1. RÁDIÓHULLÁMOK. Rádióhullámnak nevezzük az olyan elektromágneses sugárzást, aminek a frekvenciája 3 Hz-nél nagyobb és 300 GHz-nél kisebb.

Átírás

1 1. RÁDIÓHULLÁMOK Hullámhossz: 1 méterig A légkör részben átengedi Az észlelés felső határa: a detektornak összemérhetőnek kell lennie a hullámhosszal Előállítás: elektromos rezgőkörökkel Fontosabb tartományai: MF medium frequency ( khz): AM rádió VHF very high frequency ( MHz): TV, FM rádió UHF ultra high frequency: TV, mobil telefon (GSM), vezeték nélküli hálózatok nincs éles határ a rádióhullámok és a mikrohullámok között Felhasználása: távközlés, adattovábbítás vezeték nélküli hálózatok rádió Rádióhullámok nem csak mesterséges úton keletkezhetnek, hanem elsősorban csillagászati folyamatok által, ezeket természetes eredetű rádiósugárzásnak nevezzük. Ilyen sugárforrás a mi Napunk is, ami nem csak fényt és meleget, hanem emellett rádióhullámokat, UV-fényt, röntgen- és gammasugarakat is kibocsát. A Földön a villámlás hoz létre rádióhullámokat, ezt a tényt manapság a meteorológia is felhasználja a viharfelhők észleléséhez. Rádióhullámnak nevezzük az olyan elektromágneses sugárzást, aminek a frekvenciája 3 Hz-nél nagyobb és 300 GHz-nél kisebb. Maxwell felismerte, hogy ha az elektromos tér elegendően gyorsan változik, a keletkező elektromágneses hullámok képesek arra, hogy elektromos vezeték nélkül, az üres térben is terjedjenek. Ez volt az első megsejtése a rádióhullámoknak. Kiszámolta a terjedési sebességet is, és ez jó egyezést mutatott az akkoriban már ismert fénysebesség értékével. Maxwell ebből arra következtetett, hogy a fény is valójában elektromágneses hullám. Mivel az elektromosan töltött részecskék elvileg bármilyen frekvenciával rezeghetnek, Maxwell megállapította, hogy a fény csupán egy apró szelete a hatalmas és folytonos elektromágneses spektrumnak. A mobilsugárzás is modulált sugárzás, ami sokkal veszélyesebb, mint a nem modulált. A mobiltornyok teljesítménye Wattig terjed, ami nem sok, annyi, mint egy izzólámpáé. No de egy izzólámpa is, ha neonos, vagy halogénes akkor is veszélyes, ha csak 20 watt a teljesítménye, mert például UV sugárzást nyom ránk, amit igazol, hogy a lámpák elterjedésével arányosan nő a bőrrák előfordulása is. A mobiltornyok pedig a modulált sugárzásukkal zavarják meg az immunrendszerünket, bioáramköreinket, amelyek a fejlődéstörténet során egyáltalán nem szoktak hozzá az effajta rezgésekhez.

2 2. MIKROHULLÁMOK A mikrohullámok olyan elektromágneses hullámok, amelyeknek a frekvenciája nagyjából 0,3-300 GHz közötti, ennek megfelelően a hullámhosszuk 1 m 1 mm között van. Kozmikus eredetű háttérsugárzás formájában a mikrohullámú sugárzás természetes módon jelen van a környezetünkben, az egész világegyetemet kitölti. A mikrohullámú sütő egy magnetron mikrohullámú generátort használ arra hogy egy körülbelül 2,5 GHz-es mikrohullámú sugárzást hozzon létre főzés céljából. A mikrohullámok a főzendő ételben a víznek és egyéb vegyületeknek a dipólusos molekuláit rezegtetik, illetve forgatják. A molekulák ilyen rendezetlen rezgéseit a statisztikus fizika hőmérsékletként értelmezi. Tehát minél jobban rezegnek ezek a molekulák, annál melegebbnek érezzük az ételt. Mivel a szerves anyagok többnyire vízből állnak, így az ételt is könnyű ilyen módszerrel melegíteni. A mikrohullámok nagyon rövid hullámhosszú rádióhullámok, amelyek könnyen áthaladnak a Föld légkörén. Használják radarokhoz, műholdakközötti kommunikációhaoz, és mobiltelefon hálózatokon belül. A hullámok egyenes vonalban terjednek, így könnyen egy műholdra irányíthatók egy parabola antennával. Ezután a műhold visszairányítja a mikrohullámokat a Földre, hogy a parabolaantennák foghassák. A vevőantenna összegyűjti egy nagy területről a hullámokat, és egy energiaátalakítóba (transzduktorba) irányítja őket, ami átalakítja az elektromágneses hullámokat elektromos jellé. Ahhoz, hogy valami felmelegedjen egy mikrohullámú sütőben, viz jelenlétére van szükség. Ha víz nincs az ételben, a felmelegedés nem jön létre. Ennek az az oka, hogy a mikrohullámok hatására a vízmolekulák az élelmiszerben hihetetlen sebességgel kezdenek el rezegni és ez molekuláris súrlódást okoz, amely végül is elvezet az étel felmelegedéséhez. A víz molekulák szerkezete eközben szétszakad és erőteljesen deformált lesz. Ez a módszer egészen más, mint bármilyen főzési mód. A nem feldolgozott vagy főzött élelmiszerek természetesen tartalmaznak a napból átadódó élet energiát. A biofotonok a fény legkisebb fizikai egységei, amelyek az élet minden formájában elraktározódnak. A legfőbb biofoton források a természetesen termelt zöldségek és főleg napsütötte, érett gyümölcsök. A mikrohullámozott élelmiszer gyakorlatilag potenciálisan elpusztítja és kiüríti az ételben lévő életenergiát, és teszi a termékeket teljesen halott és élettelen biológiai masszává. Ezen túlmenően, az étel tápértéke elvész és szinte használhatatlan lesz tápérték szempontjából. WLAN protokollok, mint a Bluetooth, és az IEEE g és b is a szabadon felhasználható 2,4 GHz es frekvenciát használják. A a szabvány az 5 GHz es tartományban működik. A korlátozott, hosszútávú (akár 25 km) vezeték nélküli internet-hozzáférési szolgáltatások is sok országban megtalálhatóak (az USA-ban nem) ezek a 3,5 4 GHz tartományban működnek. A légkör elnyeli Előállítás: tranzisztorokkal, magnetronnal(vákuumcsövek) Alkalmazások:: WLAN, BlueTooth, radar

3 3. INFRAVÖRÖS TARTOMÁNY Az infravörös sugárzás (Infrared, IR) egy elektromágneses sugárzás, melynek nagyobb a hullámhossza, mint a látható fénynek, de kisebb, mint a mikrohullámnak és a rádióhullámoknak. Az infra latin eredetű szó, jelentése: alatt. A legnagyobb hullámhosszal rendelkező látható szín a vörös. Az infravörös sugárzást 780 nm és 1 mm között értjük. Az infravörös sugárzást a haditechnika pozíció-bemérésre, felmérésre, és nyomkövetésre használja. Egyéb felhasználási módjai a hőmérséklet mérésében, a kis távolságú vezeték nélküli kommunikációban, az infravörös spektroszkópiában, a csillagászatban és az infravörös fényképezésben jelennek meg. Fontos szerepe van az időjárás-megfigyelő műholdak méréseiben, ahol az óceánok áramlásait követik nyomon, továbbá a mezőgazdaság és erdőgazdálkodás is hasznosítja az infravöröst érzékelő műholdak felvételeit. Sok madár és rovar is érzékeli a szemével (a látható fény mellett) az infravörös fényt is. William Herschel 1799-ben kezdte el tanulmányozni a napfényt. Gyakran használt színszűrőket, ezzel különítette el a színeket egymástól. észrevette, hogy néhány szűrő melegebb volt, mint a többi. Kíváncsi volt rá, hogy vajon bizonyos színek több hőt szállítanak-e a Naptól, mint más színek. Ötletének ellenőrzésére egy nagy prizmát készített. Egy elsötétített szobában kivetítette a prizma által felbontott színeket a szemközti falra, és gondosan megmérte az egyes színtartományokban a hőmérsékletet. Herschelt meglepte, hogy a hőmérséklet egyenletesen emelkedett a lilától a vörös szín felé haladva. Hirtelen ötlettől vezérelve a vörös alatti sötét tartományban is elvégezte a mérést, de feltételezte, hogy az hidegebb lesz mindegyiknél, hiszen ott nincs fény. Meglepetésére itt mérte a legmelegebbet. Eredeti feltételezése tehát, hogy a hőt a látható fény sugarai továbbítják, nem volt igaz. Néhány heti kísérletezés és mérés után megállapította, hogy a hőt szállító, láthatatlan sugarak a látható fényhez hasonló módon megtörnek, vagy visszaverődnek, és a törés mértéke kisebb, mint a látható fény esetén. Mivel ezek a sugarak a vörös alatti tartományban voltak találhatók, ezért Herschel az infravörös nevet adta nekik (latin, am. vörös alatti ).[1] Hullámhossz: 1mm-től 780 nm-ig A légkör jórészt elnyeli Forrása: molekulák rezgései Létrehozás: hősugárzó, lézerdióda Alkalmazások: Optikai kommunikáció Haditechnikai alkalmazások (éjjellátó)

4 4. LÁTHATÓ TARTOMÁNY A látható spektrum (vagy látható fény) az elektromágneses spektrumnak az a része, amit az emberi szem érzékelni tud. Hétköznapi értelemben gyakran fénynek nevezik. Az emberi szem a 390 és 750 nanométer hullámhosszak közé eső elektromágneses sugárzást érzékeli. Ez frekvenciaértékekben terahertz (THz). Az emberi szem, pontosabban az agy által érzékelhető összes szín több mint a látható spektrum, mivel az emberi szem által érzékelhető színek között szerepelnek a színek keveredéséből előállók is, mint például a lila vagy a rózsaszín. Az elektromágneses hullámok elnyelődése a földi légkörben. A barna sáv vastagsága arányos az elnyelődéssel (átlátszatlansággal). A légkör csak a fényhullámokat (szivárvány színben) és a rádióhullámokat engedi át A világűrben előforduló elektromágneses sugárzások többségét a földi légkör kiszűri (elnyeli), csak két hullámhossz tartományt: a látható fényt és a rádiósugárzást engedi át. A Föld felszínére eljutó előbbi sugárzástartomány, a látható spektrum (azaz a fény) energiájának hasznosításával jött létre a fotoszintézis és vele a földi élet, és logikus módon az evolúció során is erre a hullámhossz tartományra lett érzékeny az emberi szem, és optimalizálódott a színlátásunk. Létrehozás: izzó, gázkisülés, lézerdióda Forrása: külső elektronok Az ókori India Szamba Purana nevű védikus szövegeinek himnuszaiban már található utalás arra, hogy a fény hét alapszínre bontható. Az i. e. 3. századra a görögök arra a következtetésre jutottak, hogy a fény valamiképpen világító testekből, például a Napból meg az izzó szénből sugárzódik ki. A 13. században Roger Bacon leírta, hogy egy pohár víz színekre bontja a rajta áthaladó fényt. A 17. században Isaac Newton írta le a látható spektrumot, magát a spektrum szót ő alkalmazta először 1671-ben, amikor optikai kísérleteit leírta. Goethe által rajzolt színkör (1809) A 18. században Goethe írt könyvet A színek elmélete címmel. Goethe vitatta, hogy a folytonosnak látszó spektrum részekre lenne bontható. A 19. század elején megjelent a látható fény fogalma, amikor felfedezték, hogy a fény spektrumának létezik nem látható, de érzékelhető folytatása a hullámhosszakban fölfelé és lefelé is. Thomas Young volt az első, aki megmérte a különböző színek hullámhosszait, 1802-ben. Az 1860-as években James Clerk Maxwell skót kutató feltételezte, hogy az elektromágneses energia hullámként terjed, és hogy a fény voltaképpen ennek az energiának egyik fajtája. Áthatol a légkörön.

5 5. ULTRAIBOLYA TARTOMÁNY Az ibolyántúli, ultraibolya vagy ultraviola sugárzás (röviden UV-sugárzás) a látható fénynél ( nm) kisebb, de a röntgensugárzásnál (0, nm) nagyobb hullámhosszúságú; a nanométeres tartományba eső elektromágneses sugárzás. A szó eredete, hogy a legkisebb hullámhosszúságú, de még látható fény színe az ibolya (latinul: viola). Tehát az ennél nagyobb, ezen túli frekvenciájú rezgés (hullámhosszúságban ez alatti) az ibolyántúli sugárzás ben Johann Wilhelm Ritter német fizikus olvasott az infravörös sugarak felfedezéséről, ami William Herschel nevéhez fűződik. Ritter hitt a természetben lévő egységről és szimmetriáról. Akkoriban a napfény hatását tanulmányozta a kémiai reakciókra és elektrokémiával is foglalkozott Ennek során megfigyelte a napfény hatását ezüst-kloridra is, nevezetesen, hogy arra világos színűből átalakul sötét színűvé (fényképezés alapja). Ritter elhatározta, hogy megismétli Herschel kísérletét, azzal a különbséggel, hogy ő a napfény sötétítő hatásának sebességét fogja mérni a különböző színtartományokban. Papírcsíkokat ezüst-kloriddal vont be, és ezeket egy elsötétített szobában elhelyezte egymás alatt a falon. A hőmérséklet mérése helyett azt az időt mérte, amíg egy-egy csík meg nem feketedett. Azt találta, hogy a vörös alig sötétítette meg a papírt, míg az ibolya felé haladva a sötétedés sebessége egyre nagyobb volt. Herschel ötletét átvéve, egy csíkot az ibolya fölé helyezett, és ez a papír sötétedett el a leggyorsabban, annak ellenére, hogy nem érte látható fény. Valamilyen sugárzásnak azonban érnie kellett a papírt, ami a sötétítő hatást kiváltotta. Forrás: Elektronok Lágy ultraibolya: UV-A ( nm) UV-B ( nm) UV-C ( nm) Kemény ultraibolya: nm Alkalmazások: csillagászatban forró objektumok fotolitográfia: integrált áramkörök előállítása fertőtlenítés A blacklight (=fekete fény) elnevezés abból ered, hogy bár az emberi szem számára láthatatlan, bizonyos állatok, főleg rovarok, hüllők, madarak látják. A germicid, azaz baktériumölő kifejezés arra utal, hogy a kórokozók DNS-ében található szomszédos timinmolekulákat dimerizálja, amitől a DNS lemásolhatatlanná válik. Jóllehet ez önmagában nem öli meg őket, de kellő számú DNS-sérüléstől szaporodásképtelenné válnak.

6 6. RÖNTGEN TARTOMÁNY A röntgensugárzás nagyenergiájú elektromágneses sugárzás, amelynek hullámhossza a néhányszor 10 nanométer és a néhányszor 10 pikométer közé esik. A határok nem szigorúak, de ennek megfelelően a frekvenciája nagyjából (30 PHz és 30 EHz ( Hz és Hz) közötti. Legfontosabb felhasználási területei az orvostudomány és a kristálytan. A röntgenfoton energiája nagyjából 0,1 kev és 1 MeV között lehet, ezért ionizáló sugárzás, azaz élettanilag veszélyes. A röntgensugárzást leginkább az orvoslásban, azon belül a diagnosztikában és a terápiában használják. Az orvosi diagnosztikában használt sugárzás erőssége kev közötti energiájú, míg a terápiás sugárzás erőssége akár néhány MeV is lehet, ennek előállítására már gyorsítókat használnak. A röntgensugarak biológiai hatása - gondos adagolás és ellenőrzés esetén - sok betegség gyógyításánál előnyösen alkalmazható (röntgenterápia, pl. rosszindulatú daganatos és rákos megbetegedéseknél). 10nm 0,1nm ionizáló sugárzás forrása: nagy energiájú elektronok (belső elektronok) Alkalmazások: Csillagászat: Chandra röntgencsillagászati műhold Orvosi Atomok azonosítása Szerkezetvizsgálat 1895 novemberében Wilhelm Conrad Röntgen német tudós vizsgálni és jegyezni kezdte az otthoni laboratóriumában végzett Crookes vákuumcsöves kísérleteit. Nov 8-án azt vette észre, hogy egy fotólemez, ami egy asztal alsó fiókjában, egy bőrtokban volt, fekete csomagolópapírba csavarva, rejtélyes módon fényt kaphatott, mert egy kulcs képe jelent meg rajta. A helyiségben az egyetlen kulcs a kertkapu kulcsa volt, ami ugyanennek az asztalnak a felső fiókjában volt, ahova több mint egy éve tették. A fotólemezen ennek a kulcsnak a képe jelent meg. Röntgen észrevette, hogy az asztal és a fiókok úgy helyezkednek el, hogy a falra szerelt Crookes-csővel egy vonalban vannak. Azonban a Crookes-cső nem bocsátott ki látható fényt és nyilvánvaló volt, hogy fény nem kerülhetett úgy az alsó fiókba, egy bőrtok belsejébe és a benne lévő csomagolópapíron keresztül a fotólemezre úgy, hogy közben a felső fiókban lévő kulcs képe a lemezre kerüljön. Bármi volt is, ami a képet létrehozta, a kulcson, vagyis a fémtárgyon nem haladt át, ezért az a rész sötét maradt a fotólemezen. Akkoriban már más tudósok is feltételezték, hogy a Crookes-cső valamiféle sugárzást bocsát ki, és ezt katódsugárzásnak nevezték, mivel az üvegcsőben lévő egyik fémlemezből indult ki (amit katódnak neveztek). Crookes azt gondolta, hogy ezek a sugarak talán egy másik világból erednek. Azonban senki sem mérte vagy tanulmányozta ezeket az ismeretlen sugarakat.

7 7. GAMMA-SUGÁRZÁS A gamma-sugárzás nagyfrekvenciájú elektromágneses sugárzás, melynek frekvenciája 1019 Hz feletti, illetve hullámhossza pikométer alatti. A gamma-foton energiája kev felett van, ezért ionizáló hatású. A gamma-sugárzás az elektromágneses spektrumban a röntgensugárzás rövidebb hullámhosszú tartományához csatlakozik. Van is köztük bizonyos átfedés hullámhosszban, frekvenciában illetve a foton energiatartalmában, hiszen a röntgensugarak akár a kev-os tartományig terjedhetnek. Ezért nem is az energiatartalmuk alapján, hanem a keletkezésükben szerepet játszó fizikai folyamatok alapján különböztetjük meg őket. Gamma-sugárzás keletkezik a gerjesztett atommagok alacsonyabb energiájú állapotba történő átmenetekor, az úgynevezett gamma-bomláskor. Ilyen folyamat kíséri sok esetben az alfa- és béta-bomlást, valamint a magreakciókat, de gamma-foton keletkezik a pozitron-elektron találkozásakor bekövetkező annihilációkor is. A gamma-sugarak (mint minden más ionizáló sugárzás) égési sebeket, rákot és genetikai mutációkat idézhetnek elő. A gamma-sugarak elnyelődése nagy atomtömegű és sűrűségű elemeken való áthaladáskor a legnagyobb mértékű. A gamma-sugárzás elleni védekezésül éppen ezért általában az ólmot használják. Az atomreaktorok aktív zónáját azonban olyan több méter vastag nehézbeton fallal veszik körül, amit magas kristályvíztartalmú nehézfémmel, például báriummal (barit) adalékoltak. Minél nagyobb energiájú a gamma-sugárzás, annál vastagabb réteg szükséges a védekezéshez. Alkalmazás: sterilizálás terápia rákos daganatok eltávolítása radiológia radioaktív izotópok nyomon követése a szervezetben gamma-radiográfia roncsolásmentes anyagvizsgálat, átvilágítás, hibakeresés elemanalízis karakterisztikus gammafotonok segítségével (például aktivációs analízis és pgaa) Hullámhossz: <0,1nm A Napból három gyűrűszerűen kiáradó kékes fény jelzi a gamma sugárzást. A jól látható három gyűrű nemcsak színében, de minőségében is más. A külső indigó gyűrű a mélytudati rétegekből tisztítja ki az emléket ebből az életből. A második gyűrű kékje a sejtszintű "kiremegtetést" végzi míg a legbelső gyűrű egy áldó-oldó "anyag", mely elveszi a fájdalmakat a Lélekből. " A csakrák tisztítása elindult egy gamma sugár segítségével, mely most a Napból árad. Mától kezdve az elkövetkezendő 3 napban a szakrális csakra tisztulása várható az erőszak sejtszintű lerakódásaitól. Mihály

8

9

10

11