Номер 1, страница 128 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

1. Какой диапазон длин волн принято считать инфракрасным, ультрафиолетовым, рентгеновским излучением? Какова особенность излучений?

Инфракрасное, ультрафиолетовое и рентгеновское излучения являются видами электромагнитных волн, которые отличаются друг от друга длиной волны (и, соответственно, частотой и энергией фотонов).

Инфракрасное излучение

Инфракрасным (ИК) излучением называют электромагнитные волны, занимающие спектральную область между красным концом видимого света (с длиной волны $\lambda \approx 0,74$ мкм) и микроволновым излучением ($\lambda \approx 1-2$ мм). Таким образом, диапазон длин волн ИК-излучения составляет $\lambda = 0,74 \text{ мкм} - 2 \text{ мм}$.

Основной особенностью инфракрасного излучения является его тепловое действие. Любое нагретое тело испускает ИК-волны, поэтому его также называют тепловым излучением. Человеческий глаз не видит это излучение, но наша кожа воспринимает его как тепло. ИК-лучи способны проходить сквозь туман, дым и некоторые непрозрачные в видимом свете материалы. Это свойство используется в приборах ночного видения, тепловизорах для поиска утечек тепла, в пультах дистанционного управления и для сушки окрашенных поверхностей.

Ответ: Диапазон длин волн инфракрасного излучения составляет от $0,74$ мкм до $1-2$ мм. Ключевая особенность — тепловое действие; это излучение, испускаемое всеми нагретыми телами и воспринимаемое как тепло.

Ультрафиолетовое излучение

Ультрафиолетовое (УФ) излучение — это электромагнитные волны, расположенные в спектре между фиолетовой границей видимого света и рентгеновскими лучами. Диапазон длин волн УФ-излучения принято считать от $\text{10}$ нм до $400$ нм.

Особенность ультрафиолетового излучения заключается в его высокой химической и биологической активности. В отличие от видимого света, УФ-фотоны обладают достаточной энергией, чтобы вызывать химические реакции. В малых дозах УФ-излучение необходимо человеку для синтеза витамина D и вызывает загар. Однако в больших дозах оно может приводить к ожогам кожи и повреждению клеток, в том числе ДНК. Жесткий ультрафиолет ($\lambda < 280$ нм) обладает сильным бактерицидным действием, что используется для стерилизации воды, воздуха и медицинских инструментов. Многие вещества способны светиться (флуоресцировать) под действием УФ-лучей, что применяется для проверки подлинности банкнот и документов.

Ответ: Диапазон длин волн ультрафиолетового излучения — от $\text{10}$ нм до $400$ нм. Особенностью является высокая химическая и биологическая активность, которая проявляется в бактерицидном действии, способности вызывать загар и фотохимические реакции.

Рентгеновское излучение

Рентгеновское излучение занимает в шкале электромагнитных волн область между ультрафиолетовым излучением и гамма-излучением. Его длины волн лежат в диапазоне примерно от $10^{-5}$ нм (или $0,005$ нм) до $\text{10}$ нм.

Главная особенность рентгеновского излучения — его очень высокая проникающая способность в сочетании с ионизирующим действием. Энергия рентгеновских фотонов настолько велика, что они могут проходить сквозь вещества, непрозрачные для видимого света, например, через мягкие ткани человеческого тела. При этом они поглощаются более плотными материалами, такими как кости или металлы. Это свойство лежит в основе медицинской рентгенографии и компьютерной томографии. Как ионизирующее излучение, оно может повреждать живые клетки, поэтому его использование требует строгого контроля и мер защиты. Рентгеновские лучи также используются в материаловедении для анализа кристаллической структуры веществ (рентгеноструктурный анализ) и в системах безопасности для досмотра багажа.

Ответ: Диапазон длин волн рентгеновского излучения — от $10^{-5}$ нм до $\text{10}$ нм. Основные особенности — высокая проникающая способность через мягкие ткани и ионизирующее действие на вещество, что используется в медицине и технике.