Инфрақызыл және ультракүлгін сәуле шығару

Ереже: Ультракүлгін сәулелер көрінетін күлгіннен қысқа, инфрақызыл сәулелер көрінетін қызылдан ұзын толқындармен сипатталады.

Қолдану: 300 нм қысқа толқынды ультракүлгін аймақта, ал 1200 нм = 1,2 мкм инфрақызыл аймақта орналасады. Екі мән де шекараларға тым жақын емес, сондықтан аймақ шекарасының шартты анықтамалары нәтижені өзгертпейді.

Қате нұсқалар: A) Бірінші бөлік дұрыс, бірақ 1200 нм қызылдан ұзын инфрақызыл аймаққа жатады.

C) Екінші бөлік дұрыс, бірақ 300 нм көзге көрінетін аймаққа кірмейді.

D) Аймақтар керісінше берілген: ультракүлгін қысқа, инфрақызыл ұзын толқындар жағында орналасады.

E) 300 нм көрінетін күлгін шектен қысқа, ал 1200 нм қызыл шектен ұзын. Ишара: Көрінетін диапазонның екі жағында қай аймақтар орналасқан?

Ереже: Электрмагниттік толқын үшін вакуумда ν = c/λ. Ұзындықты SI бірлігіне ауыстыру нәтиженің дәрежесін дұрыс алуға қажет.

Қолдану: 1,5 мкм = 1,5·10⁻⁶ м. ν = 3·10⁸/(1,5·10⁻⁶) = 2·10¹⁴ Гц. Ұзын толқынға салыстырмалы кіші жиілік сәйкес келеді, бірақ ол бәрібір өте үлкен сан.

Қате нұсқалар: A) Бұл cλ көбейтіндісі; жиілік үшін c/λ қажет.

B) Микрометрді метрге ауыстырудағы 10⁻⁶ көбейткіші ескерілмеген.

C) Бұл тербеліс периодының секундпен мәні; жиілік оның кері шамасы.

E) Бұл 1,5 мм толқынға сәйкес келер еді; шартта микрометр берілген. Ишара: Мкм — метрдің миллионнан бір бөлігі.

Ереже: Вакуумдағы толқын ұзындығы λ = c/ν. Метрмен алынған нәтижені нанометрге айналдыру үшін 10⁹-ға көбейтеміз.

Қолдану: λ = 3·10⁸/(1,2·10¹⁵) = 2,5·10⁻⁷ м = 250 нм. Бұл көрінетін күлгін жарықтан қысқа, сондықтан шарттағы ультракүлгін жіктеумен үйлеседі.

Қате нұсқалар: A) Бұл 7,5·10¹⁴ Гц жиілікке сәйкес, берілген мәнге емес.

C) Ондық дәреже бір орынға кем алынған; берілген жиілікке 250 нм сәйкес.

D) Бұл ν/c-ке негізделген кері ұзындық; толқын ұзындығы емес.

E) c/ν нәтижесі 2,5·10⁻⁷ м; оны нм-ге ауыстырғанда 250 шығады. Ишара: Жарық жылдамдығын жиілікке бөліңіз.

Ереже: Фотон энергиясы E = hc/λ болғандықтан, энергиялар қатынасы толқын ұзындықтарының кері қатынасына тең.

Қолдану: EУК/EИК = λИК/λУК = 1200/300 = 4. h пен c қысқарады. Бұл бір фотонның салыстыруы; шоқтардың жалпы қуаты үшін фотон ағындарын да білу қажет.

Қате нұсқалар: A) 1200 − 300 = 900 нм — айырма, өлшемсіз энергиялар қатынасы емес.

B) Қатынаста толқын ұзындығы квадратталмайды.

C) Вакуумдағы жылдамдықтардың теңдігі фотон энергияларын тең етпейді.

D) Энергия толқын ұзындығына кері пропорционал; қысқа УК фотон энергиясы үлкен. Ишара: Қысқа толқынға үлкен энергия сәйкес келеді.

Ереже: Абсолют температурасы нөлден жоғары денелер жылулық сәуле шығарады. Кәдімгі температураларда оның елеулі бөлігі инфрақызыл аймақта болады.

Қолдану: Жылы құбыр мен қабырға ИК сәулені әртүрлі шығара алады. Камера осы айырманы суретке айналдырады; көрінетін жарықтың жоқтығы ИК сигналдың жоқтығын білдірмейді. Дәл температура үшін беттің сәуле шығару коэффициенті де ескеріледі.

Қате нұсқалар: A) Ультрадыбыстық өлшеу берілмеген; жылу камерасы электрмагниттік сәулені қабылдайды.

B) Тіркелген ИК сигнал температураға және беттің сәуле шығару қасиеттеріне тәуелді.

C) Шартта сыртқы жарық жоқ; көрсетілген режимде өздік жылулық сәуле негізгі ақпарат.

E) Жылу камерасы көрінетін жарқылсыз да инфрақызыл сәулені тіркей алады. Ишара: Жылу камерасының детекторы көз көрмейтін қай диапазонға сезімтал?