8247

Основи використання оптичного випромінювання в сільськогосподарському виробництві

Контрольная

Лесное и сельское хозяйство

Основи використання оптичного випромінювання в сільськогосподарському виробництві Природа оптичного випромінювання. Основні поняття та визначення. Фотобіологічна дія оптичного випромінювання. Основні оптичні величини і одиниці вимі...

Украинкский

2013-02-07

86 KB

38 чел.

Основи використання оптичного випромінювання в сільськогосподарському виробництві

  1.  Природа оптичного випромінювання. Основні поняття та визначення.
  2.  Фотобіологічна дія оптичного випромінювання.
  3.  Основні оптичні величини і одиниці вимірювання.
  4.  Прилади для вимірювання оптичного випромінювання

Метою дисципліни «Електроосвітлення та опромінення» є навчити майбутніх спеціалістів технічно грамотно застосовувати оптичне випромінювання в сільськогосподарському виробництві - тваринництві, птахівництві, рослинництві. Правильне і грамотне застосування освітлювальних і опромінювальних установок може підвищити продуктивність праці на 5-10 %, продуктивність тварин - на 8- 15 %, дати високі врожаї в теплицях.

Оптичне випромінювання по своїй природі відноситься до електромагнітних коливань. Коливання з довжиною хвилі від 1 нм до 10000 нм називається оптичним випромінюванням і поділяється на 3 зони:

  1.  Видиме випромінювання, це таке, яке може викликати зорове відчуття людини і воно знаходиться в діапазоні довжини хвиль 380-760 нм.
  2.  УФ-випромінювання - це невидиме випромінювання (ультра - по латині -за) воно знаходиться за видимим випромінюванням в діапазоні довжини хвиль 200-380 нм.
  3.  ІЧ-випромінювання - це невидиме випромінювання (інфра - по латині -попереду) знаходиться попереду видимого випромінювання в діапазоні довжини хвиль 760-10000 нм.

Розглянемо більш детально оптичне випромінювання на наступному рисунку.


Рисунок 1 Спектри оптичного випромінювання

Як видно із приведених цифр, видиме випромінювання займає вузеньку полоску в спектрі оптичного випромінювання, але саме воно відіграє вирішальну роль життєдіяльності людини, так як забезпечує можливість орієнтуватись в просторі, розрізняти кольори предметів, які знаходяться поряд, виконувати певні технологічні операції.

Продукти харчування рослинного і тваринного походження, енергоресурси (вугілля, газ нафта) це результат дії видимого випромінювання Сонця на нашу планету за рахунок фотосинтезу, який проходить безперервно на Землі в зелених рослинах.

Покажемо на рис. криву випромінювання сонця. Ця крива показує, що видиме випромінювання Сонця неоднорідне, хоча воно створює відчуття білого світла. Оскільки спектр Сонця суцільний, кольори, які складають видиме випромінювання плавно переходять один в другий. Умовно можна виділити 8 умовних кольорів, хоча необхідно зазначити, що очі людини можуть розрізняти більше 150 кольорів і відтінків.

В таблиці 1 приведено вісім умовних кольорів і орієнтовні довжини хвиль.


Таблиця 1 - Умовні кольори і орієнтовні довжини хвиль

Довжина хвилі, нм

Колір

Довжина хвилі, нм

Колір

380-450

Фіолетовий

550-575

Жовто-зелений

450-480

Синій

575-585

Жовтий

480-510

Голубий

585 - 620

Оранжевий

510-550

Зелений

620 - 760

Червоний

Очі людини можуть сприйняти мінімальну освітленість 0,1 Лк (це місячне сяйво). Максимальна освітленість до якої можуть пристосуватись очі складає 100000 лк. При низькій освітленості очі працюють в режимі нічного зору за рахунок функцюювання палочкових елементів, при високій освітленості очі людини працюють в режимі денного зору за рахунок колбочкових елементів сітчатої оболочки ока. При переході освітленості з нічної на денну, або на оборот очі людини працюють режимі сутінок.

Механізм виникнення оптичного випромінювання

Елементарні частинки речовини (атоми, молекули) знаходяться звичайно в стані енергетичної рівноваги. Позитивний заряд ядра атому зрівноважується негативним зарядом електронів, які обертаються довкола ядра атому. Але при певних збудженнях проходить процес віддалення електрона від ядра атому, який потребує затрат енергії, на вищі орбіти. Електрони, які тимчасово віддалені від ядра атому при певних збудженнях, знову повертаються у свої стійкі орбіти, при цьому вони випускають надлишкову енергію у вигляді оптичного випромінювання. Дана енергія отримала назву кванта-енергія, тобто енергій, яка розділена на порції, кванти. А кванти оптичного випромінювання називають фотонами.

2. Фотобіологічна дія оптичного випромінювання

Енергія оптичного випромінювання безпосередньо діє на людей, тварин, рослин, мікроорганізми та інші приймачі. Існують наступні основні види фотобіологічної дії:


  1.  Світлова дія - виражається в зоровому відчутті людини і дозволяє орієнтуватись в просторі.

Фотосинтез - поглинання рослинами видимого і УФ випромінювання.

Фотоперіодична дія - чередування і тривалість освітлення і темноти

  1.  Терапевтична дія - опромінення людей тварин, птиці дозованою кількістю УФ, ІЧ і видимого опромінювання, що призводить до покращення обмінних речовин, опору до зменшення захворювань.

Бактерицидна дія - викликає знищення бактерій.

  1.  Мутагенна дія - тривала дія на рослини, тварини УФ опроміненням, яке призводить до спадкоємних змін, (виведення нових сортів).

3. Основні світлові величини і одиниці вимірювання

До основних світлових величин відносяться :

1. Світловий потік - це кількість променевої енергії, яка випромінюється

джерелом світла в одиницю часу.

                                              

        де Ф - світловий потік випромінювання, Вт

             - променева енергія випромінювання за певний час

              - проміж уток часу випромінювання.

За одиницю світлового потоку прийнято Люмен. Експериментально

встановлено, що , тобто, випромінювання в 1 Вт при довжині хвилі 555

нм складає 683 лм світлового потоку.. Число 683 називають світловим еквівалентом потужності. Тобто число 683 лм/Вт - це є максимальне значення відчуття «середнього ока людини».

2. Сила світла - це відношення світлового потоку до телесного кута з

вершиною в точці розміщення випромінювача.

де - телесний кут випромінювання. Одиницею сили світла є кандела  


300 нм

Фотосинтез                                                     750 нм

Фф - Фіт (Фіти)                     Фітометр

Еф - Фіт/м2

Іф - Фіт/стериідан                 фоторезистор

                             дрлф

1нм

200нм

280нм

315нм

380нм

760нм            1 мм

ВУФ

УФ-С

УФ-В

УФ-А

Видиме

ІЧ

Бактерицидна дія

Вітальна дія

Вітальна дія

Світлова дія

Теплова дія

Фб-Бк (бакти)

Еб -Бк/м2

Iб - Бк/стер.

Фв-Віт (Віти)

Ев -Віт/м2

-Віт/стер.

Фв-Віт (Віти)

Ев -Віт/м2

-Віт/стер.

Ф - Лм (люмен) Е- Лк (люкси)

І- Кд (кандела)

Ф-  Вт

Е - Вт/м2

І - Вт/стер.

Бакметр

ерметр

ерметр

люксметр

Ікметр

фоторезистор

фотодіод

фотодіод

Селеновий фотоелемент

термопара

ДБ-30

ДРТ-400

ЛЭ

ЛР, КГ, ЛБ,ЛЕ,ЛД, ДРЛ,ДРИ,ДНаТ, ДКсТЛ, ДКсТВ

ИКЗ, ИКЗК


3.Освітленість - це відношення світлового потоку до площі поверхні

         Вимірюється в люксах .

4. Вимірювання оптичного випромінювання

Оптичне випромірювання може бути виміряно тоді, коли воно поглинається яким небудь тілом і перетворюється в інший вид енергії: теплову , електричну, хімічну.

На практиці більш широке застосування отримала теплова і фотоелектрична дія. Для вимірювання тепла широке застосування знайшли балометри. Балометр, це пристрій в якому чутливим елементом є первинний перетворювач виготовлений із міді, платини, нікеля. Принцип дії таких датчиків засновано на зміні опору первинного перетворювача. Тобто при зміні температури тіла змінюється опір первинного перетворювача. Балометри дозволяють проводити вимірювання зміни температури до °С.

Електричні приймачі перетворюють енергію випромінювання в електричну за рахунок фотоефекту. До них відносяться фоторезистори, фотодіоди, фото транзистори. їхній принцип дії засновано на внутрішньому фотоефекті. Тобто енергія оптичного випромінювання переводить електрони матеріалу в вільний стан, що збільшує проводимість матеріалу.

Люксметри призначені для вимірювання освітленості. Складаються із селенового фотоелемента, який знаходиться в ручці і мікроамперметра, який проградуйовано в одиницях люксах.

Принцип дії селенового фотоелемента основано на тім, що під дією світла в фотоелементі виникає електричний струм.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

76866. Пути оттока лимфы от молочной железы 182.41 KB
  Они впадают в следующие лимфатические узлы. Непостоянные 15 межгрудные лимфатические узлы nodi lymphtici interpectorlis расположенные между большой и малой грудными мышцами. Выносящие из них сосуды направляются в предаортальные узлы но могут вливаться непосредственно в грудной проток и левый яремный ствол. Часть приносящих лимфатических сосудов обходит лимфатические узлы и напрямую вливается в выносящие сосуды или подключичные яремные и бронхомедиастинальные стволы что приводит к отдаленному метастазированию опухолевых клеток из...
76867. Лимфатические сосуды легких и грудные узлы 180.75 KB
  Приносящие лимфатические сосуды возникают на уровне легочных сегментов переходят в долевые и воротные покидая легкие вместе с венами вливаются в следующие висцеральные лимфатические узлы грудной полости. Бронхопульмональные nodi lymphtici bronchopulmonles 425 внутриорганные узлы располагаются у сегментарных и долевых бронхов внеорганные узлы находятся в корне легкого у главного бронха. Трахеобронхиальные узлы nodi lymphtici trcheobronchiles: верхние 114 и нижние 330 лежат над и под бифуркацией трахеи.
76868. Лимфатические сосуды и узлы органов брюшной полости 186.2 KB
  Из капиллярных сплетений начинаются приносящие лимфатические сосуды которые направляются к краям органа и вливаются в органные лимфатические узлы. Из сплетений приносящие лимфатические сосуды направляются к воротам органов где вступают в органные лимфатические узлы. Из них выходят выносящие сосуды большая часть которых вливается в межорганные и региональные лимфатические узлы меньшая в кишечные поясничные лимфатические стволы грудной проток.
76869. Лимфатические сосуды и узлы таза 179.97 KB
  Приносящие сосуды возникающие из внутриорганных лимфатических сплетений направляются к не многочисленным висцеральным лимфатическим узлам: 1 околомочепузырным собирающим лимфу не только от мочевого пузыря но и от простаты мочеточников и начального отдела уретры; 2 околоматочным расположенным в параметрии между листками широкой маточной связки и собирающим лимфу от матки и маточных труб; 3 околовлагалищным лежащим на передней и задней стенках влагалища; в эти узлы лимфа вливается из шейки матки влагалища и его предверия; 4...
76870. Органы иммунной системы 181.19 KB
  Основой всех иммунных органов является лимфоидная ткань: узелковая и диффузная создающая морфофункциональный клеточный комплекс лимфоцитов плазмоцитов макрофагов и других иммунных клеток. В костном мозге из стволовых клеток путем многократных делений до 100 раз и дифференцировки по трем направлениям эритропоэз гранулопоэз тромбоцитопоэз образуются форменные элементы крови эритроциты агранулоциты лимфо и моноциты тромбоциты а также Влимфоциты. Они участвуют в гуморальном иммунитете и становятся предшественниками...
76871. Центральные органы иммунной системы 184.18 KB
  Общая масса костного мозга medull ossium составляет 253 кг 4547 от массы тела около половины приходится на красный мозг medull ossium rubr столько же на желтый – medull ossium flv. В красном костном мозге благодаря многократному делению – более 100 раз росту и усложнению структуры стволовые клетки превращаются в эритроциты лейкоциты лимфо и моноциты тромбоциты. Влимфоциты образующиеся в красном мозге участвуют в реакциях гуморального иммунитета вырабатывая антитела.
76872. Периферические иммунные органы 184.32 KB
  В белой пульпе вокруг ветвей и веточек селезеночной артерии располагаются лимфоидные узелки сформированные в периартериальные лимфоидные влагалища вокруг пульпарных ветвей эллипсоидные диски с осевым смещением вокруг центральных веточек и гильзы вокруг кисточковых артериол. В петлях сети находятся лимфоидные узелки и диффузная лимфоидная ткань. Корковое вещество лежит под капсулой и содержит лимфоидные узелки в 051 мм диаметром часть из них имеет центры размножения.
76873. Селезенка (lien, splen) и ее строение 182.4 KB
  Селезенка lien splen располагается глубоко в преджелудочной сумке верхнего этажа брюшной полости проецируется в левой подреберной области на уровне IXXI ребер. Селезенка лиен сплен имеет: массу в 20 40 лет у мужчин 192 г у женщин 153 г; длину в 1014 см ширину в 610 см толщину в 34 см; цвет темнокрасный; поверхности: диафрагмальную выпуклую; висцеральную плоскую или слегка вогнутую с лежащим посредине углублением воротами; края: верхний передний острый нижний задний – тупой; концы: задний закругленный ...
76874. Значение нервной системы 184.15 KB
  Условно нервная система подразделяется: на центральную часть в составе головного и спинного мозга; на периферическую часть в составе черепных 12 пар и спинномозговых 31 пара нервов и образующих их корешков; нервных узлов нервных сплетений отдельных ветвей и их нервных окончаний в органах и тканях. Внутри головного мозга нейроны формируют скопления в виде крупных и мелких ядер и сети ретикулярной формации. Нервные волокна мозга подразделяются на ассоциативные комиссуральные и проекционные все они образуют проводящие пути для...