24.Электромагнитное излучение и его природа. Шкала электромагнитных волн, области применения различных частотных диапазонов в технике и технологиях.

Электромагни́тное излуче́ние (Э.и.)(электромагнитные волны) — распространяющееся в пространстве возмущение (изменение состояния)электромагнитного поля (то есть, взаимодействующих друг с другом электрического и магнитного полей). Электромагнитное излучение способно распространяться практически во всех средах. В вакууме (пространстве, свободном от вещества и тел, поглощающих или испускающих электромагнитные волны) электромагнитное излучение распространяется без затуханий на сколь угодно большие расстояния, но в ряде случаев достаточно хорошо распространяется и в пространстве, заполненном веществом (несколько изменяя при этом свое поведение). Э. и. имеют двойственную природу, т.е. проявляют как волновые, так и корпускулярные свойства. В зависимости от длины волны (или частоты колебаний) различают радиоволновое излучение, оптическое излучение (инфракрасное излучение, свет, ультрафиолетовое излучение), рентгеновское и гамма-излучение. Диапазоны Э. и. условны, они не имеют четких границ и частично могут перекрываться. Формальным признаком принадлежности к тому или иному диапазону является источник получения конкретного вида Э. и.

ИК излучение - тепловые волны, их излучает любое нагретое тело.

УФ излучение – в основном идет от солнца(негативно влияет на ДНК и РНК)

космич.лучи – излучение из космоса (от звезд, солнца и дрю объектов)

Применение разночастотных электромагнитных волн в технике и технологиях:

радиоволны: телевидение, сот.тел, микроволновки, радиотелескопы, спутниковое ТВ, радиовещание.

ИК диапазон: обогреватели, радиаторы; приборы ночного видения; ИК телескопы

видимый свет: оптический микроскоп;оптический телескоп; лампы накаливания

УФ излучение: солярий; детектор валют; УФ обсерватория

рентгеновское излучение: рентген.трубки,рентг.снимки, рентген.телескоп

Гамма-лучи: гамма-дефектоскоп, гамма-обсерватория для приема гамма-излучения.

27. Источники энергии. Способы преобразования энергии. Тэс, гэс, аэс. Альтернативная энергетика.

1. Гидроисточники и геотермальные источники (основаны на воде). Энергия геотермальных вод – это энергия подземных горячих вод. 2. Энергия ветра (в США планируется к 2020 году увеличить ветроэнергию в 50раз. 3. Гелиоэнергетика (использование солнечной энергии). Солнце (звезда) выделяет энергию путем термоядерного синтеза. 4. АЭС (атомные электростанции). Используют энергия деления ядер. Первая АЭС была построена 27 июня 54 года в г. Обнинск. Принцип работы основан на цепной реакции деления урана. 1кг урана выделяет в миллион раз больше энергии, чем 1кг каменного угля. Способы преобразования энергии: 1. Получение тепловой энергии при сжигании топлива. 2. Преобразование, заключенной в топливе тепловой энергии, в механическую работу. 3. Преобразование тепла, высвобождающегося при сгорании топлива и деления ядер электроэнергию. Паровая машина была создана во второй половине 19в. английским изобретателем Дж.Уаттом. Далее в 1886 немецкий электрик В. Сименс изобрел динамо-машину (электрогенератор). ТЭС (тепловая электростанция) при сжигании ископаемого топлива получаются тепло и пар, подаваемый на турбогенераторы, вырабатывающие электроэнергию. В качестве топлива используются уголь, нефтепродукты или природный газ. КПД современной ТЭС – около 40%. ГЭС (гидроэлектростанция): Принцип работы основан на преобразовании потенциальной энергии падающей воды в кинетическую энергию вращения турбины, связанной с генератором, преобразующим кинетическую энергию в потенциальную. КПД ГЭС – 60-70%. АЭС (атомная электростанция) Принцип работы основан на цепной реакции деления урана. Деление ядер сопровождается выделением огромного количества энергии. По энергоёмкости ядерное топливо значительно превосходит все другие виды потребляемого топлива. КПД АЭС – 32%. Альтернативная энергетика - совокупность перспективных способов получения энергии, которые распространены не так широко, как  традиционные, однако представляют интерес из-за выгодности их использования при низком риске причинения вреда экологии района.Направления альтернативной энергетики: 1. Ветроэнергетика 2. Гелиоэнергетика 3. Альтернативная гидроэнергетика(водопадные ГЭС). 4. Геотермальная энергетика. 5. Космическая энергетика (Получение электроэнергии в фотоэлектрических элементах, расположенных на орбите Земли. Электроэнергия будет передаваться на землю в форме микроволнового излучения). 6. Биотопливо.

28. Ядерная энергия и проблемы ее использования. Термоядерный синтез. Энергоэффективные технологии.

Ядерная энергия - это внутренняя энергия атомного ядра, выделяющаяся при ядерных реакциях. Энергия, которую нужно затратить для расщепления ядра на составляющие его нуклоны наз-ся энергией связи ядра. Энергия связи ядра, рассчитанная на один нуклон, наз-ся удельной энергией связи. Энергия связи ядра складывается из энергии притяжения нуклонов друг к другу под действием ядерных сил и энергии взаимного отталкивания протонов под действием электростатических сил. Каждый нуклон сильно взаимодействует лишь с небольшим числом соседних. Поэтому уже начиная с альфа-частицы удельная энергия связи слабо растет с увеличением атомного веса, достигая максимума у ядра железа Fe (А=56), после чего идет спад. Из-за электростатического отталкивания протонов реакции ядерного синтеза могут развиваться, если кинетическая энергия ядер велика. В земных условиях осуществлены две термоядерные реакции - слияние двух дейтронов и синтез дейтрона т тритона. Термоядерный синтез – это реакция слияния лёгких ядер при больших температурах с выделением энергии. Недостатком ядерных энергий синтеза легких ядер - термоядерных реакций явл-ся необходимость получения высоких начальных температур и трудность удержания устойчивой плазмы. Эти трудности не преодолены до настоящего времени, и программы термоядерных реакций в наст. время свернуты во все мире. Альтернативой ядерных АЭС явл-ся иные источники, экологически безопасные. К ним относятся солнечная энергия, энергия ветра. рек, морских волн и приливов.