть (более 90%) потребляемой ими энергии преобразуется в тепловое (инфракрасное) излучение, а не в видимый свет.
  • Инфракрасные светодиоды (ИК-диоды): Широко применяются в пультах дистанционного управления, системах безопасности и устройствах для передачи данных.
  • Инфракрасные лазеры: Используются в волоконно-оптической связи, медицине, промышленности и военных технологиях.
  • Специализированные ИК-излучатели: Лампы, применяемые для сушки материалов (например, краски), в физиотерапии и в инфракрасных саунах.

Ответ: Источником инфракрасных волн является любое нагретое тело. Основные источники – Солнце, живые организмы, огонь, а также искусственные устройства, такие как нагревательные приборы, лампы накаливания, ИК-светодиоды и лазеры.

Где они используются?

Инфракрасные волны нашли широкое применение в самых разных областях благодаря своей способности переносить тепловую энергию и проходить через некоторые среды, непрозрачные для видимого света.

• Техника и быт:
  • Пульты дистанционного управления: Для управления телевизорами, кондиционерами и другой бытовой техникой.
  • Инфракрасный обогрев: ИК-обогреватели для помещений и открытых площадок, инфракрасные сауны.
  • Сушка продуктов и материалов: В пищевой промышленности для сушки овощей и фруктов, в промышленности для сушки красок и лаков.
• Тепловидение (термография):
  • Военное дело и безопасность: Приборы ночного видения, системы слежения и наведения.
  • Строительство: Обнаружение утечек тепла в зданиях, диагностика электропроводки и систем отопления.
  • Медицина: Диагностика воспалительных процессов, нарушений кровообращения и некоторых видов опухолей по температурной карте тела.
  • Промышленность: Контроль температуры работающих механизмов для предотвращения перегрева и аварий.
• Наука:
  • Инфракрасная спектроскопия: Метод анализа, позволяющий определять состав и структуру веществ по их спектрам поглощения или испускания в ИК-диапазоне.
  • Астрономия: ИК-телескопы (например, космический телескоп «Джеймс Уэбб») позволяют изучать холодные космические объекты (планеты, пылевые облака) и наблюдать за объектами, скрытыми облаками космической пыли, которая прозрачна для ИК-лучей.
• Связь:
  • Волоконно-оптические линии связи: Передача данных осуществляется с помощью ИК-лазеров, так как оптическое волокно имеет наименьшие потери именно в этом диапазоне длин волн.
  • Беспроводная передача данных: Стандарт IrDA для связи на коротких расстояниях (использовался в старых моделях ноутбуков и мобильных телефонов).

Ответ: Инфракрасные волны используются в пультах дистанционного управления, системах обогрева, приборах ночного видения (тепловизорах) для военных, строительных и медицинских целей, в промышленной сушке, в научной спектроскопии для анализа веществ, в астрономии для изучения космоса и в волоконно-оптической связи для передачи данных.