Čo je IR žiarenie? Infračervený rozsah. Ako sa vyhnúť škodlivému vystaveniu infračervenému žiareniu

Čo je infračervené žiarenie? Definícia hovorí, že infračervené lúče sú elektromagnetické žiarenie, ktoré sa riadi optickými zákonmi a má povahu viditeľného svetla. Infračervené lúče majú spektrálny rozsah medzi červeným viditeľným svetlom a krátkovlnným rádiovým vyžarovaním. Pre infračervenú oblasť spektra je delenie na krátkovlnné, stredovlnné a dlhovlnné. Vyhrievací účinok takýchto lúčov je vysoký. Akceptovaná skratka pre infračervené žiarenie je IR.

IR žiarenie

Výrobcovia uvádzajú rôzne informácie o vykurovacích zariadeniach navrhnutých podľa príslušného princípu žiarenia. Niektoré môžu naznačovať, že zariadenie je infračervené, zatiaľ čo iné môžu naznačovať, že je dlhovlnné alebo tmavé. Toto všetko sa v praxi týka infračerveného žiarenia, dlhovlnné ohrievače majú najnižšiu teplotu vyžarujúceho povrchu a vlny sú vyžarované vo väčšej hmotnosti v dlhovlnnej zóne spektra. Dostali aj názov tmavé, pretože pri teplote nevydávajú svetlo a nesvietia, ako v iných prípadoch. Stredne vlnové ohrievače majú vyššiu povrchovú teplotu a nazývajú sa šedé ohrievače. Svetelný typ je krátkovlnné zariadenie.

Optické vlastnosti látky v infračervených oblastiach spektra sa líšia od optických vlastností v bežnom každodennom živote. Vykurovacie zariadenia, ktoré ľudia používajú každý deň, vyžarujú infračervené lúče, no nevidíte ich. Celý rozdiel je vo vlnovej dĺžke, tá sa mení. Bežný radiátor vyžaruje lúče, čím sa miestnosť vykuruje. Vlny infračerveného žiarenia sú v ľudskom živote prirodzene prítomné, vyžaruje ich slnko.

Infračervené žiarenie patrí do kategórie elektromagnetického žiarenia, to znamená, že ho nemožno vidieť očami. Vlnové dĺžky sa pohybujú od 1 milimetra do 0,7 mikrometra. Najväčším zdrojom infračervených lúčov je slnko.

IR lúče na vykurovanie

Prítomnosť vykurovania na základe tejto technológie vám umožňuje zbaviť sa nevýhod konvekčného systému, ktorý je spojený s cirkuláciou prúdenia vzduchu v priestoroch. Konvekcia zvyšuje a prenáša prach, nečistoty a vytvára prievan. Ak nainštalujete elektrický infražiarič, bude fungovať na princípe slnečných lúčov, efekt bude podobný slnečnému teplu v chladnom počasí.

Infračervená vlna je forma energie, je to prirodzený mechanizmus vypožičaný z prírody. Tieto lúče sú schopné ohrievať nielen predmety, ale aj samotný vzdušný priestor. Vlny prenikajú vzduchovými vrstvami a zahrievajú predmety a živé tkanivá. Lokalizácia zdroja predmetného žiarenia nie je až taká dôležitá, ak je zariadenie na strope, vykurovacie lúče dokonale dopadajú na podlahu. Je dôležité, aby infračervené žiarenie umožnilo nechať vzduch vlhký, nevysušovalo ho, ako to robia iné typy vykurovacích zariadení. Výkon zariadení založených na infračervenom žiarení je extrémne vysoký.

Infračervené žiarenie nevyžaduje veľké náklady na energiu, takže sú úspory pre domáce použitie tohto vývoja. IR lúče sú vhodné pre prácu vo veľkých priestoroch, hlavnou vecou je zvoliť správnu dĺžku lúča a správne nastaviť prístroje.

Škody a výhody infračerveného žiarenia

Dlhé infračervené lúče dopadajúce na kožu spôsobujú reakciu nervových receptorov. Tým je zabezpečená prítomnosť tepla. Preto sa v mnohých zdrojoch infračervené žiarenie nazýva tepelné žiarenie. Väčšinu vyžarovanej energie pohltí vlhkosť, ktorá je obsiahnutá vo vrchnej vrstve ľudskej pokožky. Preto sa zvyšuje teplota pokožky a vďaka tomu sa zahrieva celé telo.

Existuje názor, že infračervené žiarenie je škodlivé. Toto je nesprávne.

Výskumy ukazujú, že dlhovlnné žiarenie je pre telo bezpečné, navyše má výhody.

Posilňujú imunitný systém, stimulujú regeneráciu a zlepšujú stav vnútorných orgánov. Tieto lúče s dĺžkou 9,6 mikrónov sa používajú v lekárskej praxi na terapeutické účely.

Krátkovlnné infračervené žiarenie funguje inak. Preniká hlboko do tkaniva a ohrieva vnútorné orgány, pričom obchádza pokožku. Ak ožarujete pokožku takýmito lúčmi, kapilárna sieť sa rozšíri, koža sčervenie a môžu sa objaviť známky popálenia. Takéto lúče sú nebezpečné pre oči, vedú k vzniku šedého zákalu, narúšajú rovnováhu vody a soli a vyvolávajú záchvaty.

Človek dostane úpal v dôsledku krátkovlnného žiarenia. Ak zvýšite teplotu mozgu čo i len o stupeň, objavia sa už príznaky šoku alebo otravy:

nevoľnosť;
rýchly pulz;
tmavnutie v očiach.

Ak dôjde k prehriatiu o dva stupne a viac, potom vzniká meningitída, ktorá je život ohrozujúca.

Intenzita infračerveného žiarenia závisí od viacerých faktorov. Dôležitá je vzdialenosť k umiestneniu zdrojov tepla a ukazovateľ teploty. V živote je dôležité dlhovlnné infračervené žiarenie, bez ktorého sa to nedá. Poškodenie môže nastať len vtedy, keď je vlnová dĺžka nesprávna a čas, kedy na človeka pôsobí, je dlhý.

Ako chrániť osobu pred poškodením infračerveným žiarením?

Nie všetky infračervené vlny sú škodlivé. Je potrebné vyhnúť sa krátkovlnnej infračervenej energii. Kde sa nachádza v každodennom živote? Je potrebné vyhnúť sa telesnej teplote nad 100 stupňov. Táto kategória zahŕňa zariadenia na výrobu ocele a elektrické oblúkové pece. Vo výrobe zamestnanci nosia špeciálne upravené uniformy, ktoré majú ochranný štít.

Najužitočnejším infračerveným vykurovacím zariadením bol ruský sporák, teplo z neho bolo terapeutické a prospešné. V súčasnosti však takéto zariadenia nikto nepoužíva. Infračervené ohrievače sa pevne usadili a infračervené vlny sú široko používané v priemysle.

Ak je špirála, ktorá vydáva teplo v infračervenom zariadení, chránená tepelným izolátorom, potom bude žiarenie mäkké a dlhovlnné, a to je bezpečné. Ak má zariadenie otvorený vykurovací článok, potom bude infračervené žiarenie tvrdé, krátkovlnné a to je nebezpečné pre zdravie.

Aby ste pochopili dizajn zariadenia, musíte si preštudovať technický list. Budú tam informácie o použitých infračervených lúčoch v konkrétnom prípade. Venujte pozornosť tomu, aká je vlnová dĺžka.

Infračervené žiarenie nie je vždy jednoznačne škodlivé, nebezpečenstvo predstavujú iba otvorené zdroje, krátke lúče a dlhodobé vystavenie sa im.

Oči by ste si mali chrániť pred zdrojom vĺn a ak sa vyskytne nepohodlie, vzdiaľte sa od vplyvu infračervených lúčov. Ak sa na pokožke objaví nezvyčajná suchosť, znamená to, že lúče vysušujú lipidovú vrstvu, a to je veľmi dobré.

Ako liečba sa používa infračervené žiarenie v užitočných rozsahoch, fyzioterapeutické metódy sú založené na práci s lúčmi a elektródami. Všetky efekty sa však vykonávajú pod dohľadom odborníkov, nemali by ste sa liečiť infračervenými zariadeniami. Trvanie účinku musí byť prísne určené lekárskymi indikáciami na základe cieľov a cieľov liečby.

Predpokladá sa, že infračervené žiarenie je nepriaznivé pre systematické vystavenie malým deťom, preto je vhodné starostlivo vybrať vykurovacie zariadenia pre spálňu a detské izby. Na nastavenie bezpečnej a efektívnej infračervenej siete vo vašom byte alebo dome budete potrebovať pomoc špecialistov.

Moderných technológií by ste sa nemali vzdávať kvôli predsudkom z neznalosti.

Infra červená radiácia. Objav infračerveného žiarenia

Definícia 1

Pod Infra červená radiácia(IR) označuje formu energie alebo spôsob ohrevu, pri ktorom sa teplo z jedného telesa prenáša do iného telesa.

Počas svojho života je človek neustále vystavovaný infračervenému žiareniu a je schopný túto energiu cítiť ako teplo vychádzajúce z predmetu. Infračervené žiarenie je vnímané ľudská koža, oči v tomto spektre nevidia.

Prírodný zdroj vysoká teplota je naše svietidlo. Teplota ohrevu je spojená s vlnovou dĺžkou infračervených lúčov, ktoré sú krátkovlnné, strednovlnné a dlhovlnné.

Krátka vlnová dĺžka má vysokú teplotu a intenzívne žiarenie. Späť za 1800 dolárov, anglický astronóm W. Herschel vykonali pozorovania Slnka. Pri štúdiu svietidla hľadal spôsob, ktorý by znížil zahrievanie nástroja, s ktorým sa tieto štúdie vykonávali. V jednej fáze svojej práce vedec zistil, že za nasýteným v červenej farbe Nachádza " maximálne teplo" Štúdia bola začiatkom štúdie Infra červená radiácia.

Ak skôr zdrojov infračervené žiarenie v laboratóriu slúžilo ako horúce telesá alebo elektrické výboje v plynoch, teda dnes boli vytvorené moderné zdroje infračervené žiarenie s frekvenciou, ktorú je možné nastaviť alebo zafixovať. Sú založené na pevnolátkových a molekulárnych plynových laseroch.

IN v blízkosti infračerveného žiarenia(asi 1,3 $ mikrónov) na registráciu žiarenia používajú špeciálne fotografické dosky.

IN ďaleko infračervené je registrované žiarenie bolometre- Ide o detektory, ktoré sú citlivé na zahrievanie infračerveným žiarením.

Infračervené vlny majú rôzne dĺžky, takže ich penetračná schopnosť bude tiež iná.

Dlhá vlna lúče prichádzajúce napríklad zo Slnka pokojne prejsť zemskou atmosférou, súčasne, bez jeho zahrievania. Prenikajúc cez pevné telesá zvyšujú svoju teplotu, takže pre všetok život na planéte má veľký význam vzdialené žiarenie.

Je zaujímavé, že v neustály kompenzačný make-up potrebujú všetky živé telá, ktoré tiež vyžarujú rovnaké spektrum tepla. Pri absencii takéhoto dobitia klesá teplota živého tela, čo ho robí zraniteľným voči rôznym infekciám. Toto dodatočné dobitie vo forme infračerveného žiarenia, podľa vedcov, skôr užitočné než škodlivé.

Poznámka 1

Odborníci vykonali množstvo pokusov na zvieratách, ktoré to dokázali infračervené lúče potláčajú rast rakovinových buniek, ničia množstvo vírusov a neutralizujú deštruktívne účinky elektromagnetických vĺn. Infračervené dlhovlnné lúče zvýšiť množstvo inzulínu produkovaného telom a neutralizovať účinky rádioaktívnej expozície.

Aplikácie infračerveného žiarenia

Infračervené žiarenie má široké využitie ako v každodennom živote, tak aj v rôznych oblastiach ľudskej činnosti.

Jeho hlavné oblasti použitia sú:

Termografia. IR žiarenie umožňuje určiť teplotu objektov, ktoré sa nachádzajú v určitej vzdialenosti. Tepelné zobrazovanie je široko používané v priemyselných a vojenských aplikáciách, jeho kamery dokážu detekovať infračervené a vytvárať obraz tohto žiarenia. S termografickými kamerami môžete „vidieť“ všetko v okolí bez akéhokoľvek osvetlenia, pretože všetky vyhrievané predmety vyžarujú infračervené žiarenie.

Sledovanie. IR sledovanie sa používa pri navádzaní rakiet, do ktorých sa zapája zariadenie tzv. hľadači tepla" V dôsledku toho, že motory strojov a mechanizmov a samotný človek vyžarujú teplo, budú jasne viditeľné v infračervenom rozsahu a rakety odtiaľ ľahko nájdu smer letu.

Kúrenie. IR ako zdroj tepla zvyšuje teplotu a má priaznivé účinky na ľudské zdravie, napr. infračervené sauny, o ktorej sa dnes veľa hovorí. Používajú sa pri liečbe hypertenzie, srdcového zlyhania a reumatoidnej artritídy.

Meteorológia. Výška oblakov a teplota povrchu vody a pevniny sa zisťujú zo satelitov, ktoré snímajú infračervené snímky. Na takýchto obrázkoch sú studené oblaky zafarbené na bielu, zatiaľ čo teplé oblaky sú zafarbené na sivo. Horúci povrch zeme je natretý čiernou alebo sivou farbou.

Astronómia. Pri pozorovaní nebeských objektov astronómovia používajú špeciálne infračervené teleskopy. Vďaka týmto teleskopom vedci identifikujú protohviezdy skôr, ako vyžarujú viditeľné svetlo, rozlišujú chladné objekty a pozorujú jadrá galaxií.

čl. A tu našlo uplatnenie infračervené žiarenie. Kritici umenia vďaka infračervenému žiareniu reflektogramy, pozri spodné vrstvy malieb, umelcove náčrty. Toto zariadenie pomáha rozlíšiť originál od kópie, chyby pri reštaurátorských prácach. S jeho pomocou sa študujú staré písomné dokumenty.

Liek. Liečivé vlastnosti infračervenej terapie sú všeobecne známe. Vyhrievaná hlina, piesok a soľ sa oddávna považujú za liečivé a priaznivo pôsobia na ľudský organizmus. IR pomáha liečiť zlomeniny, zlepšuje metabolizmus v tele, bojuje proti obezite, podporuje hojenie rán, zlepšuje krvný obeh, priaznivo pôsobí na kĺby a svaly.

Okrem toho sa terapeutické účinky využívajú pri ochoreniach:

Chronická bronchitída a bronchiálna astma;
Zápal pľúc;
Chronická cholecystitída a jej exacerbácia;
Prostatitída s poruchou potencie;
reumatoidná artritída;
Pri ochoreniach močových ciest a pod.

Aby bolo možné použiť infračervené lúče na liečebné účely, je potrebné vziať do úvahy kontraindikácie.

Môžu spôsobiť veľké škody:

Keď má človek hnisavé choroby;
Skryté krvácanie;
Krvné choroby;
Novotvary a predovšetkým malígne;
Zápalové ochorenia, najčastejšie akútne.

Krátkovlnné IR negatívne ovplyvňujú ľudské mozgové tkanivo, čo vedie k „ úpal" Škody sú v tomto prípade zrejmé. Človek pociťuje bolesť hlavy, pulz a dýchanie sa zrýchli, videnie stmavne a je možná strata vedomia. Pri ďalšom ožarovaní to telo nevydrží - dochádza k opuchu tkanív a membrán mozgu, objavujú sa príznaky encefalitídy a meningitídy. Krátke vlny Obzvlášť vážne poškodenie je spôsobené ľudským očiam a kardiovaskulárnemu systému.

Poznámka 2

Ukazuje sa teda, že výhody IR na telo sú napriek negatívnym aspektom významné.

Infračervená ochrana

Na zníženie škôd spôsobených infračerveným žiarením a na ochranu pred ním boli vyvinuté normy pre infračervené žiarenie, ktoré sú pre ľudí bezpečné.

Základné ochranné opatrenia:

Zastarané technológie je potrebné nahradiť modernými, ktoré znížia intenzitu žiarenia zdroja;
Použitie obrazoviek vyrobených z kovovej siete a reťazí, obloženie otvorených otvorov pece azbestom;
Povinná osobná ochrana a predovšetkým ochrana očí okuliarmi so svetelnými filtrami;
Ochrana tela ľanovým alebo poloľanovým pracovným odevom;
Racionálny režim práce a odpočinku;
Povinné liečebné a preventívne opatrenia pre zamestnancov.

Od spoločnosti Masterweb

06.05.2018 15:00

Infračervené lúče sú elektromagnetické vlny v neviditeľnej oblasti elektromagnetického spektra, ktoré začínajú za viditeľným červeným svetlom a končia pred mikrovlnným žiarením medzi frekvenciami 1012 a 5∙1014 Hz (alebo v rozsahu vlnových dĺžok 1–750 nm). Názov pochádza z latinského slova infra a znamená „pod červeným“.

Využitie infračervených lúčov je rôznorodé. Používajú sa na zobrazovanie objektov v tme alebo dyme, vyhrievanie sáun a vyhrievanie krídel lietadiel na odmrazovanie, komunikáciu na krátke vzdialenosti a spektroskopickú analýzu organických zlúčenín.

Otvorenie

Infračervené lúče objavil v roku 1800 britský hudobník a amatérsky astronóm nemeckého pôvodu William Herschel. Pomocou hranola rozdelil slnečné svetlo na jednotlivé zložky a pomocou teplomera zaznamenal zvýšenie teploty za červenú časť spektra.

IR žiarenie a teplo

Infračervené žiarenie sa často nazýva tepelné žiarenie. Treba si však uvedomiť, že je to len jej dôsledok. Teplo je mierou translačnej energie (energie pohybu) atómov a molekúl látky. Senzory "teploty" v skutočnosti nemerajú teplo, ale iba rozdiely v infračervených emisiách rôznych objektov.

Mnohí učitelia fyziky tradične pripisujú všetko tepelné žiarenie Slnka infračerveným lúčom. Ale nie je to tak. Viditeľné slnečné svetlo dodáva 50 % všetkého tepla a elektromagnetické vlny akejkoľvek frekvencie s dostatočnou intenzitou môžu spôsobiť zahrievanie. Je však spravodlivé povedať, že pri izbovej teplote objekty produkujú teplo predovšetkým v strednej infračervenej oblasti.

IR žiarenie je absorbované a emitované rotáciami a vibráciami chemicky viazaných atómov alebo skupín atómov, a teda mnohými typmi materiálov. Napríklad okenné sklo, ktoré je priepustné pre viditeľné svetlo, absorbuje IR žiarenie. Infračervené lúče sú z veľkej časti absorbované vodou a atmosférou. Hoci sú okom neviditeľné, na pokožke ich cítiť.

Zem ako zdroj infračerveného žiarenia

Povrch našej planéty a oblaky absorbujú slnečnú energiu, z ktorej väčšina sa uvoľňuje do atmosféry vo forme infračerveného žiarenia. Určité látky v ňom, najmä kvapôčky pary a vody, ako aj metán, oxid uhličitý, oxidy dusíka, chlórfluórované uhľovodíky a fluorid sírový, absorbujú v infračervenej oblasti spektra a spätne vyžarujú do všetkých smerov vrátane Zeme. Zemská atmosféra a povrch sú preto vplyvom skleníkového efektu oveľa teplejšie, ako keby vo vzduchu neboli žiadne látky, ktoré pohlcujú infračervené lúče.

Toto žiarenie zohráva dôležitú úlohu pri prenose tepla a je neoddeliteľnou súčasťou takzvaného skleníkového efektu. V globálnom meradle sa vplyv infračervených lúčov rozširuje na radiačnú bilanciu Zeme a ovplyvňuje takmer všetku aktivitu biosféry. Takmer každý objekt na povrchu našej planéty vyžaruje elektromagnetické žiarenie hlavne v tejto časti spektra.

IR regióny

Infračervený rozsah je často rozdelený na užšie časti spektra. Nemecký inštitút pre normy DIN definoval nasledujúce rozsahy vlnových dĺžok infračervených lúčov:

blízko (0,75-1,4 µm), bežne používané v komunikáciách z optických vlákien;
krátkovlnné (1,4-3 mikróny), od ktorých sa výrazne zvyšuje absorpcia IR žiarenia vodou;
stredná vlna, tiež nazývaná stredná (3-8 mikrónov);
dlhé vlny (8-15 mikrónov);
dlhý dosah (15-1000 µm).

Táto klasifikačná schéma však nie je univerzálne používaná. Napríklad niektoré štúdie uvádzajú nasledujúce rozsahy: blízke (0,75-5 µm), stredné (5-30 µm) a dlhé (30-1000 µm). Vlnové dĺžky používané v telekomunikáciách sú rozdelené do samostatných pásiem kvôli obmedzeniam detektorov, zosilňovačov a zdrojov.

Všeobecný notačný systém je odôvodnený ľudskými reakciami na infračervené lúče. Blízka infračervená oblasť je najbližšie k vlnovej dĺžke viditeľnej ľudským okom. Stredné a vzdialené IR žiarenie sa postupne vzďaľuje od viditeľnej časti spektra. Ďalšie definície sa riadia rôznymi fyzikálnymi mechanizmami (ako sú emisné špičky a absorpcia vody) a najnovšie sú založené na citlivosti použitých detektorov. Napríklad bežné kremíkové senzory sú citlivé v oblasti okolo 1050 nm a arzenid indium-gálium je citlivý v rozsahu od 950 nm do 1700 a 2200 nm.

Medzi infračerveným a viditeľným svetlom nie je jasná hranica. Ľudské oko je oveľa menej citlivé na červené svetlo nad 700 nm, ale intenzívne svetlo (z lasera) možno vidieť až do približne 780 nm. Začiatok infračerveného rozsahu je v rôznych normách definovaný rôzne – niekde medzi týmito hodnotami. Typicky je to 750 nm. Viditeľné infračervené lúče sú preto možné v rozsahu 750–780 nm.

Symboly v komunikačných systémoch

Blízke infračervené optické komunikácie sú technicky rozdelené do niekoľkých frekvenčných pásiem. Môžu za to rôzne zdroje svetla, absorbujúce a prepúšťajúce materiály (vlákna) a detektory. Tie obsahujú:

O-pásmo 1 260-1 360 nm.
E-pásmo 1 360-1 460 nm.
S-pásmo 1 460-1 530 nm.
C-pásmo 1 530-1 565 nm.
L-pásmo 1,565-1,625 nm.
U-pásmo 1,625-1,675 nm.

Termografia

Termografia alebo termálne zobrazovanie je typ infračerveného obrazu objektov. Keďže všetky telesá vyžarujú infračervené žiarenie a intenzita žiarenia sa zvyšuje s teplotou, možno na jeho detekciu a zhotovenie snímok použiť špecializované kamery s infračervenými senzormi. V prípade veľmi horúcich predmetov v blízkej infračervenej alebo viditeľnej oblasti sa táto metóda nazýva pyrometria.

Termografia je nezávislá od osvetlenia viditeľného svetla. Preto je možné „vidieť“ prostredie aj v tme. Na chladnejšom pozadí dobre vyniknú najmä teplé predmety vrátane ľudí a teplokrvných zvierat. Infračervená fotografia krajiny vylepšuje zobrazenie objektov na základe ich tepelného výkonu, vďaka čomu sa modrá obloha a voda javia takmer čierne, zatiaľ čo zelené lístie a pokožka sú živé.

Historicky bola termografia široko používaná vojenskými a bezpečnostnými službami. Okrem toho má mnoho ďalších využití. Hasiči ho napríklad používajú na to, aby videli cez dym, našli ľudí a lokalizovali horúce miesta počas požiaru. Termografia môže odhaliť abnormálny rast tkaniva a defekty v elektronických systémoch a obvodoch v dôsledku ich zvýšenej tvorby tepla. Elektrikári, ktorí udržiavajú elektrické vedenia, dokážu rozpoznať prehrievajúce sa spoje a časti, ktoré naznačujú problém, a eliminovať potenciálne nebezpečenstvo. Keď izolácia zlyhá, odborníci na budovy môžu vidieť úniky tepla a zlepšiť účinnosť chladiacich alebo vykurovacích systémov. V niektorých autách vyššej kategórie sú na pomoc vodičovi nainštalované termokamery. Termografické zobrazovanie dokáže sledovať viaceré fyziologické reakcie u ľudí a teplokrvných živočíchov.

Vzhľad a spôsob fungovania modernej termografickej kamery sa nelíšia od bežnej videokamery. Schopnosť vidieť v infračervenom spektre je taká užitočná funkcia, že možnosť zaznamenávať obrázky je často voliteľná a záznamový modul nie je vždy dostupný.

Iné obrázky

Pri IR fotografii je oblasť blízkej infračervenej oblasti zachytená pomocou špeciálnych filtrov. Digitálne fotoaparáty majú tendenciu blokovať IR žiarenie. Lacné kamery, ktoré nemajú vhodné filtre, však dokážu „vidieť“ v blízkej infračervenej oblasti. V tomto prípade sa zvyčajne neviditeľné svetlo javí ako jasne biele. Je to viditeľné najmä pri fotografovaní v blízkosti osvetlených infračervených objektov (napríklad lampy), kde výsledné rušenie spôsobí vyblednutie obrazu.

Za zmienku stojí aj zobrazovanie pomocou T-lúča, čo je zobrazovanie v ďalekom rozsahu terahertzov. Nedostatok jasných zdrojov spôsobuje, že takéto obrázky sú technicky náročnejšie ako väčšina iných techník IR zobrazovania.

LED diódy a lasery

Medzi umelé zdroje infračerveného žiarenia patria okrem horúcich predmetov aj LED diódy a lasery. Prvé sú malé, lacné optoelektronické zariadenia vyrobené z polovodičových materiálov, ako je arzenid gália. Používajú sa ako optoizolátory a ako svetelné zdroje v niektorých komunikačných systémoch s optickými vláknami. Vysokovýkonné opticky čerpané IR lasery fungujú na báze oxidu uhličitého a oxidu uhoľnatého. Používajú sa na spustenie a úpravu chemických reakcií a oddelenie izotopov. Okrem toho sa používajú v lidarových systémoch na určenie vzdialenosti k objektu. Zdroje infračerveného žiarenia sa používajú aj v diaľkomeroch automatických samozaostrovacích kamier, bezpečnostných alarmoch a optických zariadeniach na nočné videnie.

IR prijímače

IR detekčné prístroje zahŕňajú zariadenia citlivé na teplotu, ako sú termočlánkové detektory, bolometre (niektoré z nich sú ochladzované na teploty blízke absolútnej nule, aby sa znížilo rušenie od samotného detektora), fotovoltaické články a fotovodiče. Tieto sú vyrobené z polovodičových materiálov (napríklad kremíka a sulfidu olovnatého), ktorých elektrická vodivosť sa zvyšuje, keď sú vystavené infračerveným lúčom.

Kúrenie

Infračervené žiarenie sa využíva na vykurovacie účely – napríklad na vyhrievanie sauny a odstraňovanie ľadu z krídel lietadla. Čoraz častejšie sa používa aj na tavenie asfaltu pri kladení nových ciest alebo opravách poškodených miest. IR žiarenie je možné využiť pri varení a ohrievaní jedla.

Pripojenie

Infračervené vlnové dĺžky sa používajú na prenos údajov na krátke vzdialenosti, napríklad medzi počítačovými perifériami a osobnými digitálnymi asistentmi. Tieto zariadenia zvyčajne spĺňajú normy IrDA.

IR komunikácia sa zvyčajne používa v interiéri v oblastiach s vysokou hustotou obyvateľstva. Toto je najbežnejší spôsob diaľkového ovládania zariadení. Vlastnosti infračervených lúčov im neumožňujú preniknúť cez steny, a preto neinteragujú so zariadeniami v susedných miestnostiach. Okrem toho sa IR lasery používajú ako zdroje svetla v komunikačných systémoch s optickými vláknami.

Spektroskopia

Spektroskopia infračerveného žiarenia je technológia používaná na určenie štruktúr a zloženia (hlavne) organických zlúčenín štúdiom prenosu infračerveného žiarenia cez vzorky. Je založená na vlastnostiach látok absorbovať určité frekvencie, ktoré závisia od napínania a ohýbania vnútri molekúl vzorky.

Charakteristiky infračervenej absorpcie a emisie molekúl a materiálov poskytujú dôležité informácie o veľkosti, tvare a chemickej väzbe molekúl, atómov a iónov v pevných látkach. Energie rotácie a vibrácie sú kvantované vo všetkých systémoch. IR žiarenie energie hν emitované alebo absorbované danou molekulou alebo látkou je mierou rozdielu v určitých vnútorných energetických stavoch. Tie sú zase určené atómovou hmotnosťou a molekulárnymi väzbami. Z tohto dôvodu je infračervená spektroskopia mocným nástrojom na určovanie vnútornej štruktúry molekúl a látok alebo, ak sú takéto informácie už známe a tabuľkové, ich množstva. Techniky infračervenej spektroskopie sa často používajú na určenie zloženia a teda pôvodu a veku archeologických vzoriek, ako aj na odhaľovanie falzifikátov umeleckých diel a iných predmetov, ktoré sa pri skúmaní vo viditeľnom svetle podobajú originálom.

Výhody a poškodenie infračervených lúčov

Dlhovlnné infračervené žiarenie sa v medicíne používa na tieto účely:

normalizácia krvného tlaku stimuláciou krvného obehu;
čistenie tela od solí ťažkých kovov a toxínov;
zlepšuje krvný obeh v mozgu a pamäť;
normalizácia hormonálnych hladín;
udržiavanie rovnováhy voda-soľ;
obmedzenie šírenia húb a mikróbov;
úľava od bolesti;
zmiernenie zápalu;
posilnenie imunitného systému.

Zároveň môže IR žiarenie spôsobiť poškodenie pri akútnych hnisavých ochoreniach, krvácaní, akútnych zápaloch, ochoreniach krvi a zhubných nádoroch. Nekontrolovaná dlhodobá expozícia vedie k začervenaniu kože, popáleninám, dermatitíde a úpalu. Krátkovlnné infračervené lúče sú pre oči nebezpečné – môže sa vyvinúť fotofóbia, šedý zákal a zhoršenie zraku. Preto by sa na vykurovanie mali používať iba zdroje dlhovlnného žiarenia.

Kievyan Street, 16 0016 Arménsko, Jerevan +374 11 233 255

Infračervené žiarenie sa aktívne používa v medicíne a jeho prospešné vlastnosti boli zaznamenané dlho pred príchodom moderného výskumu. Už v staroveku sa teplom uhlia, zohriatej soli, kovu a iných materiálov liečili rany, pomliaždeniny, omrzliny, tuberkulóza a mnohé iné choroby.

Výskumy 20.-21. storočia dokázali, že infračervené žiarenie má určitý vplyv na vonkajšiu kožu a vnútorné orgány, čo umožňuje jeho využitie na liečebné a preventívne účely.

Vplyv infračerveného žiarenia na telo

Infračervené lúče nielen zahrievajú, ale vie o tom len málokto. Od objavu infračerveného žiarenia Herschelom v roku 1800 vedci a lekári identifikovali tieto typy účinkov na ľudské telo:

aktivácia metabolizmu;
rozšírenie krvných ciev vrátane kapilár;
aktivácia kapilárneho krvného obehu;
antispazmodický účinok;
analgetický účinok;
protizápalový účinok;
aktivácia reakcií vo vnútri bunky.

Pri použití v dávkach má vystavenie infračerveným lúčom všeobecný zdravotný účinok. Už dnes bolo vyvinutých mnoho zariadení, ktoré sa používajú vo fyzioterapeutických miestnostiach.

Prirodzene, expozícia by sa mala vykonávať v dávkach, aby sa zabránilo prehriatiu, popáleninám a iným negatívnym reakciám.

Spôsoby využitia infračervených lúčov

Keďže infračervené lúče rozširujú cievy a urýchľujú prietok krvi, využívajú sa na zlepšenie a stimuláciu krvného obehu. Keď sú dlhovlnné infračervené lúče nasmerované na kožu, jej receptory sú podráždené, čo spôsobuje reakciu v hypotalame, vysielajúc signál na „uvoľnenie“ hladkých svalov krvných ciev. V dôsledku toho sa rozširujú kapiláry, žily a tepny a zrýchľuje sa prietok krvi.

Na infračervené žiarenie reagujú nielen steny ciev, ale na bunkovej úrovni dochádza k zrýchleniu metabolizmu, ako aj k zlepšeniu priebehu neuroregulačných procesov.

Vystavenie infračerveným lúčom zohráva neoceniteľnú úlohu pri zlepšovaní imunity. Vďaka zvýšenej produkcii makrofagocytov sa fagocytóza zrýchľuje a imunita človeka sa posilňuje na úrovni tekutín a buniek. Paralelne dochádza k stimulácii syntézy aminokyselín, ako aj k zvýšenej produkcii enzýmov a živín.

Bol zaznamenaný aj dezinfekčný účinok, infračervené lúče zabíjajú množstvo baktérií v ľudskom tele a neutralizujú účinky niektorých škodlivých látok.

Zdravotné problémy, ktoré možno vyriešiť pomocou IR žiarenia

Infračervená terapia sa používa ako súčasť liečby, pretože umožňuje vyriešiť nasledujúce účinky:

závažnosť bolesti klesá;
bolestivý syndróm zmizne;
rovnováha voda-soľ je obnovená;
pamäť sa zlepšuje;
existuje lymfatický drenážny účinok;
krvný obeh (vrátane cerebrálneho) a prívod krvi do tkanív sú normalizované;
krvný tlak sa normalizuje;
rýchlejšie sa eliminujú toxíny a soli ťažkých kovov;
zvyšuje sa produkcia endorfínu a melatonínu;
produkcia hormónov je normalizovaná;
patogénne organizmy a huby sú zničené;
rast rakovinových buniek je potlačený;
existuje antinukleárny účinok;
prejavuje sa dezodoračný účinok;
imunitný systém sa obnoví;
Hypertonicita a zvýšené svalové napätie sú uvoľnené;
emocionálne napätie zmizne;
Únava sa hromadí menej;
spánok je normalizovaný;
funkcie vnútorných orgánov sa vrátia do normálu.

Choroby, ktoré sa liečia infračerveným žiarením

Prirodzene, takýto rozsiahly pozitívny účinok sa aktívne používa na liečbu celého radu chorôb:

bronchiálna astma;
chrípka;
zápal pľúc;
onkologické ochorenia;
tvorba adhézií;
adenóm;
peptický vred;
parotitis;
gangréna;
obezita;
flebeuryzma;
ložiská soli;
ostrohy, mozole, mozole;
kožné ochorenia;
cievne ochorenia;
zle sa hojace rany;
popáleniny, omrzliny;
ochorenia periférneho nervového systému;
paralýza;
preležaniny.

Vzhľadom na to, že metabolizmus sa aktivuje a prietok krvi sa normalizuje, a to aj v kapilárach, orgány a tkanivá sa obnovia oveľa rýchlejšie a vrátia sa do normálnej prevádzky.

Pri pravidelnom pôsobení infračervených lúčov na telo dochádza k zvráteniu zápalových procesov, k regenerácii tkanív, k zvýšeniu protiinfekčnej ochrany a lokálnej odolnosti.

Keď sa emitujúce zariadenia používajú spolu s liekmi a fyzioterapeutickými postupmi, je možné dosiahnuť pozitívnu dynamiku 1,5-2 krát rýchlejšie. Zotavenie je rýchlejšie a pravdepodobnosť relapsu je znížená.

Samostatnou témou je využitie terapie infračervenými lúčmi u obéznych pacientov. Tu je hlavný účinok dosiahnutý normalizáciou metabolizmu, vrátane bunkového metabolizmu. Taktiež zahrievanie povrchu tela podporuje rýchlejšie odbúravanie nahromadenej tukovej hmoty. IR žiarenie sa používa v spojení s diétou a medikamentóznou liečbou.

Infračervené žiarenie v športovej medicíne

Výskum účinných liečebných postupov pri obnove zranení ukázal, že infračervené lúče urýchľujú hojenie zranení. Praktické výsledky sú celkom pôsobivé, športovci preukázali také pozitívne zmeny.

Objav infračerveného žiarenia
Druhy výmeny tepla
Fyzikálne vlastnosti
Rozsah IR vĺn priaznivý pre človeka

Anglický výskumník Herschel W. v roku 1800 v procese štúdia slnečného svetla zistil, že v slnečných lúčoch, keď sú rozložené na samostatné spektrá pomocou hranola za červeným viditeľným spektrom, sa údaje teplomera zvyšujú. Teplomer umiestnený v tejto oblasti ukazoval vyššiu teplotu ako referenčný teplomer. Neskôr sa zistilo, že vlastnosti týchto lúčov sú prístupné zákonom optiky a ukázalo sa, že majú rovnakú povahu ako svetelné žiarenie. Tak bolo objavené infračervené žiarenie.

Poďme si objasniť, ako horúce predmety vydávajú teplo okolitým objektom:
prenos tepla(výmena tepla medzi telesami pri kontakte alebo cez separátor),
konvekcia(prenos tepla chladivom, kvapalinou alebo plynom zo zdroja tepla na chladnejšie predmety)
tepelné žiarenie(tok elektromagnetického žiarenia v určitom rozsahu vlnových dĺžok emitovaného látkou na základe jej vnútornej nadmernej energie).

Všetky objekty hmotného sveta okolo nás sú zdrojmi a zároveň absorbérmi tepelného žiarenia.
Tepelné žiarenie, ktoré je založené na infračervených lúčoch, je prúd elektromagnetických lúčov, ktoré spĺňajú zákony optiky a majú rovnakú povahu ako svetelné žiarenie. IR lúč sa nachádza medzi červeným svetlom vnímaným človekom (0,7 µm) a krátkovlnným rádiovým vyžarovaním (1 - 2 mm). Okrem toho je IR oblasť spektra rozdelená na krátkovlnnú (0,7 - 2 µm), strednú vlnu (od 2 do 5,1 µm), dlhá vlna(5,1 - 200 um). Infračervené lúče vyžarujú všetky látky kvapalné a tuhé, pričom Vyžarovaná vlnová dĺžka závisí od teploty látky. Pri vyšších teplotách je vlnová dĺžka emitovaná látkou kratšia, ale intenzita žiarenia je väčšia.

V oblasti dlhovlnného žiarenia (od 9 do 11 mikrónov) je pre človeka najpriaznivejšie tepelné žiarenie. Dlhovlnné žiariče majú nižšiu povrchovú teplotu žiarenia a sú charakterizované ako tmavé - pri nízkych povrchových teplotách nežiaria (do 300°C). Stredovlnné žiariče s vyššou povrchovou teplotou sú charakterizované ako sivé, tie s maximálnou telesnou teplotou vyžarujú krátke vlny, nazývajú sa biele alebo svetlé.

Potvrdenie sovietskych vedcov

Fyzikálne vlastnosti infračerveného žiarenia

Pre infračervené lúče existuje množstvo rozdielov od optických vlastností viditeľného svetla. (priehľadnosť, odrazivosť, index lomu) Napríklad infračervené žiarenie s vlnovou dĺžkou viac ako 1 mikrón, absorbované vodou vo vrstve 1-2 cm, preto sa voda v niektorých prípadoch používa ako tepelne ochranná bariéra. Kremíková doska je nepriehľadná vo viditeľnej oblasti, ale priehľadná v infračervenej oblasti. Množstvo kovov má reflexné vlastnosti ktoré sú pre infračervené žiarenie vyššie ako pre svetlo vnímané človekom, navyše sa ich vlastnosti výrazne zlepšujú s rastúcou vlnovou dĺžkou žiarenia. menovite Index odrazu Al, Au, Ag pri vlnovej dĺžke asi 10 mikrónov sa blíži k 98 %. Vzhľadom na tieto vlastnosti materiálov sa používajú pri výrobe infračervených zariadení. Materiály, ktoré sú priepustné pre infračervené lúče - ako žiariče infračerveného žiarenia (kremeň, keramika), materiály s vysokou schopnosťou odrážať lúče - ako reflektory, ktoré umožňujú sústrediť IR žiarenie požadovaným smerom (hlavne hliník).

Je tiež dôležité vedieť o absorpčných a rozptylových vlastnostiach infračerveného žiarenia. Infračervené lúče sa šíria vzduchom takmer bez prekážok. Totiž samotné molekuly dusíka a kyslíka neabsorbujú infračervené lúče, ale len mierne sa rozptyľujú, čím sa znižuje intenzita. Vodná para, ozón, oxid uhličitý, ako aj iné nečistoty vo vzduchu pohlcujú infračervené žiarenie: vodná para - takmer v celej infračervenej oblasti spektra, oxid uhličitý - v strednej časti infračervenej oblasti. Prítomnosť malých častíc vo vzduchu – prachu, dymu, malých kvapiek kvapalín – vedie k oslabeniu sily infračerveného žiarenia v dôsledku jeho rozptylu na tieto častice.