openscience

Αναμφίβολα, η εποχή που διανύουμε είναι εμποτισμένη με μπόλικη τρέλα! Και μια και ο λόγος για τρέλα, φαντάζομαι ότι με μεγάλη ευκολία όλοι μας θα χαρακτηρίζαμε παρανοϊκό κάποιον που βλέπει πράγματα που δεν υπάρχουν. Κάποιον όμως που δε βλέπει πράγματα που υπάρχουν, πού θα τον κατατάσσαμε; Τέλεια! Οπότε όλοι μας είμαστε έτοιμοι για το πουκάμισο με τα μακριά μανίκια…

Γνωρίζουμε ότι υπάρχουν ήχοι που ακούμε και ήχοι που το ανθρώπινο αυτί δεν είναι κατασκευασμένο να αντιληφθεί. Θα έχουμε οι περισσότεροι δει σε ταινίες, εκείνες τις σφυρίχτρες που όταν φυσάς μέσα τους δεν ακούς τίποτα, ο Rex όμως έρχεται αμέσως για να σε σώσει από τους κακούς. Ακριβώς όπως οι ήχοι διακρίνονται σε αυτούς που ακούμε και ήχους που δεν μπορούμε να ακούσουμε, έτσι και η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία χωρίζεται σε αυτή που μπορούμε να δούμε – η οποία έχει τον ευφάνταστο τίτλο «ορατή» και σε αυτή που δεν μπορούμε να δούμε. 

Τι είναι όμως αυτή η ακτινοβολία;

Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, παράγεται από την επιταχυνόμενη κίνηση των φορτίων. Έτσι, προκύπτει το εγκάρσιο κύμα που λέγεται ηλεκτρομαγνητικό. Εγκάρσιο είναι το κύμα που κάνουμε και στο γήπεδο, όπου ο κάθε φίλαθλος, σηκώνεται και κάθεται όταν φτάσει το κύμα σε αυτόν, ενώ το κύμα ταξιδεύει κάθετα, από φίλαθλο σε φίλαθλο. Το γεγονός ότι το ηλεκτρομαγνητικό κύμα είναι εγκάρσιο, το καταλαβαίνουμε και από το ότι οι κεραίες των τηλεοπτικών και ραδιοφωνικών σταθμών στήνονται όρθιες στις κορυφές των βουνών. Αν το κύμα ήταν διαμήκες, το σήμα από τις κεραίες θα το έπιανε ο… Άγιος Πέτρος!

Αυτά τα κύματα μεταφέρονται στο χώρο μέσω των φωτονίων τα οποία ταξιδεύουν στον αέρα με ταχύτητα περίπου 300000 km ανά δευτερόλεπτο!

(Για λίγα δευτερόλεπτα θα υπάρξει τοποθέτηση προϊόντος.)

Πώς θα σας φαινόταν αν πηγαίνατε στον Κωτσόβολο και σας παρουσίαζαν μια έγχρωμη, ψηφιακή φωτογραφική μηχανή, με ανάλυση 100Mpixel, εξελιγμένο white balance, αυτόματη επεξεργασία σήματος, αναγνώριση χαρακτήρων, αλλά με μνήμη 0Mb; Απίστευτο έτσι; Αυτό είναι το ανθρώπινο μάτι! Κατασκευασμένο να διακρίνει ένα μόνο τμήμα της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας, από τα 400nm ως τα 700nm.

Όσο μεγαλύτερο μήκος κύματος έχει μια ακτινοβολία, τόσο μικρότερη ενέργεια μεταφέρει. Έτσι, κάθε απόχρωση που διακρίνουμε έχει το δικό της μήκος κύματος. Ένα αντικείμενο το βλέπουμε κόκκινο, επειδή απορροφά κάθε ακτινοβολία εκτός της κόκκινης, η οποία ανακλάται και έρχεται στο μάτι μας. Το ερυθρό έχει μήκος κύματος 700nm, μεταφέρει επομένως σαφώς λιγότερη ενέργεια από ότι το ιώδες, δηλαδή το μωβ, που βρίσκεται στο άλλο άκρο του ορατού φάσματος και έχει μήκος κύματος 400nm.

Έξω από την περιοχή του ορατού φάσματος, διακρίνουμε διάφορες ενδιαφέρουσες περιοχές, από ακτινοβολίες που όπως είπαμε το ανθρώπινο μάτι δεν μπορεί να δει.

Σε μήκη κύματος μεγαλύτερα του ερυθρού, έχουμε την χουχουλιάρικη υπέρυθρη ακτινοβολία.

Θα έχετε παρατηρήσει ειδικά το καλοκαίρι,  ότι αν αφήσουμε το αυτοκίνητο στον ήλιο, ενώ έξω η θερμοκρασία είναι 300C, μέσα σε αυτό η θερμοκρασία είναι εξαιρετικά υψηλότερη. Αυτό οφείλεται στην υπέρυθρη ακτινοβολία του ήλιου, η οποία εγκλωβίζεται στο εσωτερικό του αυτοκινήτου, ανεβάζοντας τη θερμοκρασία. Δεδομένου ότι η υπέρυθρη δεν απορροφάται από αέρια, αν τραβήξουμε φωτογραφία μια συννεφιασμένη Κυριακή, από αεροπλάνο, με φωτογραφική μηχανή εξοπλισμένη με φιλμ ευαίσθητο στην υπέρυθρη, η φωτογραφία θα απεικονίζει το έδαφος και όχι τα σύννεφα που βρίσκονται μεταξύ αεροπλάνου και εδάφους. Υπέρυθρη ακτινοβολία στα σπίτια μας, έχουμε σε όλα τα τηλεκοντρόλ και φυσικά στα θερμαντικά πάνελ υπέρυθρης ακτινοβολίας. Κλασική περίπτωση όταν ήμασταν μικροί, είναι ότι στρέφαμε το τηλεκοντρόλ προς το μάτι μας και πατούσαμε κουμπάκια, προσπαθώντας να διακρίνουμε κάτι. Τότε ήταν που κλασικά έμπαινε στο δωμάτιο η μαμά μας και φώναζε «Μη παιδί μου! Θα τυφλωθείς!». Γενικά οι μαμάδες φοβούνται την τύφλωση, από διάφορα πράγματα! Μύθος! Η υπέρυθρη ακτινοβολία, είναι ικανή να κινήσει απλώς τα μόρια, όχι να τα διασπάσει, οπότε γενικά είναι ακίνδυνη και δεν έχει βιολογικές επιπτώσεις.

Τα μικροκύματα είναι ακτινοβολία με μεγαλύτερα μήκη κύματος από την υπέρυθρη, επομένως είναι γενικά ακίνδυνη ακτινοβολία. Κλασικά, τη συναντάμε στους φούρνους μικροκυμάτων. Τα μικροκύματα είναι ικανά να συντονίσουν τα μόρια του νερού και να τα θερμάνουν. Όσο περισσότερο νερό περιέχει ένα τρόφιμο, τόσο πιο έντονα θερμαίνεται από τα μικροκύματα. Γι’ αυτό και σε ένα κομμάτι πίτσας που το βάζουμε να ζεσταθεί στο φούρνο μικροκυμάτων, όταν το βγάλουμε από αυτόν, οι ντομάτες που περιέχουν πολύ νερό ζεματάνε, ενώ η ζύμη όχι. Μικροκύματα χρησιμοποιούν και τα κινητά μας τηλέφωνα. ΝΑΙ! Μόλις μάθατε ότι τα κινητά τηλέφωνα ΔΕΝ έχουν ραδιενέργεια! Επομένως καταλαβαίνετε ότι ο εγκέφαλός μας «ψήνεται» όσο μιλάμε με αυτά. Επίσης, αντιλαμβάνεστε ποια αυγά γίνονται σφιχτά, όταν τοποθετείτε το κινητό σας σε μπροστινή τσέπη στο παντελόνι σας!

Στην άλλη μεριά του ορατού, μετά το ιώδες και σε μικρότερα μήκη κύματος, σε μεγαλύτερη ενέργεια, έχουμε την υπεριώδη ακτινοβολία. Η υπεριώδης ακτινοβολία είναι επικίνδυνη γιατί έχει επαρκή ενέργεια για να καταστρέψει μόρια, οπότε και το DNA μας. Η υπερέκθεση σε αυτή, μπορεί να προκαλέσει καρκίνο ή και θάνατο. Φανταστείτε πόσο βλαπτική είναι, που τα χειρουργικά εργαλεία συχνά αποστειρώνονται κάτω από λάμπες που εκπέμπουν υπεριώδη ακτινοβολία, αφού δε μένει τίποτα ζωντανό από αυτήν. Αυτή η ακτινοβολία είναι που προκαλεί την έκλυση μελανίνης από τα κύτταρά μας, με αποτέλεσμα το μαύρισμά μας το καλοκαίρι. Εντυπωσιακό είναι το γεγονός, ότι το χιόνι, ανακλά την υπεριώδη ακτινοβολία σε ποσοστό 80%, οπότε αυτός είναι ο λόγος που οι σκιέρ επιστρέφουν σαν παπαρούνες από τα χιονοδρομικά κέντρα το χειμώνα. Επίσης, μη νοιώθετε ασφαλείς κάτω από την ομπρέλα στην παραλία, δεδομένου ότι η άμμος αντανακλά περίπου το 25% της υπεριώδους ακτινοβολίας που δέχεται! Κοινώς, όπως θα έλεγε και η κυρία Λουκά: «Μετανοείτε, γιατί χανόμαστε!»

Βιβλιογραφία

1.      Physics for Scientists & Engineers, Raymond A. Serway, Saunders College Publishing
2.      Οργανική Χημεία, John McMurry, Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης
3.      Οπτική και Υπερόραση, Γιώργος Ασημέλλης, Σύγχρονη Γνώση
4.      Μαθήματα Οπτικής, Γιώργος Ασημέλλης, Σύγχρονη Γνώση