ΣΤΕΡΓΙΟΣ ΠΕΛΛΗΣ | 6:13 μ.μ. | | Best Blogger Tips

ΦΥΣΙΚΗ A ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ

|




Παρακαλώ αναρτήστε:

author

ΣΥΓΓΡΑΦΕΑΣ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ τμήμα ΦΥΣΙΚΗΣ τομέαs ΑΣΤΡΟΓΕΩΦΥΣΙΚΗΣ μέλοs τηs ΕΝΩΣΗΣ ΕΛΛΗΝΩΝ ΦΥΣΙΚΩΝ

Αποκτήστε δωρεάν ενημερώσεις!!!

ΣΤΕΡΓΙΟΣ ΠΕΛΛΗΣ | 6:03 μ.μ. | | | | Best Blogger Tips

ΜΕΤΡΗΣΗ ΜΗΚΟΥΣ

|
ΜΕΤΡΗΣΗ ΜΗΚΟΥΣ
ΜΕΤΡΗΣΗ ΜΗΚΟΥΣ

ΕΙΑΓΩΓΗ

  Οι γνώσεις που έχουμε σήμερα για τη φύση δεν αποκτήθηκαν ούτε εύκολα ούτε πολύ γρήγορα.Αποκτήθηκαν  σιγά σιγά με το πέρασμα χιλιετιών στη προσπάθεια του ανθρώπου να επιβιώσει στην αρχή και να βελτιώσει την ζωή και τις ανάγκες του σταδιακά.
Ο πρωτόγονος άνθρωπος
 Από την εποχή που ο άνθρωπος εμφανίστηκε πάνω στη Γη άρχισε να αναρωτιέται για το πώς δημιουργήθηκε ο ίδιος και ο κόσμος στον οποίο ζει καθώς και για το ποιες δυνάμεις και νόμοι διέπουν τα φυσικά φαινόμενα που παρατηρεί γύρω του.


Από την εποχή που ο άνθρωπος εμφανίστηκε πάνω στη Γη άρχισε να αναρωτιέται για το πώς δημιουργήθηκε ο ίδιος και ο κόσμος στον οποίο ζει
  Στους περισσότερους λαούς τις απαντήσεις σ’ αυτά τα ερωτήματα είχαν αναλάβει να δίνουν οι ιερείς και οι άρχοντες, οι οποίοι δεν αισθάνονταν την ανάγκη να τις δικαιολογούν ή να τις συζητούν.
Κάθε μέρα βλέπουμε γύρω μας τα πάντα μεταβάλλονται,όπως για παράδειγμα τα λουλούδια που ανθίζουν
   Κάθε μέρα βλέπουμε γύρω μας τα πάντα μεταβάλλονται,όπως για παράδειγμα τα λουλούδια που ανθίζουν,τα παιδιά μεγαλώνουν,τα αυτοκίνητα που κινούνται.
Οι φυσικές επιστήμες ασχολούνται με την έρευνα και τη μελέτη των φαινομένων
   Όλες αυτές τις μεταβολές τις ονομάζουμε φαινόμενα.

ΦΥΣΙΚΑ ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ

  Οι φυσικές επιστήμες ασχολούνται με την έρευνα και τη μελέτη των φαινομένων.
Παραδείγματα φυσικών φαινομένων
 Φυσικά φαινόμενα  ονομάζονται οι μεταβολές που παθαίνουν τα σώματα χωρίς να αλλάζει η σύστασή τους.
  Παραδείγματα φυσικών φαινομένων είναι μια πέτρα όταν πέφτει προς το έδαφος,αλλάζει συνεχώς η θέση της αλλά δεν μεταβάλλονται τα υλικά από την οποία την αποτελούν.
Ένα παράδειγμα φυσικού φαινομένου είναι όταν το νερό βράζει,αλλάζει η φυσική κατάσταση του,δηλαδή από υγρό γίνεται ατμός,χωρίς να αλλοιώνεται η σύσταση του
  Άλλο παράδειγμα είναι όταν το νερό βράζει,αλλάζει η φυσική κατάσταση του,δηλαδή από υγρό γίνεται ατμός,χωρίς να αλλοιώνεται η σύσταση του.

ΦΥΣΙΚΗ

   Φυσική ονομάζεται η θεμελιώδης επιστήμη που ασχολείται με την ερμηνεία των φυσικών φαινομένων που συντελούνται στη φύση.

Φυσική ονομάζεται η θεμελιώδης επιστήμη που ασχολείται με την ερμηνεία των φυσικών φαινομένων που συντελούνται στη φύση
  Είναι η επιστήμη που βασίζεται στην πειραματική παρατήρηση και στη ποσοτική μέτρηση.
Φυσική είναι η επιστήμη που βασίζεται στην πειραματική παρατήρηση και στη ποσοτική μέτρηση
  Κύριος στόχος της φυσικής είναι η ανάπτυξη θεωριών που βασίζονται σε θεμελιώδης νόμους και προβλέπουν τα αποτελέσματα πειραμάτων.
Κύριος στόχος της φυσικής είναι η ανάπτυξη θεωριών που βασίζονται σε θεμελιώδης νόμους και προβλέπουν τα αποτελέσματα πειραμάτων
   Η φυσική είναι μια από τις παλαιότερες επιστήμες, ίσως το παλαιότερο μέσω της ένταξής τους στην αστρονομία.

ΠΡΟΟΔΟΣ ΤΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ

  Κατά τη διάρκεια των δύο τελευταίων χιλιετιών, της φυσικής ήταν ένα μέρος της φυσικής φιλοσοφίας,μαζί με τη χημεία, ορισμένοι κλάδοι των μαθηματικών,και της βιολογίας, αλλά κατά τη διάρκεια της Επιστημονικής επανάσταση στον 16ο αιώνα,καθώς και τα όρια της φυσικής δεν είναι αυστηρά καθορισμένα.
Στην φωτογραφία αυτή βλέπουμε τους 29 Φυσικούς που συμμετείχαν στην πέμπτη διάσκεψη του Solvay στις Βρυξέλλες το 1927.Η πέμπτη αυτή σύνοδος είναι η πιο γνωστή από όλες τις υπόλοιπες γιατί οι φυσικοί είχαν συγκεντρωθεί για να μελετήσουν θέματα για τα ηλεκτρόνια και τα φωτόνια και να συζητήσουν την πρόσφατη κβαντική θεωρία.Να τονίσουμε ότι οι 17 από τους εικονιζόμενους πήραν βραβείο Νόμπελ.Εικονίζονται οι μεγαλύτεροι Φυσικοί της ανθρωπότητας
Στην Πρώτη Σειρά: I. Langmuir, Max Planck, Marie Curie, Hendrik Antoon lorentz, Albert Einstein, P. Langevin, Ch. E. Guye, C.T.R. Wilson, O.W. Richardson
Στη Μεσαία Σειρά: P. Debye, M. Knudsen, William L. Bragg, H.A. Kramers, Paul dirac, A.H. Compton, Louis de Broglie, Max Born, Niels Bohr
Στην Πίσω Σειρά: A. Piccard, E. Henriot, P. Ehrenfest, Ed. Herzen, Th. De Bonder, Erwin Scrondinger, E. Verschaffelt, Wolfgang Pauli, Werner Heisenberg, R.H. Fowler, L. Brillouin.
 Πράγματι, οι νέες ιδέες στη φυσική να εξηγήσει πολλές φορές τους βασικούς μηχανισμούς των άλλων επιστημών,ενώ ανοίγοντας νέους δρόμους έρευνας σε τομείς όπως τα μαθηματικά και τη φιλοσοφία.
Οι φυσικές επιστήμες ασχολούνται με την έρευνα και τη μελέτη των φαινομένων
  Η φυσική κάνει επίσης σημαντικές συνεισφορές μέσα από την πρόοδο στις νέες τεχνολογίες που προκύπτουν από τη θεωρητικές ανακαλύψεις.
Οι πρόοδοι στην κατανόηση του ηλεκτρομαγνητισμού οδήγησε άμεσα με την ανάπτυξη νέων προϊόντων τα οποία έχουν μετατραπεί εντυπωσιακά στην σύγχρονη κοινωνία, όπως ο υπολογιστής
 Για παράδειγμα,οι πρόοδοι στην κατανόηση του ηλεκτρομαγνητισμού ή πυρηνική φυσική οδήγησε άμεσα με την ανάπτυξη νέων προϊόντων τα οποία έχουν μετατραπεί εντυπωσιακά στην σύγχρονη κοινωνία,όπως οι υπολογιστές,τηλεόραση,οικιακές συσκευές και πυρηνικά όπλα.Εξελίξεις στη θερμοδυναμική οδήγησε στην ανάπτυξη της εκβιομηχάνισης.

Η ΕΝΝΟΙΑ ΤΟΥ ΜΕΓΕΘΟΥΣ


  Όταν αφήνουμε μια μικρή πέτρα να πέσει προς το έδαφος,αλλάζει συνεχώς η θέση της,χωρίς όμως να μεταβάλλονται τα υλικά που την αποτελούν.Για να μελετήσουμε την κίνηση της πέτρας,δεν αρκεί να επισημάνουμε μόνο την αλλαγή της θέσεως της,αλλά πρέπει να εξετάσουμε και διάφορα μεγέθη,όπως είναι η χρονική διάρκεια της κίνησης,η απόσταση που διανύει η πέτρα,η ταχύτητα της κ.λπ.
Αφήνουμε ελεύθερη μια μικρή πέτρα μέσα στον αέρα και παρατηρούμε ότι αυτή πέφτει στο έδαφος
  Στην προσπάθειά μας για την μελέτη των φυσικών φαινομένων, σημαντικό στοιχείο είναι η καταγραφή και η μέτρηση των δεδομένων που προκύπτουν κατά τις πειραματικές μετρήσεις.
  Για τη διατύπωση των φυσικών νόμων χρειάζεται να περιγράψουμε το μέγεθος διαφόρων ποσοτήτων,όπως είναι το μήκος, η μάζα και ο χρόνος.
Για τη διατύπωση των φυσικών νόμων χρειάζεται να περιγράψουμε το μέγεθος διαφόρων ποσοτήτων, όπως είναι το μήκος,  η μάζα και ο χρόνος
   Τα μεγέθη που χρησιμοποιούμε για την περιγραφή και τη μελέτη ενός φυσικού φαινομένου λέγονται φυσικά μεγέθη.
 Φυσικά μεγέθη ονομάζονται τα μεγέθη τα οποία για την ποιοτική περιγραφή και την ποσοτική μελέτη των φυσικών φαινομένων είναι απαραίτητη η εισαγωγή ορισμένων μεγεθών που μπορούν να μετρηθούν
  Φυσικά μεγέθη ονομάζονται τα μεγέθη τα οποία για την ποιοτική περιγραφή και την ποσοτική μελέτη των φυσικών φαινομένων είναι απαραίτητη η εισαγωγή ορισμένων μεγεθών που μπορούν να μετρηθούν.

ΜΕΤΡΗΣΗ ΤΩΝ ΜΕΓΕΘΩΝ

  Για να γνωρίσουμε καλά ένα φυσικό μέγεθος πρέπει να το μετρήσουμε.Για παράδειγμα,για να βρούμε το μήκος μιας σχολικής αίθουσας,πρέπει να βρούμε πόσα μέτρα είναι αυτό.
   Όταν μετράμε ένα μέγεθος,για παράδειγμα το μήκος,το συγκρίνουμε με ένα άλλο ομοειδές μέγεθος,για παράδειγμα με ένα άλλο μήκος,που ονομάζεται μονάδα μέτρησης.
  Αυτή η σύγκριση των ομοειδών μεγεθών ονομάζεται μέτρηση 
Μέτρηση ενός φυσικού μεγέθους ονομάζεται η σύγκριση του με άλλο ομοειδές μέγεθος το οποίο το ονομάζουμε μονάδα μέτρησης
   Μέτρηση ενός φυσικού μεγέθους ονομάζεται η σύγκριση του με άλλο ομοειδές μέγεθος
  Μονάδα μέτρησης ονομάζεται το ομοειδές μέγεθος που χρησιμοποιούμε για την μέτρηση ενός φυσικού μεγέθους.
Μονάδα μέτρησης ονομάζεται το ομοειδές μέγεθος που χρησιμοποιούμε για την μέτρηση ενός φυσικού μεγέθους
   Κάθε φυσικό μέγεθος έχει ιδιαίτερη μονάδα μέτρησης,που ορίστηκε με ορισμένα κριτήρια,ύστερα από συμφωνία των επιστημόνων σε διάφορα διεθνή συνέδρια.
Αριθμητική τιμή ονομάζεται το αποτέλεσμα της μέτρησης του μεγέθους που μετρήσαμε
   Αριθμητική τιμή ονομάζεται το αποτέλεσμα της μέτρησης του μεγέθους που μετρήσαμε.
  Η αριθμητική τιμή ενός μεγέθους δείχνει πόσες φορές είναι μεγαλύτερο το μέγεθος αυτό από την μονάδα μέτρησης του.

ΘΕΜΕΛΙΩΘΗ ΜΕΓΕΘΗ

   Το μήκος,η μάζα,ο χρόνος και μερικά άλλα φυσικά μεγέθη,λέγονται θεμελιώδη,γιατί από αυτά ορίζονται όλα τα άλλα φυσικά μεγέθη,με τη βοήθεια μαθηματικών σχέσεων,φυσικών νόμων ή τύπων.
Θεμελιώδη μεγέθη   ονομάζονται τα μεγέθη που έχουμε επιλέξει αυθαίρετα και τα οποία δεν μπορούν να εκφραστούν με τη βοήθεια απλούστερων εννοιών
  Θεμελιώδη μεγέθη   ονομάζονται τα μεγέθη που έχουμε επιλέξει αυθαίρετα και τα οποία δεν μπορούν να εκφραστούν με τη βοήθεια απλούστερων εννοιών.
Στην μηχανική ως θεμελιώδη μεγέθη χρησιμοποιούνται:το μήκος (l),η μάζα (m) και ο χρόνος (t)
  Στην μηχανική ως θεμελιώδη μεγέθη χρησιμοποιούνται:το μήκος (l), η μάζα (m) και ο χρόνος (t).
   Από το 1960 έχει καθιερωθεί και ισχύει παγκοσμίως το σύστημα SI (Systeme Internationale),το οποίο περιλαμβάνει επτά θεμελιώδεις μονάδες.Ωστόσο, διάφορα άλλα συστήματα μονάδων εξακολουθούν να βρίσκονται σε χρήση.
Οι θεμελιώδεις μονάδες του SI
Θεμελιώδη μεγέθηΘεμελιώδεις μονάδεςΣύμβολα
Μήκος1 μέτρο1 m
Μάζα1 χιλιόγραμμο1 kg
Χρόνος1 δευτερόλεπτο1 s
Θερμοκρασία1 κέλβιν1 K
Ποσότητα ύλης1 mole1 mol
Ένταση ηλεκτρικού ρεύματος1 αμπέρ1 Α
Ένταση ακτινοβολίας1 καντέλα1 cd

ΜΗΚΟΣ

  Μήκος ενός ευθύγραμμου τμήματος ονομάζεται η απόσταση μεταξύ των δύο άκρων του.
Μήκος ενός ευθύγραμμου τμήματος ονομάζεται η απόσταση μεταξύ των δύο άκρων του
  Ο ορισμός που έχει δοθεί παραπάνω δεν είναι πλήρης.Χρειάζεται οπωσδήποτε μία μονάδα μέτρησης, δηλαδή να προσδιοριστεί ένα ευθύγραμμο τμήμα που έχει μήκος ίσο με 1.
Η μεγαλύτερη (οριζόντια) διάσταση ενός αντικειμένου καλείται μήκος, ενώ η άλλη οριζόντια καλείται πλάτος και η κατακόρυφη ύψος
  Το μήκος έχει λάβει και μία άλλη έννοια σαν διάσταση.Συνήθως η μεγαλύτερη (οριζόντια) διάσταση ενός αντικειμένου καλείται μήκος, ενώ η άλλη οριζόντια καλείται πλάτος και η κατακόρυφη ύψος.Αν και οι τρεις διαστάσεις έχουν διαφορετικό όνομα δε διαφέρουν ως προς τις κύριες ιδιότητές τους, για αυτό και οι τρεις μετρούνται με τον ίδιο τρόπο και τις ίδιες μονάδες.
Για να μετρήσουμε το μήκος χρησιμοποιούμε ως μονάδα μέτρησης το 1 μέτρο(1 m)
  Για να μετρήσουμε το μήκος χρησιμοποιούμε ως μονάδα μέτρησης το 1 μέτρο(1 m).
Αρχικά το 1 μέτρο ονομαζόταν η απόσταση,σε θερμοκρασία 0 βαθμούς Celsiou,μεταξύ δύο γραμμών,που είναι χαραγμένες σε ένα πρότυπο κανόνα από ιριδιούχο λευκόχρυσο
  Αρχικά το 1 μέτρο ονομαζόταν η απόσταση,σε θερμοκρασία 0 βαθμούς Celsiou,μεταξύ δύο γραμμών,που είναι χαραγμένες σε ένα πρότυπο κανόνα από ιριδιούχο λευκόχρυσο.
Διεθνές Γραφείο Μέτρων και Σταθμών
  Αντίγραφα αυτού του προτύπου μέτρου στάλθηκαν στις διάφορες χώρες.Δυστυχώς όμως τα μεταλλικά πρότυπα αλλοιώνονται με την πάροδο του χρόνου με αποτέλεσμα το μήκος τους να υφίσταται μικρομεταβολές,που για την ακρίβεια που απαιτούν οι μετρήσεις της σύγχρονης επιστήμης,είναι σημαντικές.
   Ο πρότυπος αυτός κανόνας φυλάσσεται στο Διεθνές Γραφείο Μέτρων και Σταθμών στην πόλη των Σεβρών της Γαλλίας.
Με βάση το πρότυπο μέτρο βαθμολογούνται τα διάφορα όργανα μέτρησης του μήκους,όπως είναι ο κανόνας,το μέτρο,η μετροταινία,η μεζούρα
    Με βάση το πρότυπο μέτρο βαθμολογούνται τα διάφορα όργανα μέτρησης του μήκους,όπως είναι ο κανόνας,το μέτρο,η μετροταινία,η μεζούρα,κ.α.
   Για το λόγο αυτό το 1960 ορίστηκε ξανά το μέτρο ως εξής:
  Το 1 μέτρο ονομάζεται η απόσταση που καταλαμβάνουν 1.650.763,75 μήκη κύματος ορισμένης ακτινοβολίας του αερίου κρυπτό (Kr86) στο κενό.
Το 1 μέτρο ονομάζεται η απόσταση που διανύει το φως στο κενό, στη διάρκεια 1/299.792.458 του δευτερολέπτου
  Ενώ το 1983 ξανά ορίστηκε ως εξής:
  Το 1 μέτρο ονομάζεται η απόσταση που διανύει το φως στο κενό, στη διάρκεια 1/299.792.458 του δευτερολέπτου. 




Παρακαλώ αναρτήστε:

author

ΣΥΓΓΡΑΦΕΑΣ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ τμήμα ΦΥΣΙΚΗΣ τομέαs ΑΣΤΡΟΓΕΩΦΥΣΙΚΗΣ μέλοs τηs ΕΝΩΣΗΣ ΕΛΛΗΝΩΝ ΦΥΣΙΚΩΝ

Αποκτήστε δωρεάν ενημερώσεις!!!

ΣΤΕΡΓΙΟΣ ΠΕΛΛΗΣ | 4:49 μ.μ. | | | | Best Blogger Tips

ΚΛΙΜΑΚΑ ΚΕΛΣΙΟΥ

|
ΚΛΙΜΑΚΑ ΚΕΛΣΙΟΥ
ΚΛΙΜΑΚΑ ΚΕΛΣΙΟΥ
ΕΙΣΑΓΩΓΗ

 Πολλές φορές είναι χρήσιμο στην καθημερινή μας ζωή να γνωρίζουμε πόσο ζεστό ή κρύο είναι ένα σώμα.Για παράδειγμα,κάθε φορά που θέλουμε να βγούμε από το σπίτι μας πρέπει να γνωρίζουμε πόσο ζεστό ή κρύο είναι το περιβάλλον για να ντυθούμε κατάλληλα.Όταν ήσουν μικρός,κάθε φορά που φαινόσουν άκεφος, πιθανόν να θυμάσαι τη μητέρα σου να βάζει το χέρι της στο μέτωπο σου για να αισθανθεί πόσο ζεστό είναι ώστε να διαπιστώσει αν είσαι άρρωστος.Στην καθημερινή ζωή συχνά συνδέουμε την έννοια της θερμοκρασίας με το πόσο ζεστό ή κρύο είναι ένα σώμα.Είναι δυνατόν με τις αισθήσεις μας να εκτιμήσουμε τη θερμοκρασία ενός σώματος;
Η πρώτη ατμομηχανή που κατασκευάστηκε από τον Τόμας Νιούκομεν και το βοηθό του Τζον Κάλυ το 1712 στη Αγγλία.Χρησιμοποιήθηκε για την άντληση νερού.Η μηχανή αυτή τροποποιήθηκε και βελτιώθηκε αργότερα από τον Βατ (1765) και αποτέλεσε τον πρόδρομο των σύγχρονων ατμομηχανών
 Όταν ακουμπάς με το χέρι σου το μεταλλικό πόμολο της ξύλινης πόρτας,το πόμολο σου φαίνεται πιο κρύο από την πόρτα.Έχουν όμως διαφορετική θερμοκρασία;Οι αισθήσεις μας πολλές φορές μας παραπλανούν.
Μέσα σε ζεστό και σε παγωμένο νερό βυθίζουμε από ένα θερμόμετρο.Κατόπιν,βυθίζουμε τα θερμόμετρα μέσα σε ένα φλιτζάνι χλιαρό τσάι.Μέσα στο τσάι η ένδειξη των θερμομέτρων είναι η ίδια.Με το θερμόμετρο μετράμε αντικειμενικά τη θερμοκρασία ενός σώματος
 Για να μετρήσουμε με αντικειμενικό τρόπο τη θερμοκρασία ενός σώματος,χρησιμοποιούμε τα θερμόμετρα.
Μέτρησε σωστά τη θερμοκρασία.Το θερμόμετρο πρέπει να είναι σε επαφή μόνο με το σώμα που θερμομετρούμε μέχρι να σταθεροποιηθεί η ένδειξή του
 Η θερμοκρασία του σώματος προσδιορίζεται από την ένδειξη του θερμομέτρου,το οποίο πρέπει να βρίσκεται σε επαφή με αυτό.Η λειτουργία των θερμομέτρων βασίζεται στη μεταβολή των ιδιοτήτων ορισμένων υλικών όταν μεταβάλλεται η θερμοκρασία τους.Για παράδειγμα,στο υδραργυρικό θερμόμετρο όταν η θερμοκρασία αυξάνεται,το μήκος της στήλης του υδραργύρου μεγαλώνει.Τα θερμόμετρα υπάρχουν σε διάφορους τύπους και μεγέθη.

ΚΛΙΜΑΚΑ ΚΕΛΣΙΟΥ

 Ο Γαλιλαίος το 1592 κατασκεύασε το θερμοσκόπιο,το πρώτο όργανο με το οποίο μπορούσε να εκτιμήσει τη θερμοκρασία ενός σώματος.Για να γίνει το θερμοσκόπιο θερμόμετρο, πρέπει να βαθμονομηθεί,δηλαδή να εφοδιαστεί με μια κλίμακα μέτρησης.Υπάρχουν διάφορες κλίμακες μέτρησης της θερμοκρασίας.Αυτή που έχει καθιερωθεί στην Ευρώπη και χρησιμοποιείται τόσο στη επιστήμη όσο και στην καθημερινή ζωή και τη βιομηχανία είναι η εκατονταβάθμια ή κλίμακα Κελσίου.
Το θερμοσκόπιο του Γαλιλαίου.(Δεν ονομάζεται θερμόμετρο,γιατί η κλίμακα που χρησιμοποιούσε είναι αυθαίρετη).Η σφαίρα που υπάρχει στην κορυφή είναι ο αισθητήρας.Καθώς θερμαίνεται ή ψύχεται,ο αέρας που περιέχεται σε αυτήν και το σωλήνα διαστέλλεται ή συστέλλεται και η επιφάνεια του υγρού κατεβαίνει ή ανεβαίνει αντίστοιχα
 Για τη δημιουργία της κλίμακας ο Σουηδός Κέλσιος χρησιμοποίησε δυο σταθερές θερμοκρασίες.Βύθισε το υδραργυρικό θερμοσκόπιο του σε πάγο που λιώνει.Αντιστοίχισε αυτή τη θερμοκρασία στο μηδέν της κλίμακας Κελσίου.Στη συνέχεια βύθισε το θερμοσκόπιο σε καθαρό νερό που βράζει.Αντιστοίχισε αυτή τη θερμοκρασία στο 100.Χωρίζοντας το διάστημα μεταξύ των δύο αυτών αριθμών σε 100 ίσα τμήματα προέκυψε η κλίμακα.
Ο Άντερς Κέλσιος (Anders Celsius) (27 Νοεμβρίου 1701–25 Απριλίου 1744) ήταν Σουηδός αστρονόμος.Διετέλεσε καθηγητής στο Πανεπιστήμιο της Ουψάλα από το 1730 έως το 1744,αλλά παράλληλα από το 1732 έως το 1735 πραγματοποίησε πολλά ταξίδια και επισκέφτηκε πληθώρα αστεροσκοπείων στη Γερμανία,την Ιταλία και τη Γαλλία.Ίδρυσε το Αστεροσκοπείο της Ουψάλα το 1741,και το 1742 πρότεινε μία κλίμακα για τη μέτρηση της θερμοκρασίας,η οποία φέρει το όνομά του.Η κλίμακα αντιστράφηκε από τον Κάρολο Λινναίο το 1745 ένα χρόνο μετά το θάνατο του Κέλσιου
 Σ' αυτή την κλίμακα καθένα από τα τμήματα αντιστοιχεί σε μεταβολή θερμοκρασίας κατά ένα βαθμό Κελσίου (1 °C).Όταν η ένδειξη του θερμομέτρου είναι 30,λέμε ότι η θερμοκρασία του σώματος είναι 30 °C. Ο Κέλσιος επέκτεινε την κλίμακά του για θερμοκρασίες μεγαλύτερες από 100 °C και για μικρότερες από 0 °C.Οι τελευταίες εκφράζονται με αρνητικούς αριθμούς.




Παρακαλώ αναρτήστε:

author

ΣΥΓΓΡΑΦΕΑΣ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ τμήμα ΦΥΣΙΚΗΣ τομέαs ΑΣΤΡΟΓΕΩΦΥΣΙΚΗΣ μέλοs τηs ΕΝΩΣΗΣ ΕΛΛΗΝΩΝ ΦΥΣΙΚΩΝ

Αποκτήστε δωρεάν ενημερώσεις!!!

ΣΤΕΡΓΙΟΣ ΠΕΛΛΗΣ | 7:03 μ.μ. | | | | | Best Blogger Tips

ΤΟ ΦΑΣΜΑ ΤΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ

|
ΤΟ ΦΑΣΜΑ ΤΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗΣ  ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ
ΤΟ ΦΑΣΜΑ ΤΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗΣ  ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ
ΕΙΣΑΓΩΓΗ

 Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα παράγονται κυρίως από  ταλαντούμενα ηλεκτρικά δίπολα.Σήμερα  γνωρίζουμε ότι συνδέονται με ένα πλήθος φυσικών φαινομένων όπως είναι η αποδιέγερση των ατόμων,οι πυρηνικές διασπάσεις κ.α.Έτσι καλύπτουν ένα πολύ μεγάλο εύρος συχνοτήτων η οποία ονομάζεται ηλεκτρομαγνητικό φάσμα.
Ηλεκτρομαγνητικό φάσμα ονομάζεται το εύρος της περιοχής συχνοτήτων που καλύπτουν τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα
 Ηλεκτρομαγνητικό φάσμα ονομάζεται το εύρος της περιοχής συχνοτήτων που καλύπτουν τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα.
 Όλα τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα έχουν τα γενικά  χαρακτηριστικά των κυμάτων.Εφόσον όλα διαδίδονται στο κενό με την ταχύτητα c,η συχνότητα τους και  το μήκος κύματος συνδέονται με τη σχέση:

                                                                                      c=λ·f

 Το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα εκτείνεται θεωρητικά από σχεδόν μηδενικές συχνότητες έως το άπειρο.Με βάση κάποιες χαρακτηριστικές ιδιότητες των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα χωρίζεται σε επιμέρους ζώνες.
Ζώνες του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος
 Αυτές είναι:
α) Τα ραδιοκύματα
β) Τα μικροκύματα
γ) Η υπέρυθρη ακτινοβολία
δ) Η ορατή ακτινοβολία (φως), 
ε) Η υπεριώδης ακτινοβολία
στ) Οι ακτίνες Χ και 
ζ) Οι ακτίνες γ.
Ζώνες του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος
Περιοχή του φάσματοςΠεριοχή συχνοτήτωνΕνέργεια φωτονίων
Ραδιοκύματα
0-300 ΜΗz
0-10-6 eV
Μικροκύματα
300 MHz-300 GHz
10-6-10-3 eV
υπέρυθρη ακτινοβολία
300 GHz-400 THz
10-3-1,6 eV
ορατή ακτινοβολία
400-800 THz
1,6-3,2 eV
υπεριώδης ακτινοβολία
800 THz-3·10 17 Hz
3 eV-2000 eV
ακτίνες Χ
3·10 17 Hz-5·10 19 Hz
1200 eV-2,4·10 5 eV
ακτίνες γ
5·10 19 Hz-3·10 22 Hz
10eV-10 eV
Κοσμικές ακτίνες
3 ·10 22 Hz-
10 eV-

ΡΑΔΙΟΚΥΜΑΤΑ
ΡΑΔΙΟΚΥΜΑΤΑ
ΕΙΣΑΓΩΓΗ

 Ραδιοκύματα είναι  τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα με μήκος κύματος από 10m έως μερικά  εκατοστά.
Ραδιοκύματα είναι τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα με μήκος κύματος από 105m έως μερικά  εκατοστά
 Όπως όλα τα άλλα ηλεκτρομαγνητικά κύματα,ταξιδεύουν με την ταχύτητα του φωτός.Δημιουργούνται από ηλεκτρονικά κυκλώματα,όπως  τα κυκλώματα LC.

ΙΣΤΟΡΙΑ ΤΗΣ ΑΝΑΚΑΛΥΨΗΣ ΤΩΝ ΡΑΔΙΟΚΥΜΑΤΩΝ

 Τα ραδιοκύματα για πρώτη φορά μελετήθηκαν από τον Σκοτσέζο μαθηματικό και φυσικό James Clerk Maxwell το 1867.Ο Maxwell παρατήρησε  τις κυματοειδείς ιδιότητες του φωτός. 
Ο Τζέιμς Κλερκ Μάξγουελ (James Clerk Maxwell) ήταν Σκωτσέζος φυσικός.Γεννήθηκε στο Εδιμβούργο στις 13 Ιουνίου 1831 και πέθανε στο Καίμπριτζ στις 5 Νοεμβρίου 1879
 Πρότεινε τότε τις εξισώσεις που περιγράφουν τα κύματα φωτός και τα ραδιοκύματα.
Ο Χάινριχ Ρούντολφ Χερτς ή Χερτζ,(Heinrich Rudolf Hertz),(22 Φεβρουαρίου 1857-1894) ήταν Γερμανός φυσικός,ο πρώτος που πέτυχε την εκπομπή, μετάδοση και λήψη ραδιοκυμάτων.Γόνος ευκατάστατης μεγαλοαστικής οικογένειας του Αμβούργου.Γνώριζε πολλές ξένες γλώσσες μεταξύ των οποίων και αραβικά.Διάβαζε τον Όμηρο στο πρωτότυπο. Μαθητής και βοηθός του Helmholtz διακρίθηκε για την φοβερή πειραματική του επιδεξιότητα.Προσπάθησε ίσως περισσότερο από οποιονδήποτε άλλο να επιβεβαιώσει πειραματικά την ηλεκτρομαγνητική θεωρία του Maxwell και τα κατάφερε.Πέθανε σε ηλικία τριανταέξι ετών,θύμα της "ζήλιας των θεών",όπως είπε ο Helmholtz όταν έμαθε για το θάνατό του
 Το 1887,ο Heinrich Hertz απέδειξε τις εξισώσεις του  Maxwell πειραματικά δημιουργώντας ραδιοκύματα στο εργαστήριό του.

ΡΑΔΙΟΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΕΣ

 Για να λάβουμε ραδιοσήματα,για παράδειγμα από ραδιοφωνικούς σταθμούς AM/FM,πρέπει να χρησιμοποιήσουμε μια κεραία ραδιοφώνου.Ωστόσο,δεδομένου ότι η κεραία θα πάρει χιλιάδες ραδιοφωνικά σήματα σε μια στιγμή,είναι απαραίτητος ένας δέκτης ραδιοφώνου για να συντονιστούμε σε ένα συγκεκριμένο σήμα.
Για να λάβουμε ραδιοσήματα,για παράδειγμα από ραδιοφωνικούς σταθμούς AM/FM,πρέπει να χρησιμοποιήσουμε μια κεραία ραδιοφώνου
 Αυτό γίνεται συνήθως μέσω ενός συντονιστή (στην απλούστερη μορφή του,ένα κύκλωμα με πυκνωτή και ένα πηνίο).Το αντηχείο έχει ρυθμιστεί ώστε να συντονίζεται σε μια συγκεκριμένη συχνότητα,επιτρέποντας στον δέκτη να ενισχύσει τα ημιτονοειδή κύματα.

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΩΝ ΡΑΔΙΟΚΥΜΑΤΩΝ

 Τα ραδιοκύματα χρησιμοποιούνται στη ραδιοφωνία και την τηλεόραση.Επίσης χρησιμοποιούνται για υπηρεσίες της σταθερής και της κινητής τηλεφωνίας,των ραδιοτηλεοπτικών εκπομπών,των ραντάρ και άλλων συστημάτων πλοήγησης,στις δορυφορικές επικοινωνίες,στα δίκτυα υπολογιστών και σε άλλες αμέτρητες εφαρμογές.
Τα ραδιοκύματα χρησιμοποιούνται στη  ραδιοφωνία και την τηλεόραση

 Για την αποφυγή παρεμβολών μεταξύ των διαφόρων χρηστών,η τεχνητή παραγωγή και η χρήση των ραδιοκυμάτων ρυθμίζεται αυστηρά από το νόμο και συντονίζεται από ένα διεθνή οργανισμό που ονομάζεται Διεθνής Ένωση Τηλεπικοινωνιών (ITU). 


ΜΙΚΡΟΚΥΜΑΤΑ
ΜΙΚΡΟΚΥΜΑΤΑ
ΕΙΣΑΓΩΓΗ

 Μικροκύματα είναι η ακτινοβολία που το μήκος κύματος τους εκτείνεται από 30 cm έως 1 mm περίπου.
Μικροκύματα είναι η ακτινοβολία που το μήκος κύματος τους εκτείνεται από 30 cm έως 1 mm περίπου
 Τα μικροκύματα παράγονται από ηλεκτρονικά κυκλώματα.

ΖΩΝΕΣ ΜΙΚΡΟΚΥΜΑΤΩΝ

 Δεν υπάρχουν ακριβή όρια που διαχωρίζουν τα μικροκύματα από τις γειτονικές περιοχές του φάσματος της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας,των υπερβραχέων και της υπέρυθρης ακτινοβολίας.
Δεν υπάρχουν ακριβή όρια που διαχωρίζουν τα μικροκύματα από τις γειτονικές περιοχές του φάσματος της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας
 Τα μικροκύματα χωρίζονται σε τρεις επιμέρους ζώνες:
α) Στα δεκατομετρικά μικροκύματα (Ultra high frequency,UHF)(0.3-3 GHz),
β) Στα εκατοστομετρικά μικροκύματα (Super high frequency,SHF)(3-30 GHz),
γ) Στα χιλιοστομετρικά μικροκύματα (Extremely high frequency,EHF) (30-300 GHz).

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΩΝ ΜΙΚΡΟΚΥΜΑΤΩΝ

 Τα μικροκύματα έχουν πολύ περισσότερες εφαρμογές σε σχέση με τις άλλες ζώνες ραδιοκυμάτων λόγω του πλούσιου φάσματός τους.
Στους φούρνους μικροκυμάτων οι μικροκυματικές συχνότητες αλληλεπιδρούν με την ύλη
 Οι φούρνοι μικροκυμάτων με τους οποίους μαγειρεύουμε ή  ζεσταίνουμε γρήγορα το φαγητό λειτουργούν με μικροκύματα.Στους φούρνους μικροκυμάτων οι μικροκυματικές συχνότητες αλληλεπιδρούν με την ύλη.
Μικροκυματική κεραία
 Επίσης χρησιμοποιούνται για εκπομπή επίγειου τηλεοπτικού σήματος (UHF),στην εκπομπή δορυφορικού τηλεοπτικού σήματος αλλά και στις δορυφορικές επικοινωνίες γενικότερα.Εφαρμόζονται ακόμα στην κινητή τηλεφωνία,στην εφαρμογή Wi-Fi,στο πρότυπο ανταλλαγής αρχείων Bluetooth και στα Ραντάρ.


ΥΠΕΡΥΘΡΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ
ΥΠΕΡΥΘΡΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ
ΕΙΣΑΓΩΓΗ

 Όταν αναλύουμε με το φασματοσκόπιο το λευκό φως,το συνεχές φάσμα που λαμβάνουμε τελειώνει στο ένα άκρο με ιώδες φως,ενώ στο άλλο με ερυθρό.Τοποθετούμε ένα ευαίσθητο θερμόμετρο πάνω στο πέτασμα και το μετακινούμε από το ιώδες προς το ερυθρό.Τότε παρατηρούμε τη θερμοκρασία του να αυξάνεται.Πιο πέρα από το ερυθρό η ένδειξη είναι ακόμη μεγαλύτερη.
Το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα
 Μετά την ερυθρή περιοχή του φάσματος υπάρχει αόρατη ακτινοβολία,που προκαλεί έντονη αύξηση της θερμοκρασίας των στερεών και υγρών σωμάτων.Η ακτινοβολία αυτή ονομάζεται υπέρυθρη ακτινοβολία.
Εικόνα από θερμική κάμερα που λειτουργεί με υπέρυθρη ακτινοβολία
 Η υπέρυθρη ακτινοβολία είναι αόρατη.Για να την την ανιχνεύσουμε χρησιμοποιούμε ειδικά όργανα,τους φωρατές υπερύθρου.Η αρχή λειτουργίας των φωρατών βασίζεται στην απορρόφηση ενέργειας των υπέρυθρων ακτινοβολιών και στη συνέχεια στη μετατροπή της σε άλλες μορφές.

ΟΡΙΣΜΟΣ ΥΠΕΡΥΘΡΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ

 Υπέρυθρη ακτινοβολία είναι η ακτινοβολία που καλύπτει την περιοχή από 1 mm  έως  7x10-7 m περίπου.
Υπέρυθρη ακτινοβολία είναι η ακτινοβολία που καλύπτει την περιοχή από 1 mm  έως  7x10-7 m περίπου
 Η υπέρυθρη ακτινοβολία ή υπέρυθρες ακτίνες είναι τμήμα του φάσματος της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας.Στο φάσμα τοποθετούνται ως μικρότερη συχνότητα στην προέκταση της κόκκινης ορατής ακτινοβολίας.Γι' αυτό και το όνομα «υπέρυθρες» (υπό του ερυθρού).
Η υπέρυθρη ακτινοβολία ή υπέρυθρες ακτίνες είναι τμήμα του φάσματος της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας
 Τα κύματα αυτά εκπέμπονται από τα θερμά σώματα και απορροφώνται εύκολα από τα περισσότερα υλικά.Η  υπέρυθρη ακτινοβολία που απορροφάται από ένα σώμα αυξάνει το πλάτος της ταλάντωσης των σωματιδίων από τα οποία αποτελείται,αυξάνοντας έτσι τη  θερμοκρασία του.
Η Υπέρυθρη Θέρµανση δεν διαφέρει σε τίποτε από την οικεία,ευεργετική θερµότητα που δεχόµαστε από τον ήλιο στην καθηµερινότητά µας και φυσικά,δεν είναι σε καµία περίπτωση επιβλαβής για τον άνθρωπο
 Συνήθως εκπέμπονται από όλα τα σώματα που έχουν κάποια θερμοκρασία.Τα σώματα με τη μεγαλύτερη θερμοκρασία εκπέμπουν περισσότερες υπέρυθρες και αντίστροφα τα σώματα που απορροφούν περισσότερες υπέρυθρες αυξάνεται η θερμοκρασία τους.

ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΥΠΕΡΥΘΡΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ

 Μερικές από τις ιδιότητες των υπερύθρων είναι οι εξής: 
α) Απορροφώνται επιλεκτικά από διάφορα σώματα και προκαλούν αύξηση της θερμοκρασίας τους. 
β) Διέρχονται μέσα από την ομίχλη και τα σύννεφα (δεν απορροφώνται από αέρια). 
γ) Δεν έχουν χημική δράση και δεν προκαλούν φωσφορισμό.

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΥΠΕΡΥΘΡΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ

 Η χρήση των υπερύθρων βασίζεται στην εκλεκτικότητά τους να απορροφώνται από την ύλη.Για παράδειγμα στην Ιατρική,δέσμη υπέρυθρης ακτινοβολίας μεταδίδει θερμότητα σε ορισμένη περιοχή του σώματος.
Θεραπεία με χρήση υπέρυθρης ακτινοβολίας
 Επίσης με ειδικές φωτογραφικές μηχανές πετυχαίνεται φωτογράφιση ακόμη και όταν υπάρχει συννεφιά ή ομίχλη.
Θερμικές κάμερες
 Οι υπέρυθρες ακτίνες μπορούν να γίνουν αντιληπτές από ορισμένους οργανισμούς,όπως οι σκύλοι και τεχνητά με θερμικές κάμερες.Στην τελευταία συνήθως με μπλε και άσπρο συμβολίζεται θερμό σημείο,ενώ με πράσινο και κόκκινο ψυχρό σημείο.Αυτές οι κάμερες χρησιμοποιούνται και για τον εντοπισμό εμπύρετων ατόμων στα αεροδρόμια.
Στο υπέρυθρο φάσμα διακρίνονται τα άστρα που βρίσκονται πίσω από το Barnard 68 αλλά στο ορατό φάσμα παραμένουν αόρατα
 Το υπέρυθρο τμήμα του φάσματος έχει πολλά χρήσιμα οφέλη για τους αστρονόμους.Κρύα,σκοτεινά μοριακά νέφη αερίου και σκόνης στο Γαλαξία μας θα λάμπουν από τη θερμότητα καθώς αυτά ακτινοβολούνται από γειτονικά αστέρια.
Στο υπέρυθρο φάσμα διακρίνονται τα άστρα που βρίσκονται πίσω από το Barnard 68 αλλά στο ορατό φάσμα παραμένουν αόρατα
 Οι υπέρυθρες μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για την ανίχνευση νέων αστέρων προτού αρχίσουν να εκπέμπουν ορατό φως.Τα αστέρια εκπέμπουν ένα μικρότερο μέρος της ενέργειας τους στο υπέρυθρο φάσμα,και αν βρίσκονται κοντά σε δροσερά αντικείμενα,όπως πλανήτες,μπορούν να είναι πιο εύκολα ανιχνεύσιμα.
To Διαστημικό Παρατηρητήριο Υπερύθρου (ΙSΟ)
 Το υπέρυθρο φως είναι επίσης χρήσιμο για την παρατήρηση των πυρήνων στους ενεργούς γαλαξίες που συχνά κρύβονται πίσω από αέρια και σκόνη.Οι μακρινοί γαλαξίες,με μεγάλη μετατόπιση προς το ερυθρό,έχουν το φάσμα τους μετατοπισμένο σημαντικά προς μεγαλύτερα μήκη κύματος,και έτσι είναι πιο εύκολα παρατηρήσιμοι στο υπέρυθρο.
ΟΡΑΤΟ ΦΩΣ
ΟΡΑΤΟ ΦΩΣ
ΕΙΣΑΓΩΓΗ

 Το ορατό φως είναι το μέρος της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας το οποίο γίνεται αντιληπτό από το ανθρώπινο οφθαλμό. 
Το ορατό φως είναι το μέρος της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας το οποίο γίνεται αντιληπτό από το ανθρώπινο οφθαλμό
 Το μήκος κύματος του ορατού φωτός κυμαίνεται από 400 nm έως 700 nm,δηλαδή από 400x10-9 m έως 700x10-9 m.

Το μήκος κύματος του ορατού φωτός κυμαίνεται από 400 nm έως 700 nm
 Η ενέργεια των φωτονίων κυμαίνεται από 1,6-2 eV.

ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΟΡΑΤΟΥ ΦΩΤΟΣ

 Η κυριότερη πηγή της ορατής ακτινοβολίας είναι βέβαια ο ήλιος,αλλά οι πηγές της μη ορατής ακτινοβολίας είναι πολλές.Ο ήλιος είναι μια τέτοια πηγή μη ορατής ακτινοβολίας.Στο εσωτερικό των διάφορων χώρων η ορατή ακτινοβολία προέρχεται από πηγές τεχνητού φωτός,όπως μια λάμπα πυρακτώσεως.
Η κυριότερη πηγή της ορατής ακτινοβολίας είναι ο ήλιος
 Επίσης το ορατό φως παράγεται από την ανακατανομή των ηλεκτρονίων στα άτομα και στα μόρια.
 Κάθε υποπεριοχή του ορατού φάσματος προκαλεί στον άνθρωπο την αίσθηση κάποιου συγκεκριμένου χρώματος.Όταν βλέπουμε ένα χρώμα,π.χ. κίτρινο σημαίνει ότι υπάρχει κάποια ακτινοβολία στα 590 nm.Αυτό όμως δεν είναι απόλυτο,γιατί κίτρινο πάλι μπορούμε να βλέπουμε αν έχουμε δύο ακτινοβολίες με μήκη κύματος κοντά στα 590 και 600 nm.
Κάθε υποπεριοχή του ορατού φάσματος προκαλεί στον άνθρωπο την αίσθηση κάποιου συγκεκριμένου χρώματος
 Επίσης πάλι κίτρινο θα δούμε αν έχουμε πολλές ακτινοβολίες με μήκη κύματος στο διάστημα 590 με 600 nm.Αυτά τα λέμε για να γίνει κατανοητός ο τρόπος που αντιλαμβανόμαστε τα χρώματα και τις αποχρώσεις αυτών.Σε κάθε μία από τις παραπάνω περιπτώσεις το κίτρινο που βλέπουμε δεν είναι το ίδιο.
Το ορατό φως γίνεται αντιληπτό από το ανθρώπινο οφθαλμό
 Προσεγγιστικά τα μήκη κύματος των διαφόρων χρωμάτων του ορατού φάσματος είναι:

Μήκος κύματος 
στο κενό
Χρώμα
400 nm–440 nmΙώδες
440 nm–480 nmΚυανό
480 nm–560 nmΠράσινο
560 nm–590 nmΚίτρινο
590 nm–630 nmΠορτοκαλί
630 nm–700 nmΕρυθρό

ΜΟΝΟΧΡΩΜΑΤΙΚΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ

 Μια ακτινοβολία που περιέχει μήκη κύματος σε μια πολύ στενή περιοχή χαρακτηρίζεται μονοχρωματική.
 Μονοχρωματική ακτινοβολία ονομάζεται η ακτινοβολία που περιέχει μήκη κύματος σε μία πολύ στενή περιοχή. 
Μονοχρωματική ακτινοβολία ονομάζεται η ακτινοβολία που περιέχει μήκη κύματος σε μία πολύ στενή περιοχή
 Άρα η μονοχρωματική είναι η ακτινοβολία που αποτελείται από ηλεκτρομαγνητικά κύματα μίας μόνο συχνότητας,δηλαδή ουσιαστικά από ένα και μόνο χρώμα.Όμως μονοχρωματική ακτινοβολία δεν υπάρχει στη φύση.Εξαίρεση αποτελεί το φως που παράγεται από τα λέιζερ μπορεί να θεωρηθεί,με πολύ καλή προσέγγιση,μονοχρωματικό.
Μια ακτινοβολία από 490 έως 491 nm είναι μια πράσινη μονοχρωματική ακτινοβολία
 Μια ακτινοβολία από 490 έως 491 nm είναι μια πράσινη μονοχρωματική ακτινοβολία.Τέτοια ακτινοβολία μπορούμε να πάρουμε με τη χρήση ειδικών πηγών ή φίλτρων.Όταν χρησιμοποιούμε την  έκφραση «μονοχρωματικό φως με μήκος κύματος 670 nm» στην πραγματικότητα εννοούμε φως σε μια στενή περιοχή μηκών κύματος  γύρω στα 670 nm.     

ΥΠΕΡΙΩΔΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ
ΥΠΕΡΙΩΔΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ
ΕΙΣΑΓΩΓΗ

 Το λευκό φως το αναλύουμε με το φασματοσκόπιο.Έτσι,παρατηρούμε ότι το συνεχές φάσμα που παίρνουμε τελειώνει στο ένα άκρο με ιώδες φως, ενώ στο άλλο με ερυθρό.Το ορατό φως είναι τα μήκη κύματος που αντιλαμβάνεται το μάτι μας.Όμως το ορατό φως έχει όρια με τα  χρώματά του να έχουν μήκη κύματος που κυμαίνονται μεταξύ 400 nm του ιώδους και 700 nm του ερυθρού.Αυτό δε σημαίνει ότι το φάσμα του λευκού φωτός,που εκπέμπει η φωτεινή πηγή, περιορίζεται σε αυτά τα όρια.
Φάσμα υπεριώδους είναι η γκρίζα περιοχή στο φιλμ πέρα από το ιώδες
 Παρατηρούμε με ειδικό φασματογράφο τη φωτογραφική πλάκα στην οποία αποτυπώνεται το φάσμα.Διαπιστώσουμε ότι πέρα από το όριο της ιώδους περιοχής η πλάκα έχει αμαυρωθεί.
Μια συλλογή από δείγματα ορυκτών που φθορίζοντα σε διάφορα μήκη κύματος και ακτινοβολείται με υπεριώδες φως
 Έτσι συμπεραίνουμε ότι,εκτός  από την ακτινοβολία της ορατής περιοχής του φάσματος,υπάρχει και ακτινοβολία αόρατη,η οποία βρίσκεται πέρα από την ιώδη περιοχή.Η ακτινοβολία αυτή λέγεται υπεριώδης ακτινοβολία.

ΟΡΙΣΜΟΣ ΥΠΕΡΙΩΔΟΥΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ

  Υπεριώδης ακτινοβολία ονομάζεται η ακτινοβολία που καλύπτει τα μήκη  κύματος από 3,8x10-7 m έως 6x10-8 περίπου.
Υπεριώδης ακτινοβολία ονομάζεται η ακτινοβολία που καλύπτει τα μήκη  κύματος από 3,8x10-7 m έως 6x10-8 περίπου
 Η υπεριώδης ακτινοβολία δεν είναι ορατή με γυμνό μάτι.

ΕΙΔΗ ΥΠΕΡΙΩΔΟΥΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ

 Υπάρχουν τρία είδη υπεριώδους ακτινοβολίας:
α) UV-A:
 Αυτή η ακτινοβολία κυμαίνεται στο κενό μεταξύ 315 και 400 nm.
 Είναι το πιο ακίνδυνο είδος.
β) UV-B:
 Αυτή η ακτινοβολία κυμαίνεται στο κενό μεταξύ 280 και 315 nm.
 Αυτή προκαλεί το μαύρισμα,αλλά μπορεί να γίνει επικίνδυνη.
γ) UV-Γ:
 Αυτή η ακτινοβολία κυμαίνεται στο κενό μεταξύ 40 nm και 280 nm.
 Είναι το πιο επικίνδυνο είδος της υπεριώδους ακτινοβολίας,καθώς με αυτήν έχουν επιτευχθεί εργαστηριακά μεταλλάξεις.

ΠΗΓΕΣ ΥΠΕΡΙΩΔΟΥΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ

 Ο Ήλιος είναι η κύρια πηγή υπεριώδους ακτινοβολίας.Φτάνει στη γη μέσω της επανεκπομπής της από τη στρατόσφαιρα.Οι υπεριώδεις ακτίνες είναι  υπεύθυνες για το "μαύρισμα" όταν κάνουμε ηλιοθεραπεία,το καλοκαίρι.
Ο Ήλιος είναι  η κύρια πηγή υπεριώδους ακτινοβολίας
 Μεγάλες δόσεις υπεριώδους ακτινοβολίας βλάπτουν τον ανθρώπινο οργανισμό.Το μεγαλύτερο μέρος της υπεριώδους ακτινοβολίας,που φτάνει στη Γη από τον Ήλιο απορροφάται από τα άτομα και τα μόρια της ανώτερης ατμόσφαιρας,δηλαδή την στρατόσφαιρα.
Το στρώμα του όζοντος της στρατόσφαιρας,απορροφά κατά κύριο  λόγο  την επικίνδυνη υπεριώδη ακτινοβολία
 Το στρώμα του όζοντος της στρατόσφαιρας,απορροφά κατά κύριο  λόγο  την επικίνδυνη υπεριώδη ακτινοβολία.Σήμερα ανησυχούμε για  την πιθανή καταστροφή αυτής της προστατευτικής ασπίδας ενάντια στις  υπεριώδεις ακτίνες του Ήλιου.
H υπεριώδης ακτινοβολία παράγεται από τις αποδιεγέρσεις ορισμένων ατόμων
 Το όζον της στρατόσφαιρας μειώνεται εξαιτίας εκτεταμένης χρήσης των χλωροφθορανθράκων,ενώσεων που χρησιμοποιούνται στα ψυγεία,τα κλιματιστικά τους ψεκαστήρες και αλλού. 
 Επίσης η υπεριώδης ακτινοβολία παράγεται από τις αποδιεγέρσεις ορισμένων ατόμων.

ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΥΠΕΡΙΩΔΟΥΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ

 Αν και η υπεριώδης ακτινοβολία δεν είναι ορατή με γυμνό μάτι,μερικές από τις ιδιότητες της μας πληροφορούν για την  ύπαρξή της: 
α) Προκαλεί αμαύρωση των φωτογραφικών πλακών. 
β) Προκαλεί το φθορισμό σε  διάφορα σώματα,όταν δηλαδή προσπίπτει σε ορισμένα σώματα,τότε αυτά εκπέμπουν χαρακτηριστικές ορατές ακτινοβολίες.
γ) Συμμετέχει στη μετατροπή του οξυγόνου της ατμόσφαιρας σε όζον. 
δ) Όταν απορροφάται από υλικά σώματα (όπως άλλωστε και οι ακτίνες οποιουδήποτε χρώματος),προκαλεί τη θέρμανση τους. 
ε) Υπεριώδης ακτινοβολία με πολύ μικρό μήκος κύματος προκαλεί βλάβες στα κύτταρα του δέρματος,οι οποίες μπορεί να είναι τέτοιες,ώστε να οδηγήσουν και στην εμφάνιση καρκίνου.Κατά τη διάρκεια της ηλιοθεραπείας το μαύρισμα του δέρματος οφείλεται στη μελανίνη που παράγει ο οργανισμός, για να προστατευθεί από την υπεριώδη ακτινοβολία. 
στ) Χρησιμοποιείται στην Ιατρική για πλήρη αποστείρωση διάφορων εργαλείων.

ΒΙΟΛΟΓΙΚΕΣ ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ ΤΗΣ ΥΠΕΡΙΩΔΟΥΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ

 Το δέρμα και τα μάτια είναι τα όργανα που υφίσταται την μεγαλύτερη έκθεση στις υπεριώδεις ακτίνες του ήλιου.Αν και τα μαλλιά και τα νύχια είναι περισσότερο εκτεθειμένα,είναι λιγότερο σημαντικά από ιατρικής άποψης.Η έκθεση στην ηλιακή υπεριώδη ακτινοβολία μπορεί να καταλήξει σε άμεσα και σε χρόνια προβλήματα υγείας του δέρματος, των ματιών και του ανοσοποιητικού συστήματος,καθώς και σε βλάβες στο DNA.
Δύο φωτογραφίες του ίδιου αγαλματιδίου τραβηγμένες η (α) στο ορατό φως και η (β) στο υπεριώδες
 Τα άμεσα αποτελέσματα της έκθεσης στην υπεριώδη ακτινοβολία είναι η πρόκληση εγκαύματος στο δέρμα και φωτοκερατίτιδας στο μάτι.Χρόνια αποτελέσματα είναι ο καρκίνος και η πρόωρη γήρανση του δέρματος, ενώ στα χρόνια αποτελέσματα του ματιού περιλαμβάνονται ο καταρράκτης, το πτερύγιο και η κερατοπάθεια.
Η ακτινοβολία UVC είναι η πλέον επικίνδυνη για τον άνθρωπο
 Ενώ η υπεριώδης ακτινοβολία Β (UV-B) προκαλεί έγκαυμα και διάφορες μορφές καρκίνου του δέρματος,η υπεριώδης ακτινοβολία Α (UV-A) επιδρά στον υποδόριο ιστό και μπορεί να αλλάξει η δομή του κολλαγόνου και των ινών ελαστίνης του δέρματος,επιταχύνοντας έτσι την γήρανση του.Οι αρνητικές συνέπειες των εγκαυμάτων είναι αθροιστικές.Είναι σημαντικό να κατανοήσουμε ότι το δέρμα έχει την ικανότητα να αφομοιώσει την υπεριώδη ακτινοβολία με την παραγωγή μελανίνης (μαύρισμα),η οποία προστατεύει από την έκθεση στην UV ακτινοβολία.Το ανθρώπινο μάτι όμως δεν έχει τέτοια ικανότητα.
H υπεριώδης ακτινοβολία Β (UV-B) προκαλεί έγκαυμα και διάφορες μορφές καρκίνου του δέρματος,η υπεριώδης ακτινοβολία Α (UV-A) επιδρά στον υποδόριο ιστό
 Όταν η υπεριώδης ακτινοβολία αλληλεπιδράσει με το DNA προκαλεί μια αναδιάταξή του όπου υπάρχουν δύο συνεχόμενες βάσεις θυμίνης δημιουργώντας τα διμερή θυμίνης.Tο σχήμα του DNA αλλάζει τοπικά στο σημείο όπου σχηματίζονται τα διμερή,με αποτέλεσμα οι πολυμεράσες τόσο του DNA όσο και του RNA να τα προσπερνούν,αλλάζοντας με αυτό το τρόπο το πλαίσιο ανάγνωσης,με αποτέλεσμα την εμφάνιση μεταλλάξεων.Οι οργανισμοί έχουν αναπτύξει αρκετούς διαφορετικούς μηχανισμούς για να επιδιορθώσουν τα διμερή θυμίνης,όπως το ένζυμο φωτοϋλάση που ενεργοποιείται με μπλε ακτινοβολία και διαχωρίζει τα διμερή.Άλλοι μηχανισμοί αποκόπτουν το σημείο που σχηματίστηκαν τα διμερή και η DNA πολυμεράση συμπληρώνει τις ελλιπείς βάσεις.
 Η ικανότητα του ανθρώπινου σώματος να προστατεύει και να αποκαθιστά τις βλάβες που προκαλούνται από την υπεριώδη ακτινοβολία,μειώνεται κατά τη διάρκεια της ζωής μας.
 Ορισμένα άτομα παρουσιάζουν αντιδράσεις φωτοευαισθησίας στην έκθεση σε ακτινοβολία UV (photosensitivity) λόγω γενετικών-μεταβολικών ιδιαιτεροτήτων ή χρήση φαρμάκων.Γενικά,όσο μικρότερο το μήκος κύματος,τόσο μεγαλύτεροι οι κίνδυνοι από την έκθεση σε ακτινοβολία UV.

ΑΚΤΙΝΕΣ Χ
ΑΚΤΙΝΕΣ Χ
ΕΙΣΑΓΩΓΗ

 Σε πολλές περιπτώσεις ένας γιατρός,προκειμένου να κάνει διάγνωση μιας πάθησης,παραπέμπει τον ασθενή του στον ακτινολόγο,για να βγάλει μια ακτινογραφία.Όσοι έχουμε βγάλει ακτινογραφία θώρακα γνωρίζουμε ότι κατά τη λήψη της ακτινογραφίας στεκόμαστε ακίνητοι,χωρίς να αναπνέουμε,ενώ ο ακτινολόγος βγαίνει έξω από το χώρο λήψης της ακτινογραφίας.Αν στη συνέχεια παρατηρήσουμε προσεκτικά την ακτινογραφία,θα δούμε ότι τα οστά του θώρακα εμφανίζονται ως φωτεινές περιοχές, ενώ οι ιστοί ως σκοτεινές περιοχές.
 Κατά τη λήψη της ακτινογραφίας μια αόρατη ακτινοβολία διαπερνά το σώμα μας.Όμως τι είναι αυτή η ακτινοβολία και πώς παράγεται;
Ο Βίλχελμ Κόνραντ Ρέντγκεν (Wilhelm Conrad Röntgen,27 Μαρτίου 1845-10 Φεβρουαρίου 1923) ήταν Γερμανός φυσικός.Ανακάλυψε το 1895 τις ακτίνες Χ.Το 1901 τιμήθηκε με το βραβείο Nobel
 Προς το τέλος του 19ου αιώνα ο Γερμανός φυσικός Roentgen (Ρέντγκεν) μελετούσε τις ιδιότητες των ηλεκτρονίων που επιταχύνονταν, μέσα σε σωλήνα χαμηλής πίεσης,από ηλεκτρικό πεδίο και έπεφταν σε μεταλλικό στόχο.Ο Roentgen παρατήρησε ότι,όταν πλησίαζε στο σωλήνα μία φθορίζουσα ουσία,τότε η ουσία,ακτινοβολούσε φως,ενώ,όταν πλησίαζε ένα φωτογραφικό φιλμ,τότε αυτό μαύριζε.Υποστήριξε λοιπόν ότι τα φαινόμενα αυτά οφείλονταν σε ένα νέο άγνωστο και μυστηριώδη τύπο ακτινών,τις οποίες ονόμασε ακτίνες Χ.Το σύμβολο Χ χρησιμοποιήθηκε από το Roentgen για να δηλώσει την άγνωστη μέχρι τότε φύση των ακτίνων,όπως στην Άλγεβρα το σύμβολο Χ χρησιμοποιείται για να συμβολίσει μία άγνωστη ποσότητα.Οι ακτίνες Χ ονομάζονται και ακτίνες Roentgen.

ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΑΚΤΙΝΩΝ Χ

 Η συσκευή που χρησιμοποιήθηκε από το Roentgen αποτελείται από ένα γυάλινο σωλήνα που είναι εφοδιασμένος με δύο ηλεκτρόδια,την άνοδο και την κάθοδο.Η κάθοδος θερμαίνεται και εκπέμπει ηλεκτρόνια.Όσο μεγαλύτερη είναι η θερμοκρασία της καθόδου τόσο μεγαλύτερος είναι ο αριθμός των ηλεκτρονίων που εκπέμπονται στη μονάδα του χρόνου.

  Η συσκευή που χρησιμοποιήθηκε από το Roentgen αποτελείται από ένα γυάλινο σωλήνα που είναι εφοδιασμένος με δύο ηλεκτρόδια,την άνοδο και την κάθοδο
 Μεταξύ της ανόδου και της καθόδου εφαρμόζεται υψηλή τάση,η οποία επιταχύνει τα ηλεκτρόνια.Ο σωλήνας περιέχει αέριο σε πολύ χαμηλή πίεση (της τάξης των 10-7 atm,ώστε να περιορίζονται οι συγκρούσεις των ηλεκτρονίων με τα μόρια του αερίου.Τα ηλεκτρόνια προσπίπτουν στην άνοδο με μεγάλη ταχύτητα.
Συσκευή παραγωγής ακτινών Χ.Ηλεκτρόνια μεγάλης ταχύτητας προσπίπτουν σε μεταλλικό στόχο.Από το μεταλλικό στόχο εκπέμπομαι ακτίνες Χ
 Η άνοδος εκπέμπει μια πολύ διεισδυτική ακτινοβολία,που ονομάζεται ακτίνες Χ.Επειδή αναπτύσσεται πολύ υψηλή θερμοκρασία στην άνοδο,το υλικό της ανόδου είναι δύστηκτο μέταλλο και ψύχεται για να μη λιώνει.
 Επομένως:

 Οι ακτίνες Χ παράγονται,όταν ηλεκτρόνια μεγάλης ταχύτητας,που έχουν επιταχυνθεί από υψηλή τάση,προσπίπτουν σε μεταλλικό στόχο.

ΦΥΣΗ ΤΩΝ ΑΚΤΙΝΩΝ  Χ

 Τα πειράματα έχουν δείξει ότι οι ακτίνες Χ είναι ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία (φωτόνια),που έχει πολύ μικρό μήκος κύματος.Το μήκος κύματος είναι 10000 φορές μικρότερο από το μήκος κύματος του ορατού φωτός και είναι συγκρίσιμο με το μέγεθος του ατόμου.
Οι ακτίνες Χ είναι αόρατη ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία,που έχει μήκη κύματος πολύ μικρότερα από τα μήκη κύματος των ορατών ακτινοβολιών
 Επομένως:

 Οι ακτίνες Χ είναι αόρατη ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία,που έχει μήκη κύματος πολύ μικρότερα από τα μήκη κύματος των ορατών ακτινοβολιών.

ΦΑΣΜΑ ΑΚΤΙΝΩΝ Χ

 Το φάσμα της ακτινοβολίας Χ είναι σύνθετο.Αποτελείται από ένα συνεχές φάσμα πάνω στο οποίο εμφανίζονται μερικές γραμμές (γραμμικό φάσμα).Τα δύο είδη φάσματος οφείλονται σε δύο διαφορετικές διεργασίες παραγωγής και εκπομπής των ακτίνων Χ.

α) ΓΡΑΜΜΙΚΟ ΦΑΣΜΑ

 Τα κινούμενα ηλεκτρόνια συγκρούονται με τα άτομα του υλικού της ανόδου.Τα άτομα της ανόδου διεγείρονται.Ένα ηλεκτρόνιο των  εσωτερικοί στιβάδων του ατόμου μεταπηδά σε άλλη επιτρεπόμενη τροχιά μεγαλύτερης ενέργειας.Η κενή θέση του ηλεκτρονίου μπορεί να συμπληρωθεί από ένα ηλεκτρόνιο του ατόμου που βρίσκεται στις εξωτερικές στιβάδες, με ταυτόχρονη εκπομπή ενός φωτονίου.
 Επειδή οι επιτρεπόμενες τιμές της ενέργειας του ατόμου είναι καθορισμένες,οι συχνότητες των φωτονίων που εκπέμπονται θα είναι καθορισμένες.Το φάσμα του φωτός που εκπέμπει το άτομο θα αποτελείται από γραμμές που είναι χαρακτηριστικές του υλικού της ανόδου.
Φωτογραφία με ακτίνες Χ,επεξεργασμένη με ηλεκτρονικό υπολογιστή, τον πυρήνα ενός γαλαξία στον αστερισμό τον Κενταύρου,όπου πιστεύουμε ότι υπάρχει μια μαύρη τρύπα.Ακτίνες Χ εκπέμπονται,καθώς η μαύρη τρύπα έλκει μεγάλες ποσότητες μάζας από τη γύρω περιοχή και αυτές αποκτούν μεγάλες επιταχύνσεις
 Επειδή η ενέργεια που απαιτείται,για να εκδιωχθεί ένα ηλεκτρόνιο από μια εσωτερική τροχιά,είναι μεγάλη,θα πρέπει και η ενέργεια του ηλεκτρονίου που προκαλεί τη διέγερση να είναι μεγάλη.Επομένως απαιτείται το ηλεκτρόνιο να έχει επιταχυνθεί από μεγάλη διαφορά δυναμικού.

β) ΣΥΝΕΧΕΣ ΦΑΣΜΑ

 Ένα ηλεκτρόνιο μπορεί να επιβραδυνθεί εξαιτίας της αλληλεπίδρασής του με τα άτομα του στόχου.Όπως έχουμε αναφέρει,ένα επιταχυνόμενο (ή επιβραδυνόμενο) φορτίο εκπέμπει ακτινοβολία.Η απώλεια της κινητικής ενέργειας αττου ηλεκτρονίου θα είναι ίση με την ενέργεια του φωτονίου h f που εκπέμπεται. 
 Δηλαδή:

                                                                               h·f=Κατ 
                                                    

 Το ηλεκτρόνιο μπορεί να χάσει όλη ή οποιοδήποτε μέρος της ενέργειάς του σε μία κρούση,δηλαδή μπορεί να ακινητοποιηθεί μετά από μία ή περισσότερες κρούσεις.Επειδή κατά τις κρούσεις των ηλεκτρονίων με τα άτομα του στόχου τα ηλεκτρόνια μπορεί να χάσουν οποιοδήποτε μέρος της ενέργειάς τους,συμπεραίνουμε ότι τα φωτόνια που εκπέμπονται θα έχουν οποιαδήποτε τιμή ενέργειας,που θα είναι μικρότερη ή ίση της αρχικής ενέργειας του ηλεκτρονίου.Επομένως το φάσμα της ακτινοβολίας αυτής θα είναι συνεχές.

γ) ΤΟ ΜΙΚΡΟΤΕΡΟ ΜΗΚΟΣ ΚΥΜΑΤΟΣ

 Το μικρότερο μήκος κύματος λmin της ακτινοβολίας εκπέμπεται,όταν η ενέργεια ενός ηλεκτρονίου μετατρέπεται σε ενέργεια ενός φωτονίου σε μία μόνο κρούση.Αντικαθιστώντας  Κτ=0  στην παραπάνω σχέση,βρίσκουμε:

h·f=Κα

                                              
 Η κινητική ενέργεια Κα του ηλεκτρονίου είναι ίση με την ενέργεια e·V που αποκτά μέσω της τάσης V που το επιταχύνει.Αντικαθιστώντας Κα=e·V στην παραπάνω σχέση,παίρνουμε:

h·f=e·V

και επειδή

f=c/λmin

βρίσκουμε:

h · c/λmin=e·V

οπότε:

                                                                               λmin=c·h/e·V

 Παρατηρούμε ότι το ελάχιστο μήκος κύματος εξαρτάται μόνο από την τάση που εφαρμόζεται μεταξύ της ανόδου και της καθόδου.

ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗ ΤΩΝ ΑΚΤΙΝΩΝ Χ

 Όταν οι ακτίνες Χ διαπερνούν οποιοδήποτε υλικό, τότε ένα μέρος της ακτινοβολίας απορροφάται από το υλικό.Η απορρόφηση της ακτινοβολίας εξαρτάται από τη φύση του υλικού,το μήκος κύματος της ακτινοβολίας και το πάχος του υλικού.
α) Όσο μεγαλύτερος είναι ο ατομικός αριθμός Ζ των ατόμων του υλικού που  απορροφά την ακτινοβολία τόσο μεγαλύτερη είναι η απορρόφηση της ακτινοβολίας.
 Το γεγονός αυτό εξηγεί γιατί στις ακτινογραφίες του ανθρώπινου σώματος τα οστά,τα οποία αποτελούνται από άτομα μεγαλύτερου ατομικού αριθμού,απορροφούν περισσότερη ακτινοβολία,ενώ οι ιστοί απορροφούν πολύ λιγότερη. 
Στις ακτινογραφίες του ανθρώπινου σώματος τα οστά,τα οποία αποτελούνται από άτομα μεγαλύτερου ατομικού αριθμού,απορροφούν περισσότερη ακτινοβολία,ενώ οι ιστοί απορροφούν πολύ λιγότερη
β) Όταν οι ακτίνες Χ διαπερνούν μια πλάκα,που έχει ορισμένο πάχος,τότε η απορρόφηση  των ακτίνων αυξάνεται όσο αυξάνεται το μήκος κύματος της ακτινοβολίας.
 Οι ακτίνες Χ που  έχουν μικρά μήκη κύματος είναι περισσότερο διεισδυτικές και ονομάζονται σκληρές ακτίνες,ενώ οι ακτίνες που έχουν μεγάλα μήκη κύματος είναι λιγότερο διεισδυτικές και ονομάζονται μαλακές ακτίνες. 
γ) Όσο το  πάχος του υλικού είναι μεγαλύτερο τόσο μεγαλύτερη είναι και η απορρόφηση της ακτινοβολίας μέσα στο υλικό αυτό.

ΧΡΗΣΕΙΣ ΤΩΝ ΑΚΤΙΝΩΝ Χ

ΧΡΗΣΕΙΣ ΤΩΝ ΑΚΤΙΝΩΝ Χ
ΣΤΗΝ ΙΑΤΡΙΚΗ

α) Ακτινογραφία-Ακτινοσκόπηση.

 Όπως έχουμε αναφέρει,η απορρόφηση των ακτινών Χ εξαρτάται από τον ατομικό αριθμό των χημικων στοιχείων του υλικού που τις απορροφά.Τα βαριά χημικά στοιχεία έχουν μεγάλο ατομικό αριθμό και απορροφούν περισσότερο την ακτινοβολία από ότι τα ελαφρά στοιχεία,τα οποία έχουν μικρό ατομικό αριθμό.Στην ιδιότητα αυτή στηρίζεται η χρήση των ακτινών Χ στη διάγνωση πολλών παθήσεων.Τα οστά περιέχουν στοιχεία μεγάλου ατομικού αριθμού (ασβέστιο,φώσφορος) και απορροφούν περισσότερο τις ακτίνες από ότι οι ιστοί,οι οποίοι αποτελούνται από ελαφρότερα στοιχεία (άνθρακας,οξυγόνο,υδρογόνο,άζωτο και άλλα). 
Ακτινογραφία.Τα οστά απορρίψουν εντονότερα τις ακτίνες Χ σε σύγκριση με τον υπόλοιπο ιστό.Έτσι στο φιλμ εμφανίζονται ως φωτεινότερες περιοχές
  Αν λοιπόν μεταξύ της πηγής των ακτίνων Χ και μιας φθορίζουσας οθόνης τοποθετηθεί ο προς εξέταση ασθενής, τότε  πάνω στην οθόνη θα φανούν οι σκιές των  διάφορων  οργάνων (ακτινοσκόπηση).Αν στη  θέση της φθορίζουσας οθόνης τοποθετηθεί μια φωτογραφική πλάκα,τότε θα πάρουμε  π άνω στην πλάκα την ανάλογη φωτογραφία  (ακτινογραφία).
β) Αυτοματοποιημένη αξονική τομογραφία.
 Τελευταία χρησιμοποιείται η αυτοματοποιημένη αξονική τομογραφία.Η πηγή των ακτίνων Χ παράγει μια αποκλίνουσα δέσμη, που έχει μορφή βεντάλιας.Οι ακτίνες της δέσμης διαπερνούν το ανθρωπινο σώμα και,όταν  εξέρχονται  από την άλλη πλευρά του σώματος,ανιχνεύονται,με διάταξη ανιχνευτων.Κάθε ανιχνευτής μετράει την απορρόφηση μιας λεπτής δέσμης,που  διαπερνά το σώμα.Η συσκευή περιστρέφεται  γύρω  από το ανθρώπινο σώμα και ένας υπολογιστής επεξεργάζεται τις πληροφορίες.
Αρχή λειτουργίας αξονικού τομογράφου.Οι ακτίνες Χ,που περνούν μέσα από το σώμα,μετρούνται συγχρόνως σε κάθε διεύθυνση.Η πηγή και ο ανιχνευτής περιστρέφονται,ώστε να έχουμε μετρήσεις σε διαφορετικές γωνίες
 Με αυτό τον  τρόπο μπορούν  να ανιχνευτούν όγκοι ή άλλες ανωμαλίες που είναι πολύ μικροί και δεν μπορούν να παρατηρηθούν με την ακτινογραφία.

ΣΤΗ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΑ

 Οι ακτίνες Χ χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία,για να διαπιστωθεί η  ύπαρξη κοιλοτήτων,ραγισμάτων ή άλλων ελαττωμάτων στο εσωτερικό  των μεταλλικών αντικειμένων.Η διαδικασία που ακολουθείται είναι η ίδια με τη διαδικασία της ακτινοδιαγνωστικής.Τα ελαττωματικά σημεία εντοπίζονται  από το γεγονός ότι προκαλούν μικρότερη απορρόφηση.

ΒΙΟΛΟΓΙΚΕΣ ΒΛΑΒΕΣ ΠΟΥ ΠΡΟΚΑΛΟΥΝ ΟΙ ΑΚΤΙΝΕΣ Χ


 Οι ακτίνες Χ προκαλούν βλάβες στους οργανισμούς.Όταν απορροφηθούν από τους ιστούς,διασπούν τους μοριακούς δεσμούς και δημιουργούν ενεργές ελεύθερες ρίζες,που με τη σειρά τους μπορεί να διαταράξουν τη μοριακή δομή των πρωτεϊνών και ειδικά του γενετικού υλικού  (DNA).
Οι ακτίνες Χ όταν απορροφηθούν από τους ιστούς,διασπούν τους μοριακούς δεσμούς και δημιουργούν ενεργές ελεύθερες ρίζες,που με τη σειρά τους μπορεί να διαταράξουν τη μοριακή δομή των πρωτεϊνών και ειδικά του γενετικού υλικού  (DNA)
 Αν το κύτταρο που έχει υποστεί βλάβη από την ακτινοβολία επιβιώσει,τότε μπορεί να δώσει πολλές γενεές μεταλλαγμένων κυττάρων.Αν οι αλλαγές στο DNA αφορούν γονίδια που ελέγχουν το ρυθμό πολλαπλασιασμού των κυττάρων,οι ακτίνες Χ μπορεί να προκαλέσουν καρκίνο.Η υπερβολική έκθεση ενός οργανισμού σε ακτινοβολία μπορεί να προκαλέσει μεταβολές στα γενετικά κύτταρα.Σ' αυτή την περίπτωση, ενώ ο ίδιος οργανισμός δε θα εμφανίσει κάποια βλάβη,θα επηρεαστούν οι απόγονοι του.
 Η χρήση των ακτίνων Χ για διαγνωστικούς και θεραπευτικούς σκοπούς πρέπει να γίνεται με προσοχή,εκτιμώντας τόσο τα οφέλη όσο και τους κινδύνους που προέρχονται από την έκθεση του οργανισμού σε ακτινοβολία για μεγάλο χρονικό διάστημα.


ΑΚΤΙΝΕΣ γ
ΑΚΤΙΝΕΣ γ
ΕΙΣΑΓΩΓΗ

 Οι ακτίνες γ είναι ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία που εκπέμπεται από τις αποδιεγέρσεις ραδιενεργών πυρήνων,από τις πυρηνικές αντιδράσεις,από τις αντιδράσεις και τις διασπάσεις των στοιχειωδών σωματιδίων.
Οι ακτίνες γ είναι ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία που εκπέμπεται από τις αποδιεγέρσεις ραδιενεργών πυρήνων,από τις πυρηνικές αντιδράσεις,από τις αντιδράσεις και τις διασπάσεις των στοιχειωδών σωματιδίων
 Η ταχύτητα των ακτίνων γ στο κενό ισούται με την ταχύτητα των ηλεκτρομαγνητικών ακτίνων στο κενό και είναι c=299.792.458 m/s. 
Το μήκος κύματός τους κυμαίνεται στα 10-10 έως 10-14 μέτρα,ώστε να είναι συγκρίσιμο με τη διάμετρο ενός πυρήνα ατόμου
 Το μήκος κύματός τους κυμαίνεται στα 10-10 έως 10-14 μέτρα,ώστε να είναι συγκρίσιμο με τη διάμετρο ενός πυρήνα ατόμου.

ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΤΩΝ ΑΚΤΙΝΩΝ γ

 Είναι πολύ διεισδυτικές και βλάπτουν τους οργανισμούς που τους οποίους απορροφώνται.

Τα σωματίδια γ μπορούν  να  διαπεράσουν  αρκετά  εκατοστά μολύβδου
 Διασπούν τις ουσίες των κυττάρων και μεταλλάσσουν το DNA προκαλώντας θάνατο σε όλους σχεδόν τους οργανισμούς που εκτίθενται σε αυτήν.

ΠΗΓΕΣ ΑΚΤΙΝΩΝ γ

 Οι ακτίνες γ παράγονται από ραδιενεργούς πυρήνες και από αστέρια στο διάστημα.Οι ραδιενεργοί πυρήνες προκύπτουν από ορυκτά με περιεκτικότητα σε ραδιενεργή ουσία,από απόβλητα πυρηνικών αντιδραστήρων.Επίσης,από την αντίδραση της ηλιακής ακτινοβολίας με την ατμόσφαιρα,κατά την οποία παράγεται το ισότοπο Άνθρακας-14 το οποίο περνά στα φυτά κι από εκεί σε όλην την τροφική αλυσίδα.Γενικά,κάθε ουσία,περιέχει ένα ελάχιστο ραδιενεργό ποσοστό της που παράγει ακτίνες γ.Τα αστέρια εκπέμπουν ενέργεια με μορφή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας σε όλα τα μήκη κύματος.
Διαστημική πηγή ακτινών γ
 Κυριότερες πηγές ακτίνων γ θεωρητικά είναι οι αστέρες νετρονίων και οι μαύρες τρύπες.Η ανακάλυψη ισχυρής πηγής ακτίνων γ από το κέντρο του γαλαξία μας ενισχύει την επιστημονική άποψη ότι στο κέντρο του βρίσκεται μια μεγάλη μαύρη τρύπα.

ΔΙΑΣΠΑΣΗ  γ

 Πολύ συχνά ένας πυρήνας,μετά  από μία  διάσπαση α ή β,μεταστοιχειώνεται σε άλλο πυρήνα,ο οποίος βρίσκεται σε μία διεγερμένη ενεργειακή στάθμη.Ο νέος πυρήνας τότε μεταπίπτει σε μία χαμηλότερη ενεργειακή στάθμη με ταυτόχρονη εκπομπή ενός ή περισσότερων φωτονίων.Η διαδικασία αυτή είναι παρόμοια με τη διαδικασία εκπομπής φωτός  από άτομα,όταν ηλεκτρόνια μεταπίπτουν από ανώτερες ενεργειακές στάθμες σε χαμηλότερες. 
Αποδιέγερση πυρήνα Rn* με εκπομπή ακτινοβολίας γ
 Τα φωτόνια που εκπέμπονται κατά τις αποδιεγέρσεις πυρήνων ονομάζονται ακτίνες ή σωματίδια γ και  έχουν πολύ υψηλές ενέργειες σε σχέση με τις ενέργειες των φωτονίων του ορατού φωτός.
 Ένα παράδειγμα εκπομπής ακτίνων γ παριστάνεται ως εξής:

                                                                              222       86 Rn*  222       86 Rn+γ 


 Το σύμβολο (*) δηλώνει διεγερμένη στάθμη.
 Ας σημειωθεί ότι κατά την εκπομπή της ακτινοβολίας γ δεν αλλάζει ούτε το Ζ ούτε το Α του πυρήνα.
 Στη φύση υπάρχουν πολλά ραδιενεργά στοιχεία που διασπώνται αυθόρμητα.Συχνά,όταν ένας ραδιενεργός πυρήνας διασπάται,ο θυγατρικός πυρήνας μπορεί να είναι κι αυτός ασταθής.Τότε συμβαίνει μια σειρά διαδοχικών διασπάσεων,μέχρι να καταλήξουμε σε ένα σταθερό πυρήνα. 

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΩΝ ΑΚΤΙΝΩΝ γ

 Οι ακτίνες γ έχουν ιατρικές εφαρμογές και χρησιμοποιούνται σε εργαστηριακές μελέτες.Χρησιμοποιούνται στις ακτινογραφίες για την απεικόνιση του εσωτερικού του σώματος.Στις ακτινογραφίες χρησιμοποιούνται οι ακτίνες Χ,οι οποίες παράγονται εκείνη τη στιγμή από εξωτερική πηγή και διαπερνούν το σώμα.Μία τεχνική που χρησιμοποιεί τις ακτίνες γ είναι το σπινθηρογράφημα,όπου η ακτινοβολία παράγεται από ένα ραδιενεργό υγρό που έχει χορηγηθεί στον εξεταζόμενο.
Σπινθηρογράφημα
 Στην αποστείρωση χρησιμοποιείται στην πλήρη αποστείρωση τροφίμων εξοντώνοντας όλους τους μικροργανισμούς και διατηρώντας τις θρεπτικές ουσίες.Επίσης οι ακτίνες γ έχουν εφαρμογή και στην Ραδιοχρονολόγηση.Ο άνθρακας που κυκλοφορεί στους ζωντανούς οργανισμούς είναι το ισότοπο άνθρακας 14 που είναι ραδιενεργό.Αυτό αποθηκεύεται στους ιστούς και όταν ο οργανισμός πεθάνει,απολιθωθεί και ανακαλυφθεί ο οργανισμός,εκπέμπει εξαιτίας του άνθρακα ακτίνες γ,οι οποίες εξαρτώνται από τη διάρκεια της απολίθωσης.
Ο 146C δημιουργείται στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας ως αποτέλεσμα πυρηνικών αντιδράσεων που προκαλούνται από σωματίδια της κοσμικής ακτινοβολίας.Η αναλογία του 146C προς τον 126C είναι σταθερή στην ατμόσφαιρα και ίση περίπου με 1,3×10-12
 Τέλος οι ακτίνες γ έχουν εφαρμογή και στην Εξέλιξη.Η ραδιενεργή ακτινοβολία του διαστήματος,ειδικά πριν το σχηματισμό της ατμόσφαιρας,συνέβαλλε στις μεταλλάξεις των ειδών άρα και στην εξέλιξη.




Παρακαλώ αναρτήστε:

author

ΣΥΓΓΡΑΦΕΑΣ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ τμήμα ΦΥΣΙΚΗΣ τομέαs ΑΣΤΡΟΓΕΩΦΥΣΙΚΗΣ μέλοs τηs ΕΝΩΣΗΣ ΕΛΛΗΝΩΝ ΦΥΣΙΚΩΝ

Αποκτήστε δωρεάν ενημερώσεις!!!

ΠΑΡΑΔΙΔΟΝΤΑΙ ΙΔΙΑΙΤΕΡΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ,ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΚΑΙ ΧΗΜΕΙΑΣ ΓΙΑ ΟΛΕΣ ΤΙΣ ΤΑΞΕΙΣ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ ΚΑΙ ΛΥΚΕΙΟΥ------------ ΠΡΟΕΤΟΙΜΑΣΙΑ ΦΟΙΤΗΤΩΝ ΚΑΙ ΣΠΟΥΔΑΣΤΩΝ ΓΙΑ ΤΙΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Α.Ε.Ι , Τ.Ε.Ι. ΚΑΙ Ε.Μ.Π.------------ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑ------------ Τηλέφωνο κινητό : 6974662001 ------------ Τηλέφωνο οικίας :210 7560725 ------------ Email : sterpellis@gmail.com Για οικονομική βοήθεια: Εθνική Τράπεζα της Ελλάδος:Αριθμός λογαριασμού 117/946964-81

ΠΑΡΑΔΙΔΟΝΤΑΙ ΙΔΙΑΙΤΕΡΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ,ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΚΑΙ ΧΗΜΕΙΑΣ ΓΙΑ ΟΛΕΣ ΤΙΣ ΤΑΞΕΙΣ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ ΚΑΙ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΡΟΕΤΟΙΜΑΣΙΑ ΦΟΙΤΗΤΩΝ ΚΑΙ ΣΠΟΥΔΑΣΤΩΝ ΓΙΑ ΤΙΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Α.Ε.Ι , Τ.Ε.Ι. ΚΑΙ Ε.Μ.Π. ------------------------------------ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑ Τηλέφωνο κινητό : 6974662001 Τηλέφωνο οικίας :210 7560725 Email : sterpellis@gmail.com Για οικονομική βοήθεια: Εθνική Τράπεζα της Ελλάδος:Αριθμός λογαριασμού 117/946964-81