Czynniki fizyczne 

środowiska bytowania 

człowieka cz.1

Promieniowanie elektromagnetyczne

jonizujące i niejonizujące – 

podział, charakterystyka, źródła 

Środowis

ko 

Czynniki abiotyczne

Czynniki biotyczne

• ukształtowanie powierzchni
  terenu,

• typ gleby, 

• czynniki chemiczne,

• klimat,

• wilgotność powietrza,

• temperatura,

• światło,

• ciśnienie atmosferyczne,

• promieniowanie i jonizacja 
  powietrza

• mikroorganizmy,

• makroorganizmy:

• rośliny

• zwierzęta

• bezkręgowce,

• kręgowce

Zanieczyszczenia 

środowiska

• Zanieczyszczenie powietrza 
SO

2

, NO

x

, CO, Pb, pyły 

• Zanieczyszczenia wody:
pestycydy, węglowodory aromatyczne, fenole, metale 

ciężkie 

• Zanieczyszczenia gleby 
metale ciężkie, nawozy sztuczne
• Skażenia promieniotwórcze 
awarie urządzeń jądrowych, wybuchy bomb atomowych 
• Zanieczyszczenie hałasem
• Zanieczyszczenie krajobrazu
• Zanieczyszczenie światłem

Główne czynniki fizyczne wpływające 

na organizm człowieka

•Promieniowanie 

elektromagnetyczne

•Hałas

•Wibracje

•Oświetlenie 

Atom (z gr. atomos: "niepodzielny") – 

najmniejszy składnik materii, któremu 

można przypisać właściwości 

chemiczne

Protony

Jądro atomowe

Neutrony

Chmura elektronowa

Na

24

11

Cl

35

17

X

A

Z

Z

liczba atomowa

A

liczba masowa

Izotopy - atomy tego samego 

pierwiastka mające tę samą liczbę 

protonów w jądrze

• Izotopy tego samego pierwiastka na ogół mają 

zbliżone własności fizyczne i chemiczne

• Pierwiastki występują naturalnie zwykle jako 

mieszanina izotopów

Podział izotopów

I podział izotopów:
• trwałe np. izotopy sodu i magnezu,
• nietrwałe np. izotopy molibdenu i uranu,
II podział izotopów:
• naturalne np. tryt i izotop platyny
• sztuczne np. izotopy siarki i krzemu
III podział izotopów:
• izotopy pierwotne, których czas półrozpadu ma 

wartość przekraczającą 0,5 mld lat. Np. 

40

K, 

238

U, 

232

Th

• izotopy wtórne np.: 

226

Ra, 

228

Ra, 

222

Rn, 

220

Rn, 

210

Pb

• pierwiastki kosmogenne np.: 

14

C, 

7

Be, 

10

Be, 

3

H

Promieniowanie

Promieniowanie to wysyłanie i

przekazywanie energii na odległość

• Promieniowania 
elektromagnetyczne

• Promieniowania korpuskularne

Promieniowanie 

elektromagnetyczne

Wielkości charakteryzujące falę

• długość fali - odległość między sąsiednimi punktami, 

w których pole magnetyczne i elektryczne jest takie 
samo

• częstotliwość – liczba pełnych zmian pola 

magnetycznego i elektrycznego w ciągu jednej sekundy

Długość fali

Ruch fali

Pole magnetyczne

Pole elektryczne

Podział promieniowania 

elektromagnetycznego

(ze względu na częstotliwość)

Podział promieniowania 

elektromagnetycznego 

(ze względu na charakter)

1. Promieniowanie cieplne

Przykładem jest promieniowanie podczerwone

2. Promieniowanie hamowania

Przykładem jest promieniowanie rentgenowskie

3. Promieniowanie synchrotronowe

Zawiera typowo pasma podczerwone, widzialne,

ultrafioletu oraz promieniowania X

Podział promieniowania 

elektromagnetycznego 

(ze względu na sposób 

oddziaływania)

10

20

10

18

10

16

10

15

10

12

10

8

10

4

Fale 

radiowe

Mikrofale

Podczerwień

Światło

widzialne

Ultrafiolet

Promienie.

X

Częstotliwość

[Hz]

Promienie.

gamma

1.Promieniowanie jonizujące – obejmuje 
    najwyższe zakresy częstotliwości 
    i najmniejsze zakresy długości fal

2. Promieniowani niejonizujące – 
    obejmuje najniższe zakresy częstotliwości 
    i największe zakresy długości fal

Promieniowanie 

elektromagnetyczne 

jonizujące

Promieniowanie 

jonizujące

Promieniowanie gamma

Atom obojętny

Kation

Elektron

Jonizacja to zjawisko odrywania elektronów od atomu. 

W jego wyniku z obojętnego elektrycznie atomu powstaje 

naładowany dodatnio jon i elektron

promieniowanie X

promieniowanie γ

promieniowanie α

promieniowanie β

promieniowanie 

neutronowe

Źródła promieniowania 

jonizującego

1. Naturalne źródła promieniowania jonizującego:

• Promieniowanie kosmiczne
W wyniku tego promieniowania powstają głównie tryt, beryl i 

14

C

• Promieniotwórcze izotopy pierwiastków zawarte w skorupie 
ziemskiej 

–

  Promieniowanie radonu, głównie w domach

    Okres połowicznego rozpadu tego pierwiastka wynosi 4 dni
    W Polsce od 1995 r. obowiązuje zakaz oddawania do użytku
    mieszkań, w których efektywne stężenie równowagi radonu
    przekroczy 200 Bq/m

3

•  Izotopy naturalne w organizmie – 

40

K, 

14

C i 

3

H

• Żywność i woda pitna – 

- buraki ćwikłowe – izotop rubidu 

87

Rb, 

- mięso ryb – izotopy uranu i niklu 
- wody lecznicze – izotop radonu

Źródła promieniowania 

jonizującego

2. Sztuczne źródła promieniowania 

jonizującego:

• Diagnostyka medyczna 
• Radioizotopy stosowanie w medycynie, 

przemyśle, rolnictwie, badaniach naukowych,

• Reaktory jądrowe – eksplozje i awarie reaktorów,
• Próbne wybuchy jądrowe,
• Odpady promieniotwórcze,
• Górnictwo i przeróbka rud uranu,
• Niektóre nawozy mineralne,
• Niektóre przedmioty codziennego użytku

Udział różnych źródeł promieniowania 

jonizującego w średniej dawce skutecznej 

otrzymanej przez statystycznego 

mieszkańca Polski w 2006 roku

Promieniowanie korpuskularne

• Cząstki, o masie spoczynkowej większej 

od zera zdolne do zjonizowania ośrodka

• Najczęściej spotykanymi cząstkami są:

1.

 Cząstki α

2.

 Elektrony (β

-

) i ich antycząstki pozytony (β

+

)

3.

 Neutrony

4.

 Protony

5.

 Inne rodzaje promieniowania korpuskularnego

Cząstki α

 są emitowane podczas rozpadu 

promieniotwórczego α

 

Cząstka α

Jądro

Jądro z pomniejszoną o dwa liczbą 

protonów i neutronów

Ogólny schemat reakcji 

He

Y

X

A

Z

A

Z

4

2

4

2









W ten sposób rozpadają się jądra pierwiastków ciężkich, o stosunkowo

dużej masie atomowej. Przykładowymi źródłami izotopowymi cząstek 

alfa są: polon (Po), rad (Ra), pluton (Pu), tor (Th) i uran (U)

Elektrony β

-

Rozpadowi β

-  

towarzyszy emisja promieniowania beta 

(elektronów), promieniowania γ i antyneutrin elektronowych 

A, B- jądra pierwiastków chemicznych

C - elektron

e

v

e

p

n













e

A

Z

A

Z

v

e

Y

X













1

Przykłady izotopów, 
które ulegają 
rozpadowi β

-

: 

Co-60, Na-24, C-14, H-3

D - antyneutrino elektronowe

Ogólny schemat reakcji 

Elektrony β+

A, F- jądra pierwiastków 

chemicznych

C - pozyton

D - neutrino elektronowe

e

v

e

n

p

energia













e

A

Z

A

Z

v

e

Y

X









 1

Ogólny schemat reakcji

Przykłady 
izotopów, 

które ulegają 

rozpadowi β

+

: 

11

C, 

13

N, 

15

O, 

18

F i 

22

Na.

Który z rozpadów promieniotwórczych β – β

+

 czy β

-

 

występuje częściej?

Przenikliwość różnych typów promieniowania

alfa

beta

gamma

papier

aluminium

ołów

Szereg promieniotwórczy - zespół 

pierwiastków promieniotwórczych 

powstający w wyniku następujących po sobie 

rozpadów

Rozpad promieniotwórczy β

Rozpad promieniotwórczy α

Izotop trwały

Izotop promieniotwórczy o długim okresie półtrwania

209 

Bi

206 

Pb 

207 

Pb

208 

Pb

Rodzaje szeregów 

promieniotwórczych

1. szereg promieniotwórczy uranowo-radowy

Rodzaje szeregów 

promieniotwórczych

2. szereg promieniotwórczy torowy 

Rodzaje szeregów 

promieniotwórczych

3. szereg promieniotwórczy uranowo-aktynowy  

Rodzaje szeregów 

promieniotwórczych

4. szereg promieniotwórczy neptunowy   

Reguła 

Soddy’ego-Fajansa

β

-

β

+

α

Promieniowanie gamma

nie powoduje zmian w jądrze

największa częstotliwość

najmniejsza długość fali

Źródła promieniowania 

gamma

1. Przemiana jądrowa

Źródła promieniowania 

gamma

2. Reakcja

syntezy 

Źródła promieniowania 

gamma

3. Anihilacja 

Diagram Feynmana 
przedstawiający anihilację 
elektronu z pozytonem. 
Powstaje foton, który 
następnie produkuje parę 
kwark-antykwark. 
Antykwark emituje gluon. 

Zastosowanie promieniowania 

gamma

• Bomba kobaltowa stosowana w:

– lecznictwie 
– defektoskopii 
– sterylizacji żywności 
– chemii radiacyjnej

• Diagnostyka nowotworów
• Pomiar grubości np. papieru, blach
• Geologia otworowa
• Badanie procesów przemysłowych

Aktywność promieniotwórcza - 

tempo rozpadu jąder 

promieniotwórczych

dt

dN

t

N

t

A







)

(

)

(



λ – stała rozpadu 

promieniotwórczego

N(t) – liczba jąder 

radionuklidu w chwili t

Jednostki aktywności 

promieniotwórczej

Curie (Ci)

1 Ci

1g Ra

Szybkość 

rozpadu

1 Ci

3,7·10

10

 / s

Szybkość 

rozpadu

Jednostki aktywności 

promieniotwórczej

GBq

Bq

Ci

37

1010

7

,

3

1







1

1

1



 s

Bq

Szybkość 

rozpadu

Jednostka 

bardzo mała

Bekerel (Bq)

Próbka o aktywności 1 Bq

1 rozpad/s

1 Bq

Okres połowicznego rozpadu

nie zależy od otoczenia chemicznego

t

e

A

A









0

Okres połowicznego rozpadu 

średni czas, po którym połowa jąder danego 

pierwiastka ulegnie przemianie

N – liczba jąder które uległy rozpadowi

t - czas

N

0

 – pierwotna liczba jąder 

λ – stała rozpadu

Aktywność pierwiastka 

zmniejsza się o połowę

2

1

2

1

693

,

0

2

ln

T

T







Okres połowicznego 

rozpadu 

A

(t

) 

- 

a

kt

yw

n

o

ść

 (

lic

zb

a

 r

a

d

io

a

kt

y

w

n

y

ch

 j

ą

d

e

r)

t - czas

Atomy radioaktywne

Atomy stabilne

Pierwiast

ek

T½ 

5

Li

3,047·10

-22 

s

17

F

64,7 s

11

C

20,3 min

211

Rn

14,6 godz

65

Zn

244,26 dni

242

Am

100 lat

226

Ra

1599 lat 

238

U

4,46 mld lat 

128

Te

2,2·10

24 

lat

Promieniowanie 

rentgenowskie - historia

• 1895 r. – W. C. Röentgen odkrył 

promieniowanie X

• 1897 r. – odkrycie zjawiska 

promieniotwórczości przez Becquerel’a i 
obszerniejsze wyjaśnienie go przez 
Skłodowską-Curie

• 1903 r. – Nagroda Nobla z fizyki dla Marii i 

Piotra Curie oraz dla Henri’ego Becquerel’a 
za odkrycie zjawiska promieniotwórczości 

Promieniowanie 

rentgenowskie 

i jego podział

Podział 

promieniowania 
rentgenowskiego:

• Twarde promieniowanie 

rentgenowskie 

   (λ = 5 pm-100 pm)
• Miękkie promieniowanie 

rentgenowskie 

   (λ = 0,1 nm-10 nm)

Własności promieni X

• wszelkie substancja są dla promieni X 

przejrzyste

• są niewidzialne, ale wywołują fluorescencję 
• wywołują jonizację powietrza 
• w próżni mają prędkość światła
• rozchodzą się po liniach prostych
• powodują utratę ładunku
• nie są odbijane i załamywane, nie można 

ich skupić za pomocą soczewek 

Źródła promieniowania 

rentgenowskiego

1.Lampy rentgenowskie 

(napięcie anodowe przyspiesza emitowane przez katodę 

elektrony, nadając im dużą energię kinetyczną)

wyhamowanie i odbicie elektronu 

przez atom W

wybicie przez elektron 

elektronu atomu W

Źródła promieniowania 

rentgenowskiego

Emisja kwantu 

promieniowania X

Spadek elektronów 

z wyższych powłok

Jądro przechwytuje elektron 

z powłoki K

2. Wychwyt elektronu

Źródła promieniowania 

rentgenowskiego

3. Poruszające się po okręgu elektrony 

w synchrotronach 

(promieniowanie synchrotronowe)

Taśma klejąca a 

promieniowanie 

rentgenowskie

• możliwość wielokrotnego wykorzystywania taśmy

• brak potrzeby zatrudniania licznego personelu

• większe bezpieczeństwo i niższe koszty eksploatacji

Podczas odrywania fragmentów taśmy klejącej powstaje 

wystarczająca dawka promieni X, by wykonać zdjęcie kości palca 

lub całej dłoni

Zalety

Zastosowanie promieniowania X

• Defektoskopia
• Analiza rentgenospektralna
• Fizyka jądrowa 
• Astronomia
• Przemysł (działanie bakteriobójcze)

Zastosowanie promieniowania X w 

medycynie

• Zdjęcia rentgenowskie

• Tomografia komputerowa

• Angiografia

• Radioterapia

Promieniowanie 

elektromagnetyczne 

niejonizujące

Promieniowanie elektromagnetyczne 

niejonizujące

• Energie charakteryzujące pola elektromagnetyczne 

niejonizujące nie powodują jonizacji cząstek materii

• Podział pól elektromagnetycznych w zależności od 

częstotliwości 

– pola stałe (0-1 Hz) 
– pola wolnozmienne (1-300 Hz) 
– pola szybkozmienne (300 Hz – 300 GHz) 

• Zakresy widma promieniowania 

elektromagnetycznego niejonizującego

– Optyczny rozciągający się od 1 mm do 100 nm
– Radiowy rozciągający się od fal najdłuższych do 

długości 1 mm 

Źródła pól elektromagnetycznych 

niejonizujących

1. Naturalne

– promieniowanie słoneczne
– promieniowanie kosmiczne
– pole elektromagnetyczne kuli ziemskiej 

2. Sztuczne

– sztuczne źródła stałych i wolnozmiennych 

pól elektromagnetycznych

– sztuczne źródła szybkozmiennych pól 

elektromagnetycznych – ogólnie 

urządzenie telekomunikacyjne i 

radiolokacyjne

Promieniowanie 

optyczne

 promieniowanie podczerwone 

(IR – infrared radiation) 

 promieniowanie widzialne 

(VR – visible radiation) 

 promieniowanie ultrafioletowe 

(UV – ultrafiolet radiation) 

Promieniowanie 

podczerwone 

Każde ciało o temperaturze większej od zera bezwzględnego 
emituje promieniowanie cieplne

Podzakresy promieniowania podczerwonego

pro

mi

en

iow

an

ie 

po

dc

ze

rw

on

e

bli

ski

e

pro

mi

en

iow

an

ie 

po

dc

ze

rw

on

e

śre

dn

ie

pro

mi

en

iow

an

ie 

po

dc

ze

rw

on

e 

da

lek

ie

pro

mi

en

iow

an

ie 

po

dc

ze

rw

on

e 

su

bm

ilim

etr

ow

e

długość fali

Źródła promieniowania 

podczerwonego

1. Naturalne

• Słońce

– szerokość geograficzna

– wysokość nad poziomem morza

• energia wnętrza Ziemi

– rzeźba terenu

– rodzaj powierzchni

2. Sztuczne

• urządzenie przetwarzające inne rodzaje energii 

w energię cieplną 

• rozgrzane elementy procesu technologicznego

• urządzenia wykorzystujące aktywną energii z 

zakresu podczerwieni 

Promieniowanie podczerwone - 

zastosowanie

• Noktowizja: bierna i czynna 
• Pomiar odległości  
• Przekaz danych w światłowodzie 
• Zdjęcia satelitarne
• Spektroskopia IR
• Obserwacja kosmosu
• Badanie historii obrazu malarskiego

 

Promieniowanie 

ultrafioletowe

Techniczny podział 

promieniowania ultrafioletowego

 daleki ultrafiolet

 bliski ultrafiolet

Promieniowanie ultrafioletowe

Podział promieniowania ultrafioletowego ze względu 

na działanie na człowieka

UV-C

 nie dociera do powierzchni Ziemi

 w niewielkim stopniu (1%) dociera 

do powierzchni Ziemi  

UV-A

UV-B

długość 

fali

Źródła promieniowania 

ultrafioletowego

1. Naturalne
• Słońce - emituje ultrafiolet w zakresie 
                    UV-A, UV-B i UV-C 
2.  Sztuczne
• źródła żarowe i łukowe

• źródła wyładowcze w gazach

Zastosowanie 

promieniowania 

ultrafioletowego

• Dezynfekcja
• Zastosowanie kosmetyczne - solaria 
• Zastosowanie medyczne

– leczenie żółtaczki u nowowrodków
– choroba gośćcowa
– krzywica
– anemia 
– leczenie laryngologiczne 
– leczenie łuszczycy
– przewlekłe zapalenie oskrzeli 
– trądzik pospolity

• Uzdatnianie wody pitnej
• Fluorescencja substancji 

Fale radiowe

Źródła fal radiowych:

• naturalne

– gwiazdy 

– radiogalaktyki

– wyładowania atmosferyczne

• sztuczne

– zamierzone: nadajnik radiowy
– zakłócenia: silniki komutatorowe, 

komputery, kuchenka mikrofalowa 

Pasma fal radiowych 

Fale bardzo długie

Fale długie

Fale średnie

Fale krótkie

Fale ultrakrótkie

Częstotliwość

Długość 

fali

Literatura

• Aniołczyk H.: „Pola elektromagnetyczne. Źródła – oddziaływanie – ochrona” – Oficyna 

Wydawnicza Instytutu Medycyny Pracy im. prof. Jerzego Nofera, Łódź, 2000

• Błoński M.: „Osobista elektrownia atomowa”

• Byczewska Z. i Dawydzik L.: „Medycyna pracy w praktyce lekarskiej” – Oficyna 

Wydawnicza Instytutu Medycyny Pracy im. prof. Jerzego Nofera, Łódź, 1999

• Indulski J.A.: „Higiena pracy. Zagrożenia fizyczne i biologiczne. Działania ochronne”, 

tom II – Oficyna Wydawnicza Instytutu Medycyny Pracy im. prof. Jerzego Nofera, Łódź, 

1999

• http://www.postcarbon.pl/2008/01/05/elektrownie-atomowe/

• http://library.thinkquest.org/19662/high/pol/nuclear-reactor.html

• http://chemia.viii-lo.krakow.pl/energetyka/

• http://www.iwiedza.net/encyklo/jleter.html

• www.energy15.republika.pl

• www.iwiedza.net/encyklo 

• www.if.pw.edu.pl/.../zal03/sobolewski/praca1.htm 

Dziękuję za 

uwagę