Номер 2, страница 179 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

2. Назовите причины возникновения инфракрасного, ультрафиолетового, рентгеновского излучений.

Причины возникновения инфракрасного излучения

Инфракрасное (ИК) излучение, также известное как тепловое излучение, испускается любыми телами, имеющими температуру выше абсолютного нуля ($T > 0$ K). Основной причиной его возникновения является тепловое движение атомов и молекул вещества.
Атомы и молекулы в нагретом теле находятся в непрерывном хаотическом движении. Они совершают колебательные и вращательные движения. При изменении энергии этих движений, например, в результате столкновений, происходит испускание или поглощение электромагнитных волн. Энергия фотонов, испускаемых при переходах между колебательными и вращательными энергетическими уровнями молекул, как правило, соответствует инфракрасному диапазону спектра.
Таким образом, любое нагретое тело — от человеческого тела до раскаленного металла и звезд — является источником инфракрасного излучения. Интенсивность и спектральный состав этого излучения зависят от температуры тела.

Ответ: Инфракрасное излучение возникает в результате колебательных и вращательных переходов атомов и молекул в веществе. Его испускают все тела, температура которых выше абсолютного нуля.

Причины возникновения ультрафиолетового излучения

Ультрафиолетовое (УФ) излучение — это электромагнитное излучение, занимающее спектральный диапазон между видимым светом и рентгеновскими лучами. Его возникновение связано с переходами электронов в атомах и молекулах.
Основными причинами являются:
1. Тепловое излучение сильно нагретых тел. Тела, нагретые до температуры в несколько тысяч градусов Цельсия (например, поверхность Солнца, электрическая дуга), излучают в широком спектре, значительная часть которого приходится на ультрафиолетовый диапазон.
2. Электронные переходы в атомах. УФ-излучение испускается при переходе электронов с высоких энергетических уровней на более низкие. Чтобы это произошло, атом должен быть предварительно возбужден, то есть получить энергию, достаточную для "поднятия" электрона на высокий уровень. Такое возбуждение может происходить в газовых разрядах (например, в кварцевых или бактерицидных лампах), где атомы газа (например, ртути) сталкиваются с быстрыми электронами. При возвращении в стабильное состояние атом испускает фотон с энергией, равной разности энергий уровней: $E = E_2 - E_1 = h\nu$. Для УФ-излучения эта разность энергий составляет от 3 до 124 эВ.

Ответ: Ультрафиолетовое излучение возникает при переходах электронов с внешних оболочек атомов из возбужденного состояния в основное, а также в результате теплового излучения тел, нагретых до очень высоких температур.

Причины возникновения рентгеновского излучения

Рентгеновское излучение — это высокоэнергетическое электромагнитное излучение. Существует два основных механизма его возникновения:
1. Тормозное излучение (Bremsstrahlung). Оно возникает при резком замедлении (торможении) быстрых заряженных частиц, как правило, электронов, в электрическом поле атомных ядер. Например, в рентгеновской трубке электроны, ускоренные высоким напряжением, ударяются о мишень (анод) из тяжелого металла. При взаимодействии с сильным полем ядер анода электроны резко теряют свою кинетическую энергию, которая превращается в энергию фотонов рентгеновского излучения. Этот процесс создает непрерывный (сплошной) спектр излучения, ограниченный максимальной энергией, равной начальной кинетической энергии электрона $E_{max} = eU$, где $\text{U}$ — ускоряющее напряжение.
2. Характеристическое излучение. Этот тип излучения возникает, когда быстрый электрон, столкнувшись с атомом мишени, выбивает один из электронов с внутренних электронных оболочек (например, K- или L-оболочки). Образовавшаяся "вакансия" немедленно заполняется электроном с одной из вышележащих, более удаленных от ядра оболочек. При этом переходе высвобождается энергия, равная разности энергий этих оболочек, в виде фотона рентгеновского излучения. Энергия такого фотона строго определена и является уникальной характеристикой химического элемента, из которого сделана мишень. Поэтому спектр такого излучения является линейчатым (состоит из отдельных линий).

Ответ: Рентгеновское излучение возникает либо при резком торможении быстрых электронов в веществе (тормозное излучение), либо при переходах электронов на вакантные места на внутренних электронных оболочках атомов (характеристическое излучение).