strona (46)

bywa uwolniona I wyemitowana w postaci fotonu, lednocześnie pem absorbowane z otoczenia zasila energię kinetyczną cząsteczek.

Absorpcja i emisja energii cząsteczek jest „kwantowana". Znaczy to, że dana cząsteczka (atom, elektron) może przyjąć tylko określoną ilość energii, żeby przyspieszyć swój ruch i oddaje tę samą ilość energii, gdy zostaje wyhamowana. Stąd dla każdej substancji widmo absorpcji jest takie samo jak widmo emisji. Mieszanina pierwiastków, a tym bardziej związków chemicznych, jakim jest ciało ludzkie, emituje promieniowanie, którego różnorodność energii w kwantach odpowiada tej różnorodności składników. W temperaturze ciała ludzkiego i jego normalnego otoczenia energia kwantów podczerwieni emitowanych ze skóry i absorbowanych jest niższa niż 0,1 eV.

2.2.3. Oscylacja atomów i cząstek

Każdy atom i cząsteczka mają ściśle określoną liczbę stanów (poziomów) energetycznych, oznaczanych liczbą kwantową. Absorpcja fotonu powoduje zmiany w ruchu, wiązaniu i(lub) położeniu cząsteczki. Zmiany te mogą być rozmaite. Na przykład jądro atomu wodoru (czyli proton) wiruje z szybkością około 64 000 kilometrów na sekundę, elektron wokół niego dokonuje tryliony obrotów na sekundę, wirując jednocześnie wokół własnej osi z szybkością podobną jak proton. Osie ich obrotów są równoległe, lecz kierunek ruchu wirowego protonu i elektronu oraz ich osie magnetyczne są sobie przeciwne. Zakładając, że obserwujemy ten ruch „z góry", moglibyśmy powiedzieć, że proton obraca się zgodnie z ruchem wskazówek zegara, a elektron odwrotnie. Absorpcja przez elektron kwantu o wielkości 0,00006 V (przejście do wyższego stanu energetycznego) może spowodować, że kierunek jego wirowania będzie taki sam jak kierunek wirowania protonu, w wyniku obrócenia osi elektronu tak, że jej koniec, który był „na dole", znajdzie się „na górze". Wraz z osią zostaną obrócone bieguny magnetyczne elektronu. Takie przejścia mogą powstawać pod wpływem pola magnetycznego, np. w magnetoterapii.

W cząsteczkach (związkach chemicznych) poza energią wiązania istnieje energia w postaci nieustannych ruchów. Tak np. cząsteczki chlorowodoru wykonują ruch obrotowy wokół swojego środka ciężkości (środek ciężkości jest znacznie bliżej jądra Cl, wielokrotnie cięższego od jądra H). lednocześnie obie te cząsteczki drgają, zbliżając się i oddalając od siebie, jakby były połączone sprężyną. Dla każdego z tych ruchów istnieją odrębne poziomy energetyczne.

Ruch obrotowy może być wolniejszy lub szybszy, ale zawsze o określoną liczbę obrotów. Na poziomie energetycznym 0, który występuje w temperaturze 0° Kelvina, ustaje ruch obrotowy cząstek, natomiast drgania międzycząsteczkowe występują także w temperaturze 0°K.

Kwanty widzialnego pem są wychwytywane tylko przez niesymetryczne cząstki, takie jak np. opisywana cząstka HCL. Powietrze składa się z cząstek i N_;, które jako symetryczne nie absorbują tego pem. Dlatego powietrze dla widzialnego i podczerwonego promieniowania Słońca jest przezroczyste i nie nagrzewa się od nich. Wiele cząstek związków organicznych w tkankach może absorbować promieniowanie elektromagnetyczne, zwłaszcza z zakresu podczerwieni, a zatem zmieniać poziomy energetyczne i aktywność.

46