Svojstva i primjena zraka optičkog spektra
Prema principima generiranja elektromagnetska radijacija dijeli se na sljedeće vrste: gama zračenje, rendgensko zračenje, sinkrotronsko, radio i optičko zračenje.
Cijeli raspon optičkog zračenja podijeljen je u tri područja: ultraljubičasto (UV), vidljivo i infracrveno (IR). Opseg ultraljubičastog zračenja se pak dijeli na UV-A (315-400 nm), UV-B (280-315) i UV-C (100-280 nm). Ultraljubičasto gama zračenje u području s valnim duljinama manjim od 180 nm često se naziva vakuum jer je zrak u ovom području spektra neproziran. Zračenje koje može izazvati vizualni osjet naziva se vidljivo. Vidljivo zračenje je usko spektralno područje (380-760 nm) optičkog zračenja, koje odgovara rasponu osjetljivosti ljudskog oka.
Vidljivo je zračenje koje može izravno izazvati vizualni osjet. Granice raspona vidljivog zračenja uvjetno su prihvaćene kako slijedi: donja 380-400 nm, gornja 760-780 nm.
Emisija iz ovog raspona koristi se za stvaranje potrebne razine osvjetljenja u industrijskim, administrativnim i kućanskim prostorijama.Potrebna razina određena je uvjetima vidljivosti. U ovom slučaju energetski aspekt procesa ozračivanja je manje bitan.
No, primjerice, u istoj poljoprivrednoj proizvodnji svjetlo se ne koristi samo kao sredstvo osvjetljenja. Kod umjetnog zračenja biljaka, primjerice u staklenicima, vidljivo zračenje instalacija za zračenje jedini je izvor energije koji se u procesu fotosinteze pohranjuje u biljci, a zatim ga koriste ljudi i životinje. Ovdje je zračenje energetski proces.
Učinak vidljivog zračenja na životinje i ptice još nije dovoljno proučen, ali je utvrđeno da njegov učinak na produktivnost ovisi ne samo o razini osvjetljenja, već i o duljini svjetlosnog razdoblja po danu, izmjeni svijetla i tamna razdoblja itd. .
Infracrveno zračenje u spektru pokriva područje od 760 nm do 1 mm i dijeli se na IR-A (760-1400 nm), IR-B (1400-3000 nm) i IR-C (3000-106 nm).
Trenutno se infracrveno zračenje naširoko koristi za grijanje zgrada i građevina, zbog čega se često naziva toplinskim zračenjem. Također se koristi za sušenje boja. U poljoprivredi se infracrveno zračenje također široko koristi za sušenje povrća i voća, grijanje mladih životinja.
Postoje posebni uređaji za noćno gledanje - termalne slike. U ovim se uređajima infracrveno zračenje bilo kojeg objekta pretvara u vidljivo zračenje. Infracrvena slika prikazuje sliku raspodjele temperaturnih polja.
Raspon infracrvenog zračenja počinje od gornje granice vidljive svjetlosti (780 nm) i završava konvencionalno na valnoj duljini od 1 mm. Infracrvene zrake su nevidljive, što znači da ne mogu izazvati vizualni osjet.
Glavno svojstvo infracrvenih zraka je toplinsko djelovanje: kad se infracrvene zrake apsorbiraju, tijela se zagrijavaju. Stoga se uglavnom koriste za zagrijavanje raznih predmeta i materijala te za sušenje.
Kod zračenja biljaka treba imati na umu da višak infracrvenih zraka može dovesti do pretjeranog pregrijavanja i smrti biljaka.
Ozračivanje životinja infracrvenim zrakama poboljšava njihov opći razvoj, metabolizam, krvotok, smanjuje sklonost bolestima itd. Najučinkovitije zrake IR-A zone. Imaju najbolju sposobnost prodiranja u tjelesna tkiva. Višak infracrvenih zraka dovodi do pregrijavanja i smrti stanica živih tkiva (na temperaturama iznad 43,5 ° C). Ova se okolnost koristi, na primjer, u svrhu dezinsekcije žitarica. Tijekom zračenja, štetočine u staji se zagrijavaju mnogo jače od zrna i umiru.
Za više detalja pogledajte ovdje: Ozračivači i instalacije za infracrveno grijanje životinja
Ultraljubičasto zračenje pokriva područje valnih duljina od 400 do 1 nm. U intervalu između 100 i 400 nm razlikuju se tri zone: UV -A (315 - 400 nm), UV -B (280 - 315 nm), UV -C (100 - 280 nm). Grede ovih područja imaju različita svojstva i stoga nalaze različite primjene. Ultraljubičasto zračenje također je nevidljivo, ali opasno za oči. Ultraljubičasto zračenje valne duljine kraće od 295 nm ima supresivni učinak na biljke, stoga ga se, kada se umjetno ozračuje, mora isključiti iz općeg toka izvora.
UV-A zračenje može, kada je ozračeno, izazvati sjaj određenih tvari. Taj se sjaj naziva fotoluminiscencija ili jednostavno luminiscencija.
Luminescencija se naziva spontani sjaj tijela s trajanjem koje prelazi razdoblje svjetlosnih oscilacija i pobuđuje se na račun bilo koje vrste energije, osim topline. Čvrste tvari, tekućine i plinovi mogu svijetliti. Različitim načinima pobuđivanja i ovisno o agregatnom stanju tijela, tijekom luminiscencije mogu se podvrgnuti različitim procesima.
Zrake ove zone koriste se za analizu luminiscencije kemijskog sastava pojedinih tvari, ocjenu biološkog stanja proizvoda (klijavost i oštećenje zrna, stupanj truleži krumpira itd.) iu drugim slučajevima kada tvar može svijetliti vidljivom svjetlošću u struji ultraljubičastih zraka.
Zračenje iz UV-B zone ima snažan biološki učinak na životinje. Tijekom zračenja provitamin D se pretvara u vitamin D, što olakšava apsorpciju fosforno-kalcijevih spojeva u tijelu. Čvrstoća kostiju kostura ovisi o stupnju apsorpcije kalcija, zbog čega se UV-B zračenje koristi kao sredstvo protiv rahitisa kod mladih životinja i ptica.
Isti dio spektra ima sposobnost najvećeg eritemskog učinka, odnosno može uzrokovati dugotrajno crvenilo kože (eritem). Eritem je posljedica širenja krvnih žila, što dovodi do drugih povoljnih reakcija u tijelu.
Ultraljubičasto zračenje UV-C zone sposobno je ubiti bakterije, odnosno ima baktericidno djelovanje i koristi se za dezinfekciju vode, spremnika, zraka itd.