Radiatiile X

Radiatiile X sunt de natura electromagnetica, deosebindu-se de lumina prin lungimea de unda mai mica.

     

Radiatiile electromagnetice sunt produse prin oscilatia sau acceleratia unei sarcini electrice.Undele electromagnetice au atat componente electrice cat si magnetice. Gama radiatiilor electromagnetice este foarte larga: unde cu frecventa foarte inalta si lungime mica sau frecventa foarte joasa si lungime mare.Lumina vizibila constituie numai o parte din spectrul undelor electromagnetice. In ordine descrescatoare de frecventa, spectrul undelor electromagnetice se compune din: radiatii gama, radiatii X, radiatii ultraviolete, lumina vizibila, radiatii infrarosii, microunde si unde radio.
Undele electromagnetice nu au nevoie de mediu pentru a se transmite. Astfel, lumina si undele radio pot circula in spatial interplanetar si interstelar, la soare si stele, pana la Pamant. Indiferent de frecventa si lungimea de unda, undele electromagnetice au o viteza de 299.792km/s in vid. Lungimea si frecventa undeleor electromagnetice sunt importante in determinarea efectului termic, al vizibilitatii, al penetrarii si a altor caracteristici.
Radiatiile X sunt radiatii electromagnetice penetrante, cu lungime de unda mai scurta decat a luminii si rezulta prin bombardarea unei tinte de tungsten cu electroni cu viteza mare.
Au fost descoperite intamplator in anul 1895 de fizicianul german Wilhem Conrad Roentgen, in timp ce facea experimente de descarcari electrice in tuburi vidate, respectiv el a observat ca din locul unde razele catodice cadeau pe sticla tubului razbeau in exterior raze cu insusiri deosebite; aceste raze strabateau corpurile, impresionau placutele fotografice, etc.
El le-a numit raze X deoarece natura lor era necunoscuta. Ulterior au fost numite raze (radiatii) Roentgen, in cinstea fizicianului care le-a descoperit.

Natura radiatiilor X
Radiatiile X sunt radiatii electromagnetice cu o putere de penetrare indirect proportionala cu lungimea de unda. Cu cat lungimea de unda este mai mica, cu atat puterea de penetrare este mai mare. Razele mai lungi, apropiate de banda razelor ultraviolete sunt cunoscute sub denumirea de radiatii moi. Razele mai scurte , apropiate de radiatiile gama, se numesc raze x dure.
Radiatiile X se produc cand electronii cu viteza mare lovesc un obiect material. O mare parte din energia electronilor se transforma in caldura iar restul se transforma in raze x, producand modificari in atomii tintei, ca rezultat al impactului.
Radiatia emisa nu este monocromatica ci este compusa dintr-o gama larga de lungimi de unda.
Primul tub care a produs raze X a fost conceput de fizicianul William Crookes. Cu un tub de sticla partial vidat, continand doi electrozi prin care trece curent electric. Ca rezultat al ionizarii, ionii pozitivi lovesc catodul si provoaca iesirea electronilor din catod. Acesti electroni, sub forma unui fascicul de raze catodice, bombardeaza peretii de sticla ai tubului si rezulta razele X. Acest tub produce numai raze X moi, cu energie scazuta.
Un tub catodic imbunatatit, prin introducerea unui catod curbat pentru focalizarea fasciculului de electroni pe o tinta din metal greu, numita anod, produce raze X mai dure, cu lungimi de unda mai scurte si energie mai mare. Razele X produse, depind de presiunea gazului din tub.
Urmatoarea imbunatatire a fost realizata de William David Coolidge in 1913 prin inventarea tubului de raze X cu catod incalzit. Tubul este vacuumat iar catodul emite electroni prin incalzire cu un curent electric auxiliar. Cauza emiterii electronilor nu este bombardarea cu ioni, ca in cazurile precedente. Accelerarea procesului de emitere a electronilor se face prin aplicarea unui current electric de inalta tensiune, prin tub. Cu cat creste voltajul, scade lungimea de unda a radiatiei.
Fizicianul american Arthur Holly Compton (1892 – 1962), laureat al Premiului Nobel, prin studiile sale a descoperit asa numitul effect Compton in anul 1922. Teoria sa demonstreaza ca lungimile de unda ale radiatiilor X si gama cresc atunci cand fotonii care le formeaza se ciocnesc de electroni. Fenomenul demonstreaza si natura corpusculara a razelor X

Laserul

Dispozitivele cuantice care functioneaza in regiunea optica a spectrului, denumite laseri, genereaza o lumina care se deosebeste radical de lumina emisa de sursele obisnuite. Acest fel de radiatie poseda calitati deosebite, care i-au permis sa-si gaseasca numeroase aplicatii in domeniile cele mai diverse. Aceste calitati se refera la intensitate, directivitate, coerenta si monocromaticitate.

Intensitatea se refera la densitatea de energie transportata de fasciculul luminos. Intr-un fascicul laser energia transportata este atat de concentrata incat aceasta poate patrunde prin cele mai refractare materiale.
Coerenta este proprietatea cea mai importanta a fasciculului laser.In procesul de emisie a radiatiilor, o unda emisa de ansamblul atomilor se obtine adunand undele emise de fiecare atom in parte. Deoarece undele emise de fiecare atom sunt radiate incepand din momente de timp intamplatoare, unda rezultata prezinta salturi in aceste momente si in consecinta este necoerenta temporal. De asemenea ea este si necoerenta spatial, deoarece emisiunile atomilor situati in locuri diferite nu pot fi sincronizate. Lumina emisa de catre sursele conventionale este necoerenta atat temporal cat si spatial, datorita faptului ca electronii in atomi revin pe nivelele inferioare prin tranzitii spontane. Situatia se modifica radical daca atomii emit lumina prin tranzitii stimulate asa cum stau lucrurile in cazul laserului. In acest caz, emisia de lumina a diferitilor atomi este sincronizata, ceea ce face ca unda emisa de intreg ansamblul sa fie coerenta.
Lumina laser, prin proprietatea sa de a fi coerenta, a deschis largi perspective nu numai in optica ci si in alte domenii, cum ar fi tehnica transmiterii informatiilor. Lumina necoerenta a surselor neconventionale de lumina nu poate permite transmiterea, de exemplu, a programelor radio sau de televiziune, posibilitate pe care o are in schimb lumina laser.
Monocromaticitate este proprietatea radiatiilor laser de a avea o lungime de unda teoretic egala cu o singura valoare. In realitate insa, nici laserul nu poate emite o radiatie perfect monocromatica.
Clasificarea laserilor se face dupa natura substantei utilizata ca mediu activ, in: laseri solzi, laseri lichizi, si laseri gazosi. Laserii gazosi se clasifica in : laseri atomici, laseri ionici, laseri moleculari, dupa natura particulelor componente ce participa la proces.
Primul laser cu gaz construit experimental a fost laserul cu heliu-neon, care este un laser cu gaz atomic. El a fost realizat in 1961. Numai un an mai tarziu un colectiv de fizicieni romani a realizat la randul sau, un laser de acelasi fel.
Modul de functionare a laserului heliu-neon. Tubul de sticla contine amestecul de heliu-neon. Generatorul de inalta frecventa intretine descarcari care excita atomii de heliu. Cavitatea rezonanta are ca elemente de baza doua oglinzi concave care refelcta radiatia. In aceasta cavitate rezonanta se plaseaza tubul de descarcare.
Aplicatiile laserului se regasesc in domeniile cele mai diverse, printre care in: treansmiterea informatiilor, tehnica de calcul, meteorologie, prelucrarea diamantului, chirurgie, biologie, si ecologie optica si tehnica spatiala.

Fractali

---

1. Introducere

Istoria fractalilor nu este lungă. A început brusc, în 1975, cu lucrarea revoluţionară a matematicianului Benoit Mandelbrot, "O teorie a seriilor fractale", care mai târziu a devenit cartea sa manifest "Geometria fractală a naturii". Mandelbrot a inventat cuvântul "fractal" pentru a reuni munca multora dinaintea sa.

---

1.1. Primii fractali

Matematicieni ca Waclaw Sierpinski, David Hilbert, George Cantor şi Helge von Koch au creat primii fractali, în general ca exerciţii abstracte, neavînd nici o idee despre semnificaţia lor. Mulţi dintre ei considerau aceste forme patologice, dizgraţioase sau chiar dezgustătoare. Ce şocaţi ar fi acum să afle că sunt mai cunoscuţi tocmai prin acele forme care i-au îngrozit mai mult. Câţiva dintre aceşti pionieri aveau motive întemeiate pentru dezgustul lor, pentru aceste "aberaţii" geometrice. Ei au simţit că descoperiseră ceva ce sfida şi ameninţa câteva din convingerile cele mai preţioase. O evaluare ulterioară ne arată că perioada lor (aproximativ 1875-1925) era de fapt o perioadă de criză în matematică. Iar şi iar, matematicienii dădeau peste forme bizare care intrau în contradicţie cu viziunea lor despre spaţiu, suprafaţă, distanţă şi dimensiune.

---

1.2. Definiţia fractalilor

În 1982, Mandelbrot şi-a extins două eseuri anterioare, creînd lucrarea deschizătoare de drumuri "Geometria fractală a naturii". El a inventat cuvântul "fractal" (din latinescul "frangere" care înseamnă "a sparge în fragmente neregulate"), astfel încât inversele forme au putut fi unificate sub un singur nume. Pentru a fi clasificată oficial ca fractal, o formă trebuie să aibă dimensiunea Hausdorff-Besicovitch mai mare decât dimensiunea sa topologică tradiţională. Pe scurt, fractalii sunt toate acele ciudăţenii care umplu spaţiul şi pe care matematicienii le abandonaseră ca fiind dezarmant de complexe. Mandelbrot nota patetic: "deoarece cuvântul algebra derivă din cuvântul arab jabara (a lega împreună), între cuvintele fractal şi algebră este o contradicţie etimologică".

---

1.3. Geometria fractală

Benoit Mandelbrot şi-a întemeiat geometria fractală bazându-se în principal pe simularea sa încununată de succes a tendinţei preţurilor bunurilor de consum, iar analiza pieţii rămâne una din cele mai atrăgătoare aplicaţii ale geometriei fractale. Piatra Filosofică a oricărui analist al pieţii este, desigur, să precizeze comportarea preţurilor cu destulă exactitate pentru a se umple de bani cât mai repede. Dacă cineva a pus mâna pe aceasta Piatră, probabil că îşi foloseşte câteva din miliardele sale pentru a-şi apăra secretul. În domeniul pieţii, ca şi în alte domenii în care fractalii şi haosul dau rezultatele, rareori se dovedesc atât de folositori pentru prezicere, pe cât sunt pentru simulare.

---

1.4. Simularea fractală

Simularea fractală poate modela şi prezice natura general statistică a unui sistem, fără să-i prevadă comportarea specifică într-un anumit moment. De exemplu, simulările din 1953 ale lui Mandelbrot asupra preţului bumbacului continuau sa prezică cu exactitate cantitatea de variaţie din preţul bumbacului, atât lunară cât şi anuală. Totuşi, ele nici măcar nu pot pretinde cât ne indică preţul bumbacului în 2002.

---

2. Exemple de fractali

Prin anii 1980, grafica pe calculator a progresat într-atât încât forme ca "Linia de coastă Koch" şi "Covorul lui Sierpinski" puteau fi reprezentate cu detalii explicite. "Geometria fractală a naturii" era o galerie a acestora şi a altor forme geometrice, dintre care multe nu fuseseră văzute niciodată. Multe dintre ele erau simple automate celulare în care fiecare linie era transformată repetat în linii mai mici. După ce a lucrat o perioadă cu fractalii "naturali" auto-reflectivi, Mandelbrot a descoperit că procesele iterative similare pot produce construcţii matematice abstracte cum ar fi faimoasa "serie Mandelbrot" şi "seria Julia". Ca şi alţi fractali, aceste serii au fost descoperite cu mult înainte de Mandelbrot, dar erau atât de complexe încât necesitau calculatoare puternice pentru a le cerceta şi vizualiza.

Unul dintre primii şi cei mai faimoşi fractali matematici a fost inventat de un astronom. La începutul anilor 1960, Michel Hanon de la Observatorul din Nisa, în Franţa, a observat o comportare tulburătoare într-un simplu model al stelelor care orbitează într-o galaxie. Câteva dintre orbite erau line şi stabile, în timp ce altele păreau aproape aleatoare. La început, el şi colegii lui au ignorat pur şi simplu orbitele anormale presupunînd că ele apar datorită unor erori de calcul inexplicabile. În cele din urmă, Henon a descoperit că acest tip de comportare haotică era o parte esenţială a dinamicii orbitelor stelare.

---

2.1. Fractalii ca o artă

Chiar înainte ca fractalii să fie larg acceptaţi ca matematică adevărată, imaginile pe care ei le produceau au devenit foarte populare. Matematicienii artişti, cum ar fi Richard Voss, Greg Turk şi Alan Norton au perfecţionat procedurile de bază ale lui Mandelbrot pentru a creea peisaje uimitoare, atât realiste cât şi abstracte. Brusca revenire a matematicii ca artă a fost mult întârziată. Ştiinţa şi matematicile secolelor al XIX-lea şi al XX-lea pierduseră legătura cu vizualul şi intuitivul. Teoriile moderne, ca relativitatea şi mecanica cuantică, sunt frumoase şi elegante dar trebuie să fii un Albert Einstein sau Erwin Schrodiger pentru a le aprecia frumuseţea. Pe de altă parte, atât nespecialiştii cât şi matematicienii pot aprecia chiar şi cea mai abstractă imagine fractală.

---

2.2. Fractalii şi ştiinţa

În timp ce fractalii câştigau toate premiile la expoziţiile de grafică pe calculator, aproape toate disciplinele ştiinţifice descopereau frumoasele lor modele haotice. Fizicienii, trasînd grafic starea particulelor, găseau tulburătoare opere de artă apărînd pe imprimantele lor. Biologii şi psihologii diagnostichează "boli dinamice", care apar când ritmurile fractale devin desincronizate. Seismologii chiar au descoperit valuri fractale care străbat scoarţa terestră. Meteorologii, economiştii, chimiştii, hidrologii şi aproape toate ramurile inginereşti se întâlneau cu forme care erau mult mai frumoase decat previzibile.

În anii 1980, fractalii răsăreau din fiecare ecuaţie sau procedură binecunoscută, de la metoda lui Newton până la banala funcţie cosinus. La începutul anilor 1980, matematicianul Michel Barsley s-a alăturat rândurilor mereu crescînde de "fractalieri". Când era copil, Michel a fost fascinat în mod deosebit de anumite ferigi. Nu a putut stabili exact ce conferea ferigilor frumuseţea lor magică decât mulţi ani mai târziu. Observând modul în care fiecare frunză se aseamană cu întreagul, el a scris un program simplu pe calculator pentru a modela aceste caracteristici. Imaginea rezultată era mult mai reală decât s-a aşteptat şi a devenit în curând unul dintre cei mai faimoşi fractali in lume.

Barnsley a continuat să dezvolte o metoda nouă, unică, de desenare a fractalilor: "Jocul Haosului". Chiar şi mai important, în 1985, Barnsley şi John Elton au demonstrat că orice imagine din lume poate fi reprezentată cu ajutorul unei binecunoscute categorii de fractali. Acesta era un pas uriaş înainte pentru o comunitate intelectuală inundată de fractali, dar căreia îi lipsea un sistem inteligibil pentru reprezentarea lor. O tehnică creea mulţi fractali, alta pornea automate celulare şi o alta simula înregistrările grafice ale cutremurelor, iar o tehnică diferită era necesară pentru a realiza minunatele vârtejuri şi focalizări. Barnsley şi Elton au prevăzut metoda unică şi simplă de realizare a aproape tuturor imaginilor auto-reflective, incluzînd şi toate imaginile despre care nimeni nu se gândise că ar fi auto-reflective.

---

3. Aplicaţii pentru fractali

Prima aplicaţie majoră a muncii lor era comprimarea imaginii. Prin trasformarea lor în fractali, Barnsley era capabil să comprime imagini foarte mari în coduri foarte mici, obţinînd un raport de comprimare de peste zece mii la unu. Comprimarea fractală a imaginii creează noi posibilităţi captivante, cum ar fi transmiterea in timp real a imaginilor video în mişcare prin liniile telefonice normale.

Din anii 1990, fractalii sunt larg folosiţi. Producţii cinematografice importante îi folosesc pentru efecte speciale, sistemele de redare grafică pe calculator îi folosesc pentru a creea structuri naturale, oamenii de ştiinţă şi matematicienii i-au transformat într-o unealtă indispensabilă pentru munca lor. Pe măsură ce potenţialul acestei noi geometrii este recunoscut din ce în ce mai mult şi calculatoarele din ce în ce mai rapide fac interacţiunea mai uşoară, instrumentelele de desenare fractală vor deveni parte a majorităţii sistemelor de grafică pe calculator.

La ce surse de radiatii ne expunem in viata de zi cu zi

Cele mai puternice dovezi ale efectelor cancerigene provocate de radiaţii au putut fi observate după bombardamentele de la Hiroshima şi Nagasaki sau după explozia de la Cernobîl. Din fericire, riscul unor evenimente de acest gen este scăzut, dar oamenii sunt afectaţi şi în zilele noastre de radiaţii fără să îşi dea seama.
Deşi nu toate tipurile de radiaţii sunt nocive, oamenii de ştiinţă spun că ele cresc riscul de cancer sau alte probleme de sănătate.
Există două tipuri de efecte cauzate de radiaţii: efecte deterministe şi efecte stocastice, potrivit site-ului Agenţiei nucleare şi pentru deşeuri radioactive din România. Efectele deterministe apar pe termen scurt şi se manifestă prin înroşiri sau arsuri ale pielii. Aceste simptome apar doar în cazul unui nivel de iradiaţie mai mare.
Efectele stocastice sunt efecte biologice întârziate care apar după mai mulţi ani şi după o expunere la un nivel ridicat de radiaţii. În aceste cazuri, riscul de cancer e mai mare, la fel şi cel al bolilor ereditare.
Poate nu ştiai, dar telefonul, televizorul şi chiar o ţigară sunt surse de radiaţii care îţi afectează constant organismul, potrivit site-ului healthland.com.
Mai multe cercetări au arătat ca radiaţiile ionizante, care provin din radiografii sau reacţii nucleare, au cauzat cancer şi deformări ale copiilor la naştere. Până acum nu s-a dovedit că efectele radiaţiilor primite de corpul uman de la telefoanele mobile, WI-FI sau cuptoarele cu microunde sunt nocive.
„Ştim că razele X dislocă electronii din ioni şi creează mutaţii în celulele umane, dar în radiaţiile provocate de undele de radiofrecvenţă nu există un mecanism unic, aşa că nu am putut stabili cum se creează mutaţiile", spune cercetătorul Olga Naidenko de la Environmental Working Group.
Cantitatea de radioactivitate la care fiecare persoană este expusă variază în funcţie de mediul în care trăieşte, locul de muncă şi stilul de viaţă.
Ar trebui să existe o explozie imensă de radiaţii pentru a ucide o persoană, ceea ce este aproape imposibil. Însă o singură expunere la radiaţiile din timpul unei proceduri medicale măreşte riscul de cancer cu 1%, potrivit laboratorului radiologic de la Universitatea din California, America.
Iată cele mai comune surse de expunere la radiaţii electromagnetice:
Fumatul
Deşi nu este o sursă evidentă de expunere la radiaţii, materialul radioactiv inhalat de fiecare dată când fumezi contribuie la mărirea cantităţii de radiaţii la care sunt expuşi plămânii, potrivit specialiştilor americani.
Fumătorii nu sunt singurii afectaţi de radiaţiile din ţigări, cât şi cei care doar inhalează fumul. Expunerea fumătorilor la radiaţiile din tigări provine din faptul că o parte din mineralele radioactive acumulate pe suprafaţa umedă a frunzelor de tutun nu sunt eliminate în timpul procesului de fabricare.
Metoda ideală prin care puteţi elimina riscul unei astfel de expuneri ar fi să vă lăsaţi de fumat şi să evitaţi persoanele care fumează. Dar pentru fumătorii înrăiţi, o metodă ar fi să nu mestece tutun şi să evite ţigările fără filtru.

 

 

Aparatele medicale
Mii de aparate cu raze X sunt folosite zilnic în spitale pentru examinări, diagnosticări sau controale. Din această cauză, unele aparate medicale sunt cele mai mari surse de expunere la radiaţii pentru corpul uman.
O radiografiere rapidă a piciorului nu te va expune unui nivel de radiaţii foarte mare, dar alte proceduri mai sofisticate prin care sunt inspectate organele interne pot fi un pericol. O scanare a densităţii osoase sau o colonografie provoacă cantităţi suficient de mari de radiaţii pentru a mări riscul de cancer cu 1 %, potrivit Healthland.
Raxele X sunt o formă de radiaţie electromagnetică care este capabilă să despartă electronii dintr-un atom şi să provoace daune celulelor vii şi ADN-ului acelor celule. Dar pentru că aparatura medicală bazată pe această tehnologie produce radiaţii numai în timp ce este folosită, nivelul radiaţiilor este mic.
În cazul în care eşti suspectat de cancer şi doctorul îţi recomandă o radiografie, nu încerca să o eviţi pentru că, în acest caz, detectarea cancerului e mai importantă pentru sănătatea ta.
Stela Diaconu, reprezentatul departamentului de relaţii publice al Agenţiei nucleare şi pentru deşeuri radioactive din Romania, spune că în aceste cazuri riscurile expunerii la radiaţii sunt minime, deoarece aparatura funcţionează sub un regim foarte bine controlat. Ea menţionează că aparatele medicale utilizate în spitale folosesc diferite mijloace, cum ar fi pereţii de plumb, pentru a reduce expunerea pacienţilor. Singurul lucru care ar putea mări nivelul radiaţiilor ar fi aparatele învechite sau care nu funcţionează corespunzator, spune ea.
Dacă vreţi să vă protejaţi împotriva acestui tip de radiaţii, trebuie să ţineţi cont de următoare sfaturi date de Agentia de protecţie a mediului înconjurator din America:
1. Pentru astfel de proceduri trebuie să mergeţi la clinici şi spitale care dispun de un personal calificat
2. Trebuie să respectaţi instrucţiunile date de medicul dumneavoastră sau asistenta medicală.
3. Pentru a preveni orice expuneri inutile, o pătură de plumb poate fi folosită pentru a acoperi părţile corpului care nu trebuie radiografiate.
4. Femeile gravide nu trebuie să facă radiografii în zona pelviană, a coloanei vertebrale şi a abdomenului, doar dacă este o urgenţă. Deci nu uitaţi să spuneţi medicului dumneavoastră dacă sunteţi însărcinată sau alăptaţi.
Zborul cu avionul
În timpul unei călătorii cu avionul, corpul tău absoarbe radiaţii cosmice. Acest tip de radiaţii provin din particulele de energie înaltă şi razele gama care bombardează Pământul, potrivit Agenţiei nucleare şi deşeuri radioactive din România. Nivelul expunerii creşte cu cât zburăm la o altitudine mai mare. În plus suntem expuşi şi unei radiaţii electromagnetice atunci când trecem de securitatea din aeroport.
Sistemele de scanare a securităţii unui aeroport au un standard strict privind cantitatea de radiaţii pe care este permis să o emită.
Aceste aparate folosite te expun unui nivel scăzut de radiaţii, dar dacă vrei să le eviţi poţi cere un control corporal.
Televizorul şi calculatorul
Dacă te uiţi la televizor patru sau cinci ore pe zi sau petreci foarte multe ore în faţa calculatorului, eşti expus radiaţiilor electromagnetice. Nivelul expunerii este mic şi depinde de tipul televizorului sau al calculatorului pe care îl deţii.
Unele televizoare şi computere conţin un tub cu raza catodică ce împrăştie electroni pe ecran pentru a produce o imagine. Interacţiunea dintre electroni şi ecran poate produce un nivel mic de radiaţii. Deoarece televizoarele cu ecran plat nu folosesc acest tub, ele nu produc radiaţii electromagnetice.
Deşi nu emit o cantitate mare de radiaţii electromagnetice, oamenii de ştiinţă pornesc de la premisa că nici cea mai mică doză de radiaţii nu este sănătoasă pentru organismul uman.
Cercetătorii americani spun că există două metode simple pe care poţi să le aplici în cazul în care te îngrijoreaza expunerea la radiaţiile electromagnetice ale televizorului şi calculatorului:
1. Trebuie să limitezi timpul pe care îl petreci în faţa televizorului şi al calculatorului
2. Măreşte distanţa dintre tine şi ecranul aparatelor. Departamentul de sănătate publică din America recomandă o distanţă de jumătate de metru până la un metru faţă de monitor.
În orice caz, dacă pierzi mai multe ore în faţa televizorului sau al calculatorului ai putea dezvolta alte probleme cum ar fi obezitatea sau probleme cardiovasculare.
Telefonul mobil
Undele emise de telefonul mobil sunt unde de radiofrecventa care intra in categoria radiatilor non-ionizante. Alte surse de astfel de radiatii sunt turnurile radio şi reţelele Wi-Fi. Orice obiect care emite valuri de frecvenţe radio trebuie să afişeze rata de absorbţie specifică, ce indică nivelul de radiaţii pe care îl absorb oamenii. Această unitate de măsură ia în considerare conductivitatea corpului uman.
Telefoanele sunt o sursă de expunere la radiaţii mult mai mică decât aparatele medicale, dar impactul lor poate fi mai mare, din cauza frecvenţei de contact cu creierul uman. Unele studii au arătat cât de sensibil la radiaţii de radiofrecvenţă este creierul uman, în special cel al copiilor. Sunt însă specialişti care spun că folosirea mobilelor nu reprezintă absolut niciun pericol pentru sănătate.
Radiaţii naturale
"Aparatele pe care le folosim emit radiaţii electromagnetice infraroşii sau ultraviolete care nu au un caracter radioactiv", spune Stela Diaconu.
Reprezentanta Agenţiei nucleare şi deşeuri radioactive din România spune că oamenii sunt permanent expuşi unui fond de radiaţii natural, care însă nu le afectează sănătatea. Acest fond este creat de radiaţiile cosmice, radiaţia terestră dar şi de alimentele pe care le consumăm şi care conţin urme de elemente radioactive.
Atmosfera planetei acţionează ca un scut, absorbind o mare parte din energia radiaţiei cosmice. Din acest motiv, cei care locuiesc aproape de nivelul mării sunt expuşi la o doză de radiaţii cosmice mai mică decât cei care locuiesc la munte.
Radiaţia terestră se datorează materialelor radioactive care există în roci şi sol: izotopul radioactiv al potasiului şi produşii de dezintegrare ai uraniului şi toriului. Dar cel mai răspândit material radioactiv este radonul gazos. Cea mai obisnuită modalitate prin care el ajunge la oameni este infiltrarea prin fundaţia locuinţelor.
Chiar şi organismele noastre sunt surse de radiaţie naturală, deoarece purtăm înăuntrul nostru o sursă de radiaţie ionizantă imposibil de evitat: radioizotopii potasiu-40 şi carbon-14. Aceşti izotopi pătrund în organism prin lanţul alimentar şi prin respiraţie.

Lama plan paralela

Lama plan-paralelă este un paralelipiped semitransparent cu feţele opuse perfect paralele cu ajutorul căruia se obţin franje de interferenţă, numite franje de egală înclinare, în reflexie sau în transmisie.

Datorită simetriei dispozitivului,franjele sunt simetrice faţă de normala la suprafaţa lamei ce trece prin punctul în care se află sursa S,au forma unor inele concentrice alternativ luminoase şi întunecate şi se numesc inelele lui Haidinger. Franjele se pot vizualiza pe un ecran E dispus în planul focal al lentilei convergente L.
Daca observația se face în lumină albă, în locul inelelor întunecate și luminate ce alternează între ele, se obțin inele ce conțin culorile spectrului. Dacă lama este groasă nu obținem franje de interferență.



Întrucât franjele de interferenţă care se obţin în planul focal al lentilei convergente depinde ca poziţie de diferenţa de drum optic care este funcţie numai de unghiul de incidenţă, acesta se numesc franje de egală înclinare.

Interferenta

Dispozitivul lui Young

 Interferenta obtinuta cu dispozitivul lui Young este una nelocalizata,in care sursa de lumina este de dimensiuni mici,franjele nu se observa intr-un anumit punct ,ci sunt raspandite in tot spatiul.

 Dispozitivul cu doua deschideri al lui Young este cel mai vechi dispozitiv experimental pentru observarea interferentei luminii. Lumina emisa de sursa punctiforma S cade pe ecranul A, ce prezinta doua deschideri mici, circulare – fantele F1 si F2 – egal departate de S. Potrivit principiului lui Huygens, deschiderile F1 si F2 constituie doua surse de lumina secundare. Deoarece radiatiile emise de F1 si F2 provin de la aceeasi sursa, ele sunt radiatii coerente.

 Radiatiile se suprapun in zona hasurata din figura:

 

 

 

  Schema dispozitivului Young:

 

 

 Daca fasciculul de lumina incidenta este de lumina alba fenomenul este mai complicat. In punctul central O, diferenta de drum este egala cu O pentru toate lungimile de unda, in O se produce o franja luminoasa de lumina alba. Primele franje dupa franja centrala au marginea dintre franja centrala colorata in violet, iar cealalta margine, colorata in rosu. La un ordin de interferenta mai mare de zece, in acelasi loc se suprapun maxime pentru mai multe lungimi de unda si franjele apar estompate, iar la diferente de drum δ > 3*10-6 m, da ochiului impresia de alb si se numeste alb de ordin superior.

Interferenta luminii

Interferenta este fenomenul de suprapunere a doua sau mai multe unde coerente intr-o anumita zona din spatiu ducand la obtinerea unui tablou stationar de maxime si minime de interferenta.

Deosebiri intre interferenta undelor mecanice si cea a luminii
Interferenta undelor electromagnetice din domeniul vizibil, ca si in cazul undelor mecanice, consta in suprapunerea a doua sau mai multe unde intr-o zona spatiala.
Insa in cazul undelor mecanice, rezultatul interferentei se apreciaza in functie de amplitudinea undei rezultante in acel punct, iar in cazul luminii, rezultatul interferentei se apreciaza dupa intensitatea luminoasa in punctul respectiv.

Pentru a obtine un fenomen de interferenta stationara, undele trebuie sa aiba aceeasi frecventa si sa fie coerente, adica sa aiba o diferenta de faza constanta.

Undele coerente sunt undele între care exista relatii constante în timp ( diferenta de fază, amplitudinea), iar fenomenul de interferenta se poate observa tot timpul.
De gradul de coerenta al undelor care interfera depinde stationaritatea si contrastul tabloului de interferenta.

Metode de obtinere a undelor coerente existente
Obtinerea undelor coerente pentru realizarea interferentei se face separand din fluxul luminos emis de o sursa monocromatica douafascicule de lumina care ulterior se suprapun din nou in zona de interferenta. In acest scop se utilizeaza numeroase dispozitive, care se încadreaza în doua metode:
- metoda divizarii frontului de unda ( exemplu: dispozitivul lui Young);
- metoda divizarii amplitudinii (exemplu: lama cu fete plan paralele)

Metode de obtinere a undelor coerente cunoscute
Unul din procedeele de obtinere a undelor coerente este cel prin care radiatia emisa de un izvor punctiform este divizata in doua parti, iar cele doua parti se intalnesc din nou intr-un punct. In acest caz undele care interfera provin din aceeasi unda initiala. Acesta este procedeul de obtinere a undelor, prin divizarea frontului de unda.
Izvoarele coerente prin divizarea frontului de unda se pot realiza in optica prin:
a) formarea a doua imagini ale aceluiasi izvor luminos;
b) intrebuintarea izvorului si a unei imagini a sa;
In acest scop se concep si se folosesc diferite dispozitive experimentale.Doua dintre cele mai reprezentative dispozitive de acest tip sunt: oglinzile Fresnel si bilentilele Billet.
Figurile de interferenta obtinute astfel sunt foarte fine numai daca izvoarele sunt punctiforme, franjele de interferenta fiind nelocalizate.
Un fascicul de lumina poate fi, de asemenea, divizat cu una sau mai multe suprafete reflectatoare, de pe care o parte de lumina se reflecta, iar alta parte se transmite cu intensitatile corespunzatoare.
Cum intensitatea luminii este o masura a patratului amplitudinii spunem ca undele coerente se obtin, in acest caz, prin divizarea amplitudinii.
Aceste unde se pot obtine si de la izvoare mai intinse, iar efectele de interferenta pot fi chiar mai intense, decat in cazul undelor coerente, obtinute prin divizarea frontului de unda. De altfel, in practica se folosesc izvoare mai mult sau mai putin intinse.

Factori care influenteaza figura de interferenta
In anumite puncte din spatiu se vor forma zone cu aceeasi valoare a intensitatii rezultante numite franje de interferenta. Franjele pot fi de minim sau de maxim, în functie de valoarea amplitudinii rezultante. Alti factori de care depinde figura de interferenta sunt:

• lungimea de unda (culoarea) a sursei de lumina
• intensitatea luminoasa a sursei de lumina
• distanta intre fante (in cazul disp. Young)
• distanta intre fante si ecran (in cazul disp. Young)
• distanta intre fante si sursa (in cazul disp. Young)

Interfranja - franjele de interferenta
Interfranja reprezinta distanta intre doua benzi luminoase, respectiv doua benzi intunecoase.
Franja de interferenta reprezinta curba care uneste punctele de maxim, respectiv punctele de minim.
Se deosebesc doua feluri de franje (nelocalizate si localizate).
In cazul franjelor nelocalizate, se obtine o dedublare a unuia si aceluias izvor(sursa) sau utilizarea unui izvor impreuna cu o imagine a sa.
Se pot obtine fraje de interferenta localizate, fie la infinit (ex. franjele Haidinger, care sunt inele de inalta tensiune), fie pe o placa (in cazul lamei cu fete plan paralele). Forma franjelor poate fi de inele (ex. inelele lui Newton) sau de linii paralele.