Номер 2, страница 213 - гдз по физике 9 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 4. Электромагнитные колебания и волны. Параграф 50. Шкала электромагнитных волн. Вопросы для самопроверки - номер 2, страница 213.

Условие.

2. Каковы свойства инфракрасных волн?

Решение.

Назовите диапазоны электромагнитных волн?

Шкала электромагнитных волн представляет собой непрерывную последовательность частот и длин волн электромагнитного излучения. Условное деление на диапазоны основано на способах генерации и регистрации волн, а также на характере их взаимодействия с веществом. Границы между диапазонами являются размытыми и могут незначительно отличаться в разных классификациях. В порядке увеличения частоты ($ν$) и, соответственно, уменьшения длины волны ($λ$) выделяют следующие основные диапазоны:

Радиоволны: длина волны $λ > 1$ мм, частота $ν < 300$ ГГц. Это самый длинноволновый диапазон, используемый для радиосвязи, телевидения, радиолокации. В свою очередь, он подразделяется на сверхдлинные, длинные, средние, короткие и ультракороткие волны.
Инфракрасное излучение: $λ$ от 1–2 мм до 780 нм, $ν$ от 150 ГГц до 430 ТГц. Источником этого излучения являются любые нагретые тела, поэтому его часто называют тепловым. Применяется в тепловизорах, пультах дистанционного управления, для сушки и обогрева.
Видимый свет: $λ$ от 780 нм (красный) до 380 нм (фиолетовый), $ν$ от 430 ТГц до 790 ТГц. Это узкий диапазон волн, который воспринимается человеческим глазом. Является основой жизни на Земле и человеческого зрения.
Ультрафиолетовое излучение: $λ$ от 380 нм до 10 нм, $ν$ от 790 ТГц до 30 ПГц. Обладает высокой химической и биологической активностью. В малых дозах вызывает загар, в больших — может повредить клетки кожи и сетчатку глаза. Используется для дезинфекции.
Рентгеновское излучение: $λ$ от 10 нм до $5 \cdot 10^{-3}$ нм, $ν$ от 30 ПГц до $6 \cdot 10^4$ ПГц. Обладает высокой проникающей способностью, что позволяет использовать его в медицине (флюорография, томография) и дефектоскопии.
Гамма-излучение: $λ < 5 \cdot 10^{-3}$ нм, $ν > 6 \cdot 10^4$ ПГц. Это самое высокоэнергетическое излучение, возникающее в результате ядерных реакций и космических процессов. Обладает наибольшей проникающей способностью и является ионизирующим.

Ответ: Основные диапазоны электромагнитных волн, расположенные в порядке уменьшения длины волны (увеличения частоты): радиоволны, инфракрасное излучение, видимый свет, ультрафиолетовое излучение, рентгеновское излучение, гамма-излучение.

2. Каковы свойства инфракрасных волн?

Инфракрасное (ИК) излучение, или инфракрасные волны, — это электромагнитное излучение, занимающее спектральную область между красным концом видимого света и микроволновым радиоизлучением. Его основные свойства таковы:

1. Тепловое действие. Любое тело, температура которого выше абсолютного нуля (0 К), излучает инфракрасные волны. При поглощении ИК-излучения веществом его энергия преобразуется во внутреннюю энергию тела, вызывая нагрев. Именно поэтому ИК-излучение часто называют тепловым. Интенсивность и спектр излучения зависят от температуры тела.
2. Оптические свойства. Инфракрасные волны, как и все электромагнитные волны, способны отражаться, преломляться, рассеиваться, а также проявляют явления интерференции и дифракции. Они подчиняются законам геометрической и волновой оптики. Однако обычное стекло для большей части ИК-диапазона непрозрачно, поэтому в ИК-оптике используют специальные материалы, такие как германий, кремний, фториды щелочноземельных металлов.
3. Проникающая способность. Инфракрасные волны могут проходить через некоторые среды, которые непрозрачны в видимом диапазоне. Например, они меньше рассеиваются в тумане, дымке и дыму, что позволяет использовать их в приборах ночного видения и системах всепогодного наблюдения. В то же время они сильно поглощаются водой и водяным паром.
4. Невидимость для глаза. Человеческий глаз не способен воспринимать инфракрасное излучение. Для его обнаружения и регистрации применяются специальные датчики и приборы: тепловизоры, болометры, фотодиоды и другие полупроводниковые детекторы.
5. Химическое и биологическое воздействие. Энергии фотонов ИК-излучения недостаточно для ионизации атомов (в отличие от УФ- или рентгеновского излучения), но достаточно для возбуждения колебательных и вращательных уровней молекул. Это свойство лежит в основе инфракрасной спектроскопии — мощного метода анализа строения и состава веществ. В биологии ИК-излучение оказывает в основном тепловое воздействие, ускоряя биохимические реакции.

Ответ: Главные свойства инфракрасных волн: они являются тепловым излучением (испускаются нагретыми телами и нагревают предметы при поглощении), невидимы для человеческого глаза, подчиняются законам оптики (отражаются, преломляются), способны проникать сквозь некоторые непрозрачные для видимого света среды (например, дымку) и вызывают колебания молекул вещества.