Radiația infraroșie este un tip natural de radiație. Fiecare persoană este expusă la ea în fiecare zi. O mare parte din energia soarelui ajunge pe planeta noastră sub formă de raze infraroșii. Cu toate acestea, în lumea modernă Există multe dispozitive care folosesc radiații infraroșii. Poate afecta corpul uman în diferite moduri. Acest lucru depinde în mare măsură de tipul și scopul utilizării acelorași dispozitive.

Ce este

Radiația infraroșie, sau razele IR, este un tip de radiație electromagnetică care ocupă regiunea spectrală de la lumina roșie vizibilă (care are o lungime de undă caracteristică de 0,74 microni) până la radiația radio cu undă scurtă (cu o lungime de undă de 1-2 mm). Aceasta este o regiune destul de largă a spectrului, deci este împărțită în continuare în trei regiuni:

• aproape (0,74 - 2,5 µm);
• mediu (2,5 - 50 microni);
• rază lungă (50-2000 microni).

Istoria descoperirii

În 1800, un om de știință din Anglia, W. Herschel, a făcut observația că în partea invizibilă a spectrului solar (dincolo de lumina roșie) temperatura termometrului crește. Ulterior, s-a dovedit subordonarea radiației infraroșii legile opticii și s-a făcut o concluzie despre relația acesteia cu lumina vizibilă.

Datorită lucrărilor fizicianului sovietic A. A. Glagoleva-Arkadyeva, care în 1923 a primit unde radio cu λ = 80 microni (gama IR), existența unei tranziții continue de la radiația vizibilă la radiația IR și undele radio a fost demonstrată experimental. Astfel, s-a făcut o concluzie despre natura lor electromagnetică comună.

Aproape orice în natură este capabil să emită lungimi de undă corespunzătoare spectrului infraroșu, ceea ce înseamnă că corpul uman nu face excepție. Știm cu toții că totul în jurul nostru este format din atomi și ioni, chiar și oameni. Și aceste particule excitate sunt capabile să emită, pot intra într-o stare excitată sub influența diverșilor factori, de exemplu, descărcări electrice sau atunci când sunt încălzite. Astfel, în spectrul de emisie al flăcării unei sobe cu gaz există o bandă cu λ = 2,7 μm din moleculele de apă și cu λ = 4,2 μm din dioxid de carbon.

Unde IR în viața de zi cu zi, știință și industrie

Folosind anumite dispozitive acasă și la serviciu, rareori ne întrebăm despre efectul radiațiilor infraroșii asupra corpului uman. Între timp, încălzitoarele IR sunt destul de populare astăzi. Ceea ce le deosebește în mod fundamental de radiatoarele cu ulei și convectoarele este capacitatea lor de a încălzi nu aerul în sine în mod direct, ci toate obiectele situate în cameră. Adică, mai întâi mobilierul, podelele și pereții se încălzesc, iar apoi își eliberează căldura în atmosferă. În același timp, radiațiile infraroșii afectează și organismele - oamenii și animalele lor de companie.

Razele IR sunt, de asemenea, utilizate pe scară largă în transmisia de date și controlul de la distanță. Multe telefoane mobile au porturi infraroșu pentru partajarea fișierelor între ele. Și toate telecomenzile pentru aparatele de aer condiționat, sistemele stereo, televizoarele și unele jucării controlate pentru copii folosesc, de asemenea, raze electromagnetice în domeniul infraroșu.

Utilizarea razelor IR în armată și astronautică

Cel mai important razele infraroșii sunt folosite pentru industria aerospațială și militară. Pe baza fotocatozilor cu sensibilitate la radiația infraroșie (până la 1,3 microni) sunt create diverse binocluri, ochiuri etc. Acestea permit, în timp ce iradiază simultan obiectele cu radiații infraroșii, vizarea sau observarea în întuneric absolut.

Datorită receptoarelor extrem de sensibile create de raze infraroșii, a devenit posibilă producția de rachete orientate. Senzorii din capul lor reacţionează la radiaţia infraroşie de la o ţintă, a cărei temperatură este de obicei mai mare mediu inconjurator, și direcționați racheta către țintă. Detectarea părților încălzite ale navelor, aeronavelor și tancurilor cu ajutorul instrumentelor de căutare a direcției căldurii se bazează pe același principiu.

Localizatoarele IR și telemetrul pot detecta diverse obiecte în întuneric complet și pot măsura distanța până la acestea. Dispozitivele speciale care emit în regiunea infraroșu sunt folosite pentru comunicații spațiale și terestre pe distanțe lungi.

Radiația infraroșie în activități științifice

Una dintre cele mai frecvente este studiul spectrelor de emisie și absorbție în regiunea IR. Este utilizat în studiul caracteristicilor învelișurilor electronice ale atomilor, pentru a determina structurile tuturor tipurilor de molecule și, în plus, în analiza calitativă și cantitativă a amestecurilor de diferite substanțe.

Datorită diferențelor în coeficienții de împrăștiere, transmisie și reflexie ai corpurilor în razele vizibile și infraroșii, fotografiile realizate în diferite condiții sunt ușor diferite. Fotografiile realizate în infraroșu arată adesea mai multe detalii. Astfel de imagini sunt utilizate pe scară largă în astronomie.

Studierea efectului razelor IR asupra corpului

Primele date științifice despre efectele radiațiilor infraroșii asupra corpului uman datează din anii 1960. Autorul cercetării este medicul japonez Tadashi Ishikawa. În timpul experimentelor sale, el a reușit să stabilească că razele infraroșii tind să pătrundă adânc în interiorul corpului uman. În acest caz, au loc procese de termoreglare, similare cu reacția de a fi într-o saună. Cu toate acestea, transpirația începe la o temperatură ambientală mai scăzută (este de aproximativ 50 ° C), iar încălzirea organelor interne are loc mult mai profund.

În timpul unei astfel de încălziri, circulația sângelui crește, vasele organelor respiratorii, țesutul subcutanat și pielea se dilată. Cu toate acestea, expunerea prelungită la radiația infraroșie a unei persoane poate provoca un accident de căldură, iar radiația infraroșie puternică duce la arsuri de diferite grade.

protectie IR

Există o mică listă de măsuri menite să reducă pericolul expunerii la radiații infraroșii asupra corpului uman:

1. Reducerea intensității radiațiilor. Acest lucru se realizează prin selectarea echipamentelor tehnologice adecvate, înlocuirea la timp a celor învechite, precum și amenajarea sa rațională.
2. Îndepărtarea lucrătorilor de la sursa de radiații. Dacă linia de producție permite, ar trebui să se prefere controlul de la distanță.
3. Instalarea ecranelor de protecție la sursă sau la locul de muncă. Astfel de garduri pot fi aranjate în două moduri pentru a reduce impactul radiațiilor infraroșii asupra corpului uman. În primul caz, acestea trebuie să reflecte undele electromagnetice, iar în al doilea, trebuie să le întârzie și să transforme energia radiației în energie termică și apoi să o elimine. Datorită faptului că ecranele de protecție nu ar trebui să priveze specialiștii de posibilitatea de a monitoriza procesele care au loc în producție, acestea pot fi făcute transparente sau translucide. În acest scop, materialele alese sunt sticla de silicat sau cuarț, precum și plasă și lanțuri metalice.
4. Izolarea termică sau răcirea suprafețelor fierbinți. Scopul principal izolarea termică este de a reduce riscul ca lucrătorii să primească diverse arsuri.
5. Mijloace de protecție individuală(diverse îmbrăcăminte specială, ochelari cu filtre încorporate, scuturi).
6. Acțiuni preventive. Dacă în timpul acțiunilor de mai sus nivelul de expunere la radiația infraroșie a corpului rămâne suficient de ridicat, atunci trebuie selectat un regim adecvat de muncă și odihnă.

Beneficii pentru corpul uman

Radiația infraroșie care afectează corpul uman duce la îmbunătățirea circulației sângelui datorită dilatării vaselor de sânge, a unei mai bune saturații a organelor și țesuturilor cu oxigen. În plus, creșterea temperaturii corpului are un efect analgezic datorită efectului razelor asupra terminațiilor nervoase ale pielii.

S-a remarcat că operațiile chirurgicale efectuate sub influența radiațiilor infraroșii au o serie de avantaje:

• Durerea după operație este oarecum mai ușor de suportat;
• Regenerarea celulară are loc mai rapid;
• influența radiațiilor infraroșii asupra unei persoane permite evitarea răcirii organelor interne atunci când se efectuează intervenții chirurgicale pe cavitățile deschise, ceea ce reduce riscul de a dezvolta șoc.

La pacienții cu arsuri, radiația infraroșie face posibilă eliminarea necrozei, precum și efectuarea autoplastiei într-un stadiu mai devreme. În plus, durata febrei este redusă, anemia și hipoproteinemia sunt mai puțin pronunțate, iar frecvența complicațiilor este redusă.

S-a dovedit că radiațiile IR pot slăbi efectul unor pesticide prin creșterea imunității nespecifice. Mulți dintre noi știm despre tratamentul rinitei și alte câteva manifestări ale răcelii cu lămpi IR albastre.

Daune pentru oameni

Este demn de remarcat faptul că daunele cauzate de radiațiile infraroșii asupra corpului uman pot fi, de asemenea, foarte semnificative. Cele mai evidente și frecvente cazuri sunt arsurile pielii și dermatita. Ele pot apărea fie atunci când sunt expuse prea mult timp la unde slabe ale spectrului infraroșu, fie în timpul iradierii intense. Dacă vorbim de proceduri medicale, este rar, dar totuși, loviturile de căldură, astenia și exacerbarea durerii apar dacă nu sunt tratate corect.

Unul dintre probleme moderne sunt arsuri la ochi. Cele mai periculoase pentru ei sunt razele IR cu lungimi de undă în intervalul 0,76-1,5 microni. Sub influența lor, cristalinul și umoarea apoasă se încălzesc, ceea ce poate duce la diverse tulburări. Una dintre cele mai frecvente consecințe este fotofobia. Copiii care se joacă cu indicatori laser și sudorii care neglijează echipamentul personal de protecție ar trebui să-și amintească acest lucru.

Raze IR în medicină

Tratamentul cu radiații infraroșii poate fi local sau general. În primul caz, se efectuează un efect local pe o anumită zonă a corpului, iar în al doilea, întregul corp este expus razelor. Cursul tratamentului depinde de boală și poate varia de la 5 până la 20 de ședințe a câte 15-30 de minute fiecare. La efectuarea procedurilor este obligatorie utilizarea echipamentului de protecție. Pentru a menține sănătatea ochilor, se folosesc huse sau ochelari speciali din carton.

După prima procedură, pe suprafața pielii apare roșeață cu limite neclare, care dispare după aproximativ o oră.

Acțiunea emițătorilor IR

Odată cu disponibilitatea multor dispozitive medicale, oamenii le achiziționează pentru uz individual. Cu toate acestea, trebuie reținut că astfel de dispozitive trebuie să îndeplinească cerințe speciale și să fie utilizate în conformitate cu reglementările de siguranță. Dar principalul lucru este că este important să înțelegeți că, ca orice dispozitiv medical, emițătorii de unde infraroșii nu pot fi utilizați pentru o serie de boli.

Influența radiațiilor infraroșii asupra corpului uman

Lungime de undă, µm	Acțiune utilă
9,5 µm	Efect imunocorectiv în stările de imunodeficiență cauzate de post, intoxicații cu tetraclorură de carbon și utilizarea imunosupresoarelor. Conduce la restabilirea nivelurilor normale ale imunității celulare.
16,25 um	Acțiune antioxidantă. Se realizează datorită formării radicalilor liberi din superoxizi și hidroperoxizi și recombinării acestora.
8,2 și 6,4 µm	Efect antibacterian și normalizarea microflorei intestinale datorită influenței asupra procesului de sinteză a hormonilor prostaglandine, ceea ce duce la un efect imunomodelator.
22,5 µm	Conduce la transferul multor compuși insolubili, cum ar fi cheaguri de sânge și plăci de ateroscleroză, într-o stare solubilă, permițându-le să fie îndepărtate din organism.

Prin urmare, un specialist calificat, un medic cu experiență, ar trebui să aleagă un curs de terapie. În funcție de lungimea undelor infraroșii emise, dispozitivele pot fi utilizate în diferite scopuri.

William Herschel a observat mai întâi că în spatele marginii roșii a spectrului Soarelui derivat din prisme se aflau radiații invizibile care au făcut ca termometrul să se încălzească. Această radiație a fost mai târziu numită termică sau infraroșie.

Radiația în infraroșu apropiat este foarte asemănătoare cu lumina vizibilă și este detectată de aceleași instrumente. IR-ul mediu și îndepărtat utilizează bolometre pentru a detecta schimbările.

Întreaga planetă Pământ și toate obiectele de pe ea, chiar și gheața, strălucesc în intervalul IR mijlociu. Din acest motiv, Pământul nu este supraîncălzit de căldura solară. Dar nu toată radiația infraroșie trece prin atmosferă. Există doar câteva ferestre de transparență, restul radiațiilor este absorbită dioxid de carbon, vapori de apă, metan, ozon și altele gaze cu efect de sera, care împiedică răcirea rapidă a Pământului.

Datorită absorbției atmosferice și radiației termice de la obiecte, telescoapele IR medii și îndepărtate sunt duse în spațiu și răcite la temperatura azotului lichid sau chiar a heliului.

Gama infraroșu este una dintre cele mai interesante pentru astronomi. Conține praf cosmic, important pentru formarea stelelor și evoluția galaxiilor. Radiația IR trece prin nori mai bine decât lumina vizibilă praf cosmicși vă permite să vedeți obiecte care sunt inaccesibile pentru observație în alte părți ale spectrului.

Surse

Un fragment din unul dintre așa-numitele Câmpuri Adânci Hubble. În 1995, un telescop spațial a colectat lumina provenind dintr-o parte a cerului timp de 10 zile. Acest lucru a făcut posibil să se vadă galaxii extrem de slabe la o distanță de până la 13 miliarde de ani lumină (la mai puțin de un miliard de ani de la Big Bang). Lumina vizibilă de la astfel de obiecte îndepărtate suferă o schimbare semnificativă spre roșu și devine infraroșu.

Observațiile au fost efectuate într-o regiune departe de planul galactic, unde sunt vizibile relativ puține stele. Prin urmare, majoritatea obiectelor înregistrate sunt galaxii aflate în diferite stadii de evoluție.

Galaxia spirală gigantică, denumită și M104, este situată într-un grup de galaxii din constelația Fecioarei și este vizibilă pentru noi aproape la margine. Are o umflătură centrală uriașă (o îngroșare sferică în centrul galaxiei) și conține aproximativ 800 de miliarde de stele - de 2-3 ori mai multe decât Calea Lactee.

În centrul galaxiei se află o gaură neagră supermasivă cu o masă de aproximativ un miliard de mase solare. Aceasta este determinată de viteza de mișcare a stelelor în apropierea centrului galaxiei. În infraroșu, un inel de gaz și praf este clar vizibil în galaxie, în care se nasc în mod activ stelele.

Receptorii

Diametrul oglinzii principale 85 cm realizat din beriliu și răcit la o temperatură de 5,5 LA pentru a reduce radiația infraroșie proprie a oglinzii.

Telescopul a fost lansat în august 2003 în cadrul programului Cele patru mari observatoare ale NASA, inclusiv:

• Observatorul de raze gamma Compton (1991–2000, 20 keV-30 GeV), vezi Cerul la raze gamma de 100 MeV,
• Observatorul de raze X Chandra (1999, 100 eV-10 keV),
• Telescopul spațial Hubble (1990, 100–2100 nm),
• Telescopul în infraroșu Spitzer (2003, 3–180 µm).

Telescopul Spitzer este de așteptat să aibă o durată de viață de aproximativ 5 ani. Telescopul și-a primit numele în onoarea astrofizicianului Lyman Spitzer (1914–97), care în 1946, cu mult înainte de lansarea primului satelit, a publicat articolul „Advantages for Astronomy of an Extraterrestrial Observatory” și 30 de ani mai târziu a convins NASA și Congresul american să înceapă dezvoltarea telescopul spațial„Hubble”.

Recenzii Sky

Cer în infraroșu apropiat 1–4 µm iar în intervalul infraroșu mediu 25 µm(COBE/DIRBE)

În domeniul infraroșu apropiat, Galaxy este vizibil chiar mai clar decât în ​​vizibil.

Dar în intervalul IR mijlociu, Galaxy abia se vede. Observațiile sunt foarte îngreunate de praful din sistemul solar. Este situat de-a lungul planului ecliptic, care este înclinat față de planul galactic la un unghi de aproximativ 50 de grade.

Ambele sondaje au fost obținute de instrumentul DIRBE (Experiment de fundal în infraroșu difuz) de la bordul satelitului COBE (Cosmic Background Explorer). Acest experiment, început în 1989, a produs hărți complete ale luminozității cerului în infraroșu, variind de la 1,25 la 240. µm.

Aplicație terestră

Dispozitivul se bazează pe un convertor electron-optic (EOC), care permite o amplificare semnificativă (de la 100 la 50 de mii de ori) a luminii vizibile sau infraroșii slabe.

Lentila creează o imagine pe fotocatod, din care, ca și în cazul unui PMT, electronii sunt eliminați. Apoi sunt accelerate de înaltă tensiune (10-20 kV), sunt focalizate de optica electronică (un câmp electromagnetic cu o configurație special selectată) și cad pe un ecran fluorescent similar cu un televizor. Pe ea, imaginea este privită prin oculare.

Accelerarea fotoelectronilor face posibilă, în condiții de lumină scăzută, utilizarea literală a fiecărui cuantum de lumină pentru a obține o imagine, dar în întuneric complet este necesară o lumină de fundal. Pentru a nu dezvălui prezența unui observator, ei folosesc un iluminator în infraroșu apropiat (760–3000 nm).

Există, de asemenea, dispozitive care detectează radiația termică proprie a obiectelor în intervalul IR mijlociu (8-14 µm). Astfel de dispozitive se numesc camere termice; ele vă permit să observați o persoană, un animal sau un motor încălzit datorită contrastului lor termic cu fundalul înconjurător.

Toată energia consumată de un încălzitor electric se transformă în cele din urmă în căldură. O parte semnificativă a căldurii este transportată de aer, care intră în contact cu suprafața fierbinte, se extinde și se ridică, astfel încât în ​​principal tavanul este încălzit.

Pentru a evita acest lucru, încălzitoarele sunt echipate cu ventilatoare care direcționează aerul cald, de exemplu, către picioarele unei persoane și ajută la amestecarea aerului din cameră. Dar există o altă modalitate de a transfera căldură obiectelor din jur: radiația infraroșie de la un încălzitor. Cu cât suprafața este mai fierbinte și cu cât suprafața este mai mare, cu atât este mai puternică.

Pentru a mari suprafata, caloriferele sunt platite. Cu toate acestea, temperatura suprafeței nu poate fi ridicată. Alte modele de încălzire folosesc o spirală încălzită la câteva sute de grade (căldură roșie) și un reflector metalic concav care creează un flux direcționat de radiație infraroșie.

> Unde infraroșii

Ce s-a întâmplat unde infraroșii : lungimea de undă în infraroșu, intervalul și frecvența undelor infraroșii. Studiați modelele și sursele de spectru infraroșu.

Lumină infraroșie(IR) - raze electromagnetice, care din punct de vedere al lungimilor de undă depășesc vizibilul (0,74-1 mm).

Obiectiv de învățare

• Înțelegeți cele trei intervale ale spectrului IR și descrieți procesele de absorbție și emisie de către molecule.

Momente de bază

• Lumina IR găzduiește cea mai mare parte a radiațiilor termice produse de corpuri la aproximativ temperatura camerei. Emis și absorbit dacă apar modificări în rotația și vibrația moleculelor.
• Partea IR a spectrului poate fi împărțită în trei regiuni în funcție de lungimea de undă: infraroșu îndepărtat (300-30 THz), infraroșu mediu (30-120 THz) și infraroșu apropiat (120-400 THz).
• IR se mai numește și radiație termică.
• Este important să înțelegeți conceptul de emisivitate pentru a înțelege IR.
• Razele IR pot fi folosite pentru a determina de la distanță temperatura obiectelor (termografie).

Termeni

• Termografia este calcularea de la distanță a modificărilor temperaturii corpului.
• Radiația termică este radiația electromagnetică generată de un corp datorită temperaturii.
• Emisivitatea este capacitatea unei suprafețe de a emite radiații.

Unde infraroșii

Lumina infraroșie (IR) este raze electromagnetice ale căror lungimi de undă depășesc lumina vizibilă (0,74-1 mm). Gama de lungimi de undă în infraroșu converge cu intervalul de frecvență 300-400 THz și găzduiește cantități enorme de radiații termice. Lumina IR este absorbită și emisă de molecule pe măsură ce se schimbă în rotație și vibrație.

Iată principalele categorii de unde electromagnetice. Liniile de despărțire diferă în unele locuri, iar alte categorii se pot suprapune. Microundele ocupă porțiunea de înaltă frecvență a secțiunii radio a spectrului electromagnetic

Subcategorii de unde IR

Porțiunea IR a spectrului electromagnetic ocupă intervalul de la 300 GHz (1 mm) la 400 THz (750 nm). Există trei tipuri de unde infraroșii:

• Far IR: 300 GHz (1 mm) până la 30 THz (10 µm). Partea inferioară poate fi numită cuptor cu microunde. Aceste raze sunt absorbite datorită rotației moleculelor în fază gazoasă, mișcărilor moleculare în lichide și fotonilor în solide. Apa din atmosfera pământului este absorbită atât de puternic încât devine opac. Dar există anumite lungimi de undă (ferestre) folosite pentru transmisie.
• Interval IR mediu: 30 până la 120 THz (10 până la 2,5 µm). Sursele sunt obiecte fierbinți. Absorbit de vibrațiile moleculare (diferiți atomi vibrează în poziții de echilibru). Această gamă este uneori numită amprentă deoarece este un fenomen specific.
• Cel mai apropiat domeniu IR: 120 până la 400 THz (2500-750 nm). Aceste procese fizice seamănă cu cele care apar în lumina vizibilă. Cel mai frecvente inalte poate fi găsit într-o anumită varietate de filme fotografice și senzori pentru infraroșu, fotografie și video.

Căldura și radiația termică

Radiația infraroșie se mai numește și radiație termică. Lumina IR de la Soare captează doar 49% din încălzirea Pământului, restul fiind lumină vizibilă (absorbită și reflectată la lungimi de undă mai mari).

Căldura este energie într-o formă de tranziție care curge din cauza diferențelor de temperatură. Dacă căldura este transferată prin conducție sau convecție, atunci radiația se poate propaga în vid.

Pentru a înțelege razele IR, trebuie să aruncăm o privire atentă asupra conceptului de emisivitate.

Surse de unde IR

Oamenii și cea mai mare parte a mediului planetar produc raze de căldură la 10 microni. Aceasta este granița care separă regiunile IR medii și îndepărtate. Multe corpuri astronomice emit cantități detectabile de raze IR la lungimi de undă non-termice.

Razele IR pot fi folosite pentru a calcula temperatura obiectelor aflate la distanță. Acest proces se numește termografie și este utilizat cel mai activ în aplicații militare și industriale.

Imagine termografică a unui câine și a unei pisici

Undele IR sunt, de asemenea, folosite în încălzire, comunicații, meteorologie, spectroscopie, astronomie, biologie și medicină și analiză de artă.

Lumina este cheia existenței organismelor vii pe Pământ. Există un număr mare de procese care pot apărea din cauza expunerii la radiații infraroșii. În plus, este folosit în scopuri medicinale. Din secolul al XX-lea, terapia cu lumină a devenit o componentă semnificativă a medicinei tradiționale.

Caracteristicile radiațiilor

Fototerapia este o secțiune specială în fizioterapie care studiază efectele undelor luminoase asupra corpului uman. S-a remarcat că undele au intervale diferite, deci au efecte diferite asupra corpului uman. Este important de menționat că radiația are cea mai mare adâncime de penetrare. În ceea ce privește efectul de suprafață, ultravioletul îl are.

Gama spectrului infraroșu (spectrul radiațiilor) are o lungime de undă corespunzătoare și anume 780 nm. până la 10000 nm. În ceea ce privește fizioterapie, o lungime de undă care variază în spectru de la 780 nm este utilizată pentru a trata o persoană. până la 1400 nm. Această gamă de radiații infraroșii este considerată normală pentru terapie. Cu cuvinte simple, se foloseste lungimea de unda corespunzatoare si anume una mai scurta capabila sa patrunda trei centimetri in piele. În plus, se ia în considerare energia specială a cuantumului și frecvența radiațiilor.

Conform multor studii, s-a constatat că lumina, undele radio, razele infraroșii au aceeași natură, deoarece sunt varietăți unde electromagnetice, care înconjoară oamenii de pretutindeni. Astfel de unde asigură funcționarea televizoarelor, telefoane mobileși radio. Cu cuvinte simple, valurile permit unei persoane să vadă lumea din jurul său.

Spectrul infraroșu are o frecvență corespunzătoare, a cărei lungime de undă este de 7-14 microni, ceea ce are un efect unic asupra corpului uman. Această parte spectrul corespunde radiației corpului uman.

În ceea ce privește obiectele cuantice, moleculele nu au capacitatea de a vibra arbitrar. Fiecare moleculă cuantică are un anumit complex de frecvențe de energie și radiații care sunt stocate în momentul vibrației. Cu toate acestea, merită luat în considerare faptul că moleculele de aer sunt echipate cu o gamă largă de astfel de frecvențe, astfel încât atmosfera este capabilă să absoarbă radiații într-o varietate de spectre.

Surse de radiații

Soarele este principala sursă de IR.

Datorită acesteia, obiectele pot fi încălzite la o anumită temperatură. Ca urmare, în spectrul acestor unde este emisă energie termică. Energia ajunge apoi la obiecte. Procesul de transfer de energie termică se realizează de la obiecte cu o temperatură ridicată la una mai scăzută. În această situație, obiectele au diferite proprietăți de radiație care depind de mai multe corpuri.

Sursele de radiații infraroșii sunt prezente peste tot, echipate cu elemente precum LED-urile. Toate televizoarele moderne sunt echipate cu telecomenzi, deoarece funcționează la frecvența corespunzătoare a spectrului infraroșu. Acestea contin LED-uri. Diverse surse de radiație infraroșie pot fi văzute pe productie industriala, de exemplu: în uscarea suprafețelor de vopsea.

Cel mai izbitor reprezentant al unei surse artificiale din Rus' au fost sobele rusești. Aproape toți oamenii au experimentat influența unei astfel de sobe și au apreciat și beneficiile acesteia. De aceea, o astfel de radiație poate fi simțită de la o sobă sau un calorifer încălzit. În prezent, încălzitoarele cu infraroșu sunt foarte populare. Au o listă de avantaje față de varianta de convecție, deoarece sunt mai economice.

Valoarea coeficientului

Există mai multe tipuri de coeficienți în spectrul infraroșu, și anume:

• radiații;
• coeficient de reflexie;
• factor de debit.

Deci, emisivitatea este capacitatea obiectelor de a emite frecvența radiațiilor, precum și energie cuantică. Poate varia în funcție de material și proprietățile acestuia, precum și de temperatură. Coeficientul are o astfel de cura maximă = 1, dar într-o situație reală este întotdeauna mai mică. În ceea ce privește capacitatea de emisie scăzută, acesta este dotat cu elemente care au o suprafață lucioasă, precum și cu metale. Coeficientul depinde de indicatorii de temperatură.

Coeficientul de reflectare arată capacitatea materialelor de a reflecta frecvența studiului. Depinde de tipul de materiale, proprietăți și indicatori de temperatură. Reflexia are loc în principal pe suprafețele lustruite și netede.

Transmitanța arată capacitatea obiectelor de a transmite frecvența radiației infraroșii prin ele însele. Acest coeficient depinde direct de grosimea și tipul materialului. Este important de reținut că majoritatea materialelor nu au un astfel de coeficient.

Utilizare în medicină

Tratamentul cu lumina infrarosu a devenit destul de popular in lumea moderna. Utilizarea radiațiilor infraroșii în medicină se datorează faptului că tehnica are proprietăți de vindecare. Datorită acestui fapt, există un efect benefic asupra corpului uman. Influența termică formează un corp în țesuturi, regenerează țesuturile și stimulează repararea, accelerează reacțiile fizice și chimice.

În plus, organismul experimentează îmbunătățiri semnificative, deoarece apar următoarele procese:

• accelerarea fluxului sanguin;
• vasodilatație;
• producerea de substanțe biologic active;
• relaxare musculară;
• stare foarte bună;
• stare confortabilă;
• Vis frumos;
• scăderea tensiunii arteriale;
• ameliorarea stresului fizic, psiho-emoțional etc.

Efectul vizibil al tratamentului apare în mai multe proceduri. Pe lângă funcțiile notate, spectrul infraroșu are un efect antiinflamator asupra corpului uman, ajută la combaterea infecțiilor, stimulează și întărește sistemul imunitar.

O astfel de terapie în medicină are următoarele proprietăți:

• biostimulatoare;
• antiinflamator;
• detoxifiere;
• îmbunătățirea fluxului sanguin;
• trezirea funcţiilor secundare ale corpului.

Radiația luminii infraroșii, sau mai degrabă tratamentul acesteia, are beneficii vizibile pentru corpul uman.

Metode de tratament

Terapia este de două tipuri, și anume generală și locală. În ceea ce privește efectele locale, tratamentul se efectuează pe o anumită parte a corpului pacientului. În timpul terapiei generale, utilizarea terapiei cu lumină vizează întregul corp.

Procedura se efectuează de două ori pe zi, durata sesiunii variază între 15-30 de minute. Cursul de tratament general conține cel puțin cinci până la douăzeci de proceduri. Asigurați-vă că aveți pregătită protecție cu infraroșu pentru față. Pentru ochi se folosesc ochelari speciali, huse de vată sau carton. După ședință, pielea devine acoperită de eritem și anume roșeață cu granițe încețoșate. Eritemul dispare la o oră după procedură.

Indicații și contraindicații pentru tratament

IR are principalele indicații de utilizare în medicină:

• boli ale organelor ORL;
• nevralgie și nevrite;
• boli care afectează sistemul musculo-scheletic;
• patologia ochilor și a articulațiilor;
• procese inflamatorii;
• răni;
• arsuri, ulcere, dermatoze și cicatrici;
• astm bronsic;
• cistita;
• urolitiază;
• osteocondroză;
• colecistită fără pietre;
• artrită;
• gastroduodenită în formă cronică;
• pneumonie.

Tratamentul cu lumină are rezultate pozitive. Pe lângă efectul său terapeutic, IR poate fi periculos pentru organismul uman. Acest lucru se datorează faptului că există anumite contraindicații, care, dacă nu sunt respectate, pot dăuna sănătății.

Dacă aveți următoarele afecțiuni, atunci un astfel de tratament va fi dăunător:

• perioada de sarcina;
• boli de sânge;
• intoleranță individuală;
• boli cronice în stadiul acut;
• procese purulente;
• tuberculoză activă;
• predispoziție la sângerare;
• neoplasme.

Aceste contraindicații trebuie luate în considerare pentru a nu vă dăuna propriei sănătăți. Intensitatea radiațiilor prea mare poate provoca un rău mare.

În ceea ce privește daunele IR în medicină și în producție, pot apărea arsuri și roșeață severă a pielii. În unele cazuri, oamenii au dezvoltat tumori pe față deoarece au fost expuși la această radiație suficient de mult timp. Daune semnificative cauzate de radiațiile infraroșii pot avea ca rezultat o formă de dermatită și poate apărea și un accident de căldură.

Razele infraroșii sunt destul de periculoase pentru ochi, mai ales în intervalul de până la 1,5 microni. Expunerea pe termen lung provoacă daune semnificative, deoarece apar fotofobie, cataractă și probleme de vedere. Expunerea pe termen lung la IR este foarte periculoasă nu numai pentru oameni, ci și pentru plante. Folosind instrumente optice, puteți încerca să vă corectați problema vederii.

Impact asupra plantelor

Toată lumea știe că IR-urile au un efect benefic asupra creșterii și dezvoltării plantelor. De exemplu, dacă echipați o seră cu un încălzitor cu infraroșu, puteți vedea un rezultat uimitor. Încălzirea se realizează în spectrul infraroșu, unde se observă o anumită frecvență, iar unda este egală cu 50.000 nm. până la 2.000.000 nm.

Sunt destui Fapte interesante, conform căruia puteți afla că toate plantele, organismele vii, sunt influențate de lumina soarelui. Radiația de la soare are o gamă specifică constând din 290 nm. – 3000 nm. Cu cuvinte simple, energia radiantă joacă un rol important în viața fiecărei plante.

Având în vedere cele interesante și fapte educative, se poate determina că plantele au nevoie de lumină și energie solară, deoarece sunt responsabile de formarea clorofilei și a cloroplastelor. Viteza luminii afectează alungirea, nuclearea celulelor și procesele de creștere, momentul fructificării și înfloririi.

Specificul cuptorului cu microunde

Cuptoarele cu microunde de uz casnic sunt echipate cu cuptoare cu microunde ușor mai mici decât razele gamma și razele X. Astfel de cuptoare pot provoca un efect ionizant, care prezintă un pericol pentru sănătatea umană. Microundele sunt situate în decalajul dintre undele infraroșii și cele radio, astfel încât astfel de cuptoare nu pot ioniza moleculele și atomii. Cuptoarele cu microunde funcționale nu afectează oamenii, deoarece acestea sunt absorbite în alimente, generând căldură.

Cuptoarele cu microunde nu pot emite particule radioactive, prin urmare nu au un efect radioactiv asupra alimentelor și organismelor vii. De aceea nu trebuie să vă faceți griji că cuptoarele cu microunde vă pot dăuna sănătății!

Lumina infraroșie este inaccesibilă vizual pentru vederea umană. Între timp, undele lungi de infraroșu sunt percepute de corpul uman ca căldură. Lumina infraroșie are unele dintre proprietățile luminii vizibile. Radiația de această formă poate fi focalizată, reflectată și polarizată. Teoretic, lumina IR este mai mult interpretată ca radiație infraroșie (IR). Spațiul IR ocupă domeniul spectral al radiației electromagnetice 700 nm - 1 mm. Undele IR sunt mai lungi decât undele de lumină vizibilă și mai scurte decât undele radio. În consecință, frecvențele IR sunt mai mari decât frecvențele microundelor și mai mici decât frecvențele luminii vizibile. Frecvența IR este limitată la intervalul de 300 GHz - 400 THz.

Undele infrarosii au fost descoperite de astronomul britanic William Herschel. Descoperirea a fost înregistrată în 1800. Folosind prisme de sticlă în experimentele sale, omul de știință a explorat în acest fel posibilitatea de a împărți lumina soarelui în componente individuale.

Când William Herschel a trebuit să măsoare temperatura florilor individuale, a descoperit un factor de creștere a temperaturii la trecerea succesivă prin următoarele serii:

• violet,
• albastru,
• verdeaţă,
• gălbenuş,
• portocale,
• roșu.

Gama de undă și frecvență a radiației IR

Pe baza lungimii de undă, oamenii de știință împart în mod convențional radiația infraroșie în mai multe părți spectrale. Cu toate acestea, nu există o definiție uniformă a limitelor fiecărei părți individuale.

Scala de radiații electromagnetice: 1 - unde radio; 2 - cuptor cu microunde; 3 - unde IR; 4 - lumina vizibila; 5 - ultraviolete; 6 — raze X; 7 - raze gamma; B - interval de lungimi de undă; E - energie

Teoretic, sunt desemnate trei game de unde:

1. Aproape
2. In medie
3. Mai departe

Intervalul de infraroșu apropiat este marcat de lungimi de undă care se apropie de sfârșitul spectrului luminii vizibile. Segmentul de undă calculat aproximativ este indicat aici prin lungime: 750 - 1300 nm (0,75 - 1,3 µm). Frecvența radiațiilor este de aproximativ 215-400 Hz. Lungimile de undă IR scurte vor emite căldură minimă.

Interval IR mediu (intermediar), acoperă lungimi de undă 1300-3000 nm (1,3 - 3 µm). Frecvențele aici sunt măsurate în intervalul 20-215 THz. Nivelul de căldură radiată este relativ scăzut.

Intervalul de infraroșu îndepărtat este cel mai apropiat de intervalul de microunde. Aspect: 3-1000 microni. gama de frecvente 0,3-20 THz. Acest grup este format din lungimi de undă scurte la intervalul de frecvență maximă. Aici este emisă căldură maximă.

Aplicații ale radiației infraroșii

Razele IR și-au găsit aplicație în domenii diverse. Printre cele mai cunoscute dispozitive se numără camerele termice, echipamentele de vedere pe timp de noapte etc. Echipamentele de comunicații și de rețea utilizează lumina IR ca parte a operațiunilor cu fir și fără fir.

Un exemplu de funcționare a unui dispozitiv electronic este o cameră termică, al cărei principiu de funcționare se bazează pe utilizarea radiației infraroșii. Și acesta este doar un exemplu din multe altele.

Telecomenzile sunt echipate cu un sistem de comunicare IR cu rază scurtă de acțiune, unde semnalul este transmis prin LED-uri IR. Exemplu: aparate electrocasnice comune – televizoare, aparate de aer condiționat, playere. Lumina infraroșie transmite date prin sisteme de cabluri cu fibră optică.

În plus, radiația infraroșie este utilizată în mod activ de cercetarea astronomică pentru explorarea spațiului. Datorită radiației infraroșii, este posibilă detectarea obiectelor spațiale invizibile pentru ochiul uman.

Fapte puțin cunoscute despre lumina IR

Ochii umani chiar nu pot vedea razele infraroșii. Dar pielea corpului uman, care reacționează la fotoni, și nu doar la radiația termică, este capabilă să-i „vadă”.

Suprafața pielii acționează de fapt ca „globul ocular”. Dacă ieși afară într-o zi însorită, închide ochii și întinde palmele spre cer, poți găsi cu ușurință locația soarelui.

Iarna, într-o cameră în care temperatura aerului este de 21-22ºС, fiind îmbrăcată călduros (pulover, pantaloni). Vara, în aceeași cameră, la aceeași temperatură, oamenii se simt și ei confortabil, dar în haine mai lejere (short, tricou).

Acest fenomen este ușor de explicat: în ciuda aceleiași temperaturi a aerului, pereții și tavanul camerei în timpul verii emit mai multe unde IR îndepărtate purtate de lumina soarelui(FIR - Infraroșu îndepărtat). Prin urmare, corpul uman, la aceleași temperaturi, percepe mai multă căldură vara.

Căldura IR este produsă de orice organism viu și obiect neînsuflețit. Acest moment este remarcat mai mult decât clar pe ecranul camerei termice

Perechile de oameni care dorm în același pat sunt emițători și receptori involuntar de unde FIR unul față de celălalt. Dacă o persoană este singură în pat, el acționează ca un transmițător de unde FIR, dar nu mai primește aceleași unde ca răspuns.

Când oamenii vorbesc între ei, ei trimit și primesc involuntar vibrații ale undelor FIR unul de la celălalt. Îmbrățișările prietenoase (iubitoare) activează și transmiterea radiațiilor FIR între oameni.

Cum percepe natura lumina IR?

Oamenii nu pot vedea lumina în infraroșu, dar șerpii din familia viperelor (cum ar fi șerpii) au cavități senzoriale care sunt folosite pentru a produce imagini în lumină infraroșie.

Această proprietate permite șerpilor să detecteze animalele cu sânge cald în întuneric complet. Șerpii, cu două cavități senzoriale, se presupune științific că au o anumită percepție a adâncimii în infraroșu.

Proprietăți ale șarpelui IR: 1, 2 - zonele sensibile ale cavității senzoriale; 3 - cavitatea membranei; 4 - cavitate internă; 5 - fibre MG; 6 - cavitate externă

Peștii folosesc cu succes lumina în infraroșu apropiat (NIR) pentru a captura prada și a se orienta în zonele de apă. Acest simț NIR ajută peștii să navigheze cu precizie în mediu. lumina slaba, pe întuneric sau în apă noroioasă.

Radiația infraroșie joacă un rol important în modelarea vremii și climei Pământului, la fel ca lumina soarelui. Masa totală de lumină solară absorbită de Pământ, în cantitate egală Radiația IR trebuie să călătorească de pe Pământ înapoi în spațiu. În caz contrar, încălzirea globală sau răcirea globală este inevitabil.

Există un motiv evident pentru care aerul se răcește rapid într-o noapte uscată. Nivelurile scăzute de umiditate și absența norilor pe cer oferă o cale clară pentru radiația infraroșie. Razele infrarosii ies mai repede spaţiuși, în consecință, îndepărtați căldura mai repede.

O parte semnificativă care vine pe Pământ este lumina infraroșie. Orice organism sau obiect natural are o temperatură, ceea ce înseamnă că emite energie IR. Chiar și obiectele care sunt a priori reci (de exemplu, cuburile de gheață) emit lumină infraroșie.

Potențialul tehnic al zonei infraroșii

Potențialul tehnic al razelor infraroșii este nelimitat. Există o mulțime de exemple. Urmărirea în infraroșu (homing) este utilizată în sistemele pasive de control al rachetelor. Radiatie electromagnetica de la țintă, recepționat în partea infraroșie a spectrului, este utilizat în acest caz.

Sisteme de urmărire a țintei: 1, 4 - camera de ardere; 2, 6 - evacuare flacără relativ lungă; 5 - debit rece ocolind camera fierbinte; 3, 7 - semnătură IR importantă atribuită

Sateliții meteorologici echipați cu radiometre de scanare produc imagini termice, care permit apoi tehnicilor analitice să determine înălțimile și tipurile de nori, să calculeze temperaturile apei de pe uscat și de suprafață și să determine caracteristicile suprafeței oceanului.

Radiația infraroșie este cea mai comună modalitate de a controla de la distanță diverse dispozitive. Multe produse sunt dezvoltate și produse pe baza tehnologiei FIR. Aici s-au remarcat mai ales japonezii. Iată doar câteva exemple care sunt populare în Japonia și în întreaga lume:

• căptușeli speciale și încălzitoare FIR;
• Farfurii de BID pentru pastrarea pestilor si legumelor proaspete timp indelungat;
• hârtie ceramică și ceramică FIR;
• mănuși FIR, jachete, scaune auto;
• uscator de par FIR de coafura care reduce deteriorarea parului;

Reflectografia în infraroșu (conservarea artei) este folosită pentru a studia picturile și ajută la dezvăluirea straturilor subiacente fără a distruge structura. Această tehnică ajută la dezvăluirea detaliilor ascunse sub desenul artistului.

În acest fel se determină dacă imaginea curentă este originală o operă de artă sau doar o copie realizată profesional. De asemenea, sunt identificate modificări asociate lucrărilor de restaurare a operelor de artă.

Raze IR: impact asupra sănătății umane

Efectele benefice ale razelor solare asupra sănătății umane au fost dovedite științific. Cu toate acestea, expunerea excesivă la radiația solară este potențial periculoasă. Lumina soarelui conține raze ultraviolete, care ard pielea corpului uman.

Saunele cu infraroșu pentru uz public sunt răspândite în Japonia și China. Iar tendința spre dezvoltarea acestei metode de vindecare nu face decât să se intensifice.

Infraroșu cu unde îndepărtate, între timp, oferă toate beneficiile pentru sănătate ale luminii naturale ale soarelui. În același timp, efectele periculoase ale radiațiilor solare sunt complet eliminate.

Prin utilizarea tehnologiei de reproducere a razelor infraroșii, se obține un control complet al temperaturii () și lumina solară nelimitată. Dar asta nu este tot fapte cunoscute Beneficiile radiației infraroșii:

• Razele infraroșii îndepărtate întăresc sistemul cardiovascular, stabilizează ritmul cardiac, măresc debitul cardiac, reducând în același timp tensiunea arterială diastolică.
• Stimularea funcției cardiovasculare cu lumină infraroșie îndepărtată - mod perfect menținerea unui sistem cardiovascular normal. Există experiență a astronauților americani în timpul unui zbor spațial lung.
• Razele IR infraroșii îndepărtate la temperaturi peste 40°C slăbesc și în cele din urmă ucid celulele canceroase. Acest fapt a fost confirmat de Asociația Americană a Cancerului și de Institutul Național al Cancerului.
• Saunele cu infraroșu sunt adesea folosite în Japonia și Coreea (terapie cu hipertermie sau terapia Waon) pentru a trata bolile cardiovasculare, în special insuficiența cardiacă cronică și bolile arteriale periferice.
• Descoperirile cercetărilor publicate în revista Neuropsychiatric Disease and Treatment evidențiază razele infraroșii ca o „recunoaștere medicală” în tratamentul leziunilor cerebrale traumatice.
• Se spune că o saună cu infraroșu este de șapte ori mai eficientă în eliminarea metalelor grele, colesterolului, alcoolului, nicotină, amoniac, acid sulfuric și alte toxine din organism.
• În cele din urmă, terapia FIR din Japonia și China s-a clasat pe primul loc moduri eficiente tratamentul astmului, bronșitei, răcelilor, gripei, sinuzitei. S-a observat că terapia FIR îndepărtează inflamația, umflarea și blocajele mucoase.

Lumina infrarosu si durata de viata de 200 de ani