Радиовълни, микровълни, инфрачервени, ултравиолетови, рентгенови и гама-лъчи. Приложения
Всеки вид електромагнитно лъчение има свои приложения. Радиовълните пренасят радио и телевизия, а микровълните се използват в мобилните телефони, Wi-Fi, радарите, спътниковата връзка и микровълновите фурни. Инфрачервеното лъчение излъчват нагретите тела; на него работят термокамерите и дистанционните управления. Ултравиолетовото стерилизира и проверява банкноти, рентгеновите лъчи правят снимки на кости и проверяват багаж, а гама-лъчите, които възникват при ядрени процеси, се използват за лечение на тумори и стерилизация.
Какво да запомним
- Радиовълни: радио, телевизия; дългите вълни заобикалят Земята чрез отражение от йоносферата.
- Микровълни: мобилни телефони, Wi-Fi, радари, GPS, фурни (около 2,45 GHz).
- Инфрачервени (Хершел, 1800 г.): топлинно лъчение, термовизия, дистанционни управления.
- Ултравиолетови (Ритер, 1801 г.): изгаряне и витамин D, стерилизация; озоновият слой ги поглъща частично.
- Рентгенови (Рьонтген, 1895 г.) и гама-лъчи: медицина, проверка на багаж; защита с олово.
Пример
Микровълнова фурна работи на 2,45 GHz, следователно дължината на вълната е λ = 3·108/2,45·109 ≈ 0,12 m, т.е. около 12 cm.
Проверете се: 30 въпроса
Натиснете въпроса, за да видите верния отговор и обяснението.
Кое устройство използва отразени радиовълни, за да определи разстоянието до самолет?
- Радар
- Лазерен принтер
- Рентгенов апарат
- Термокамера
Отговор: Радар
Радарът изпраща импулс и измерва времето до връщането на отразения сигнал.
Какви вълни използват Wi-Fi и Bluetooth?
- Инфрачервени лъчи
- Ултравиолетови лъчи
- Ултразвук
- Радиовълни (микровълни)
Отговор: Радиовълни от микровълновия обхват (около 2,4 GHz)
Bluetooth работи в обхвата около 2,4 GHz, а Wi-Fi около 2,4 GHz и 5 GHz.
Защо някои радиовълни могат да се приемат далеч отвъд хоризонта?
- Преминават през Земята
- Отразяват се от Луната
- Отразяват се от йоносферата
- Движат се по-бързо от светлината
Отговор: Отразяват се от йоносферата
Къси и средни вълни се отразяват многократно между йоносферата и земната повърхност.
Радарен сигнал се връща след 2·10−4 s. На какво разстояние е обектът?
- 60 km
- 15 km
- 3 km
- 30 km
Отговор: 30 km
Сигналът изминава пътя два пъти: s = ct/2 = 3·108·2·10−4/2 = 3·104 m.
Мобилен телефон работи на честота 900 MHz. Каква е приблизително дължината на вълната?
- ≈ 33 cm
- ≈ 3,3 m
- ≈ 3,3 cm
- ≈ 2,7 m
Отговор: ≈ 33 cm
λ = c/ν = 3·108/9·108 ≈ 0,33 m.
Кой получава Нобелова награда през 1909 г. за развитието на безжичната телеграфия (радиото)?
- Томас Едисон
- Александър Бел
- Гулиелмо Маркони
- Самюъл Морз
Отговор: Гулиелмо Маркони
Маркони (заедно с Карл Браун) получава Нобелова награда за безжичната телеграфия.
На каква честота работят битовите микровълнови фурни?
- ≈ 50 Hz
- ≈ 2,45 GHz
- ≈ 100 MHz
- ≈ 5·1014 Hz
Отговор: ≈ 2,45 GHz
Микровълновите фурни използват честота около 2,45 GHz (дължина на вълната около 12 cm).
Какво нагряват основно микровълните в храната?
- Водните молекули
- Металните частици
- Въздуха около храната
- Само чинията
Отговор: Водните молекули
Полярните молекули на водата се завъртат в променливото поле и предават енергията си като топлина.
Какво е честотна модулация (FM) при радиопредаване?
- Изменение на амплитудата на носещата вълна
- Изключване на предавателя
- Усилване на звука в приемника
- Изменение на честотата на носещата вълна според сигнала
Отговор: Изменение на честотата на носещата вълна според сигнала
При FM честотата на носещата вълна се изменя в ритъма на звуковия сигнал, а амплитудата остава постоянна.
Защо за връзка със спътници (GPS, сателитна телевизия) се използват микровълни, а не дълги радиовълни?
- Отразяват се от йоносферата
- По-евтини са
- Преминават през йоносферата
- Не изискват антени
Отговор: Преминават през йоносферата
Дългите и средните вълни се отразяват от йоносферата, а микровълните минават през нея до спътника.
Какво лъчение излъчват основно нагретите тела около нас и го усещаме като топлина?
- Ултравиолетово
- Рентгеново
- Гама
- Инфрачервено
Отговор: Инфрачервено
Телата при стайна температура излъчват в инфрачервената област.
Кое лъчение предизвиква слънчево изгаряне и спомага за образуването на витамин D в кожата?
- Ултравиолетовото
- Инфрачервеното
- Радиовълните
- Микровълните
Отговор: Ултравиолетовото
УВ лъчите имат достатъчно енергия да предизвикат химични промени в кожата.
На какво се основава действието на термовизионните камери?
- Регистрират ултравиолетовото лъчение
- Изпращат рентгенови лъчи
- Използват ултразвук
- Регистрират инфрачервеното лъчение на телата
Отговор: На регистриране на ИЧ лъчение
По-топлите тела излъчват повече инфрачервено лъчение.
Кое е приложение на ултравиолетовото лъчение?
- Рентгенография на кости
- Дезинфекция с бактерицидни лампи
- Радиолокация
- Дистанционно управление на телевизор
Отговор: Дезинфекция (бактерицидни лампи)
УВ лъчите унищожават микроорганизми; с тях се проверяват и защитите на банкнотите.
Кой учен открива инфрачервеното лъчение през 1800 г.?
- Йохан Ритер
- Уилям Хершел
- Вилхелм Рентген
- Джеймс Максуел
Отговор: Уилям Хершел
Хершел забелязва, че термометър зад червения край на спектъра се нагрява.
Какво лъчение използват дистанционните управления на телевизорите?
- Ултравиолетово
- Инфрачервено
- Рентгеново
- Гама-лъчи
Отговор: Инфрачервено
Светодиодът в дистанционното излъчва невидими инфрачервени импулси.
Какво предпазва земната повърхност от голяма част от слънчевото ултравиолетово лъчение?
- Облаците
- Магнитосферата
- Йоносферата
- Озоновият слой
Отговор: Озоновият слой
Озонът в стратосферата поглъща най-опасната част от УВ лъчението.
Защо истинността на банкнотите се проверява под ултравиолетова лампа?
- Банкнотите се нагряват
- Хартията става прозрачна
- Специални защитни знаци светят (флуоресцират)
- Мастилото изчезва
Отговор: Специални защитни знаци светят (флуоресцират)
Защитните влакна и знаци поглъщат УВ лъчение и излъчват видима светлина.
В какъв интервал са приблизително дължините на вълните на инфрачервеното лъчение?
- от около 760 nm до около 1 mm
- от 10 до 380 nm
- от 0,01 до 10 nm
- от 1 m до 1 km
Отговор: от около 760 nm до около 1 mm
Инфрачервеното лъчение е между червената светлина и микровълните.
Кой учен открива ултравиолетовото лъчение през 1801 г.?
- Уилям Хершел
- Йохан Вилхелм Ритер
- Вилхелм Рентген
- Исак Нютон
Отговор: Йохан Вилхелм Ритер
Ритер забелязва, че сребърният хлорид почернява най-бързо отвъд виолетовия край на спектъра.
Кой открива през 1895 г. лъчите, използвани днес за снимки на кости?
- Анри Бекерел
- Мария Кюри
- Вилхелм Рентген
- Джоузеф Томсън
Отговор: Вилхелм Конрад Рентген
Рентген ги нарича X-лъчи.
Защо на рентгенова снимка костите изглеждат светли?
- Излъчват рентгенови лъчи
- Отразяват видимата светлина
- Поглъщат рентгеновите лъчи по-силно от меките тъкани
- Пропускат лъчите по-добре от мускулите
Отговор: Поглъщат силно лъчите
Където лъчите са погълнати, филмът (детекторът) остава неосветен.
Къде възникват гама-лъчите?
- В антените на радиостанциите
- В нажежените тела
- В атомните ядра
- В електронната обвивка при видими преходи
Отговор: В атомните ядра
Гама-лъчите се излъчват при радиоактивни и ядрени процеси.
Кой материал се използва най-често за защита от рентгенови и гама-лъчи?
- Алуминиево фолио
- Олово
- Пластмаса
- Дърво
Отговор: Олово
Оловото има голяма плътност и голям атомен номер и поглъща силно лъчите.
За кое от изброените се използват гама-лъчите?
- Затопляне на храна
- Нощно виждане
- Стерилизация на медицински инструменти и лечение на тумори
- Безжичен интернет
Отговор: Стерилизация и лъчелечение
Високата енергия на гама-фотоните убива микроорганизми и туморни клетки.
За какво се използват рентгенови лъчи на летищата?
- За осветление на пистата
- За радиовръзка с пилотите
- За проверка на багажа
- За отопление
Отговор: За проверка на багажа
Рентгеновите скенери показват съдържанието на чантите, без да се отварят.
Защо персоналът излиза от стаята при рентгенова снимка?
- За да не пречи на апарата
- За да се предпази от многократно облъчване
- За да не се развали снимката
- Защото лъчите са горещи
Отговор: За да се предпази от многократно облъчване
Една снимка е с малка доза, но персоналът прави много снимки всеки ден и дозите се натрупват.
Как се нарича медицинският метод, който с рентгенови лъчи създава послойни изображения на тялото?
- Ехография
- Ядрено-магнитен резонанс
- Електрокардиография
- Компютърна томография (КТ)
Отговор: Компютърна томография (КТ)
При КТ рентгенова тръба се върти около пациента и компютър възстановява срезовете.
В какъв интервал са приблизително дължините на вълните на рентгеновите лъчи?
- от около 0,01 до 10 nm
- от 380 до 760 nm
- около 1 mm
- около 1 m
Отговор: от около 0,01 до 10 nm
Рентгеновите лъчи имат дължини на вълната, сравними с размерите на атомите.
Защо гама-телескопите се изнасят в Космоса?
- Там е по-студено
- По-близо са до звездите
- Атмосферата поглъща гама-лъчите
- Там няма светлинно замърсяване
Отговор: Атмосферата поглъща гама-лъчите
Гама-лъчите от Космоса не достигат до земната повърхност, защото се поглъщат в атмосферата.