Питання для самоперевірки
1Яке економічне і соціальне значення застосування оптичного випромінювання у сільськогосподарському виробництві?
2. Де в сільському господарстві використовується оптичне випромінювання?
3. Роль оптичного випромінювання для життя на Землі.
4. Що повинні знати студенти в результаті вивчення дисципліни?
5. Що повинні вміти студенти в результаті вивчення дисципліни? ,
1. ЕЛЕКТРИЧНЕ ОСВІТЛЕННЯ
1.1. Загальні відомості про оптичне випромінювання
Фізичні основи оптичного випромінювання. Основні поняття і визначення.
Спектр електромагнітних коливань, його властивості і застосування. Фотобіологічна дія оптичного випромінювання.
Прочитайте і опрацюйте
Л-1, с. 7...18; Л-3.с.7...11; Л-6, с. 293...295.
Короткі теоретичні відомості та методичні вказівки
Між тілами в природі постійно відбувається обмін енергією, що існує в різних формах - тепловою, механічною, електричною, хімічною, променевою тощо.
Перехід
електронів в атомно-молекулярних
структурах з високого енергетичного
рівня на більш низький супроводжується
виділенням кванта енергії, що носить
назву "фотон". Фотон має властивості
як частинки (корпускули), так і
електромагнітної хвилі. Енергія фотона
пропорційна частоті електромагнітних
коливань υ
і обернено пропорційна довжині хвилі
λ
:
де h = 6,626 • 1034 Дж•с – постійна Планка
с = 3 •108 м•с-1 – швидкість поширення електромагнітних хвиль у вакуумі.
Довжина
хвилі - це відстань, яку проходить промінь
за час повного періоду коливання. Між
швидкістю поширення світла у вакуумі,
довжиною хвилі і частотою коливань
існує залежність:
Випромінювання, визвані зміщенням електронів при нагріванні або електричним розрядом, відносяться до оптичної зони електромагнітних хвиль. Отже, електромагнітні коливання з довжиною хвиль від 1•10-9 (нанометри) до 1 мм називаються оптичним випромінюванням.
Спектр оптичного випромінювання поділяється на такі види опромінювання:
ультрафіолетове (довжина хвилі 1.. .380 нм);
видиме (довжина хвилі 380...780 нм);
інфрачервоне (довжина хвилі 780... 1•10бнм).
Залежно від властивостей ультрафіолетове випромінювання поділяється на зони А,В,С . Зона А (довжина хвилі 315...380 нм) має невелику біологічну активність, але здатна визивати пігментацію шкіри людини, позитивно впливає на організм тварин і птиці, визначає формативний ефект у рослин. Використовують для люмінесцентного аналізу хімічного складу і біологічного стану продуктів.
Зона В (довжина хвилі 280...315 нм) спричиняє тонізуючу і терапевтичну дію на живі організми, здатна визивати еритему і загар, перетворювать в організмі необхідний для росту і розвитку тварин вітамін D в засвоювану форму, має потужну антирахітну дію, але шкідлива для більшості рослин. Застосовується в основному для опромінення молодняку тварин і птиці.
Зона С (довжина хвилі 100...280 нм) відрізняється бактерицидною дією. Використовується для обеззаражування води і « повітря, дезінфекції і стерилізації інвентарю і посуду.,
Видимим називають таке випромінювання, яке може безпосередньо викликати зорові відчуття. Випромінювання цього
діапазону (від 380 до 780 нм) застосовують для створення необхідного рівня освітленості при виконанні робіт, прискорення реакції - фотосинтезу рослин, збільшення продуктивності і регулювання біологічних ритмів тварин і птиці.
Інфрачервоне випромінювання більшу частину енергії своїх фотонів витрачає на утворення теплоти. У сільському господарстві використовують в основному для обігріву молодняку тварин і птиці,
сушіння і дезінсекції сільськогосподарських продуктів, пастеризації молока.
Основні види фотобіологічної дії оптичного випромінювання: світлова; фотосинтезна; терапевтична; бактерицидна; мутагенна; фотоперіодична.