Что такое излучение в физике кратко

Обновлено: 07.07.2024

Все люди прекрасно знакомы со многими излучениями на практике. Излучение — это когда какие-нибудь лучи в виде волн или частиц выходят откуда-то и отправляются в своё путешествие или в бесконечность или до первого препятствия, где это излучение будет поглощено.

Существует оргомное количество самых разных видов излучений. Некоторые излучения мы чувствуем и даже сами излучаем без каких-либо приборов:

Например, ели держать ладонь на некотором расстоянии от батареи отопления, то ладонь будет чувствовать тепло потому, что от горячей батареи исходит инфракрасное, то есть тепловое, излучение. Мы и сами его излучаем, по этому в полной темноте нас можно разглядеть с помощью приборов ночного видения — тепловизоров.
Видимый свет — это тоже излучение, как и тепло он является электромагнитным излучением. Может показаться, что уж свет-то мы не излучаем (мы же не светимся в темноте), но если на нас падает свет от лампы или солнца, то наше тело и одежда поглощают свет и переизлучают его обратно. При этом меняется цвет: если на нас светить белым светом, то мы и наша одежда излучем свет разных цветов.

А есть излучения. которые мы не видим:

Ультрафиолетовое излучение приходит к нам вместе с теплом и светом от солнца, а такде от синих ламп в поликлинике (их включают, когда в помещении нет людей, чтобы уничтожить микробы и вирусы). Это тоже электромагнитное излучение. Оно способно причинить коже ожоги ничего при этом не нагревая. Когда мы обгораем на пляже — это не от тепла, а от ультафиолетового излучения.
Рентгеновское излучение — это еще один вид электромагнитного излучения. Оно переносит с собой такую энергию, что способно просвечивать многие вещи насквозь. Его применяют врачи, чтобы просветить пациента и увидеть всё ли у него в порядке с лёгкими, костями и так далее. При большой мощности или долгом воздействии это излучение опасно.
Есть и совершенно безопасное электромагнитное илучение — радиоволны. Это излучение можно испускать и ловить с помощью антенн. В антеннах оно превращается в колебания электрического тока и обратно. Наши мобильные телефоны постоянно принимают и излучают радиоволны.

Тут может показаться, что абсолютно все излучения электромагнитные, но нет. Есть излучения связанные с частицами. Например, радиоактивные вещества самопроизвольно распадаются и из них вылетают ядра атомов — альфа-частицы. Это альфа-излучение. Оно опасно. Осиротевшие без ядер электроны тоже вылетают — это бэтта-излучение. Оно менее опасно, оно также исходит, например, от старых телевизоров со стеклянным экраном. От бэтта-излучения защищает даже одежда.

А вот астрофизики сравнительно недавно начали регистрировать гравитационные волны. Оказалось, что вращающиеся вокруг друг-друга чёрные дыры или нейтронные звёзды кроме всего что тут перечислено и неперечислено излучают еще и гравитационные волны.

Так что излучение — это очень широкое понятие. Про каждый вид излучения лучше спрашивать отдельно.

В прошлых уроках вы познакомились с такими видами теплопередачи, как тепловодность и конвекция. И в одном, и во втором случае перенос энергии происходил за счет движения частиц или их групп. Значит, если нет вещества, то эти виды теплопередачи невозможны.

Основной источник тепла на нашей планете — это Солнце. Оно находится от нас на расстоянии $15 \cdot 10^7 \space км$. Это пространство содержит очень разреженное вещество, оно близко к вакууму. В такой ситуации невозможна ни конвекция, ни теплопроводность. Каким образом тогда передается тепло от Солнца?

Изучение — вот ответ на наш вопрос. В данном уроке мы познакомимся с процессом излучения на опыте, узнаем его свойства и применение.

Выявление процесса излучения

Рассмотрим следующий опыт (рисунок 1). У нас есть жидкостный манометр и теплоприемник. Соединим их резиновой трубкой между собой.

Нагреем до высокой температуры небольшой кусок металла. С помощью пинцета аккуратно поднесем его к темной стороне теплоприемника (рисунок 1, а).

Уровень жидкости в колене, соединенном с теплоприемником, снизился. Это значит, что воздух в теплоприемнике нагрелся и расширился.

Мы не воздействовали на теплоприемник никаким другим образом. Очевидно, что ему была передана энергия от нагретого куска металла.

Теплопроводность? Нет. Ведь мы не докасались куском металла до теплоприемника. Конвекция? Тоже нет. Нагретое тело находилось рядом с теплоприемником, но не под ним. Передача энергии в данном случае осуществлялась путем излучения.

Излучение — это вид теплопередачи, при котором перенос энергии происходит преимущественно без переноса вещества.

Этот перенос энергии осуществляется посредством электромагнитных волн. Об этом понятии вы подробнее узнаете в уроках для 9 класса.

Свойства излучения

Передача энергии путем излучения отличается от других видов теплопередачи.

Излучение может осуществляться в полном вакууме.

Все тела излучают энергию: и сильно нагретые, и слабо.

Чем выше температура тела, тем больше энергии оно передаёт путем излучения.

Излучаемая энергия частично поглощается окружающими телами и частично отражается
При поглощении энергии тела будут нагреваться по-разному. Это зависит от их поверхности.

Вернемся к нашему опыту (рисунок ). Сначала мы повернули теплоприемник к куску металла темной стороной. Теперь повернем его светлой стороной (рисунок 1, б). Теперь столбик жидкости в колене манометра повысился.

Тела с темной поверхностью лучше поглощают энергию, чем тела со светлой поверхностью.

Рисунок 2. Поглощение энергии телами с разной поверхностью.

Тела, которые излучают энергию, охлаждаются тоже по-разному.

Тела с темной поверхностью охлаждаются быстрее путем излучения, чем тела со светлой поверхностью.

Например, в белом чайнике горячая вода дольше сохранит высокую температуру, чем в черном.

Применение

Солнечное излучение используют для того, чтобы добыть использовать солнечную энергию. Солнечные батареи (рисунок 3) позволяют аккумулировать солнечную энергию, преобразовывать ее для дальнейшего использования человеком.

Крылья самолетов, поверхности воздушных метеозондов красят серебристой краской (рисунок 4). Так используют способность тел по-разному поглощать энергию. Делают это для того, чтобы уменьшить нагрев.

Излучение применяют для сушки и нагрева материалов, в приборах ночного видения, в медицине. Далее во время обучения вы более подробно рассмотрите природу этого явления.

Например, ели держать ладонь на некотором расстоянии от батареи отопления, то ладонь будет чувствовать тепло потому, что от горячей батареи исходит инфракрасное, то есть тепловое, излучение. Мы и сами его излучаем, по этому в полной темноте нас можно разглядеть с помощью приборов ночного видения — тепловизоров.
Видимый свет — это тоже излучение, как и тепло он является электромагнитным излучением. Может показаться, что уж свет-то мы не излучаем (мы же не светимся в темноте), но если на нас падает свет от лампы или солнца, то наше тело и одежда поглощают свет и переизлучают его обратно. При этом меняется цвет: если на нас светить белым светом, то мы и наша одежда излучем свет разных цветов.

А есть излучения. которые мы не видим:

Ультрафиолетовое излучение приходит к нам вместе с теплом и светом от солнца, а такде от синих ламп в поликлинике (их включают, когда в помещении нет людей, чтобы уничтожить микробы и вирусы). Это тоже электромагнитное излучение. Оно способно причинить коже ожоги ничего при этом не нагревая. Когда мы обгораем на пляже — это не от тепла, а от ультафиолетового излучения.
Рентгеновское излучение — это еще один вид электромагнитного излучения. Оно переносит с собой такую энергию, что способно просвечивать многие вещи насквозь. Его применяют врачи, чтобы просветить пациента и увидеть всё ли у него в порядке с лёгкими, костями и так далее. При большой мощности или долгом воздействии это излучение опасно.
Есть и совершенно безопасное электромагнитное илучение — радиоволны. Это излучение можно испускать и ловить с помощью антенн. В антеннах оно превращается в колебания электрического тока и обратно. Наши мобильные телефоны постоянно принимают и излучают радиоволны.

Так что излучение — это очень широкое понятие. Про каждый вид излучения лучше спрашивать отдельно.

Иллюстрация относительной способности трех различных типов ионизирующего излучения проникать в твердое вещество. Типичные альфа-частицы (α) останавливаются листом бумаги, в то время как бета-частицы (β) останавливаются алюминиевой фольгой. Гамма-излучение (γ) затухает, когда оно проникает в свинец. Обратите внимание на предостережения в тексте об этой упрощенной диаграмме.

Международный символ типов и уровней радиации, небезопасных для неэкранированных людей. Излучение, существующее в природе, включает свет и звук.

В физике излучение — это передача энергии в форме волн или частиц через пространство или через материальную среду. [1] [2] Это понятие включает в себя:

— радиоволны, микроволны, инфракрасное излучение, видимый свет, ультрафиолетовое излучение, рентгеновское излучение и гамма-излучение (γ); — альфа-излучение (α), бета-излучение (β), нейтронное и нейтринное излучение (нейтральные частицы с ненулевой энергией покоя); излучение — ультразвуковые, звуковые и сейсмические волны (в зависимости от физической среды передачи); — излучение, которое принимает форму гравитационных волн, или рябь в кривизне пространства-времени.

Излучение часто классифицируется как ионизирующее или неионизирующее в зависимости от энергии излучаемых частиц. Ионизирующее излучение несёт более 10 эВ, что достаточно для ионизации атомов и молекул, а также разрыва химических связей. Это важное различие из-за большой разницы в пагубности для живых организмов. Распространенным источником ионизирующего излучения являются радиоактивные материалы, которые испускают α, β или γ излучение, состоящее из ядер гелия, электронов или позитронов и фотонов соответственно. К другим источникам относятся рентгеновские лучи от медицинских исследований рентгенографии, а также мюоны, мезоны, позитроны, нейтроны и другие частицы, которые составляют вторичные космические лучи, которые образуются после взаимодействия первичных космических лучей с атмосферой Земли.

Читайте также: