Kūnų šiluminis spinduliavimas (IR spinduliai)

Dėl įvairių medžiagose vykstančių tarpatominių ir tarpmolekulinių procesų kūnai gali spinduliuoti elektromagnetines bangas. Energijos šaltiniai,o tuo pačiu ir spinduliuotės rūšys gali būti skirtingi: kaitrinė lemputė,televizoriaus ekranas, jonvabalis, lazeris ir kt. Iš visų elektromagnetinės spinduliuotės, matomų ar nematomų žmogaus akimi, rūšių galima išskirti vieną, būdingą visiems kūnams – tai šiluminį spinduliavimą. Jis atsiranda bet kurioje aukštesnėje už 0 K temperatūroje, ir todėl yra skleidžiamas visų kūnų, tame tarpe ir žmogaus kūno. Priklausomai nuo kūno temperatūros, keičiasi spinduliuotės intensyvumas ir spektrinė sudėtis, todėl dažnai mūsų akys jo nepriima kaip regimos spinduliuotės. Pakilus temperatūrai, kūnai pradeda šviesti tamsiai raudonai, o esant dar aukštesnei temperatūrai – baltai su melsvu atspalviu. Vienas iš galingiausių šiluminio spinduliavimo šaltinių yra Saulė.

Žmogaus kūnas turi tam tikrą pastovią temperatūrą termoreguliacijos dėka, kurios pagrindinę dalį sudaro organizmo šilumos mainai su supančia jį aplinka. Šilumos mainai vyksta šilumos laidumo, konvekcijos, garavimo ir spinduliavimo (sugerties) būdais. Kuris procesas kokią tikslią dalį sudaro yra sunku apibrėžti, nes tai nulemia daug faktorių: organizmo temperatūra, jo judėjimas, emocinis būvis, aplinkos temperatūra, drėgmė, rūbų sudėtis, forma, storis, spalva ir kt.

Infraraudonasis spinduliavimas

Pirminis infraraudonojo spinduliavimo šaltinis yra šiluminis spinduliavimas. Įkaitę kieti ir skysti kūnai (kurių temperatūra didesnė negu 0 K) skleidžia infraraudonąją spinduliuotę (IR). Netgi mūsų požiūriu šaltas kūnas (pvz., ledas) skleidžia IR. Pavyzdžiui, medžio anglis nespinduliuoja šviesos, bet ji spinduliuoja IR, kurią mes jaučiame kaip šilumą.

IR skirstoma į tris sritis (tarp kurių nėra labai griežtų ribų):

· artimąją (0,76 – 2,5 mm),
· viduriniąją (2,5 – 50 mm),
· tolimąją (50 – 200 mm).

Medicinoje dažniausiai gydymui naudojami artimosios srities infraraudonieji spinduliai. Juos skleidžia specialios kaitinimo lempos. IR spinduliuotė prasiskverbia į organizmo audinius iki 20 mm, todėl ji gali sušildyti tik paviršinius sluoksnius, tačiau terapiniam poveikiui to užtenka – toje vietoje pagerėja kraujotaka ir organizmo termoreguliacija.

Ultravioletiniai spinduliai

UV spindulių ilgis 400-10 nm. Vienas iš gamtinių ultravioletinės spinduliuotės (UV) šaltiniųyra Saulė, UV sudaro 9% jos spinduliuotės spektro, taip pat kvarco lempa.

UV skirstoma į 3 sritis:

· A – ilgabangiai ultravioletiniai spinduliai (bangos ilgis 400 – 315 nm),
· B – vidutinių bangų ultravioletiniai spinduliai (bangos ilgis 314 – 280 nm),
· C – trumpabamgiai ultravioletiniai spinduliai (bangos ilgis 280 – 100 nm).

UV naudojimas: mikroskopijoje, liuminescenciniuose mikroskopuose, liuminescencinėje analizėje. UV medicinoje naudojami: 1) fotocheminiams procesams sukelti; 2) terapijoje (nedidelėm dozėm); 3) bakterijų ir mikroorganizmų naikinimui.

Rentgeno (x- ray) spinduliuotė

Rentgeno spinduliais vadinamos elektromagnetinės bangos, kurių bangos ilgis yra tarp 10 nm -1 pm. Rentgeno spinduliuotė gaunama taip vadinamame Rentgeno vamzdyje, anti- katodo medžiagos atomų branduolių ir elektronų elektrostatiniu lauku stabdant elektringąsias daleles (elektronus). Kaitinamuoju siūlu įkaitinus katodą, iš jo spinduliuojamas elektronų srautas. Anodas, dažnai dar vadinamas antikatodu, turi pasvirusį paviršių tam, kad nukreiptų susidariusią rentgeno spinduliuotę tam tikru kampu. Antikatodas gaminamas iš šilumai laidžios medžiagos, o jo paviršius padengiamas sunkiai besilydančiomis medžiagomis (paprastai didelio eilės numerio elementais, pavyzdžiui, volframu). Tarp katodo ir antikatodo prijungiama keliasdešimties tūkstančių voltų įtampa; susidaręs elektrinis laukas labai įgreitina elektronus, suteikia jiems didelę kinetinę energiją. Pasiekusius anodą elektronus jo medžiaga smarkiai stabdo, tokiu būdu atsiranda elektromagnetinis Rentgeno spinduliavimas. Stabdant elektronus, dalis energijos sunaudojama Rentgeno spinduliuotei gauti, o kita dalis virsta antikatodo šilumine energija, todėl dažnai naudojamas besisukantis antikatodas, kad jis neperkaistų.

Rentgeno spinduliuotės taikymai medicinoje.

Rentgeno spinduliai pradėti naudoti medicinos srityje iš karto po to, kai juos 1895 metais atrado V. Rentgenas (V. Röntgen). Rentgeno spinduliai tamsina fotografinį filmą. Šį savybė panaudojama, diagnozuojant kaulų lūžimus, nes spinduliai lengvai praeina per raumenis, bet ne per kaulus.

Rentgeno spinduliuotės taikymai:
1. Rentgenodiagnostika (organų peršvietimas): rentgenoskopija, rentgenografija.
2. Rentgeno tomografija ir kompiuterinė tomografija.
3. Rentgenoterapija (dažniausiai piktybinių auglių švitinimui).

Gama spinduliai yra elektromagnetiniai spinduliai, kurių bangos ilgis trumpesnis negu 0,01 nm, o fotonų energija >100 keV. Gama spindulių šaltinis yra radioaktyvisios medžiados. Šiuos spindulius sulaiko tik storas švino sluoksnis ar kelių metrų storio betonas.

Gama spindulių panaudojimas: skydliaukės diagnostika (jodu); gydymas.

TESTAS