Міністерство освіти І науки україни харківська національна академія міського господарства
Скачати 1.12 Mb.
|
|
міністерство освіти і науки україни харківська національна академія міського господарства Н.О. Ільїна, О.М. Ляшенко Фотобіологічні й медичні опромінювальні установки (конспект лекцій з курсу “Спеціальні світлотехнічні установки” для студентів 5 курсу всіх форм навчання спеціальності 7.090605 – “світлотехніка і джерела світла”) Харків – ХНАМГ – 2006 Фотобіологічні й медичні опромінювальні установки (конспект лекцій з курсу “Спеціальні світлотехнічні установки” для студентів 5 курсу всіх форм навчання спеціальності 7.090605 – “світлотехніка і джерела світла”). Авт.: Ільїна Н.О., Ляшенко О.М. – Харків: ХНАМГ, 2006. – 99с. Автори: Н.О. Ільїна, О.М. Ляшенко Рецензент: проф. Г.Г. Жемеров ( НТУ “ХПІ”) Рекомендовано кафедрою “Світлотехніка і джерела світла”, протокол № 14 від 19.06.2006р. вступ Метою вивчення дисципліни “спеціальні світлотехнічні установки” є формування знань із загальних і спеціальних питань, пов'язаних з нормуванням, розрахунком і проектуванням установок для інфрачервоного нагрівання та затвердіння лакофарбових покриттів, ультрафіолетової дії в електрофотографії, опромінення рослин, оптичної сигналізації. Завданнями вивчення дисципліни є набуття знань про принципи дії світлотехнічних установок і особливості їхнього розрахунку та проектування; уміння ставити й вирішувати завдання оптимізації параметрів установок з урахуванням економії матеріальних і трудових ресурсів і факторів охорони навколишнього середовища; вирішувати практичні завдання, пов'язані з обслуговуванням установок. Дисципліна базується на знанні вищої математики, фізики, технології електричних і світлотехнічних матеріалів, світлотехніки, фотометрії, є основою для подальшої практичної роботи проектних, конструкторських і науково-дослідних організацій, які здійснюють розробку спеціальних світлотехнічних установок. Світлотехніка має справу з оптичним випромінюванням, тобто з електромагнітним випромінюванням з довжиною хвиль ~1 нм до 1 мм, що знаходиться в межах між рентгенівськими випромінюваннями й радіовипромінюваннями. Оптична область спектра розподіляється на ультрафіолетову (УФ), видиму й інфрачервону (ІЧ) (рис.1). ^ 1) УФ - від 1 до 380 нм; 2) світло (видимий діапазон) - від 380 до 780 нм; 3) ІЧ - від 780 до 1 мм.  10-14 10-12 10-8 10-6 10-4 10-2 104 , м рис. 1 – оптична область спектра Монохроматичне (однорідне випромінювання - на практиці немає) випромінювання - сукупність виділюваних джерелом випромінювання фотонів, які практично мають однакову довжину хвилі: 1) на частку УФ випромінювання припадає 7% в енергетичному балансі Землі; 2) видиме випромінювання - 46 %; 3) інфрачервоне - 47 %. ^ Інфрачервона техніка вивчає проблеми використання переносу енергії випромінюванням у різних областях техніки. Енергія, отримана об’єктом у формі випромінювання, витрачається на збільшення енергії коливання молекул опромінюваного тіла, тобто підвищує його температуру. Принцип нагрівання тіла випромінюванням ілюструється рис.2.  Рис. 2 – принцип нагрівання тіла випромінюванням Джерелом ІЧ-випромінювання є тверде тіло, температура якого досягає потрібного рівня шляхом нагрівання електричним струмом або спалювання газу. За допомогою відбивача випромінювання збирається так, щоб воно падало на оброблюваний матеріал зосередженим (краще паралельним) жмутком. При незначній відстані від випромінювача до оброблюваного матеріалу випромінювання практично не поглинається повітрям. Крім того, відношення випромінюваного потоку до падаючого на тіло не залежить від матеріалу рефлектора, тому що короткохвильові ІЧ-випромінювання, що використовуються для нагрівання тіл, практично однаково добре відбиваються будь-якими полірованими металами, застосовуваними для виготовлення відбивачів. Форма поверхні, що відбиває, сильно впливає на характер концентрації випромінювання, що падає на оброблюваний матеріал. Падаюче на об'єкт випромінювання в загальному випадку частково відбивається його поверхнею, частково пропускається і частково поглинається матеріалом. Саме частина випромінювання, яка була поглинута матеріалом, є корисною для нагрівання тіла. Тому властивості оброблюваного матеріалу - його відбивна й поглинальна здатності - безпосередньо визначають можливість нагрівання даного матеріалу за допомогою опромінення. Латинське слово "інфра" відповідає українському "за", "по той бік". Терміном "інфрачервона область спектра" позначають спектральний діапазон, що примикає до червоної частини сонячного спектра. Інфрачервоне випромінювання – це форма електромагнітної енергії, що поширюється зі швидкістю світла. Для розуміння фізичної сутності випромінювання -його виникнення, поширення, впливу на тіла необхідно розглядати обидва уявлення сучасної науки про природу світла: хвильову й квантову теорії світла. Інфрачервона область є частиною великої області спектра електромагнітних хвиль. Ці хвилі поширюються від джерела випромінювання подібно до того, як радіохвилі поширюються від антени радіостанції. Поширення електромагнітних хвиль пояснюється фізичним поняттям про поле. Простір між випромінювачем і приймачем у тих місцях, де проходять випромінювані хвилі, фізично змінюється; така ділянка простору називається полем. Діапазон ІЧ-випромінювання охоплює довжини хвиль від 0,8 мкм (мікрон) до 1 мм. |
