13. Свет и вещество.

13.1. Свет. Видимое. УФ и ИК-излучение. Свет это совокуп-

ность электромагнитных волн различной длины. Диапазон длин

волн видимого света - от 0,4 до 0,75 мкм. К нему примыкают об-

ласти невидимого света - ультрафиолетовая (от 0,4 до 0,1 мкм)

и инфракрасная (от 0,75 до 750 мкм).

Видимый свет доносит до нас большую часть информации из

внешнего мира. Помимо зрительного восприятия, свет можно обна-

ружить по его тепловому эффекту, по его электрическому дейс-

твию или по вызываемой им химической реакции. Восприятие света

сетчаткой глаза является одним из примеров его фотохимического

действия. В зрительном восприяти определенной длине волны све-

та сопутствует определенный цвет. Так излучение с длиной волны

0,48-0,5 мкм будет голубым; 0,56-0,59 - желтым; 0,62-0,75 -

красным. Естественный белый свет, есть совокупность волн раз-

личной длины, распространяющихся одновременно. Его можно раз-

ложить на составляющие и выцедить их с помощью спектральных

приборов (призм, дифракционных решеток, светофильтров).

Как и всякая волна, свет несет с собой энергию, которая

зависит от длины волны (или частоты) излучения.

Ультрафиолетовое излучение, как более коротковолновое,

характеризуется большей энергией и более сильным взаимодейс-

твием с веществом, чем обьясняется широкое его использование в

изобретательской практике. Например, излучение ультрафиолетом

может инициировать или усиливать многие химические реакции.

А.с. 489 602: Способ соединения металлов путем заполнения

зазора между соединяемыми деталями металлом, полученным разло-

жением его химического соединения, отличающийся тем, что с

целью устранения термического воздействия на соединяемые дета-

ли, разложение химических соединений осуществляет облучением

ультрафиолетовым светом.

Существенно влияние ультрафиолета на биологические обьек-

ты, например, его бактерецидное действие.

Следует помнить, что ультрафиолетовое излучение очень

сильно поглощается большинством веществ, что не позволяет при-

менить при работе с ним обычную стеклянную оптику. До 0,18 мкм

исползуют кварц, фтористый литий, до 0,12 мкм - флюорит; для

еще более коротких волн приходится применять отражательную оп-

тику.

Еще более широко в технике используют длинноволновую

часть спектра - инфракрасное излучение. Отметить здесь приборы

ночного видения, ИК-спектроскопию, тепловую обработку материа-

лов, лазерную технику, измерение на расстоянии температуры

предметов.

А.с. 269 400: Способ противопожарного контроля волокнис-

того материала, например, хлопка-сырца, подаваемого по трубоп-

роводу к месту его хранения, отличающийся тем, что с целью по-

вышения надежности хранения, контроль осуществляется

посредством расположенных по периметру трубопровода датчиков,

реагирующих на инфракрасное излучение.

А.с. 271 550: Способ ремонта асфальтобетонных дорожных

покрытий на основе применения инфракрасного излучения, отлича-

ющийся тем, что с целью обеспечения ремонта в зимнее время

вначале создают тепловую защиту непосредственно в месте произ-

вдства работ путем создания зон положительных температур пос-

редством источников инфракрасного ихлучения, затем разогревают

применяемые в качестве исходного материала асфальтобетонные

брикеты одновременно с ремонтируемым участком дорожного покры-

тия до пластического состояния при помощи инфракрасных лучей.

Интересное свойство ИК-лучей обнаружил недавно польские

ученые: прямое облучение стальных изделий светом инфракрасных

ламп сдерживает процессы коррозии не только в условиях обычно-

го хранения, но и при повышении влажности и содержания сернис-

тых газов.

Сильным изобретательским приемом является переход от од-

ного диапазона излучения к другому.

А.с. 232 391: Способ определения экспозиции засветки

фоторезисторов на основе диасоединений и азидов в процессе фо-

толитографии, отличающийся тем, что с целью улучшения воспро-

изводимости и увеличения выхода годных приборов, полупроводни-

ковый эпитаксиальный материал с нанесеным на него фоторезистом

облучают ультрафиолетовым или видимым светом, причем экспози-

цию определяют по времени исчезновения полосы поглощения плен-

ки фоторезиста в области 2000-2500 см. в минус первой степени

. Здесь облучают коротковолновым светом, а изменение свойств

регистрируют по поглощению в инфракрасной области - 2000 см. в

минус первой степени соответствуют длине волны 3,07 мкм.

13.1.1. Световое излучение может передавать свою энергию

телу не только нагревая его или возбуждая его атомы, но и вви-

де механического давления. Световое давление проявляется в

том, что на освещаемую поверхность тела в направлении расп-

ространения света действует распределенная сила, пропорцио-

нальная плотности световой энергии и зависящая от оптических

свойств поверхности. Световое давление на полностью отражающую

зеркальную поверхность вдвое больше, чем на полностью поглоща-

ющую при прочих равных условиях.

Обьяснить это явление можно как с волновой, так и с кор-

пускулярной точек зрения на природу света. В первом случае это

результат взаимодействия электрического тока, наведенного в

теле электрическим полем световой волны, с ее магнитным полем

по закону Ампера. Во втором - результат передачи импульса фо-

тонов поглощающей или отражающей стенке.

Величина светового давления мала. Так, яркий солнечный

свет давит на 1 кв.м. черной поверхности с силой всего лишь 0,

4 мГ. Однако простота управления световым потоком, "оксеон-

тактность" воздействия и "избирательность" светового давления

в отношении тел с различными поглощающими и отражающими свойс-

твами позволяют с успехом использовать это явление в изобрета-

тельстве (например, фотонная ракета).

Согласно патенту США 3 590 932: световое давление исполь-

зуется в микроскопах для уравновешивания малых изменений массы

или силы. Измерительное фотоэлектрическое устройство определя-

ет, какая величина светового потока, а следовательно исветово-

го давления, потребовалась для компенсации изменения массы об-

разца и восстановления равновесия системы.

А.с. 174 432: Способ перекачки газов или паров из сосуда

в сосуд путем создания перепада давления на разделяющей оба

сосуда перегородке, имеющей отверстие, отличающийся тем, что с

целью повышения эффективности откачки, на отверстие в перего-

родке фокусируют световой пучек, излучаемый, напрмер, лазером.

2. Способ по п.1 отличающийся тем, что с целью осущест-

вления избирательной отакачки газов или паров и, в частности,

с целью разделения изотопных смесей газов или паров, ширину

спектра излучения избирают меньше частотного разноса центров

линий поглощения соседних с них компонентов, при этом частоту

излучателя настраивают на центр линии поглощения откачиваимого

компонента.