Propietats i aplicacions dels raigs de l'espectre òptic
Segons els principis de generació radiació electromagnètica es divideix en els següents tipus: radiació gamma, raigs X, sincrotró, ràdio i radiació òptica.
Tot el rang de radiació òptica es divideix en tres regions: ultraviolada (UV), visible i infraroja (IR). El rang de radiació ultraviolada, al seu torn, es divideix en UV-A (315-400 nm), UV-B (280-315) i UV-C (100-280 nm). La radiació gamma ultraviolada a la regió amb longituds d'ona inferiors a 180 nm sovint es coneix com a buit perquè l'aire d'aquesta regió de l'espectre és opac. La radiació que pot provocar una sensació visual s'anomena visible. La radiació visible és un rang espectral estret (380-760 nm) de radiació òptica, corresponent al rang de sensibilitat de l'ull humà.
La radiació que pot causar directament sensació visual és visible. Els límits del rang de radiació visible s'accepten condicionalment de la següent manera: els inferiors de 380 a 400 nm, els superiors de 760 a 780 nm.
L'emissió d'aquest rang s'utilitza per crear el nivell d'il·luminació requerit en locals industrials, administratius i domèstics.El nivell requerit ve determinat per les condicions de visibilitat. En aquest cas, l'aspecte energètic del procés d'irradiació és menys important.
Tanmateix, per exemple, en la mateixa producció agrícola, la llum s'utilitza no només com a mitjà d'il·luminació. En la irradiació artificial de plantes, per exemple en hivernacles, la radiació visible de les instal·lacions d'irradiació és l'única font d'energia que s'emmagatzema a la planta en el procés de fotosíntesi i que després s'utilitza per humans i animals. Aquí, la irradiació és un procés energètic.
L'efecte de la radiació visible en animals i ocells encara no s'ha estudiat prou, però s'ha establert que el seu efecte sobre la productivitat depèn no només del nivell d'il·luminació, sinó també de la durada del període de llum per dia, l'alternança de períodes clars i foscos, etc.
La radiació infraroja de l'espectre cobreix la regió de 760 nm a 1 mm i es divideix en IR-A (760-1400 nm), IR-B (1400-3000 nm) i IR-C (3000-106 nm).
Actualment, la radiació infraroja s'utilitza àmpliament per a la calefacció d'edificis i estructures, per això sovint s'anomena radiació tèrmica. També s'utilitza per assecar pintures. En l'agricultura, la radiació infraroja també s'utilitza àmpliament per assecar verdures i fruites, escalfar animals joves.
Hi ha dispositius especials per a la visió nocturna: càmeres tèrmiques. En aquests dispositius, la radiació infraroja de qualsevol objecte es converteix en radiació visible. La imatge infraroja mostra una imatge de la distribució dels camps de temperatura.
El rang de radiació infraroja comença des del límit superior de la llum visible (780 nm) i acaba convencionalment a una longitud d'ona d'1 mm. Els raigs infrarojos són invisibles, és a dir, no poden causar sensació visual.
La propietat principal dels raigs infrarojos és l'acció tèrmica: quan s'absorbeixen els raigs infrarojos, els cossos s'escalfen. Per tant, s'utilitzen principalment per escalfar diversos objectes i materials i per assecar-los.
En irradiar plantes, cal tenir en compte que un excés de raigs infrarojos pot provocar un sobreescalfament excessiu i la mort de les plantes.
La irradiació dels animals amb raigs infrarojos millora el seu desenvolupament general, el metabolisme, la circulació sanguínia, redueix la susceptibilitat a malalties, etc. Els raigs més efectius de la zona IR-A. Tenen la millor capacitat de penetració en els teixits corporals. Un excés de raigs infrarojos provoca el sobreescalfament i la mort de les cèl·lules dels teixits vius (a temperatures superiors a 43,5 °C). Aquesta circumstància s'utilitza, per exemple, per a la desinfecció del gra. Durant la irradiació, les plagues del graner s'escalfen molt més fort que el gra i moren.
Per a més detalls consulteu aquí: Irradiadors i instal·lacions per a la calefacció per infrarojos d'animals
La radiació ultraviolada cobreix el rang de longituds d'ona de 400 a 1 nm. En l'interval entre 100 i 400 nm, es distingeixen tres zones: UV -A (315 — 400 nm), UV -B (280 — 315 nm), UV -C (100 — 280 nm). Les bigues d'aquestes zones tenen propietats diferents i, per tant, troben diferents aplicacions. La radiació ultraviolada també és invisible, però perillosa per als ulls. La radiació ultraviolada amb una longitud d'ona inferior a 295 nm té un efecte supressor sobre les plantes, per tant, quan s'irradia artificialment, s'ha d'excloure del flux general de la font.
La radiació UV-A, quan s'irradia, pot provocar que certes substàncies brillin. Aquesta resplendor s'anomena fotoluminescència o simplement luminescència.
La luminescència s'anomena resplendor espontani dels cossos amb una durada superior al període d'oscil·lacions de la llum i excitats a costa de qualsevol tipus d'energia, excepte la calor. Els sòlids, líquids i gasos poden luminescer. Amb diferents mètodes d'excitació i en funció de l'estat agregat del cos, durant la luminescència poden patir diferents processos.
Els raigs d'aquesta zona s'utilitzen per a l'anàlisi de la luminescència de la composició química de determinades substàncies, l'avaluació de l'estat biològic dels productes (germinació i dany del gra, el grau de podriment de les patates, etc.) i en altres casos quan un la substància pot brillar amb una llum visible en un corrent de raigs ultraviolats.
La radiació de la zona UV-B té un fort efecte biològic sobre els animals. Durant la irradiació, la provitamina D es converteix en vitamina D, la qual cosa facilita l'absorció de compostos de fòsfor i calci per part del cos. La força dels ossos de l'esquelet depèn del grau d'absorció de calci, motiu pel qual la radiació UV-B s'utilitza com a agent antiraquitisme per als animals joves i les aus.
La mateixa part de l'espectre té la capacitat de tenir el major efecte eritema, és a dir, pot provocar un enrogiment prolongat de la pell (eritema). L'eritema és una conseqüència de l'expansió dels vasos sanguinis, que provoca altres reaccions favorables al cos.
La radiació ultraviolada de la zona UV-C és capaç de matar bacteris, és a dir, té un efecte bactericida i s'utilitza per desinfectar aigua, recipients, aire, etc.