Kaj je IR sevanje? Infrardeči obseg. Kako se izogniti škodljivi izpostavljenosti infrardečemu sevanju

Kaj je infrardeče sevanje? Definicija navaja, da so infrardeči žarki elektromagnetno sevanje, ki upošteva optične zakone in je narave vidne svetlobe. Infrardeči žarki imajo spektralno območje med rdečo vidno svetlobo in kratkovalovno radijsko emisijo. Za infrardeče področje spektra obstaja delitev na kratkovalovno, srednjevalovno in dolgovalovno. Grelni učinek takih žarkov je visok. Sprejeta okrajšava za infrardeče sevanje je IR.

IR sevanje

Proizvajalci poročajo različne podatke o grelnih napravah, zasnovanih po načelu obravnavanega sevanja. Nekatere lahko kažejo, da je naprava infrardeča, druge pa, da je dolgovalovna ali temna. Vse to se v praksi nanaša na infrardeče sevanje, dolgovalovni grelci imajo najnižjo temperaturo sevalne površine, valovi pa se v večji masi oddajajo v dolgovalovnem območju spektra. Prejeli so tudi ime temne, saj pri temperaturi ne oddajajo svetlobe in ne sijejo, kot v drugih primerih. Srednjevalovni grelniki imajo višjo površinsko temperaturo in se imenujejo sivi grelniki. Vrsta svetlobe je kratkovalovna naprava.

Optične lastnosti snovi v infrardečih območjih spektra se razlikujejo od optičnih lastnosti v vsakdanjem življenju. Grelne naprave, ki jih ljudje uporabljamo vsak dan, oddajajo infrardeče žarke, vendar jih ne vidite. Vsa razlika je v valovni dolžini, ta se spreminja. Navaden radiator oddaja žarke, s katerimi se ogreva prostor. Infrardeči valovi so naravno prisotni v človekovem življenju, oddaja jih sonce.

Infrardeče sevanje spada v kategorijo elektromagnetnega sevanja, torej ga ni mogoče videti z očmi. Valovne dolžine segajo od 1 milimetra do 0,7 mikrometra. Največji vir infrardečih žarkov je sonce.

IR žarki za ogrevanje

Prisotnost ogrevanja, ki temelji na tej tehnologiji, vam omogoča, da se znebite pomanjkljivosti konvekcijskega sistema, ki je povezan s kroženjem zračnega toka v prostorih. Konvekcija dviguje in prenaša prah, ostanke in ustvarja prepih. Če vgradite električni infrardeči grelec, bo ta deloval na principu sončnih žarkov, učinek bo podoben sončni toploti v hladnem vremenu.

Infrardeče valovanje je oblika energije, je naravni mehanizem, izposojen iz narave. Ti žarki so sposobni segrevati ne samo predmete, ampak tudi sam zračni prostor. Valovi prodrejo skozi zračne plasti in segrevajo predmete in živa tkiva. Lokalizacija vira zadevnega sevanja ni tako pomembna, če je naprava na stropu, bodo grelni žarki popolnoma dosegli tla. Pomembno je, da infrardeče sevanje omogoča, da zrak ostane vlažen, ne izsuši ga, kot to počnejo druge vrste grelnih naprav. Zmogljivost naprav, ki temeljijo na infrardečem sevanju, je izjemno visoka.

Infrardeče sevanje ne zahteva velikih stroškov energije, zato so prihranki za domačo uporabo tega razvoja. IR žarki so primerni za delo v velikih prostorih, pomembno je izbrati pravo dolžino žarka in pravilno nastaviti naprave.

Škoda in koristi infrardečega sevanja

Dolgi infrardeči žarki, ki zadenejo kožo, povzročijo reakcijo v živčnih receptorjih. To zagotavlja prisotnost toplote. Zato se v mnogih virih infrardeče sevanje imenuje toplotno sevanje. Večino oddane energije absorbira vlaga, ki se nahaja v zgornji plasti človeške kože. Zato se temperatura kože dvigne in zaradi tega se segreje celotno telo.

Obstaja mnenje, da je infrardeče sevanje škodljivo. To je narobe.

Raziskave kažejo, da je dolgovalovno sevanje varno za telo, poleg tega ima koristi.

Krepijo imunski sistem, spodbujajo regeneracijo in izboljšajo stanje notranjih organov. Ti žarki z dolžino 9,6 mikronov se uporabljajo v medicinski praksi za terapevtske namene.

Kratkovalovno infrardeče sevanje deluje drugače. Prodre globoko v tkivo in segreje notranje organe mimo kože. Če kožo obsevate s takimi žarki, se kapilarna mreža razširi, koža pordeči in lahko se pojavijo znaki opekline. Takšni žarki so nevarni za oči, povzročajo nastanek sive mrene, motijo ravnovesje med vodo in soljo, povzročajo napade.

Človek dobi toplotni udar zaradi kratkovalovnega sevanja. Če povečate temperaturo možganov celo za stopinjo, se že pojavijo znaki šoka ali zastrupitve:

slabost;
hiter utrip;
temnenje v očeh.

Če pride do pregretja za dve stopinji ali več, se razvije meningitis, ki je življenjsko nevaren.

Intenzivnost infrardečega sevanja je odvisna od več dejavnikov. Pomembna je razdalja do lokacije virov toplote in indikator temperature. Dolgovalovno infrardeče sevanje je pomembno v življenju in brez njega ne gre. Škoda lahko nastane le, če valovna dolžina ni pravilna in je čas, ko vpliva na človeka, dolg.

Kako zaščititi osebo pred škodo infrardečega sevanja?

Vsi infrardeči valovi niso škodljivi. Izogibati se je treba kratkovalovni infrardeči energiji. Kje ga najdemo v vsakdanjem življenju? Izogibati se je treba telesnim temperaturam nad 100 stopinj. Ta kategorija vključuje opremo za proizvodnjo jekla in elektroobločne peči. V proizvodnji zaposleni nosijo posebej oblikovane uniforme, ki imajo zaščitni ščit.

Najbolj uporabna infrardeča grelna naprava je bila ruska peč, toplota iz nje je bila zdravilna in blagodejna. Vendar takšnih naprav zdaj nihče ne uporablja. Infrardeči grelniki so postali trdno uveljavljeni in infrardeči valovi se pogosto uporabljajo v industriji.

Če je spirala, ki oddaja toploto v infrardeči napravi, zaščitena s toplotnim izolatorjem, bo sevanje mehko in dolgovalovno, kar je varno. Če ima naprava odprt grelni element, bo infrardeče sevanje trdo, kratkovalovno, kar je nevarno za zdravje.

Da bi razumeli zasnovo naprave, morate preučiti tehnični list. Tam bodo informacije o infrardečih žarkih, uporabljenih v posameznem primeru. Bodite pozorni na valovno dolžino.

Infrardeče sevanje ni vedno očitno škodljivo, nevarnost oddajajo le odprti viri, kratki žarki in dolgotrajna izpostavljenost njim.

Oči morate zaščititi pred virom valov, v primeru neugodja pa se umakniti vplivu infrardečih žarkov. Če se na koži pojavi nenavadna suhost, to pomeni, da žarki izsušijo lipidno plast in to je zelo dobro.

Kot zdravljenje se uporablja infrardeče sevanje v uporabnih razponih, fizioterapevtske metode temeljijo na delu z žarki in elektrodami. Vendar pa se vsi učinki izvajajo pod nadzorom strokovnjakov, ne smete se zdraviti z infrardečimi napravami. Trajanje delovanja mora biti strogo določeno z medicinskimi indikacijami, ki temeljijo na ciljih in ciljih zdravljenja.

Menijo, da je infrardeče sevanje neugodno za sistematično izpostavljenost majhnim otrokom, zato je priporočljivo skrbno izbrati grelne naprave za spalnico in otroške sobe. Za vzpostavitev varnega in učinkovitega infrardečega omrežja v stanovanju ali hiši boste potrebovali pomoč strokovnjakov.

Sodobnim tehnologijam se ne smete odpovedati zaradi predsodkov zaradi neznanja.

Infrardeče sevanje. Odkritje infrardečega sevanja

Definicija 1

Spodaj infrardeče sevanje(IR) se nanaša na obliko energije ali način ogrevanja, pri katerem se toplota z enega telesa prenese na drugo telo.

Človek je tekom svojega življenja nenehno izpostavljen infrardečemu sevanju in lahko to energijo občuti kot toploto, ki prihaja iz predmeta. Infrardeče sevanje je zaznano človeška koža, oči v tem spektru ne vidijo.

Naravni vir visoka temperatura je naše svetilo. Temperatura ogrevanja je povezana z valovno dolžino infrardečih žarkov, ki so kratkovalovni, srednjevalovni in dolgovalovni.

Kratka valovna dolžina ima visoko temperaturo in močno sevanje. Nazaj v $1800, angleški astronom W. Herschel opazovali sonce. Med preučevanjem svetila je iskal način, ki bi zmanjšal segrevanje instrumenta, s katerim so te študije izvajali. V eni fazi svojega dela je znanstvenik odkril, da je za nasičenim v rdeči barvi nahaja " maksimalna toplota" Študija je bila začetek študija infrardeče sevanje.

Če prej viri infrardeče sevanje v laboratoriju je služilo kot vroča telesa ali električne razelektritve v plinih, nato pa danes nastali so sodobni viri infrardeče sevanje s frekvenco, ki jo je mogoče nastaviti ali popraviti. Temeljijo na polprevodniških in molekularnih plinskih laserjih.

IN blizu infrardečega(približno $1,3$ mikronov) za registracijo sevanja uporabljajo posebne fotografske plošče.

IN daleč infrardeči sevanje je registrirano bolometri- To so detektorji, ki so občutljivi na segrevanje z infrardečim sevanjem.

Infrardeči valovi imajo različne dolžine, zato bo tudi njihova prodorna sposobnost drugačna.

Dolg valžarki, ki prihajajo od Sonca, na primer, mirno prehajajo skozi Zemljino atmosfero, hkrati, brez segrevanja. Ko prodrejo skozi trdna telesa, povečajo svojo temperaturo, zato je to zelo pomembno za vse življenje na planetu daleč sevanje.

Zanimivo je, da v stalni kompenzacijski make-up potrebujejo vsa živa telesa, ki tudi oddajajo enak spekter toplote. Če takega polnjenja ni, temperatura živega telesa pade, zaradi česar je ranljivo za različne okužbe. to dodatno polnjenje v obliki infrardečega sevanja, po mnenju znanstvenikov, precej koristno kot škodljiva.

Opomba 1

Strokovnjaki izvedli številne poskuse živalih, ki pokazali, da infrardeči žarki zavirajo rast rakavih celic, uničujejo številne viruse in nevtralizirajo uničujoče učinke elektromagnetnega valovanja. Dolgovalovni infrardeči žarki povečati količino insulina, ki ga proizvaja telo, in nevtralizirati učinke radioaktivne izpostavljenosti.

Uporaba infrardečega sevanja

Infrardeče sevanje se pogosto uporablja tako v vsakdanjem življenju kot na različnih področjih človekove dejavnosti.

Njegova glavna področja uporabe so:

Termografija. IR sevanje vam omogoča določanje temperature predmetov, ki se nahajajo na določeni razdalji. Toplotno slikanje se pogosto uporablja v industrijskih in vojaških aplikacijah, njegove kamere lahko zaznajo infrardeče in ustvarijo sliko tega sevanja. S termografskimi kamerami lahko »vidite« vse v bližini brez kakršne koli osvetlitve, saj vsi segreti predmeti oddajajo infrardečo svetlobo.

Sledenje. IR sledenje se uporablja pri vodenju izstrelkov, v katere je vgrajena naprava imenovana “ iskalci toplote" Zaradi dejstva, da motorji strojev in mehanizmov ter človek sam oddajajo toploto, bodo jasno vidni v infrardečem območju in od tu lahko rakete zlahka najdejo smer letenja.

Ogrevanje. Kot vir toplote IR zvišuje temperaturo in blagodejno vpliva na zdravje ljudi, npr. infrardeče savne, o katerem je danes veliko govora. Uporabljajo se pri zdravljenju hipertenzije, srčnega popuščanja in revmatoidnega artritisa.

meteorologija. Višino oblakov in temperaturo površine vode in kopnega določajo sateliti, ki posnamejo infrardeče slike. Hladni oblaki so na takih slikah obarvani belo, topli oblaki pa sivi. Vroča površina zemlje je pobarvana črno ali sivo.

Astronomija. Pri opazovanju nebesnih teles astronomi uporabljajo posebne infrardeče teleskope. Zahvaljujoč tem teleskopom znanstveniki identificirajo protozvezde, preden oddajajo vidno svetlobo, razlikujejo hladne predmete in opazujejo jedra galaksij.

Umetnost. In tukaj je infrardeče sevanje našlo aplikacijo. Umetnostni kritiki, zahvaljujoč infrardeči svetlobi reflektogrami, glej spodnje plasti slik, umetnikove skice. Ta naprava pomaga razlikovati izvirnik od kopije, napake pri restavratorskih delih. Z njegovo pomočjo se preučujejo stari pisni dokumenti.

Zdravilo. Zdravilne lastnosti infrardeče terapije so splošno znane. Segreta glina, pesek in sol že dolgo veljajo za zdravilne in blagodejno vplivajo na človeško telo. IR pomaga pri zdravljenju zlomov, izboljšuje presnovo v telesu, v boju proti debelosti, pospešuje celjenje ran, izboljšuje prekrvavitev ter blagodejno vpliva na sklepe in mišice.

Poleg tega se terapevtski učinki uporabljajo za bolezni:

Kronični bronhitis in bronhialna astma;
Pljučnica;
Kronični holecistitis in njegovo poslabšanje;
Prostatitis z oslabljeno močjo;
revmatoidni artritis;
Pri boleznih sečil itd.

Za uporabo infrardečih žarkov v medicinske namene je treba upoštevati kontraindikacije.

Lahko povzročijo veliko škodo:

Ko ima oseba gnojne bolezni;
Skrita krvavitev;
Bolezni krvi;
Neoplazme in predvsem maligne;
Vnetne bolezni, najpogosteje akutne.

Kratkovalovno IR negativno vplivajo na človeško možgansko tkivo, kar povzroči " sončna kap" Škoda v tem primeru je očitna. Oseba doživi glavobol, utrip in dihanje se pospešita, vid postane temen, možna je izguba zavesti. Pri nadaljnjem obsevanju telo ne zdrži - pojavi se otekanje tkiv in membran možganov, pojavijo se simptomi encefalitisa in meningitisa. Kratki valoviŠe posebej huda škoda je povzročena človeškim očem in srčno-žilnemu sistemu.

Opomba 2

Tako se izkaže, da so koristi IR na telesu, kljub negativnim vidikom, pomembne.

Infrardeča zaščita

Za zmanjšanje škode zaradi infrardečega sevanja in zaščito pred njim so bili razviti standardi za infrardeče sevanje, ki so varni za ljudi.

Osnovni zaščitni ukrepi:

Zastarele tehnologije je treba nadomestiti s sodobnimi, ki bodo zmanjšale intenzivnost izvora sevanja;
Uporaba zaslonov iz kovinske mreže in verig, oblaganje odprtih odprtin peči z azbestom;
Obvezna osebna zaščita, predvsem pa zaščita oči z očali s svetlobnimi filtri;
Zaščita telesa s platnenimi ali pollanenimi delovnimi oblačili;
Racionalni režim dela in počitka;
Obvezni zdravstveni in preventivni ukrepi za zaposlene.

Od Masterweb

06.05.2018 15:00

Infrardeči žarki so elektromagnetno valovanje v nevidnem območju elektromagnetnega spektra, ki se začne za vidno rdečo svetlobo in konča pred mikrovalovnim sevanjem med frekvencami 1012 in 5∙1014 Hz (oz. v območju valovnih dolžin 1–750 nm). Ime izhaja iz latinske besede infra in pomeni "pod rdečo".

Uporaba infrardečih žarkov je raznolika. Uporabljajo se za slikanje predmetov v temi ali dimu, ogrevanje savn in ogrevanje kril letal za odledenitev, komunikacije kratkega dosega in spektroskopske analize organskih spojin.

Otvoritev

Infrardeče žarke je leta 1800 odkril britanski glasbenik nemškega rodu in amaterski astronom William Herschel. S pomočjo prizme je sončno svetlobo razdelil na sestavne dele in s termometrom zabeležil dvig temperature onkraj rdečega dela spektra.

IR sevanje in toplota

Infrardeče sevanje pogosto imenujemo toplotno sevanje. Vendar je treba opozoriti, da je to le posledica tega. Toplota je merilo translacijske energije (energije gibanja) atomov in molekul snovi. "Temperaturni" senzorji dejansko ne merijo toplote, ampak le razlike v IR emisijah različnih predmetov.

Mnogi učitelji fizike tradicionalno vse toplotno sevanje Sonca pripisujejo infrardečim žarkom. Vendar ni tako. Vidna sončna svetloba zagotavlja 50 % vse toplote, elektromagnetni valovi katere koli frekvence z zadostno intenzivnostjo pa lahko povzročijo segrevanje. Vendar je pošteno reči, da pri sobni temperaturi predmeti proizvajajo toploto predvsem v srednjem infrardečem pasu.

IR sevanje absorbirajo in oddajajo rotacije in vibracije kemično povezanih atomov ali skupin atomov in s tem številne vrste materialov. Na primer, okensko steklo, ki je prosojno za vidno svetlobo, absorbira IR sevanje. Infrardeče žarke v veliki meri absorbirata voda in atmosfera. Čeprav so očem nevidni, jih lahko občutimo na koži.

Zemlja kot vir infrardečega sevanja

Površje našega planeta in oblaki absorbirajo sončno energijo, večina pa se sprosti v ozračje v obliki infrardečega sevanja. Določene snovi v njem, predvsem pare in vodne kapljice, pa tudi metan, ogljikov dioksid, dušikov oksid, klorofluoroogljikovodiki in žveplov heksafluorid, absorbirajo v infrardečem območju spektra in ponovno oddajajo v vse smeri, tudi na Zemljo. Zato sta zaradi učinka tople grede zemeljsko ozračje in površje veliko toplejša, kot če v zraku ne bi bilo snovi, ki absorbirajo infrardeče žarke.

To sevanje ima pomembno vlogo pri prenosu toplote in je sestavni del tako imenovanega učinka tople grede. V svetovnem merilu se vpliv infrardečih žarkov razširi na sevalno ravnovesje Zemlje in vpliva na skoraj vse biosferske aktivnosti. Skoraj vsak predmet na površju našega planeta oddaja elektromagnetno sevanje predvsem v tem delu spektra.

IR regije

Infrardeče območje je pogosto razdeljeno na ožje dele spektra. Nemški inštitut za standarde DIN je opredelil naslednja območja valovnih dolžin infrardečih žarkov:

blizu (0,75–1,4 µm), ki se običajno uporablja v komunikacijah z optičnimi vlakni;
kratkovalovni (1,4-3 mikronov), od katerega se absorpcija IR sevanja z vodo znatno poveča;
srednji val, imenovan tudi vmesni (3-8 mikronov);
dolgovalovni (8-15 mikronov);
dolgega dosega (15-1000 µm).

Vendar se ta klasifikacijska shema ne uporablja univerzalno. Na primer, nekatere študije poročajo o naslednjih razponih: blizu (0,75-5 µm), srednje (5-30 µm) in dolgo (30-1000 µm). Valovne dolžine, ki se uporabljajo v telekomunikacijah, so razvrščene v ločene pasove zaradi omejitev detektorjev, ojačevalnikov in virov.

Splošni sistem zapisov je utemeljen s človeškimi reakcijami na infrardeče žarke. Bližnje infrardeče območje je najbližje valovni dolžini, ki jo vidi človeško oko. Srednje in daleč IR sevanje se postopoma oddaljuje od vidnega dela spektra. Druge definicije sledijo različnim fizikalnim mehanizmom (kot so vrhovi emisij in absorpcija vode), najnovejše pa temeljijo na občutljivosti uporabljenih detektorjev. Običajni silicijevi senzorji so na primer občutljivi v območju približno 1050 nm, indijev galijev arzenid pa je občutljiv v območju od 950 nm do 1700 in 2200 nm.

Med infrardečo in vidno svetlobo ni jasne meje. Človeško oko je veliko manj občutljivo na rdečo svetlobo nad 700 nm, vendar je močna svetloba (iz laserja) vidna do približno 780 nm. Začetek infrardečega območja je v različnih standardih definiran različno – nekje med tema vrednostma. Običajno je to 750 nm. Zato so vidni infrardeči žarki možni v območju 750–780 nm.

Simboli v komunikacijskih sistemih

Optične komunikacije v bližnjem infrardečem območju so tehnično razdeljene na več frekvenčnih pasov. To je posledica različnih virov svetlobe, absorbcijskih in prepustnih materialov (vlakna) in detektorjev. Tej vključujejo:

O-pas 1.260-1.360 nm.
E-pas 1360–1460 nm.
S-pas 1460–1530 nm.
C-pas 1.530-1.565 nm.
L-pas 1,565-1,625 nm.
U-pas 1,625-1,675 nm.

Termografija

Termografija ali toplotno slikanje je vrsta infrardeče slike predmetov. Ker vsa telesa oddajajo infrardeče sevanje, intenzivnost sevanja pa narašča s temperaturo, lahko za njegovo zaznavanje in fotografiranje uporabimo specializirane kamere z infrardečimi senzorji. V primeru zelo vročih predmetov v bližnjem infrardečem ali vidnem območju se ta metoda imenuje pirometrija.

Termografija je neodvisna od osvetlitve vidne svetlobe. Zato je mogoče "videti" okolje tudi v temi. Predvsem topli predmeti, vključno z ljudmi in toplokrvnimi živalmi, dobro izstopajo na hladnejšem ozadju. Infrardeča krajinska fotografija izboljša prikaz predmetov na podlagi njihove toplotne moči, zaradi česar sta modro nebo in voda videti skoraj črna, medtem ko sta zeleno listje in koža živo poudarjena.

V zgodovini so vojaške in varnostne službe pogosto uporabljale termografijo. Poleg tega ima še veliko drugih uporab. Gasilci ga na primer uporabljajo, da vidijo skozi dim, poiščejo ljudi in locirajo žarišča med požarom. Termografija lahko razkrije nenormalno rast tkiva in okvare v elektronskih sistemih in vezjih zaradi povečanega proizvajanja toplote. Električarji, ki vzdržujejo električne napeljave, lahko zaznajo pregrete povezave in dele, ki kažejo na težavo, in odpravijo morebitno nevarnost. Ko izolacija odpove, lahko gradbeni strokovnjaki opazijo uhajanje toplote in izboljšajo učinkovitost hladilnih ali ogrevalnih sistemov. V nekaterih avtomobilih višjega cenovnega razreda so v pomoč vozniku nameščene toplotne slike. S termografskim slikanjem lahko spremljamo številne fiziološke reakcije pri ljudeh in toplokrvnih živalih.

Videz in način delovanja sodobne termografske kamere se ne razlikujeta od klasičnih video kamer. Zmožnost videnja v infrardečem spektru je tako uporabna funkcija, da je možnost snemanja slik pogosto neobvezna in snemalni modul ni vedno na voljo.

Druge slike

Pri IR fotografiji se bližnje infrardeče območje zajema s posebnimi filtri. Digitalni fotoaparati običajno blokirajo IR sevanje. A poceni fotoaparati, ki nimajo ustreznih filtrov, lahko »vidijo« v bližnjem infrardečem območju. V tem primeru se običajno nevidna svetloba zdi svetlo bela. To je še posebej opazno pri fotografiranju v bližini osvetljenih infrardečih predmetov (na primer svetilka), kjer zaradi nastale motnje slika zbledi.

Omeniti velja tudi slikanje s T-žarkom, ki je slikanje v daljnem teraherčnem območju. Zaradi pomanjkanja svetlih virov so takšne slike tehnično bolj zahtevne od večine drugih tehnik IR slikanja.

LED in laserji

Umetni viri infrardečega sevanja so poleg vročih predmetov še LED diode in laserji. Prve so majhne, poceni optoelektronske naprave iz polprevodniških materialov, kot je galijev arzenid. Uporabljajo se kot opto-izolatorji in kot viri svetlobe v nekaterih komunikacijskih sistemih z optičnimi vlakni. Visoko zmogljivi optično črpani IR laserji delujejo na osnovi ogljikovega dioksida in ogljikovega monoksida. Uporabljajo se za sprožitev in spreminjanje kemičnih reakcij ter ločevanje izotopov. Poleg tega se uporabljajo v lidarskih sistemih za določanje razdalje do predmeta. Viri infrardečega sevanja se uporabljajo tudi v daljinomerih kamer s samodejnim ostrenjem, varnostnih alarmih in optičnih napravah za nočno opazovanje.

IR sprejemniki

Instrumenti za zaznavanje IR vključujejo temperaturno občutljive naprave, kot so detektorji s termoelementi, bolometri (nekateri so ohlajeni na temperature blizu absolutne ničle, da se zmanjšajo motnje samega detektorja), fotovoltaične celice in fotoprevodniki. Slednji so izdelani iz polprevodniških materialov (na primer silicij in svinčev sulfid), katerih električna prevodnost se poveča, če so izpostavljeni infrardečim žarkom.

Ogrevanje

Infrardeče sevanje uporabljamo za ogrevanje – na primer za ogrevanje savn in odstranjevanje ledu s kril letala. Vse pogosteje se uporablja tudi za taljenje asfalta pri polaganju novih cest ali popravilih poškodovanih površin. IR sevanje se lahko uporablja pri kuhanju in segrevanju hrane.

Povezava

Infrardeče valovne dolžine se uporabljajo za prenos podatkov na kratke razdalje, na primer med računalniškimi perifernimi napravami in osebnimi digitalnimi pomočniki. Te naprave običajno ustrezajo standardom IrDA.

IR komunikacija se običajno uporablja v zaprtih prostorih na območjih z visoko gostoto prebivalstva. To je najpogostejši način daljinskega upravljanja naprav. Lastnosti infrardečih žarkov ne dovoljujejo, da bi prodrli skozi stene, zato ne vplivajo na opremo v sosednjih prostorih. Poleg tega se IR laserji uporabljajo kot viri svetlobe v komunikacijskih sistemih z optičnimi vlakni.

Spektroskopija

Spektroskopija infrardečega sevanja je tehnologija, ki se uporablja za določanje struktur in sestav (predvsem) organskih spojin s proučevanjem prenosa infrardečega sevanja skozi vzorce. Temelji na lastnostih snovi, da absorbirajo določene frekvence, ki so odvisne od raztezanja in upogibanja znotraj molekul vzorca.

Infrardeče absorpcijske in emisijske značilnosti molekul in materialov zagotavljajo pomembne informacije o velikosti, obliki in kemični vezi molekul, atomov in ionov v trdnih snoveh. Energiji vrtenja in vibracij sta v vseh sistemih kvantizirani. IR sevanje energije hν, ki ga oddaja ali absorbira določena molekula ali snov, je merilo razlike v določenih notranjih energijskih stanjih. Ti pa so določeni z atomsko maso in molekulskimi vezmi. Zaradi tega je infrardeča spektroskopija močno orodje za določanje notranje zgradbe molekul in snovi ali, če so takšne informacije že znane in tabelarne, njihovih količin. Tehnike IR spektroskopije se pogosto uporabljajo za ugotavljanje sestave in s tem izvora in starosti arheoloških vzorcev, pa tudi za odkrivanje ponaredkov umetnin in drugih predmetov, ki so pri pregledu pod vidno svetlobo podobni originalom.

Koristi in škode infrardečih žarkov

Dolgovalovno infrardeče sevanje se v medicini uporablja za naslednje namene:

normalizacija krvnega tlaka s spodbujanjem krvnega obtoka;
čiščenje telesa soli težkih kovin in toksinov;
izboljša krvni obtok v možganih in spomin;
normalizacija hormonskih ravni;
vzdrževanje vodno-solnega ravnovesja;
omejevanje širjenja gliv in mikrobov;
lajšanje bolečin;
lajšanje vnetja;
krepitev imunskega sistema.

Hkrati lahko IR sevanje povzroči škodo pri akutnih gnojnih boleznih, krvavitvah, akutnih vnetjih, krvnih boleznih in malignih tumorjih. Nenadzorovana dolgotrajna izpostavljenost povzroči pordelost kože, opekline, dermatitis in toplotni udar. Kratkovalovni infrardeči žarki so nevarni za oči - lahko se razvijejo fotofobija, katarakta in motnje vida. Zato je treba za ogrevanje uporabljati le dolgovalovne vire sevanja.

Kievyan Street, 16 0016 Armenija, Erevan +374 11 233 255

Infrardeče sevanje se aktivno uporablja v medicini, njegove koristne lastnosti pa so opazili že dolgo pred pojavom sodobnih raziskav. Že v antiki so toploto oglja, segrete soli, kovine in drugih materialov uporabljali za zdravljenje ran, podplutb, ozeblin, tuberkuloze in mnogih drugih bolezni.

Raziskave 20.-21. stoletja so dokazale, da ima infrardeče sevanje določen učinek na zunanjo kožo in notranje organe, kar omogoča njegovo uporabo v terapevtske in preventivne namene.

Vpliv infrardečega sevanja na telo

Infrardeči žarki ne le segrevajo, ampak zanje vedo le redki. Odkar je Herschel leta 1800 odkril infrardeče sevanje, so znanstveniki in zdravniki ugotovili naslednje vrste učinkov na človeško telo:

aktivacija metabolizma;
širjenje krvnih žil, vključno s kapilarami;
aktiviranje kapilarnega krvnega obtoka;
antispazmodični učinek;
analgetični učinek;
protivnetni učinek;
aktiviranje reakcij znotraj celice.

Če se uporablja v odmerkih, ima izpostavljenost infrardečim žarkom splošne zdravstvene učinke. Že danes je razvitih veliko naprav, ki se uporabljajo v prostorih fizioterapije.

Seveda je treba izpostavljenost izvajati v odmerkih, da se prepreči pregrevanje, opekline in druge negativne reakcije.

Metode uporabe infrardečih žarkov

Ker infrardeči žarki širijo krvne žile in pospešujejo pretok krvi, jih uporabljamo za izboljšanje in spodbujanje krvnega obtoka. Ko so dolgovalovni infrardeči žarki usmerjeni na kožo, se njeni receptorji razdražijo, kar povzroči reakcijo v hipotalamusu, ki pošlje signal za "sprostitev" gladkih mišic krvnih žil. Posledično se kapilare, vene in arterije razširijo, pretok krvi pa se pospeši.

Ne le stene krvnih žil reagirajo na infrardeče sevanje, ampak na celični ravni pride do pospeševanja metabolizma, pa tudi do izboljšanja poteka nevroregulacijskih procesov.

Izpostavljenost infrardečim žarkom ima neprecenljivo vlogo pri izboljšanju imunosti. Zaradi povečane proizvodnje makrofagocitov se fagocitoza pospeši, človekova imunost pa se okrepi na tekočinski in celični ravni. Vzporedno s tem poteka stimulacija sinteze aminokislin, pa tudi povečana proizvodnja encimov in hranil.

Opažen je tudi razkuževalni učinek, infrardeči žarki ubijejo številne bakterije v človeškem telesu in nevtralizirajo učinke nekaterih škodljivih snovi.

Zdravstveni problemi, ki jih je mogoče rešiti z IR sevanjem

Infrardeča terapija se uporablja kot del zdravljenja, saj omogoča reševanje naslednjih učinkov:

resnost bolečine se zmanjša;
sindrom bolečine izgine;
ravnovesje vode in soli je obnovljeno;
spomin se izboljša;
obstaja učinek limfne drenaže;
krvni obtok (vključno z možgani) in oskrba s krvjo v tkivih se normalizirata;
krvni tlak se normalizira;
toksini in soli težkih kovin se hitreje izločijo;
poveča se proizvodnja endorfina in melatonina;
proizvodnja hormonov se normalizira;
uničenje patogenih organizmov in gliv;
rast rakavih celic je zatrta;
obstaja antinuklearni učinek;
pojavi se dezodorirni učinek;
imunski sistem je obnovljen;
Hipertoničnost in povečana mišična napetost sta razbremenjena;
čustveni stres izgine;
Utrujenost se manj kopiči;
spanje se normalizira;
funkcije notranjih organov se vrnejo v normalno stanje.

Bolezni, ki se zdravijo z infrardečim sevanjem

Seveda se tako obsežen pozitiven učinek aktivno uporablja za zdravljenje cele vrste bolezni:

bronhialna astma;
gripa;
pljučnica;
onkološke bolezni;
nastanek adhezij;
adenom;
peptični ulkus;
parotitis;
gangrena;
debelost;
flebeurizma;
usedline soli;
ostroge, kurja očesa, otiščanci;
kožne bolezni;
žilne bolezni;
slabo celjenje ran;
opekline, ozebline;
bolezni perifernega živčnega sistema;
paraliza;
preležanine.

Zaradi aktiviranja metabolizma in normalizacije pretoka krvi, tudi v kapilarah, se organi in tkiva obnovijo veliko hitreje in se vrnejo v normalno delovanje.

Z rednim izpostavljanjem telesa infrardečim žarkom se vnetni procesi obrnejo, poveča se regeneracija tkiv, protiinfekcijska zaščita in lokalna odpornost.

Pri uporabi oddajnih naprav skupaj z zdravili in fizioterapevtskimi postopki je mogoče doseči pozitivno dinamiko 1,5-2 krat hitreje. Okrevanje je hitrejše in verjetnost ponovitve je manjša.

Posebna tema je uporaba terapije z infrardečimi žarki pri debelih bolnikih. Tu je glavni učinek dosežen z normalizacijo metabolizma, vključno s celično presnovo. Prav tako segrevanje površine telesa prispeva k hitrejšemu odstranjevanju nakopičene maščobne mase. IR sevanje uporabljamo skupaj z dieto in zdravljenjem z zdravili.

Infrardeče sevanje v športni medicini

Raziskave učinkovitega zdravljenja poškodb so pokazale, da infrardeči žarki pospešijo celjenje poškodb. Praktični rezultati so precej impresivni, športniki so pokazali tako pozitivne spremembe.

Odkritje infrardečega sevanja
Vrste izmenjave toplote
Fizične lastnosti
Za človeka ugodno območje IR valov

Angleški raziskovalec Herschel W. je leta 1800 v procesu preučevanja sončne svetlobe ugotovil, da se v sončnih žarkih, ko se razgradijo v ločene spektre s pomočjo prizme zunaj rdečega vidnega spektra, odčitki termometra povečajo. Termometer, nameščen na tem območju, je pokazal višjo temperaturo kot referenčni termometer. Kasneje je bilo ugotovljeno, da so lastnosti teh žarkov podvržene zakonom optike, in izkazalo se je, da imajo enako naravo kot svetlobno sevanje. Tako je bilo odkrito infrardeče sevanje.

Pojasnimo, kako vroči predmeti oddajajo toploto predmetom okoli sebe:
prenos toplote(izmenjava toplote med telesi ob stiku ali preko separatorja),
konvekcija(prenos toplote s hladilno tekočino, tekočino ali plinom od vira toplote do hladnejših predmetov)
toplotno sevanje(tok elektromagnetnega sevanja v določenem območju valovnih dolžin, ki ga oddaja snov na podlagi svoje notranje presežne energije).

Vsi predmeti materialnega sveta okoli nas so viri in hkrati absorberji toplotnega sevanja.
Toplotno sevanje, ki temelji na infrardečih žarkih, je tok elektromagnetnih žarkov, ki zadoščajo zakonom optike in so enake narave kot svetlobno sevanje. IR žarek se nahaja med rdečo svetlobo, ki jo človek zazna (0,7 µm) in kratkovalovno radijsko emisijo (1 - 2 mm). Poleg tega je IR območje spektra razdeljeno na kratkovalovno (0,7 - 2 µm), srednje valovno (od 2 do 5,1 µm), dolg val(5,1 - 200 µm). Infrardeče žarke oddajajo vse snovi tekoče in trdno, medtem ko Emitirana valovna dolžina je odvisna od temperature snovi. Pri višjih temperaturah je valovna dolžina, ki jo oddaja snov, krajša, vendar je intenzivnost sevanja večja.

V območju dolgovalovnega sevanja (od 9 do 11 mikronov) je za človeka najugodnejše toplotno sevanje. Dolgovalovni sevalci imajo nižjo površinsko temperaturo sevanja in so označeni kot temni - pri nizkih površinskih temperaturah ne svetijo (do 300°C). Srednjevalovni sevalci z višjo površinsko temperaturo so označeni kot sivi, tisti z najvišjo telesno temperaturo pa kratke valove imenujemo beli ali svetli.

Potrditev sovjetskih znanstvenikov

Fizikalne lastnosti infrardečega sevanja

Pri infrardečih žarkih obstajajo številne razlike od optičnih lastnosti vidne svetlobe. (prosojnost, odbojnost, lomni količnik) Na primer IR sevanje z valovno dolžino večjo od 1 mikrona, absorbira voda v sloju 1-2 cm, zato se voda v nekaterih primerih uporablja kot toplotno zaščitna bariera. Silikonska plošča je neprozorna v vidnem območju, vendar prozorna v infrardečem. Številne kovine imajo refleksne lastnosti ki so pri infrardečem sevanju višje kot pri svetlobi, ki jo človek zazna, poleg tega se njihove lastnosti bistveno izboljšajo z večanjem valovne dolžine sevanja. namreč Odbojni indeks Al, Au, Ag pri valovni dolžini približno 10 mikronov se približa 98 %. Glede na te lastnosti materialov se uporabljajo v proizvodnji infrardeče opreme. Materiali, ki so prosojni za infrardeče žarke - kot oddajniki infrardečega sevanja (kremen, keramika), materiali z visoko sposobnostjo odbijanja žarkov - kot reflektorji, ki omogočajo fokusiranje IR sevanja v želeno smer (predvsem aluminij).

Pomembno je tudi vedeti o lastnostih absorpcije in sipanja infrardečega sevanja. Infrardeči žarki potujejo po zraku skoraj neovirano. Same molekule dušika in kisika namreč ne absorbirajo infrardečih žarkov, ampak se le rahlo razpršijo in tako zmanjšajo intenziteto. Vodna para, ozon, ogljikov dioksid in druge nečistoče v zraku absorbirajo infrardeče sevanje: vodna para - v skoraj celotnem infrardečem območju spektra, ogljikov dioksid - v srednjem delu infrardečega območja. Prisotnost majhnih delcev v zraku - prah, dim, majhne kapljice tekočine - povzroči oslabitev moči infrardečega sevanja zaradi njegovega sipanja na teh delcih.