Исследование и оценка параметров сигналов в распределенных информационных системах. Для студентов технических специальностей - страница 11

Излучение в видимой области спектра играет основную роль в жизни человека и хорошо пропускается земной атмосферой. Во многих других участках спектра земная атмосфера поглощает излучение. Видимая область спектра регистрируется оптическими телескопами, а также невооруженным глазом. Глаз – это естественный измерительный прибор, регистрирующий электромагнитное излучение в видимой области спектра.

Площадь зрачка может изменяться в 100 раз, тем самым регулируя поток света, поступающего на сетчатку в дневное время. Днем освещенность от Солнца составляет 10^>5 лк; в то время как ночью звездное небо создает освещенность всего в 10^>—5 лк. Поэтому для того, чтобы видеть в темноте, регистрировать излучение должны не колбочки, а палочки – другие элементы глаза. Максимальная чувствительность глаза при дневном зрении приходится на длину волны λ = 555 нм и соответствует желто-зеленому цвету. Ночью она сдвигается в коротковолновую часть спектра λ = 513 нм. Лабораторные исследования показали, что ночью глаз может зарегистрировать изменение звездной величины на 0,1^>m.

Ниже представлены виды ЭМП, АП, спектр, энергия и мощность

Рассмотрим ЭМИ следующих спектральных диапазонов:

электромагнитное ионизирующее излучение с длиной волны от 5.10~^>4 до 0,01 нм (у-излучение) и от 0,01 до 6 нм (рентгеновское излучение);

Ультрафиолетовое (УФ) излучение от 0,05 до 0,4 мкм;

Видимое излучение от 0,4 до 0,77 мкм; инфракрасное (ИК) излучение от 0,77 до 1000 мкм; сверхвысокочастотное (СВЧ) излучение от 1 мм до 3м.

Специфика воздействия ЭМИ в основном объясняется различными значениями энергий квантов соответствующих частот. Энергия кванта W_>KBсвязана с частотой излучения ν следующей зависимостью: W_>m = νf,

где h – постоянная Планка, равная 6,62—10~^>34 Дж-с. Если энергию кванта измерять в электрон-вольтах, а длину волны излучения λ в нанометрах, то имеем преобразование:

W_>KB=1240/λ, 1 ГэВ = 10^>9 эВ, 1 эВ = 1,6*10^>—12 эрг = 1,6*10^>19 Дж.

Минимальная энергия кванта, способная вызвать ионизацию воды и атомов кислорода, водорода, азота и углерода, составляет 12 … 15 эВ [66]. Энергию кванта 12 эВ можно рассматривать как нижний предел ионизации для биологических систем. Этой энергии соответствует Х,= 100 нм. Квант электромагнитного излучения, в зависимости от энергии, может вызвать ядерные превращения, ионизацию атомов вещества или возбуждение электронных оболочек. В биологических системах поглощение квантов ЭМИ неионизирующих уровней энергии может приводить к диссоциации молекул при передаче энергии электронам связи, рассеянию энергии возбуждения в виде флуоресцентного или фосфоресцентного излучения, к образованию свободных радикалов, к превращению энергии излучения в энергию колебательного, вращательного, поступательного движения молекул, т. е. в тепло.

Биологический эффект воздействия ЭМИ на живые организмы зависит как от энергии квантов ЭМИ, так и от глубины проникновения излучения в систему, способности участвующих в процессе взаимодействия молекул испытывать в результате поглощения энергии химические превращения, а также от других физико-биологических факторов. Важное значение имеют энергия и мощность излучения.

Характерная энергия объединения оценивается по порядку величины как 10^>2 ГэВ (ГэВ – это сокращенное от гигаэлектрон-вольт, 1 ГэВ = 10^>9 эВ,

1 эВ = 1,6*10^>—12 эрг = 1,6*10^>19 Дж). Для сравнения отметим, что характерная энергия электрона в основном состоянии атома водорода порядка 10