Ang radiation ay isang pisikal na proseso, ang resulta nito ay ang paglipat ng enerhiya gamit ang mga electromagnetic wave. Ang reverse process sa radiation ay tinatawag na absorption. Isaalang-alang natin ang isyung ito nang mas detalyado, at magbigay din ng mga halimbawa ng radiation sa pang-araw-araw na buhay at kalikasan.
Physics ng paglitaw ng radiation
Anumang katawan ay binubuo ng mga atom, na kung saan, ay nabuo sa pamamagitan ng positively charged nuclei, at mga electron, na bumubuo ng mga electron shell sa paligid ng nuclei at may negatibong charge. Ang mga atom ay nakaayos sa paraang maaari silang nasa iba't ibang estado ng enerhiya, iyon ay, maaari silang magkaroon ng parehong mas mataas at mas mababang enerhiya. Kapag ang isang atom ay may pinakamababang enerhiya, ito ay sinasabing ang ground state nito, ang anumang ibang energy state ng atom ay tinatawag na excited.
Ang pagkakaroon ng iba't ibang estado ng enerhiya ng isang atom ay dahil sa katotohanan na ang mga electron nito ay matatagpuan sa ilang partikular na antas ng enerhiya. Kapag ang isang electron ay gumagalaw mula sa isang mas mataas na antas patungo sa isang mas mababang antas, ang atom ay nawawalan ng enerhiya, na kung saan ito ay radiates sa nakapalibot na espasyo sa anyo ng isang photon - isang carrier particlemga electromagnetic wave. Sa kabaligtaran, ang paglipat ng isang electron mula sa isang mas mababa sa isang mas mataas na antas ay sinamahan ng pagsipsip ng isang photon.
May ilang paraan para ilipat ang electron ng atom sa mas mataas na antas ng enerhiya, na kinabibilangan ng paglipat ng enerhiya. Ito ay maaaring parehong epekto sa itinuturing na atom ng panlabas na electromagnetic radiation, at ang paglipat ng enerhiya dito sa pamamagitan ng mekanikal o elektrikal na paraan. Bilang karagdagan, ang mga atom ay maaaring tumanggap at pagkatapos ay maglabas ng enerhiya sa pamamagitan ng mga kemikal na reaksyon.
Electromagnetic spectrum
Bago lumipat sa mga halimbawa ng radiation sa pisika, dapat tandaan na ang bawat atom ay naglalabas ng ilang bahagi ng enerhiya. Nangyayari ito dahil ang mga estado kung saan ang isang electron ay maaaring nasa isang atom ay hindi arbitrary, ngunit mahigpit na tinukoy. Alinsunod dito, ang paglipat sa pagitan ng mga estadong ito ay sinamahan ng paglabas ng isang tiyak na halaga ng enerhiya.
Nalalaman mula sa atomic physics na ang mga photon na nabuo bilang resulta ng mga elektronikong transisyon sa isang atom ay may enerhiya na direktang proporsyonal sa dalas ng oscillation nito at inversely proportional sa wavelength (ang photon ay isang electromagnetic wave na nailalarawan sa pamamagitan ng bilis ng pagpapalaganap, haba at dalas). Dahil ang isang atom ng isang sangkap ay maaari lamang maglabas ng isang tiyak na hanay ng mga energies, nangangahulugan ito na ang mga wavelength ng mga inilabas na photon ay tiyak din. Ang hanay ng lahat ng haba na ito ay tinatawag na electromagnetic spectrum.
Kung ang wavelength ng isang photonnamamalagi sa pagitan ng 390 nm at 750 nm, pagkatapos ay pinag-uusapan nila ang tungkol sa nakikitang ilaw, dahil ang isang tao ay maaaring malasahan ito sa kanyang sariling mga mata, kung ang haba ng daluyong ay mas mababa sa 390 nm, kung gayon ang gayong mga electromagnetic wave ay may mataas na enerhiya at tinatawag na ultraviolet, x-ray o gamma radiation. Para sa mga haba na higit sa 750 nm, ang isang maliit na enerhiya ng photon ay katangian, ang mga ito ay tinatawag na infrared, micro- o radio radiation.
Thermal radiation ng mga katawan
Anumang katawan na may ilang temperatura maliban sa absolute zero ay nagpapalabas ng enerhiya, sa kasong ito ay nagsasalita tayo ng thermal o thermal radiation. Sa kasong ito, tinutukoy ng temperatura ang parehong electromagnetic spectrum ng thermal radiation at ang dami ng enerhiya na ibinubuga ng katawan. Kung mas mataas ang temperatura, mas maraming enerhiya ang lumalabas ang katawan sa nakapalibot na espasyo, at mas lumilipat ang electromagnetic spectrum nito sa rehiyong may mataas na dalas. Ang mga proseso ng thermal radiation ay inilalarawan ng mga batas ng Stefan-Boltzmann, Planck at Wien.
Mga halimbawa ng radiation sa pang-araw-araw na buhay
Gaya ng nabanggit sa itaas, ganap na ang anumang katawan ay nagpapalabas ng enerhiya sa anyo ng mga electromagnetic wave, ngunit ang prosesong ito ay hindi palaging makikita sa mata, dahil ang temperatura ng mga katawan na nakapaligid sa atin ay kadalasang masyadong mababa, kaya ang kanilang spectrum nasa mababang frequency na hindi nakikita ng lugar ng tao.
Ang isang kapansin-pansing halimbawa ng radiation sa nakikitang hanay ay isang electric incandescent lamp. Ang pagpasa sa isang spiral, pinainit ng electric current ang tungsten filament hanggang sa 3000 K. Ang ganitong mataas na temperatura ay nagiging sanhi ng filament na naglalabas ng mga electromagnetic wave, maximumna nasa mahabang wavelength na bahagi ng nakikitang spectrum.
Ang isa pang halimbawa ng radiation sa bahay ay ang microwave oven, na naglalabas ng mga microwave na hindi nakikita ng mata ng tao. Ang mga alon na ito ay hinihigop ng mga bagay na naglalaman ng tubig, sa gayon ay tumataas ang kanilang kinetic energy at, bilang resulta, ang kanilang temperatura.
Sa wakas, ang isang halimbawa ng radiation sa pang-araw-araw na buhay sa infrared range ay ang radiator ng radiator. Hindi namin nakikita ang radiation nito, ngunit nararamdaman namin ang init nito.
Mga natural na nagniningning na bagay
Marahil ang pinakakapansin-pansing halimbawa ng radiation sa kalikasan ay ang ating bituin - ang Araw. Ang temperatura sa ibabaw ng Araw ay humigit-kumulang 6000 K, kaya ang maximum na radiation nito ay bumaba sa wavelength na 475 nm, ibig sabihin, nasa loob ito ng nakikitang spectrum.
Pinapainit ng araw ang mga planeta sa paligid nito at ang kanilang mga satellite, na nagsisimula ring lumiwanag. Narito ito ay kinakailangan upang makilala sa pagitan ng masasalamin na liwanag at thermal radiation. Kaya, ang ating Earth ay makikita mula sa kalawakan sa anyo ng isang asul na bola na tiyak dahil sa sinasalamin na sikat ng araw. Kung pinag-uusapan natin ang thermal radiation ng planeta, nangyayari rin ito, ngunit nasa rehiyon ng microwave spectrum (mga 10 microns).
Bukod sa sinasalamin na liwanag, nakakatuwang magbigay ng isa pang halimbawa ng radiation sa kalikasan, na nauugnay sa mga kuliglig. Ang nakikitang liwanag na ibinubuga ng mga ito ay hindi nauugnay sa thermal radiation at ito ay resulta ng isang kemikal na reaksyon sa pagitan ng atmospheric oxygen at luciferin (isang sangkap na nasa mga selula ng insekto). Ang phenomenon na ito ayang pangalan ng bioluminescence.
