Le rayonnement infrarouge est un type de rayonnement naturel. Chaque personne y est exposée quotidiennement. Une grande partie de l'énergie solaire atteint notre planète sous forme de rayons infrarouges. Cependant, dans monde moderne De nombreux appareils utilisent le rayonnement infrarouge. Cela peut affecter le corps humain de diverses manières. Cela dépend en grande partie du type et du but d’utilisation de ces mêmes appareils.

Ce que c'est

Le rayonnement infrarouge, ou rayons IR, est un type de rayonnement électromagnétique qui occupe la région spectrale allant de la lumière rouge visible (qui a une longueur d'onde caractéristique de 0,74 microns) au rayonnement radio à ondes courtes (d'une longueur d'onde de 1 à 2 mm). Il s’agit d’une région assez large du spectre, elle est donc divisée en trois régions :

• proche (0,74 - 2,5 µm) ;
• moyen (2,5 - 50 microns) ;
• longue portée (50-2000 microns).

Histoire de la découverte

En 1800, un scientifique anglais, W. Herschel, a observé que dans la partie invisible du spectre solaire (au-delà de la lumière rouge), la température du thermomètre augmente. Par la suite, la subordination a été prouvée rayonnement infrarouge lois de l'optique et a conclu qu'elle est liée à la lumière visible.

Grâce aux travaux du physicien soviétique A. A. Glagoleva-Arkadyeva, qui a reçu en 1923 des ondes radio avec λ = 80 microns (gamme IR), l'existence d'une transition continue du rayonnement visible au rayonnement IR et aux ondes radio a été prouvée expérimentalement. Ainsi, une conclusion a été tirée sur leur nature électromagnétique commune.

Presque tout dans la nature est capable d’émettre des longueurs d’onde correspondant au spectre infrarouge, ce qui signifie que le corps humain ne fait pas exception. Nous savons tous que tout ce qui nous entoure est constitué d’atomes et d’ions, même les humains. Et ces particules excitées sont capables d'émettre. Elles peuvent entrer dans un état excité sous l'influence de divers facteurs, par exemple des décharges électriques ou lorsqu'elles sont chauffées. Ainsi, dans le spectre d'émission de la flamme d'une cuisinière à gaz, il existe une bande avec λ = 2,7 μm provenant des molécules d'eau et avec λ = 4,2 μm provenant du dioxyde de carbone.

Les ondes IR dans la vie quotidienne, la science et l'industrie

En utilisant certains appareils à la maison et au travail, on s’interroge rarement sur l’effet du rayonnement infrarouge sur le corps humain. Pendant ce temps, les radiateurs IR sont très populaires aujourd’hui. Ce qui les distingue fondamentalement des radiateurs et convecteurs à fioul, c'est leur capacité à chauffer non pas l'air lui-même, mais tous les objets situés dans la pièce. Autrement dit, les meubles, les sols et les murs se réchauffent d’abord, puis libèrent leur chaleur dans l’atmosphère. Dans le même temps, le rayonnement infrarouge affecte également les organismes – les humains et leurs animaux de compagnie.

Les rayons IR sont également largement utilisés dans la transmission de données et le contrôle à distance. De nombreux téléphones mobiles disposent de ports infrarouges pour partager des fichiers entre eux. Et toutes les télécommandes des climatiseurs, des chaînes stéréo, des téléviseurs et de certains jouets pour enfants contrôlés utilisent également des rayons électromagnétiques dans la plage infrarouge.

L'utilisation des rayons IR dans l'armée et l'astronautique

La plupart important les rayons infrarouges sont utilisés dans les industries aérospatiale et militaire. Diverses jumelles, viseurs, etc. sont créés sur la base de photocathodes sensibles au rayonnement infrarouge (jusqu'à 1,3 microns). Ils permettent, tout en irradiant simultanément des objets avec un rayonnement infrarouge, de viser ou d'observer dans l'obscurité absolue.

Grâce aux récepteurs de rayons infrarouges hautement sensibles créés, la production de missiles à tête chercheuse est devenue possible. Les capteurs situés dans leur tête réagissent au rayonnement infrarouge d'une cible, dont la température est généralement plus élevée. environnement, et dirigez le missile vers la cible. La détection des parties chauffées des navires, des avions et des réservoirs à l'aide de radiogoniomètres thermiques est basée sur le même principe.

Les localisateurs IR et les télémètres peuvent détecter divers objets dans l'obscurité totale et mesurer la distance qui les sépare. Des dispositifs spéciaux émettant dans la région infrarouge sont utilisés pour les communications spatiales et terrestres longue distance.

Rayonnement infrarouge dans les activités scientifiques

L’une des plus courantes est l’étude des spectres d’émission et d’absorption dans la région IR. Il est utilisé pour étudier les caractéristiques des coques électroniques des atomes, pour déterminer les structures de toutes sortes de molécules et, en outre, pour l'analyse qualitative et quantitative de mélanges de diverses substances.

En raison des différences dans les coefficients de diffusion, de transmission et de réflexion des corps dans les rayons visibles et infrarouges, les photographies prises dans différentes conditions sont légèrement différentes. Les photos prises en infrarouge montrent souvent plus de détails. De telles images sont largement utilisées en astronomie.

Étudier l'effet des rayons IR sur le corps

Les premières données scientifiques sur les effets du rayonnement infrarouge sur le corps humain remontent aux années 1960. L'auteur de la recherche est le docteur japonais Tadashi Ishikawa. Au cours de ses expériences, il a pu établir que les rayons infrarouges ont tendance à pénétrer profondément à l’intérieur du corps humain. Dans ce cas, des processus de thermorégulation se produisent, similaires à la réaction d'être dans un sauna. Cependant, la transpiration commence à une température ambiante plus basse (elle est d'environ 50°C) et l'échauffement des organes internes se produit beaucoup plus profondément.

Lors d'un tel réchauffement, la circulation sanguine augmente, les vaisseaux des organes respiratoires, les tissus sous-cutanés et la peau se dilatent. Cependant, une exposition prolongée au rayonnement infrarouge sur une personne peut provoquer un coup de chaleur, et un fort rayonnement infrarouge entraîne des brûlures à des degrés divers.

Protection infrarouge

Il existe une petite liste de mesures visant à réduire le risque d'exposition au rayonnement infrarouge sur le corps humain :

1. Réduire l'intensité du rayonnement. Ceci est réalisé grâce à la sélection d'équipements technologiques appropriés, au remplacement rapide des équipements obsolètes, ainsi qu'à leur disposition rationnelle.
2. Retirer les travailleurs de la source de rayonnement. Si la chaîne de production le permet, son contrôle à distance est à privilégier.
3. Installation d'écrans de protection à la source ou sur le lieu de travail. De telles clôtures peuvent être disposées de deux manières pour réduire l'impact du rayonnement infrarouge sur le corps humain. Dans le premier cas, ils doivent réfléchir les ondes électromagnétiques, et dans le second, ils doivent les retarder et convertir l'énergie du rayonnement en énergie thermique puis l'évacuer. Étant donné que les écrans de protection ne doivent pas priver les spécialistes de la possibilité de surveiller les processus de production, ils peuvent être rendus transparents ou translucides. A cet effet, les matériaux choisis sont le verre de silicate ou de quartz, ainsi que les treillis et chaînes métalliques.
4. Isolation thermique ou refroidissement des surfaces chaudes. Le but principal l'isolation thermique vise à réduire le risque que les travailleurs subissent diverses brûlures.
5. Moyens de protection individuelle(divers vêtements spéciaux, lunettes avec filtres intégrés, visières).
6. Actions préventives. Si, au cours des actions ci-dessus, le niveau d'exposition au rayonnement infrarouge sur le corps reste suffisamment élevé, un régime de travail et de repos approprié doit alors être sélectionné.

Avantages pour le corps humain

Le rayonnement infrarouge affectant le corps humain entraîne une amélioration de la circulation sanguine grâce à la vasodilatation, une meilleure saturation des organes et des tissus en oxygène. De plus, une augmentation de la température corporelle a un effet analgésique dû à l'effet des rayons sur les terminaisons nerveuses de la peau.

Il a été constaté que les opérations chirurgicales réalisées sous l'influence du rayonnement infrarouge présentent un certain nombre d'avantages :

• La douleur après la chirurgie est un peu plus facile à supporter ;
• La régénération cellulaire est plus rapide ;
• l'influence du rayonnement infrarouge sur une personne permet d'éviter le refroidissement des organes internes lors d'une intervention chirurgicale sur des cavités ouvertes, ce qui réduit le risque de choc.

Chez les patients brûlés, le rayonnement infrarouge permet d'éliminer la nécrose, ainsi que de réaliser une autoplastie à un stade plus précoce. De plus, la durée de la fièvre est réduite, l'anémie et l'hypoprotéinémie sont moins prononcées et la fréquence des complications est réduite.

Il a été prouvé que le rayonnement IR peut affaiblir l'effet de certains pesticides en augmentant l'immunité non spécifique. Beaucoup d'entre nous connaissent le traitement de la rhinite et de certaines autres manifestations du rhume avec des lampes infrarouges bleues.

Dommage pour les humains

Il convient de noter que les dommages causés par le rayonnement infrarouge au corps humain peuvent également être très importants. Les cas les plus évidents et les plus courants sont les brûlures cutanées et les dermatites. Ils peuvent se produire soit lors d’une exposition trop longue à des ondes faibles du spectre infrarouge, soit lors d’une irradiation intense. Si nous parlons de procédures médicales, c'est rare, mais des coups de chaleur, de l'asthénie et une exacerbation de la douleur surviennent quand même s'ils ne sont pas traités correctement.

Un des problèmes modernes sont des brûlures aux yeux. Les plus dangereux pour eux sont les rayons IR dont les longueurs d'onde sont comprises entre 0,76 et 1,5 microns. Sous leur influence, le cristallin et l'humeur aqueuse s'échauffent, ce qui peut entraîner divers troubles. L’une des conséquences les plus courantes est la photophobie. Les enfants qui jouent avec des pointeurs laser et les soudeurs qui négligent les équipements de protection individuelle doivent s'en souvenir.

Les rayons IR en médecine

Le traitement par rayonnement infrarouge peut être local ou général. Dans le premier cas, un effet local est réalisé sur une zone précise du corps, et dans le second, l'ensemble du corps est exposé aux rayons. La durée du traitement dépend de la maladie et peut varier de 5 à 20 séances de 15 à 30 minutes chacune. Lors de l'exécution des procédures, l'utilisation d'équipements de protection est obligatoire. Pour maintenir la santé oculaire, des couvercles ou des lunettes en carton spéciaux sont utilisés.

Après la première intervention, des rougeurs aux limites floues apparaissent à la surface de la peau, qui disparaissent au bout d'environ une heure.

Action des émetteurs IR

Avec la disponibilité de nombreux dispositifs médicaux, les gens les achètent pour un usage individuel. Cependant, il ne faut pas oublier que de tels appareils doivent répondre à des exigences particulières et être utilisés dans le respect des règles de sécurité. Mais l’essentiel est de comprendre que, comme tout dispositif médical, les émetteurs d’ondes infrarouges ne peuvent pas être utilisés pour un certain nombre de maladies.

L'influence du rayonnement infrarouge sur le corps humain

Longueur d'onde, µm	Action utile
9,5 µm	Effet immunocorrecteur dans les états d'immunodéficience causés par le jeûne, l'empoisonnement au tétrachlorure de carbone et l'utilisation d'immunosuppresseurs. Conduit à la restauration des niveaux normaux d’immunité cellulaire.
16,25 µm	Action antioxydante. Elle est réalisée grâce à la formation de radicaux libres à partir de superoxydes et d'hydroperoxydes et à leur recombinaison.
8,2 et 6,4 µm	Effet antibactérien et normalisation de la microflore intestinale en raison de l'influence sur le processus de synthèse des hormones prostaglandines, conduisant à un effet immunomodelant.
22,5 µm	Conduit au transfert de nombreux composés insolubles, tels que les caillots sanguins et les plaques athéroscléreuses, vers un état soluble, leur permettant ainsi d'être éliminés de l'organisme.

Par conséquent, un spécialiste qualifié, un médecin expérimenté, doit choisir un traitement. En fonction de la longueur des ondes infrarouges émises, les appareils peuvent être utilisés à différentes fins.

William Herschel a été le premier à remarquer que derrière le bord rouge du spectre dérivé du prisme du Soleil se trouvait un rayonnement invisible qui provoquait le réchauffement du thermomètre. Ce rayonnement fut plus tard appelé thermique ou infrarouge.

Le rayonnement proche infrarouge est très similaire à la lumière visible et est détecté par les mêmes instruments. L'IR moyen et lointain utilise des bolomètres pour détecter les changements.

La planète Terre entière et tous les objets qui s'y trouvent, même la glace, brillent dans la plage infrarouge moyenne. De ce fait, la Terre n’est pas surchauffée par la chaleur solaire. Mais la totalité du rayonnement infrarouge ne traverse pas l’atmosphère. Il n'y a que quelques fenêtres de transparence, le reste du rayonnement est absorbé gaz carbonique, vapeur d'eau, méthane, ozone et autres gaz à effet de serre, qui empêchent le refroidissement rapide de la Terre.

En raison de l'absorption atmosphérique et du rayonnement thermique des objets, les télescopes à infrarouge moyen et lointain sont emmenés dans l'espace et refroidis à la température de l'azote liquide ou même de l'hélium.

Le domaine infrarouge est l’un des plus intéressants pour les astronomes. Il contient de la poussière cosmique, importante pour la formation des étoiles et l'évolution des galaxies. Le rayonnement infrarouge traverse mieux les nuages ​​que la lumière visible poussière cosmique et vous permet de voir des objets inaccessibles à l'observation dans d'autres parties du spectre.

Sources

Un fragment de l'un des soi-disant champs profonds de Hubble. En 1995, un télescope spatial a collecté pendant 10 jours la lumière provenant d’une partie du ciel. Cela a permis d'observer des galaxies extrêmement faibles jusqu'à 13 milliards d'années-lumière (à moins d'un milliard d'années du Big Bang). La lumière visible provenant d’objets aussi éloignés subit un décalage vers le rouge important et devient infrarouge.

Les observations ont été réalisées dans une région éloignée du plan galactique, où relativement peu d’étoiles sont visibles. Par conséquent, la plupart des objets enregistrés sont des galaxies à différents stades d’évolution.

La galaxie spirale géante, également désignée M104, est située dans un amas de galaxies dans la constellation de la Vierge et nous est visible presque par la tranche. Elle possède un énorme renflement central (un épaississement sphérique au centre de la galaxie) et contient environ 800 milliards d'étoiles, soit 2 à 3 fois plus que la Voie lactée.

Au centre de la galaxie se trouve un trou noir supermassif d’une masse d’environ un milliard de masses solaires. Ceci est déterminé par la vitesse de déplacement des étoiles près du centre de la galaxie. Dans l'infrarouge, un anneau de gaz et de poussière est clairement visible dans la galaxie, dans lequel naissent activement des étoiles.

Récepteurs

Miroir principal diamètre 85 cm en béryllium et refroidi à une température de 5,5 À pour réduire le rayonnement infrarouge du miroir.

Le télescope a été lancé en août 2003 dans le cadre du programme Les quatre grands observatoires de la NASA, y compris:

• Observatoire de rayons gamma Compton (1991-2000, 20 keV-30 GeV), voir Ciel aux rayons gamma de 100 MeV,
• Observatoire de rayons X Chandra (1999, 100 eV-10 keV),
• Télescope spatial Hubble (1990, 100-2100 nm),
• Télescope infrarouge Spitzer (2003, 3–180 µm).

Le télescope Spitzer devrait avoir une durée de vie d'environ 5 ans. Le télescope doit son nom à l'astrophysicien Lyman Spitzer (1914-1997) qui, en 1946, bien avant le lancement du premier satellite, publia l'article «Avantages pour l'astronomie d'un observatoire extraterrestre» et qui, 30 ans plus tard, convainquit la NASA et le Congrès américain pour commencer le développement télescope spatial"Hubble".

Avis sur Sky

Ciel proche infrarouge 1–4 µm et dans la gamme infrarouge moyen 25 µm(COBE/DIRBE)

Dans le proche infrarouge, la Galaxie est visible encore plus clairement que dans le visible.

Mais dans la gamme IR moyenne, la Galaxie est à peine visible. Les observations sont grandement gênées par la poussière système solaire. Il est situé le long du plan de l’écliptique, qui est incliné par rapport au plan galactique d’un angle d’environ 50 degrés.

Les deux relevés ont été obtenus par l'instrument DIRBE (Diffuse Infrared Background Experiment) à bord du satellite COBE (Cosmic Background Explorer). Cette expérience, débutée en 1989, a produit des cartes complètes de la luminosité infrarouge du ciel allant de 1,25 à 240 µm.

Application terrestre

L'appareil est basé sur un convertisseur électron-optique (EOC), qui permet d'amplifier de manière significative (de 100 à 50 000 fois) la faible lumière visible ou infrarouge.

La lentille crée une image sur une photocathode d'où, comme dans le cas d'un photomultiplicateur, des électrons sont éjectés. Ensuite, ils sont accélérés par haute tension (10–20 kV), sont focalisés par l'optique électronique (un champ électromagnétique d'une configuration spécialement sélectionnée) et tombent sur un écran fluorescent semblable à un téléviseur. Sur celui-ci, l'image est visualisée à travers des oculaires.

L'accélération des photoélectrons permet dans des conditions de faible luminosité d'utiliser littéralement tous les quantums de lumière pour obtenir une image, mais dans l'obscurité totale, un rétroéclairage est nécessaire. Afin de ne pas révéler la présence d'un observateur, ils utilisent un éclairage proche infrarouge (760-3000 nm).

Il existe également des appareils qui détectent le rayonnement thermique des objets dans la plage IR moyenne (8 à 14 µm). De tels appareils sont appelés imageurs thermiques ; ils permettent de remarquer une personne, un animal ou un moteur chauffé grâce à leur contraste thermique avec l'arrière-plan environnant.

Toute l’énergie consommée par un radiateur électrique se transforme finalement en chaleur. Une partie importante de la chaleur est évacuée par l'air, qui entre en contact avec la surface chaude, se dilate et monte, de sorte que c'est principalement le plafond qui est chauffé.

Pour éviter cela, les radiateurs sont équipés de ventilateurs qui dirigent l’air chaud, par exemple vers les pieds d’une personne, et aident à mélanger l’air de la pièce. Mais il existe un autre moyen de transférer la chaleur aux objets environnants : le rayonnement infrarouge d’un radiateur. Plus la surface est chaude et plus sa superficie est grande, plus elle est résistante.

Pour augmenter la surface, les radiateurs sont rendus plats. Cependant, la température de surface ne peut pas être élevée. D'autres modèles de radiateurs utilisent une spirale chauffée à plusieurs centaines de degrés (chaleur rouge) et un réflecteur métallique concave qui crée un flux dirigé de rayonnement infrarouge.

> Ondes infrarouges

Ce qui s'est passé ondes infrarouges: Longueur d’onde infrarouge, plage d’ondes infrarouges et fréquence. Étudiez les modèles et les sources du spectre infrarouge.

Lumière infrarouge(IR) - rayons électromagnétiques qui, en termes de longueurs d'onde, dépassent le visible (0,74-1 mm).

Objectif d'apprentissage

• Comprendre les trois gammes du spectre IR et décrire les processus d'absorption et d'émission par les molécules.

Moments de base

• La lumière IR absorbe la majeure partie du rayonnement thermique produit par les corps à température ambiante. Émis et absorbé si des changements se produisent dans la rotation et la vibration des molécules.
• La partie IR du spectre peut être divisée en trois régions selon la longueur d'onde : infrarouge lointain (300-30 THz), infrarouge moyen (30-120 THz) et proche infrarouge (120-400 THz).
• L'IR est également appelé rayonnement thermique.
• Il est important de comprendre le concept d’émissivité pour comprendre l’IR.
• Les rayons IR peuvent être utilisés pour déterminer à distance la température des objets (thermographie).

Termes

• La thermographie est le calcul à distance des changements de température corporelle.
• Le rayonnement thermique est un rayonnement électromagnétique généré par un corps en raison de la température.
• L'émissivité est la capacité d'une surface à émettre un rayonnement.

Ondes infrarouges

La lumière infrarouge (IR) est constituée de rayons électromagnétiques dont les longueurs d'onde dépassent la lumière visible (0,74-1 mm). La gamme de longueurs d'onde infrarouges converge avec la gamme de fréquences de 300 à 400 THz et s'adapte à d'énormes quantités de rayonnement thermique. La lumière IR est absorbée et émise par les molécules à mesure qu'elles changent de rotation et de vibration.

Voici les principales catégories d’ondes électromagnétiques. Les lignes de démarcation diffèrent à certains endroits et d’autres catégories peuvent se chevaucher. Les micro-ondes occupent la partie haute fréquence de la section radio du spectre électromagnétique

Sous-catégories d'ondes IR

La partie IR du spectre électromagnétique occupe la plage de 300 GHz (1 mm) à 400 THz (750 nm). Il existe trois types d’ondes infrarouges :

• IR lointain : 300 GHz (1 mm) à 30 THz (10 µm). La partie inférieure peut être appelée micro-ondes. Ces rayons sont absorbés en raison de la rotation des molécules en phase gazeuse, des mouvements moléculaires dans les liquides et des photons dans les solides. L'eau présente dans l'atmosphère terrestre est tellement absorbée qu'elle devient opaque. Mais certaines longueurs d'onde (fenêtres) sont utilisées pour la transmission.
• Plage IR moyenne : 30 à 120 THz (10 à 2,5 µm). Les sources sont des objets chauds. Absorbé par les vibrations moléculaires (divers atomes vibrent dans des positions d'équilibre). Cette plage est parfois appelée empreinte digitale car il s’agit d’un phénomène spécifique.
• Plage IR la plus proche : 120 à 400 THz (2 500 à 750 nm). Ces processus physiques ressemblent à ceux qui se produisent dans la lumière visible. La plupart hautes fréquences On les retrouve dans une certaine variété de films photographiques et de capteurs pour l'infrarouge, la photographie et la vidéo.

Chaleur et rayonnement thermique

Le rayonnement infrarouge est également appelé rayonnement thermique. La lumière infrarouge du Soleil capte seulement 49 % de la chaleur de la Terre, le reste étant constitué de lumière visible (absorbée et réfléchie à des longueurs d'onde plus longues).

La chaleur est une énergie sous une forme transitoire qui circule en raison des différences de température. Si la chaleur est transférée par conduction ou convection, le rayonnement peut alors se propager dans le vide.

Pour comprendre les rayons IR, nous devons examiner de près le concept d’émissivité.

Sources d'ondes IR

Les humains et la majeure partie de l’environnement planétaire produisent des rayons thermiques de 10 microns. Il s’agit de la frontière séparant les régions IR médianes et lointaines. De nombreux corps astronomiques émettent des quantités détectables de rayons IR à des longueurs d'onde non thermiques.

Les rayons IR peuvent être utilisés pour calculer la température des objets à distance. Ce processus est appelé thermographie et est le plus activement utilisé dans les applications militaires et industrielles.

Image thermographique d'un chien et d'un chat

Les ondes IR sont également utilisées dans les domaines du chauffage, des communications, de la météorologie, de la spectroscopie, de l'astronomie, de la biologie, de la médecine et de l'analyse artistique.

La lumière est la clé de l’existence des organismes vivants sur Terre. Un grand nombre de processus peuvent se produire en raison de l'exposition au rayonnement infrarouge. De plus, il est utilisé à des fins médicinales. Depuis le XXe siècle, la luminothérapie est devenue une composante importante de la médecine traditionnelle.

Caractéristiques du rayonnement

La photothérapie est une section spéciale de la physiothérapie qui étudie les effets des ondes lumineuses sur le corps humain. Il a été noté que les vagues ont des portées différentes et ont donc des effets différents sur le corps humain. Il est important de noter que le rayonnement possède la plus grande profondeur de pénétration. Quant à l’effet de surface, ce sont les ultraviolets qui l’ont.

La gamme du spectre infrarouge (spectre de rayonnement) a une longueur d'onde correspondante, à savoir 780 nm. jusqu'à 10 000 nm. Quant à la physiothérapie, une longueur d'onde comprise dans le spectre de 780 nm est utilisée pour traiter une personne. jusqu'à 1400 nm. Cette gamme de rayonnement infrarouge est considérée comme normale pour la thérapie. En mots simples, on utilise la longueur d'onde appropriée, à savoir une longueur d'onde plus courte capable de pénétrer trois centimètres dans la peau. De plus, l'énergie particulière du quantum et la fréquence du rayonnement sont prises en compte.

Selon de nombreuses études, il a été constaté que la lumière, les ondes radio, les rayons infrarouges ont la même nature, puisqu'ils sont des variétés onde électromagnétique, qui entoure les gens partout. De telles ondes assurent le fonctionnement des téléviseurs, téléphones portables et la radio. En termes simples, les vagues permettent à une personne de voir le monde qui l'entoure.

Le spectre infrarouge a une fréquence correspondante, dont la longueur d'onde est comprise entre 7 et 14 microns, ce qui a un effet unique sur le corps humain. Cette partie le spectre correspond au rayonnement du corps humain.

Quant aux objets quantiques, les molécules n’ont pas la capacité de vibrer arbitrairement. Chaque molécule quantique possède un certain complexe de fréquences d'énergie et de rayonnement qui sont stockées au moment de la vibration. Cependant, il convient de considérer que les molécules d'air sont équipées d'une large gamme de fréquences de ce type, de sorte que l'atmosphère est capable d'absorber des rayonnements dans une variété de spectres.

Sources de rayonnement

Le soleil est la principale source d'IR.

Grâce à lui, les objets peuvent être chauffés à une température spécifique. En conséquence, de l’énergie thermique est émise dans le spectre de ces ondes. L'énergie atteint ensuite les objets. Le processus de transfert d'énergie thermique est effectué à partir d'objets avec haute températureà un inférieur. Dans cette situation, les objets ont diverses propriétés rayonnantes qui dépendent de plusieurs corps.

Des sources de rayonnement infrarouge sont présentes partout, équipées d'éléments tels que des LED. Tous les téléviseurs modernes sont équipés de télécommandes, car elles fonctionnent sur la fréquence appropriée du spectre infrarouge. Ils contiennent des LED. Diverses sources de rayonnement infrarouge peuvent être vues sur production industrielle, par exemple : lors du séchage des surfaces peintes.

Le plus représentant éminent Les sources artificielles en Russie étaient les poêles russes. Presque tout le monde a subi l’influence d’un tel poêle et a également apprécié ses avantages. C'est pourquoi un tel rayonnement peut être ressenti par un poêle ou un radiateur chauffé. Actuellement, les radiateurs infrarouges sont très populaires. Ils présentent une liste d’avantages par rapport à l’option à convection, car ils sont plus économiques.

Valeur du coefficient

Il existe plusieurs types de coefficients dans le spectre infrarouge, à savoir :

• radiation;
• coefficient de reflexion;
• facteur de débit.

Ainsi, l'émissivité est la capacité des objets à émettre une fréquence de rayonnement, ainsi que de l'énergie quantique. Peut varier selon le matériau et ses propriétés, ainsi que la température. Le coefficient a une telle guérison maximale = 1, mais en situation réelle il est toujours inférieur. Quant à la faible capacité d'émission, elle est dotée d'éléments à surface brillante, ainsi que de métaux. Le coefficient dépend des indicateurs de température.

Le coefficient de réflexion montre la capacité des matériaux à refléter la fréquence d'étude. Cela dépend du type de matériaux, des propriétés et des indicateurs de température. La réflexion se produit principalement sur des surfaces polies et lisses.

La transmission montre la capacité des objets à transmettre la fréquence du rayonnement infrarouge à travers eux-mêmes. Ce coefficient dépend directement de l'épaisseur et du type de matériau. Il est important de noter que la plupart des matériaux ne possèdent pas un tel coefficient.

Utilisation en médecine

Le traitement par lumière infrarouge est devenu très populaire dans le monde moderne. L'utilisation du rayonnement infrarouge en médecine est due au fait que la technique possède des propriétés curatives. Grâce à cela, il y a un effet bénéfique sur le corps humain. L'influence thermique forme un corps dans les tissus, régénère les tissus et stimule la réparation, accélère les réactions physiques et chimiques.

De plus, le corps connaît des améliorations significatives, car les processus suivants se produisent :

• accélération du flux sanguin;
• vasodilatation;
• production de substances biologiquement actives;
• relaxation musculaire;
• bonne humeur;
• état confortable;
• bon rêve;
• diminution de la pression artérielle;
• soulager le stress physique, psycho-émotionnel, etc.

L'effet visible du traitement se produit au cours de plusieurs procédures. En plus des fonctions notées, le spectre infrarouge a un effet anti-inflammatoire sur le corps humain, aide à combattre les infections, stimule et renforce le système immunitaire.

Une telle thérapie en médecine a les propriétés suivantes :

• biostimulant;
• anti-inflammatoire;
• désintoxication;
• amélioration du flux sanguin;
• réveil des fonctions secondaires du corps.

Le rayonnement infrarouge, ou plutôt son traitement, présente des bénéfices visibles pour le corps humain.

Méthodes de traitement

La thérapie est de deux types, à savoir générale et locale. Quant aux effets locaux, le traitement est réalisé sur une partie précise du corps du patient. En thérapie générale, l’utilisation de la luminothérapie s’adresse à l’ensemble du corps.

La procédure est effectuée deux fois par jour, la durée de la séance varie de 15 à 30 minutes. Le cours de traitement général contient au moins cinq à vingt procédures. Assurez-vous d’avoir à disposition une protection infrarouge pour votre visage. Des lunettes spéciales, du coton ou des housses en carton sont utilisées pour les yeux. Après la séance, la peau se couvre d'érythème, à savoir des rougeurs qui ont frontières floues. L'érythème disparaît une heure après l'intervention.

Indications et contre-indications du traitement

L'IR a les principales indications d'utilisation en médecine :

• maladies des organes ORL;
• névralgie et névrite;
• maladies affectant le système musculo-squelettique;
• pathologie des yeux et des articulations;
• processus inflammatoires;
• blessures;
• brûlures, ulcères, dermatoses et cicatrices ;
• l'asthme bronchique;
• cystite;
• lithiase urinaire;
• ostéochondrose;
• cholécystite sans calculs;
• arthrite;
• gastroduodénite sous forme chronique;
• pneumonie.

La luminothérapie a des résultats positifs. En plus de son effet thérapeutique, l’IR peut être dangereuse pour le corps humain. Cela est dû au fait qu'il existe certaines contre-indications qui, si elles ne sont pas respectées, peuvent nuire à la santé.

Si vous souffrez des maladies suivantes, un tel traitement sera nocif :

• période de grossesse;
• maladies du sang;
• intolérance individuelle;
• maladies chroniques au stade aigu;
• processus purulents;
• tuberculose active;
• prédisposition aux saignements;
• néoplasmes.

Ces contre-indications doivent être prises en compte afin de ne pas nuire à votre propre santé. Une intensité de rayonnement trop élevée peut causer de graves dommages.

Quant aux méfaits des IR en médecine et en production, des brûlures et de graves rougeurs de la peau peuvent survenir. Dans certains cas, des personnes ont développé des tumeurs au visage parce qu’elles ont été exposées à ces rayonnements pendant suffisamment longtemps. Les dommages importants causés par le rayonnement infrarouge peuvent prendre la forme d'une dermatite et un coup de chaleur peut également survenir.

Les rayons infrarouges sont très dangereux pour les yeux, en particulier dans la plage allant jusqu'à 1,5 microns. Une exposition à long terme provoque des dommages importants, car des photophobies, des cataractes et des problèmes de vision apparaissent. L'exposition à long terme aux IR est très dangereuse non seulement pour les personnes, mais aussi pour les plantes. À l’aide d’instruments optiques, vous pouvez tenter de corriger votre problème de vision.

Impact sur les plantes

Tout le monde sait que les IR ont un effet bénéfique sur la croissance et le développement des plantes. Par exemple, si vous équipez une serre d’un radiateur infrarouge, vous pourrez constater un résultat époustouflant. Le chauffage est effectué dans le spectre infrarouge, où une certaine fréquence est observée, et l'onde est égale à 50 000 nm. jusqu'à 2 000 000 de nm.

Il y en a assez Faits intéressants, selon lequel vous pouvez découvrir que toutes les plantes, organismes vivants, sont influencés par la lumière du soleil. Le rayonnement solaire a une plage spécifique de 290 nm. – 3000 nm. En termes simples, l'énergie rayonnante a rôle important dans la vie de chaque plante.

Compte tenu de l'intérêt et faits pédagogiques, on peut déterminer que les plantes ont besoin de lumière et d’énergie solaire, puisqu’elles sont responsables de la formation de chlorophylle et de chloroplastes. La vitesse de la lumière affecte l'élongation, la nucléation des cellules et les processus de croissance, le moment de la fructification et de la floraison.

Spécificités du four à micro-ondes

Les fours à micro-ondes domestiques sont équipés de micro-ondes légèrement inférieures aux rayons gamma et aux rayons X. De tels fours peuvent provoquer un effet ionisant, ce qui présente un danger pour la santé humaine. Les micro-ondes sont situées entre les ondes infrarouges et radio, de sorte que ces fours ne peuvent pas ioniser les molécules et les atomes. Les fours à micro-ondes en fonctionnement n'affectent pas les personnes, car ils sont absorbés par les aliments et génèrent de la chaleur.

Les fours à micro-ondes ne peuvent pas émettre de particules radioactives et n'ont donc pas d'effet radioactif sur les aliments et les organismes vivants. C'est pourquoi vous ne devez pas craindre que les fours à micro-ondes puissent nuire à votre santé !

La lumière infrarouge est visuellement inaccessible à la vision humaine. Pendant ce temps, les longues ondes infrarouges sont perçues par le corps humain comme de la chaleur. La lumière infrarouge possède certaines propriétés de la lumière visible. Le rayonnement de cette forme peut être focalisé, réfléchi et polarisé. Théoriquement, la lumière IR est davantage interprétée comme un rayonnement infrarouge (IR). Space IR occupe la plage spectrale du rayonnement électromagnétique de 700 nm à 1 mm. Les ondes IR sont plus longues que les ondes lumineuses visibles et plus courtes que les ondes radio. En conséquence, les fréquences des infrarouges sont supérieures aux fréquences des micro-ondes et inférieures aux fréquences de la lumière visible. La fréquence de l'IR est limitée à la plage de 300 GHz à 400 THz.

Les ondes infrarouges ont été découvertes par l'astronome britannique William Herschel. La découverte a été enregistrée en 1800. En utilisant des prismes de verre dans ses expériences, le scientifique a ainsi exploré la possibilité de diviser la lumière solaire en composants individuels.

Lorsque William Herschel a dû mesurer la température de fleurs individuelles, il a découvert un facteur d'augmentation de la température en parcourant successivement les séries suivantes :

• violet,
• bleu,
• verdure,
• Jaune d'œuf,
• orange,
• rouge.

Gamme d'ondes et de fréquences du rayonnement IR

En fonction de la longueur d'onde, les scientifiques divisent classiquement le rayonnement infrarouge en plusieurs parties spectrales. Cependant, il n’existe pas de définition uniforme des limites de chaque partie individuelle.

Échelle de rayonnement électromagnétique : 1 - ondes radio ; 2 - micro-ondes ; 3 - ondes IR ; 4 - lumière visible ; 5 - ultraviolets; 6 — rayons X; 7 - rayons gamma; B - plage de longueurs d'onde ; E - énergie

Théoriquement, trois gammes de longueurs d'onde sont désignées :

1. Près
2. Moyenne
3. Plus loin

La gamme du proche infrarouge est marquée par des longueurs d’onde se rapprochant de la fin du spectre de la lumière visible. Le segment d'onde calculé approximatif est indiqué ici par la longueur : 750 - 1300 nm (0,75 - 1,3 µm). La fréquence de rayonnement est d'environ 215-400 Hz. La courte portée IR émettra un minimum de chaleur.

La plage IR moyenne (intermédiaire), couvre les longueurs d'onde de 1 300 à 3 000 nm (1,3 à 3 µm). Les fréquences ici sont mesurées dans la plage de 20 à 215 THz. Le niveau de chaleur rayonnée est relativement faible.

La gamme infrarouge lointain est la plus proche de la gamme micro-ondes. Disposition : 3-1000 microns. gamme de fréquences 0,3-20 THz. Ce groupe comprend des longueurs d'onde courtes dans la plage de fréquences maximale. C'est là que la chaleur maximale est émise.

Applications du rayonnement infrarouge

Les rayons IR ont trouvé une application dans champs variés. Parmi les appareils les plus connus figurent les caméras thermiques, les équipements de vision nocturne, etc. Les équipements de communication et de réseau utilisent la lumière infrarouge dans le cadre des opérations filaires et sans fil.

Un exemple de fonctionnement d'un appareil électronique est une caméra thermique dont le principe de fonctionnement repose sur l'utilisation du rayonnement infrarouge. Et ce n’est qu’un exemple parmi tant d’autres.

Les télécommandes sont équipées d'un système de communication IR à courte portée, où le signal est transmis via des LED IR. Exemple : appareils électroménagers courants – téléviseurs, climatiseurs, lecteurs. La lumière infrarouge transmet les données via des systèmes de câbles à fibres optiques.

De plus, le rayonnement infrarouge est activement utilisé par la recherche en astronomie pour l'exploration spatiale. C'est grâce au rayonnement infrarouge qu'il est possible de détecter des objets spatiaux invisibles à l'œil humain.

Faits peu connus sur la lumière infrarouge

Les yeux humains ne peuvent vraiment pas voir les rayons infrarouges. Mais la peau du corps humain, qui réagit aux photons, et pas seulement au rayonnement thermique, est capable de les « voir ».

La surface de la peau agit en fait comme le « globe oculaire ». Si vous sortez par une journée ensoleillée, fermez les yeux et étendez vos paumes vers le ciel, vous pourrez facilement trouver l'emplacement du soleil.

En hiver, dans une pièce où la température de l'air est de 21-22ºC, en étant chaudement habillé (pull, pantalon). En été, dans la même pièce, à la même température, les gens se sentent aussi à l'aise, mais dans des vêtements plus légers (short, tee-shirt).

Ce phénomène s'explique facilement : malgré une température de l'air identique, les murs et le plafond de la pièce émettent en été davantage d'ondes infrarouges lointaines véhiculées par la lumière du soleil (FIR - Far Infrared). Par conséquent, le corps humain, aux mêmes températures, perçoit plus de chaleur en été.

La chaleur IR est produite par tout organisme vivant et objet inanimé. Ce moment est noté plus que clairement sur l'écran de la caméra thermique

Des paires de personnes dormant dans le même lit sont involontairement émettrices et réceptrices d’ondes FIR les unes par rapport aux autres. Si une personne est seule au lit, elle agit comme un émetteur d'ondes FIR, mais ne reçoit plus les mêmes ondes en réponse.

Lorsque les gens se parlent, ils s’envoient et reçoivent involontairement des vibrations d’ondes FIR. Les câlins amicaux (aimants) activent également la transmission du rayonnement FIR entre les personnes.

Comment la nature perçoit-elle la lumière IR ?

Les humains ne peuvent pas voir la lumière infrarouge, mais les serpents de la famille des vipères (comme les crotales) possèdent des cavités sensorielles qui sont utilisées pour produire des images en lumière infrarouge.

Cette propriété permet aux serpents de détecter les animaux à sang chaud dans l'obscurité totale. On suppose scientifiquement que les serpents, dotés de deux cavités sensorielles, ont une certaine perception de la profondeur infrarouge.

Propriétés du serpent IR : 1, 2 - zones sensibles de la cavité sensorielle ; 3 - cavité membranaire ; 4 - cavité interne ; 5 - Fibre MG ; 6 - cavité externe

Les poissons utilisent avec succès la lumière proche infrarouge (NIR) pour capturer leurs proies et s'orienter dans les plans d'eau. Ce sens NIR aide le poisson à naviguer avec précision dans l’environnement. lumière faible, dans l'obscurité ou dans l'eau boueuse.

Le rayonnement infrarouge joue un rôle important dans l'évolution du temps et du climat de la Terre, ainsi que dans lumière du soleil. La masse totale de lumière solaire absorbée par la Terre, en même montant Le rayonnement IR doit voyager de la Terre vers l’espace. Autrement, le réchauffement ou le refroidissement de la planète est inévitable.

Il y a une raison évidente pour laquelle l’air se refroidit rapidement par une nuit sèche. Les faibles niveaux d’humidité et l’absence de nuages ​​dans le ciel offrent une voie dégagée au rayonnement infrarouge. Les rayons infrarouges sortent plus rapidement espace et, par conséquent, éliminez la chaleur plus rapidement.

Une partie importante arrivant sur Terre est la lumière infrarouge. Tout organisme ou objet naturel a une température, ce qui signifie qu’il émet de l’énergie infrarouge. Même les objets a priori froids (par exemple les glaçons) émettent de la lumière infrarouge.

Potentiel technique de la zone infrarouge

Le potentiel technique des rayons infrarouges est illimité. Il existe de nombreux exemples. Le suivi infrarouge (homing) est utilisé dans les systèmes de contrôle passif des missiles. Un rayonnement électromagnétique de la cible, reçue dans la partie infrarouge du spectre, est utilisée dans ce cas.

Systèmes de suivi de cible : 1, 4 - chambre de combustion ; 2, 6 - échappement de flamme relativement long ; 5 - flux froid contournant la chambre chaude ; 3, 7 - signature IR importante attribuée

Les satellites météorologiques équipés de radiomètres à balayage produisent des images thermiques qui permettent ensuite aux techniques analytiques de déterminer la hauteur et le type des nuages, de calculer la température des terres et des eaux de surface et de déterminer les caractéristiques de la surface des océans.

Le rayonnement infrarouge est le moyen le plus courant de contrôler à distance divers appareils. De nombreux produits sont développés et fabriqués sur la base de la technologie FIR. Les Japonais se sont particulièrement distingués ici. Voici quelques exemples populaires au Japon et dans le monde :

• revêtements spéciaux et radiateurs FIR ;
• Assiettes en sapin pour conserver longtemps la fraîcheur du poisson et des légumes ;
• papier céramique et céramique FIR ;
• gants en tissu FIR, vestes, sièges d'auto;
• sèche-cheveux de coiffure FIR qui réduit les dommages aux cheveux;

La réflectographie infrarouge (conservation de l'art) est utilisée pour étudier les peintures et permet de révéler les couches sous-jacentes sans détruire la structure. Cette technique permet de révéler des détails cachés sous le dessin de l’artiste.

De cette façon, il est déterminé si l'image actuelle est originale une œuvre d'art ou simplement une copie réalisée par un professionnel. Les modifications liées aux travaux de restauration des œuvres d'art sont également identifiées.

Rayons IR : impact sur la santé humaine

Les effets bénéfiques du soleil sur la santé humaine ont été scientifiquement prouvés. Cependant, une exposition excessive au rayonnement solaire est potentiellement dangereuse. La lumière du soleil contient des rayons ultraviolets qui brûlent la peau du corps humain.

Les saunas infrarouges à usage public sont très répandus au Japon et en Chine. Et la tendance au développement de cette méthode de guérison ne fait que s'intensifier.

L’infrarouge à ondes lointaines, quant à lui, offre tous les bienfaits de la lumière naturelle du soleil pour la santé. Dans le même temps, les effets dangereux du rayonnement solaire sont complètement éliminés.

En utilisant la technologie de reproduction des rayons infrarouges, un contrôle complet de la température () et une lumière solaire illimitée sont obtenus. Mais ce n'est pas tout faits connus avantages du rayonnement infrarouge :

• Les rayons infrarouges lointains renforcent le système cardiovasculaire, stabilisent la fréquence cardiaque, augmentent le débit cardiaque tout en réduisant la pression artérielle diastolique.
• Stimulation de la fonction cardiovasculaire avec la lumière infrarouge lointain - façon parfaite maintenir un système cardiovasculaire normal. Il existe une expérience des astronautes américains lors d'un long vol spatial.
• Les rayons infrarouges lointains à des températures supérieures à 40 °C affaiblissent et finissent par tuer les cellules cancéreuses. Ce fait a été confirmé par l'American Cancer Association et le National Cancer Institute.
• Les saunas infrarouges sont souvent utilisés au Japon et en Corée (thérapie par hyperthermie ou thérapie Waon) pour traiter les maladies cardiovasculaires, notamment l'insuffisance cardiaque chronique et les maladies artérielles périphériques.
• Les résultats de recherches publiés dans la revue Neuropsychiatric Disease and Treatment mettent en avant les rayons infrarouges comme une « percée médicale » dans le traitement des traumatismes crâniens.
• Un sauna infrarouge serait sept fois plus efficace pour éliminer les métaux lourds, le cholestérol, l’alcool, la nicotine, l’ammoniac, l’acide sulfurique et autres toxines du corps.
• Enfin, la thérapie FIR au Japon et en Chine est arrivée en tête des moyens efficaces traitement de l'asthme, de la bronchite, du rhume, de la grippe, de la sinusite. Il a été noté que la thérapie FIR élimine l’inflammation, l’enflure et les blocages muqueux.

Lumière infrarouge et durée de vie de 200 ans