Rrezatimi është një proces fizik, rezultati i të cilit është transferimi i energjisë duke përdorur valë elektromagnetike. Procesi i kundërt ndaj rrezatimit quhet absorbim. Le ta shqyrtojmë këtë çështje në mënyrë më të detajuar, si dhe të japim shembuj të rrezatimit në jetën e përditshme dhe natyrën.
Fizika e shfaqjes së rrezatimit
Çdo trup përbëhet nga atome, të cilat, nga ana tjetër, formohen nga bërthama të ngarkuara pozitivisht, dhe elektrone, të cilat formojnë predha elektronike rreth bërthamave dhe janë të ngarkuar negativisht. Atomet janë të rregulluar në atë mënyrë që ato të mund të jenë në gjendje të ndryshme energjetike, domethënë ato mund të kenë energji më të lartë dhe më të ulët. Kur një atom ka energjinë më të ulët, thuhet se është gjendja e tij bazë, çdo gjendje tjetër energjetike e atomit quhet e ngacmuar.
Ekzistenca e gjendjeve të ndryshme energjetike të një atomi është për shkak të faktit se elektronet e tij mund të vendosen në nivele të caktuara energjetike. Kur një elektron lëviz nga një nivel më i lartë në një nivel më të ulët, atomi humbet energjinë, të cilën e rrezaton në hapësirën përreth në formën e një fotoni - një grimcë bartëse.valët elektromagnetike. Përkundrazi, kalimi i një elektroni nga një nivel më i ulët në një nivel më të lartë shoqërohet me thithjen e një fotoni.
Ka disa mënyra për të transferuar elektronin e një atomi në një nivel më të lartë energjie, të cilat përfshijnë transferimin e energjisë. Ky mund të jetë si ndikimi në atomin e konsideruar të rrezatimit elektromagnetik të jashtëm, ashtu edhe transferimi i energjisë në të me mjete mekanike ose elektrike. Përveç kësaj, atomet mund të marrin dhe më pas të lëshojnë energji përmes reaksioneve kimike.
spektër elektromagnetik
Para se të kalojmë te shembujt e rrezatimit në fizikë, duhet të theksohet se çdo atom lëshon pjesë të caktuara të energjisë. Kjo ndodh sepse gjendjet në të cilat një elektron mund të jetë në një atom nuk janë arbitrare, por të përcaktuara rreptësisht. Rrjedhimisht, kalimi ndërmjet këtyre gjendjeve shoqërohet nga emetimi i një sasie të caktuar energjie.
Dihet nga fizika atomike që fotonet e krijuara si rezultat i tranzicioneve elektronike në një atom kanë një energji që është drejtpërdrejt proporcionale me frekuencën e tyre të lëkundjes dhe në përpjesëtim të zhdrejtë me gjatësinë e valës (një foton është një valë elektromagnetike që karakterizohet nga shpejtësia, gjatësia dhe frekuenca e përhapjes). Meqenëse një atom i një substance mund të lëshojë vetëm një grup të caktuar energjish, kjo do të thotë se gjatësitë e valëve të fotoneve të emetuara janë gjithashtu specifike. Bashkësia e të gjitha këtyre gjatësive quhet spektri elektromagnetik.
Nëse gjatësia valore e një fotonishtrihet midis 390 nm dhe 750 nm, atëherë ata flasin për dritën e dukshme, pasi një person mund ta perceptojë atë me sytë e tij, nëse gjatësia e valës është më e vogël se 390 nm, atëherë valë të tilla elektromagnetike kanë energji të lartë dhe quhen ultravjollcë, rreze x. ose rrezatimi gama. Për gjatësitë më të mëdha se 750 nm, është karakteristikë një energji e vogël fotonike, ato quhen rrezatim infra të kuqe, mikro ose radio.
Rrezatimi termik i trupave
Çdo trup që ka një temperaturë të ndryshme nga zero absolute rrezaton energji, në këtë rast flasim për rrezatim termik ose termik. Në këtë rast, temperatura përcakton si spektrin elektromagnetik të rrezatimit termik ashtu edhe sasinë e energjisë së emetuar nga trupi. Sa më e lartë të jetë temperatura, aq më shumë energji rrezaton trupi në hapësirën përreth dhe aq më shumë spektri i tij elektromagnetik zhvendoset në rajonin me frekuencë të lartë. Proceset e rrezatimit termik përshkruhen nga ligjet e Stefan-Boltzmann, Planck dhe Wien.
Shembuj të rrezatimit në jetën e përditshme
Siç u përmend më lart, absolutisht çdo trup rrezaton energji në formën e valëve elektromagnetike, por ky proces nuk mund të shihet gjithmonë me sy të lirë, pasi temperaturat e trupave që na rrethojnë janë zakonisht shumë të ulëta, kështu që spektri i tyre qëndron në frekuencën e ulët të padukshme për zonën njerëzore.
Një shembull i mrekullueshëm i rrezatimit në rrezen e dukshme është një llambë elektrike inkandeshente. Duke kaluar në një spirale, rryma elektrike ngroh filamentin e tungstenit deri në 3000 K. Një temperaturë kaq e lartë bën që filamenti të lëshojë valë elektromagnetike, maksimaletë cilat bien në pjesën me gjatësi vale të gjatë të spektrit të dukshëm.
Një shembull tjetër i rrezatimit në shtëpi është furra me mikrovalë, e cila lëshon mikrovalë të padukshme për syrin e njeriut. Këto valë thithen nga objektet që përmbajnë ujë, duke rritur kështu energjinë e tyre kinetike dhe, si rezultat, temperaturën e tyre.
Më në fund, një shembull i rrezatimit në jetën e përditshme në rrezen infra të kuqe është radiatori i një radiatori. Ne nuk e shohim rrezatimin e tij, por ndjejmë ngrohtësinë e tij.
Objekte natyrore rrezatuese
Ndoshta shembulli më i mrekullueshëm i rrezatimit në natyrë është ylli ynë - Dielli. Temperatura në sipërfaqen e Diellit është rreth 6000 K, kështu që rrezatimi maksimal i tij bie në një gjatësi vale prej 475 nm, domethënë ai shtrihet brenda spektrit të dukshëm.
Dielli ngroh planetët rreth tij dhe satelitët e tyre, të cilët gjithashtu fillojnë të shkëlqejnë. Këtu është e nevojshme të bëhet dallimi midis dritës së reflektuar dhe rrezatimit termik. Pra, Toka jonë mund të shihet nga hapësira në formën e një topi blu pikërisht për shkak të dritës së reflektuar të diellit. Nëse flasim për rrezatimin termik të planetit, atëherë ai gjithashtu ndodh, por shtrihet në rajonin e spektrit të mikrovalëve (rreth 10 mikronë).
Përveç dritës së reflektuar, është interesante të japim një shembull tjetër të rrezatimit në natyrë, i cili lidhet me kriket. Drita e dukshme e emetuar prej tyre nuk ka asnjë lidhje me rrezatimin termik dhe është rezultat i një reaksioni kimik midis oksigjenit atmosferik dhe luciferinës (një substancë që përmbahet në qelizat e insekteve). Ky fenomen ështëemri i biolumineshencës.
