Teória infračerveného žiarenia
Všetka rozmanitosťučenie vychádzajúce zo Slnka má jedinú povahu -sú to elektromagnetické vlny. Rozmanitosť ich vlastností je spôsobená rozdielmi vo vlnovej dĺžke. Viditeľná časť spektra slnečného žiarenia začína najkratšími – fialovými vlnami (0,38 mikrónu) a končí najdlhšími vlnami (0,76 mikrónu), ktoré ľudské oko vníma ako červené.
Nemecký vedec William Herschel v roku 1800 objavil niekoľko neviditeľných lúčov za červenou časťou spektra, čo spôsobilo výrazné zvýšenie teploty teplomera, ktorý používal na výskum. Toto žiarenie sa nazývalo infračervené.
Aký je vplyv infračerveného žiarenia na ľudský organizmus? Poďme zistiť.
Čo je infračervené žiarenie
Žiarenie susediace s červenou časťou viditeľného spektra, ktoré naše zrakové orgány nevnímajú, ale má schopnosť ohrievať osvetlené povrchy, sa nazývalo infračervené. Predpona „infra“ znamená „väčší ako“. V našom prípade ide o elektromagnetické lúče s vlnovou dĺžkou väčšou ako má viditeľné červené svetlo.
Čo je zdrojom infračerveného žiarenia
Jeho prirodzeným zdrojom je Slnko. Rozsah infračervených lúčov je pomerne široký. Ide o vlny s dĺžkou 7 až 14 mikrometrov (µm). V zemskej atmosfére dochádza k čiastočnej absorpcii a rozptylu infračervených lúčov.
O rozsahu infračerveného slnečného žiarenia svedčí fakt, že tvorí 58 % z celého spektra elektromagnetických vĺn vyžarujúcich z našej hviezdy.
Takáto pomerne široká škála IR lúčov je rozdelená do troch častí:
dlhé vlny vyžarované ohrievačom s teplotou 35 až 300 °C;
stredné - od 300 do 700 ° C;
krátke - viac ako 700 ° C.
Všetky sú emitované excitovanými atómami (t. j. atómami s prebytočnou energiou), ako aj iónmi hmoty. Zdrojom IR žiarenia sú všetky telesá, ak je ich teplota nad absolútnou nulou (mínus 273 °C).
Takže v závislosti od teploty žiariča sa vytvárajú IR lúče rôznych vlnových dĺžok, intenzity a prenikavej sily. A závisí od toho, ako infračervené žiarenie pôsobí na živý organizmus.
Výhody a poškodenie infračerveného žiarenia pre ľudské zdravie
Môžete odpovedať na otázku - je infračervené žiarenie škodlivé pre ľudí, vyzbrojených niektorými informáciami.
Infračervené lúče s dlhými vlnami dopadajúce na pokožku ovplyvňujú nervové receptory a spôsobujú pocit tepla. Preto sa infračervené žiarenie nazýva aj tepelné žiarenie.
Viac ako 90 % tohto žiarenia pohltí vlhkosť obsiahnutá vo vrchných vrstvách pokožky. Spôsobuje len zvýšenie teploty pokožky. Lekárske štúdie ukázali, že dlhovlnné žiarenie je pre človeka nielen bezpečné, ale zlepšuje aj imunitu, spúšťa mechanizmus regenerácie a hojenia mnohých orgánov a systémov. V tomto smere sú obzvlášť účinné IR lúče s vlnovou dĺžkou 9,6 μm. Tieto okolnosti určujú využitie infračerveného žiarenia v medicíne.
Úplne iný mechanizmus pôsobenia infračervených lúčov na ľudský organizmus, patriaci do krátkovlnnej časti spektra. Sú schopné preniknúť do hĺbky niekoľkých centimetrov, čo spôsobuje zahrievanie vnútorných orgánov.
V mieste ožiarenia sa v dôsledku rozšírenia kapilár môže objaviť začervenanie kože, až tvorba pľuzgierov. Krátke infračervené lúče sú obzvlášť nebezpečné pre orgány zraku. Môžu vyvolať tvorbu šedého zákalu, porušenie rovnováhy voda-soľ, výskyt záchvatov.
Krátkovlnné IR žiarenie je príčinou známeho efektu tepelného šoku. Zvýšenie teploty mozgu o 1 ° C už spôsobuje jeho príznaky:
závraty;
nevoľnosť;
zvýšená srdcová frekvencia;
tmavnutie v očiach.
Prehriatie o 2 °C môže spustiť rozvoj meningitídy.
Teraz sa poďme zaoberať pojmom intenzita elektromagnetického žiarenia. Tento faktor závisí od vzdialenosti zdroja tepla a jeho teploty. Dôležitú úlohu v rozvoji života na planéte zohráva dlhovlnné tepelné žiarenie nízkej intenzity. Ľudské telo potrebuje neustálu výživu s týmito vlnovými dĺžkami.
Škody a výhody infračerveného žiarenia sú teda určené vlnovou dĺžkou a dobou expozície.
Ako sa vyhnúť škodlivým infračerveným lúčom
Ohrievače sú zdrojom IR žiarenia.
Odkedy sme sa rozhodli že krátkovlnné infračervené žiarenie má negatívny vplyv na ľudský organizmus Poďme zistiť, kde na nás toto nebezpečenstvo môže číhať. V prvom rade sú to telesá s teplotou, nad 100 °C. Môžu to byť nasledujúce. Priemyselné zdroje sálavej energie (ocele, elektrické oblúkové pece a pod.) Znižovanie rizika ich vplyvu sa dosahuje špeciálnymi ochrannými odevmi, tepelnými štítmi, používaním novších technológií, ako aj liečebno-preventívnymi opatreniami pre obsluhujúci personál.
Ohrievače. Najspoľahlivejším a osvedčeným z nich je ruský sporák. Teplo, ktoré vyžaruje, je nielen mimoriadne príjemné, ale aj liečivé. Bohužiaľ, tento detail každodenného života takmer úplne upadol do zabudnutia. Nahradili ho všetky možné elektrické ohrievače, vodné infrapanely atď.. Tie, ktorých povrch generujúci teplo je chránený tepelne izolačným materiálom alebo ktorých povrchová teplota je nižšia ako 100°C , vyžarujú mäkké dlhovlnné žiarenie. Má priaznivý vplyv na organizmus. Ohrievače s vyššou radiačnou plochou 100 °C vyžarujú tvrdé, krátkovlnné žiarenie, ktoré môže viesť k vyššie popísaným negatívnym dôsledkom. V technickom pase ohrievača je výrobca povinný uviesť charakter žiarenia tohto zariadenia.
Krátkovlnný ohrievač.
Ak sa stanete majiteľom krátkovlnného ohrievača, riaďte sa pravidlom - čím je ohrievač bližšie, tým kratší by mal byť čas jeho pôsobenia !!!
Infračervené žiarenie je elektromagnetické žiarenie, ktoré je na hranici s červeným spektrom viditeľného svetla. Ľudské oko toto spektrum nevidí, no my ho cítime našou pokožkou ako teplo. Pri vystavení infračerveným lúčom sa predmety zahrievajú. Čím kratšia je infračervená vlnová dĺžka, tým silnejší bude tepelný efekt.
Podľa Medzinárodnej organizácie pre normalizáciu (ISO) je infračervené žiarenie rozdelené do troch rozsahov: blízke, stredné a vzdialené. V medicíne sa pri pulznej infračervenej LED terapii (LEDT) používa iba blízky infračervený rozsah, pretože sa nerozptyľuje na povrchu kože a preniká do podkožných štruktúr.
Spektrum blízkeho infračerveného žiarenia je obmedzené od 740 do 1400 nm, ale s rastúcou vlnovou dĺžkou klesá schopnosť lúčov prenikať do tkanív v dôsledku absorpcie fotónov vodou. Zariadenia RIKTA využívajú infračervené diódy s vlnovou dĺžkou v rozsahu 860-960 nm a priemerným výkonom 60 mW (+/- 30).
Žiarenie infračervených lúčov nie je také hlboké ako laserové, ale má širšiu škálu účinkov. Ukázalo sa, že fototerapia urýchľuje hojenie rán, znižuje zápal a zmierňuje bolesť pôsobením na podkožné tkanivá a podporou bunkovej proliferácie a adhézie v tkanivách.
LEDT intenzívne prispieva k zahrievaniu tkaniva povrchových štruktúr, zlepšuje mikrocirkuláciu, stimuluje regeneráciu buniek, pomáha znižovať zápalový proces a obnovuje epitel.
ÚČINNOSŤ INFRAČERVENÉHO ŽIARENIA PRI LIEČENÍ ĽUDÍ
LEDT sa používa ako doplnok k nízkointenzívnej laserovej terapii prístrojov RIKTA a má liečebné a preventívne účinky.
LEDT sa používa ako doplnok k nízkointenzívnej laserovej terapii prístrojov RIKTA a má liečebné a preventívne účinky.
Dopad infračerveného žiarenia prístroja pomáha urýchliť metabolické procesy v bunkách, aktivuje regeneračné mechanizmy a zlepšuje krvný obeh. Infračervené žiarenie má komplexný účinok, na telo má tieto účinky:
zvýšenie priemeru krvných ciev a zlepšenie krvného obehu;
aktivácia bunkovej imunity;
odstránenie opuchu tkaniva a zápalu;
úľava od bolestivých syndrómov;
zlepšený metabolizmus;
odstránenie emočného stresu;
obnovenie rovnováhy voda-soľ;
normalizácia hormonálnych hladín.
Infračervené lúče ovplyvňujúce pokožku dráždia receptory a prenášajú signál do mozgu. Reflexne reaguje centrálny nervový systém, stimuluje celkový metabolizmus a zvyšuje celkovú imunitu.
Hormonálna odpoveď prispieva k rozšíreniu lúmenu mikrocirkulačných rastových ciev, čím sa zlepšuje prietok krvi. To vedie k normalizácii krvného tlaku, lepšiemu transportu kyslíka do orgánov a tkanív.
BEZPEČNOSŤ
Napriek výhodám, ktoré poskytuje pulzná infračervená LED terapia, by sa expozícia infračervenému žiareniu mala dávkovať. Nekontrolované vystavenie žiareniu môže viesť k popáleninám, začervenaniu kože, prehriatiu tkanív.
Počet a trvanie procedúr, frekvenciu a oblasť infračerveného žiarenia, ako aj ďalšie vlastnosti liečby by mal predpísať odborník.
APLIKÁCIA INFRAČERVENÉHO ŽIARENIA
LEDT-terapia preukázala vysokú účinnosť pri liečbe rôznych ochorení: zápal pľúc, chrípka, tonzilitída, bronchiálna astma, vaskulitída, preležaniny, kŕčové žily, srdcové choroby, omrzliny a popáleniny, niektoré formy dermatitídy, ochorenia periférneho nervového systému a zhubné nádory novotvary kože.
Infračervené žiarenie má spolu s elektromagnetickým a laserovým žiarením regeneračný účinok a pomáha pri liečbe a prevencii mnohých chorôb. Zariadenie "RIKTA" kombinuje žiarenie viaczložkového typu a umožňuje dosiahnuť maximálny účinok v krátkom čase. Prístroj na infračervené žiarenie si môžete zakúpiť na.
Každý deň je človek pod vplyvom infračerveného žiarenia a jeho prirodzeným zdrojom je slnko. Žeraviace prvky a rôzne elektrické ohrievače sú klasifikované ako neprirodzené deriváty.. Toto žiarenie sa používa vo vykurovacích systémoch, infračervených lampách, vykurovacích zariadeniach, diaľkových ovládačoch televízorov a zdravotníckych zariadeniach. Preto je vždy potrebné vedieť, aké sú výhody a škody infračerveného žiarenia pre človeka.
Infračervené žiarenie: čo to je
Práve dlhovlnná energia má pozitívne vlastnosti, zodpovedajúce prirodzenému žiareniu ľudského tela s najväčšou vlnovou dĺžkou 9,6 mikrónov. Preto každý vonkajší vplyv telo vníma ako „natívne“. Najlepším príkladom infračerveného žiarenia je teplo Slnka. Takýto lúč má rozdiel v tom, že ohrieva predmet, nie priestor okolo neho. Infračervené žiarenie je možnosťou odvádzania tepla.
Výhody infračerveného žiarenia
Zariadenia využívajúce dlhovlnné tepelné žiarenie ovplyvňujú ľudský organizmus dvoma rôznymi spôsobmi. Prvá metóda má posilňujúcu vlastnosť, zvyšuje ochranné funkcie a zabraňuje predčasnému starnutiu. Tento typ vám umožňuje vyrovnať sa s rôznymi chorobami a zvyšuje prirodzenú obranu tela proti chorobám. Je to forma liečby zdravotnej starostlivosti, ktorá je vhodná na použitie doma aj v zdravotníckych zariadeniach.
Druhým typom vplyvu infračervených lúčov je priama liečba chorôb a celkových neduhov. Denne sa človek stretáva s poruchami zdravia. Preto majú dlhé žiariče terapeutickú vlastnosť. V mnohých zdravotníckych zariadeniach v Amerike, Kanade, Japonsku, krajinách SNŠ a Európe sa takéto žiarenie používa. Vlny sú schopné preniknúť hlboko do tela, prehrievajú vnútorné orgány a kostrový systém. Tieto účinky pomáhajú zlepšiť krvný obeh a urýchliť tok tekutín v tele.
Zvýšený krvný obeh má priaznivý vplyv na metabolizmus človeka, tkanivá sú nasýtené kyslíkom, svalový systém dostáva výživu.. Mnoho chorôb sa dá odstrániť pravidelným vystavovaním sa žiareniu, ktoré preniká hlboko do ľudského tela. Táto vlnová dĺžka vám uľaví od takých chorôb ako:
- vysoký alebo nízky krvný tlak;
- bolesť v chrbte;
- nadváha, obezita;
- ochorenia kardiovaskulárneho systému;
- depresia, stres;
- poruchy tráviaceho traktu;
- artritída, reumatizmus, neuralgia;
- artróza, zápal kĺbov, kŕče;
- malátnosť, slabosť, vyčerpanie;
- bronchitída, astma, zápal pľúc;
- poruchy spánku, nespavosť;
- bolesť svalov a bedrovej oblasti;
- problémy s prívodom krvi, krvný obeh;
- otorinolaryngologické ochorenia bez hnisavých ložísk;
- kožné ochorenia, popáleniny, celulitída;
- zlyhanie obličiek;
- prechladnutie a vírusové ochorenia;
- zníženie ochrannej funkcie tela;
- intoxikácia;
- cystitída a prostatitída v zhoršenej forme;
- cholecystitída bez tvorby kameňov, gastroduodenitída.
Pozitívny účinok žiarenia je založený na tom, že pri dopade vlny na kožu pôsobí na zakončenia nervov a dochádza k pocitu tepla. Viac ako 90 % žiarenia ničí vlhkosť vo vrchnej vrstve pokožky, nespôsobuje nič iné ako zvýšenie telesnej teploty. Spektrum pôsobenia, ktorého dĺžka je 9,6 mikrónov, je pre človeka absolútne bezpečné.
Žiarenie stimuluje krvný obeh, normalizuje krvný tlak a metabolické procesy. Keď sú mozgové tkanivá zásobené kyslíkom, znižuje sa riziko závratov a zlepšuje sa pamäť. Infračervený lúč je schopný odstrániť soli ťažkých kovov, cholesterol a toxíny. Počas terapie sa zvyšuje imunita pacienta, normalizuje sa hormonálne pozadie a obnovuje sa rovnováha voda-soľ. Vlny znižujú účinok rôznych toxických chemikálií, majú protizápalové vlastnosti a inhibujú tvorbu húb vrátane plesní.
Aplikácia infračerveného žiarenia
Infračervená energia sa používa v rôznych oblastiach a pozitívne ovplyvňuje človeka: 
- Termografia. Pomocou infračerveného žiarenia sa zisťuje teplota objektov nachádzajúcich sa na diaľku. Tepelné vlny sa využívajú najmä vo vojenskom a priemyselnom sektore. Vyhrievané predmety s takýmto zariadením je možné vidieť bez osvetlenia.
- Kúrenie. Infračervené lúče prispievajú k zvýšeniu teploty a majú priaznivý vplyv na ľudské zdravie. Okrem užitočných infrasáun sa používajú na zváranie, žíhanie plastových predmetov, vytvrdzovanie povrchov v priemyselnej a medicínskej oblasti.
- Sledovanie. Tento spôsob využitia tepelnej energie je pasívne navádzanie rakiet. Tieto lietajúce prvky majú vo vnútri mechanizmus nazývaný "termálny hľadač". Autá, lietadlá a iné vozidlá, ako aj ľudia, vyžarujú teplo, aby pomohli raketám nájsť správny smer letu.
- Meteorológia. Žiarenie pomáha satelitom určiť vzdialenosť, v ktorej sa oblaky nachádzajú, určuje ich teplotu a typ. Teplé oblaky sú zobrazené sivou farbou a studené oblaky bielou. Údaje sa študujú bez rušenia vo dne aj v noci. Pozemná horúca rovina bude označená sivou alebo čiernou farbou.
- Astronómia. Astronómovia sú vybavení unikátnymi prístrojmi – infračervenými ďalekohľadmi, ktoré im umožňujú pozorovať rôzne objekty na oblohe. Vedci vďaka nim dokážu nájsť protohviezdy skôr, než začnú vyžarovať svetlo viditeľné pre ľudské oko. Takýto ďalekohľad ľahko odhalí studené objekty, ale planéty nie je možné vidieť v pozorovanom infračervenom spektre kvôli topiacemu sa svetlu z hviezd. Prístroj slúži aj na pozorovanie jadier galaxií, ktoré sú pokryté plynom a prachom.
- čl. Reflektogramy, ktoré fungujú na báze infračerveného žiarenia, pomáhajú špecialistom v tejto oblasti detailnejšie preskúmať spodné vrstvy objektu alebo umelcove skice. Táto metóda vám umožňuje porovnať kresby kresby a jej viditeľnej časti, aby ste určili pravosť maľby a či bola v rekonštrukcii. Predtým bolo zariadenie prispôsobené na štúdium starých dokumentov písaním a výrobu atramentu.
Toto sú len hlavné metódy využívania tepelnej energie vo vede, ale každý rok sa objavujú nové zariadenia založené na nej.
Poškodenie infračerveného žiarenia
Infračervené svetlo prináša nielen pozitívny vplyv na ľudské telo, ale stojí za to pamätať na škody, ktoré môže spôsobiť pri nesprávnom použití a byť nebezpečné pre ostatných. Sú to IR rozsahy s krátkou vlnovou dĺžkou, ktoré negatívne ovplyvňujú. Zlý vplyv infračerveného žiarenia na ľudský organizmus sa prejavuje v podobe zápalov spodných vrstiev kože, rozšírených kapilár a pľuzgierov.
Používanie infračervených lúčov sa musí okamžite ukončiť v prípade takýchto chorôb a symptómov: 
- choroby obehového systému, krvácanie;
- chronická alebo akútna forma hnisavých procesov;
- tehotenstvo a dojčenie;
- zhubné nádory;
- pľúcne a srdcové zlyhanie;
- akútny zápal;
- epilepsia;
- pri dlhšom vystavení infračervenému žiareniu sa zvyšuje riziko vzniku fotofóbie, šedého zákalu a iných očných ochorení.
Silné vystavenie infračervenému žiareniu vedie k začervenaniu kože a popáleninám. U pracovníkov v metalurgickom priemysle sa niekedy vyvinie úpal a dermatitída. Čím kratšia je vzdialenosť používateľa od vykurovacieho telesa, tým menej času by mal stráviť v blízkosti zariadenia. Prehriatie mozgového tkaniva o jeden stupeň a úpal sprevádzajú príznaky ako nevoľnosť, závraty, tachykardia, tmavnutie v očiach. Pri zvýšení teploty o dva a viac stupňov existuje riziko vzniku meningitídy.
Ak dôjde k úpalu pod vplyvom infračerveného žiarenia, okamžite umiestnite postihnutého do chladnej miestnosti a odstráňte všetko oblečenie, ktoré obmedzuje alebo obmedzuje pohyb. Obväzy namočené v studenej vode alebo ľadové obklady sa aplikujú na hrudník, krk, slabiny, čelo, chrbticu a podpazušie.
Pri absencii vrecka na ľad možno na tento účel použiť akúkoľvek látku alebo kus oblečenia. Obklady sa vyrábajú len s veľmi studenou vodou, v ktorej sa obväzy pravidelne namáčajú.
Ak je to možné, človek sa úplne zabalí do studenej plachty. Okrem toho môžete pacienta vyfúknuť prúdom studeného vzduchu pomocou ventilátora. Pitie veľkého množstva studenej vody pomôže zmierniť stav obete. V závažných prípadoch expozície musíte zavolať sanitku a poskytnúť umelé dýchanie.
Ako sa vyhnúť škodlivým účinkom IR vĺn
Aby ste sa ochránili pred negatívnymi účinkami vĺn horúčav, musíte dodržiavať niektoré pravidlá: 
- Ak práca priamo súvisí s vysokoteplotnými ohrievačmi, potom je potrebné používať ochranný odev na ochranu tela a očí.
- Ohrievače pre domácnosť s odkrytými vykurovacími prvkami sa používajú s mimoriadnou opatrnosťou. Nemôžete byť v ich blízkosti a je lepšie skrátiť čas ich vplyvu na minimum.
- Miestnosť by mala byť vybavená zariadeniami, ktoré majú najmenší vplyv na človeka a jeho zdravie.
- Nezostávajte dlho na slnku. Ak sa to nedá zmeniť, musíte neustále nosiť klobúk a oblečenie, ktoré zakrýva otvorené oblasti tela. To platí najmä pre deti, ktoré nie vždy dokážu určiť zvýšenie telesnej teploty.
Pri dodržaní týchto pravidiel sa človek bude môcť chrániť pred nepríjemnými následkami nadmerného tepelného vplyvu. Infračervené lúče môžu v určitých aplikáciách priniesť škody aj výhody.
Liečebné metódy
Infračervená farebná terapia je rozdelená do dvoch typov: lokálna a všeobecná. Pri prvom type je zaznamenaný lokálny účinok na určitú oblasť a pri všeobecnej liečbe vlny ošetrujú celé ľudské telo. Procedúra sa vykonáva dvakrát denne počas 15-30 minút. Priebeh liečby je od 5 do 20 sedení. Pri vystavení žiareniu nezabudnite nosiť ochranné prostriedky. Pre oči sa používajú lepenkové obklady alebo špeciálne okuliare. Po zákroku sa na koži objaví začervenanie s rozmazanými okrajmi, ktoré po hodine po vystavení lúčom zmizne. Infračervené žiarenie je v medicíne veľmi cenené.
Žiarenie vysokej intenzity môže byť zdraviu škodlivé, preto musíte dodržiavať všetky kontraindikácie.
Tepelná energia denne sprevádza človeka v každodennom živote. Infračervené žiarenie prináša nielen výhody, ale aj škody. Preto je potrebné s infračerveným svetlom zaobchádzať opatrne. Zariadenia, ktoré vyžarujú tieto vlny, sa musia používať v súlade s bezpečnostnými predpismi. Mnohí nevedia, či je tepelná expozícia škodlivá, ale správnym používaním zariadení je možné zlepšiť zdravie človeka a zbaviť sa určitých chorôb.
Infra červená radiácia- elektromagnetické žiarenie, zaberajúce spektrálnu oblasť medzi červeným koncom viditeľného svetla (s vlnovou dĺžkou λ = 0,74 μm) a mikrovlnným žiarením (λ ~ 1-2 mm).
Optické vlastnosti látok v infračervenom žiarení sa výrazne líšia od ich vlastností vo viditeľnom žiarení. Napríklad niekoľkocentimetrová vrstva vody je nepriepustná pre infračervené žiarenie s λ = 1 µm. Infračervené žiarenie tvorí väčšinu žiarenia žiaroviek, plynových výbojok, asi 50 % žiarenia Slnka; Niektoré lasery vyžarujú infračervené žiarenie. Na jej registráciu používajú tepelné a fotoelektrické prijímače, ako aj špeciálne fotografické materiály.
Teraz je celý rozsah infračerveného žiarenia rozdelený do troch zložiek:
- krátkovlnná oblasť: A = 0,74-2,5 um;
- strednovlnná oblasť: λ = 2,5-50 um;
- dlhovlnná oblasť: A = 50-2000 um;
Nedávno bola hranica dlhých vlnových dĺžok tohto rozsahu rozlíšená na samostatný, nezávislý rozsah elektromagnetických vĺn - terahertzové žiarenie(submilimetrové žiarenie).
Infračervené žiarenie sa tiež nazýva „tepelné“ žiarenie, pretože infračervené žiarenie z vyhrievaných predmetov ľudská pokožka vníma ako pocit tepla. V tomto prípade vlnové dĺžky vyžarované telom závisia od teploty zahrievania: čím vyššia je teplota, tým kratšia je vlnová dĺžka a tým vyššia je intenzita žiarenia. Spektrum žiarenia absolútne čierneho telesa pri relatívne nízkych (až niekoľko tisíc Kelvinov) teplotách leží hlavne v tomto rozsahu. Infračervené žiarenie je emitované excitovanými atómami alebo iónmi.
História objavov a všeobecná charakteristika
Infračervené žiarenie objavil v roku 1800 anglický astronóm W. Herschel. Herschel, ktorý sa zaoberal štúdiom Slnka, hľadal spôsob, ako znížiť zahrievanie prístroja, pomocou ktorého sa robili pozorovania. Pomocou teplomerov na určenie účinkov rôznych častí viditeľného spektra Herschel zistil, že „maximálne teplo“ sa skrýva za nasýtenou červenou farbou a možno aj „za viditeľným lomom“. Táto štúdia znamenala začiatok štúdia infračerveného žiarenia.
Predtým slúžili ako laboratórne zdroje infračerveného žiarenia iba žeravé telesá alebo elektrické výboje v plynoch. Teraz sú na báze pevnolátkových a molekulárnych plynových laserov vytvorené moderné zdroje infračerveného žiarenia s nastaviteľnou alebo pevnou frekvenciou. Na registráciu žiarenia v blízkej infračervenej oblasti (až do ~1,3 μm) sa používajú špeciálne fotografické platne. Širší rozsah citlivosti (až do asi 25 mikrónov) majú fotoelektrické detektory a fotorezistory. Žiarenie v ďalekej infračervenej oblasti zaznamenávajú bolometre - detektory citlivé na zahrievanie infračerveným žiarením.
IR zariadenia sú široko používané vo vojenskej technike (napríklad na navádzanie rakiet), ako aj v civilnej technike (napríklad v komunikačných systémoch z optických vlákien). Optické prvky v IR spektrometroch sú buď šošovky a hranoly, alebo difrakčné mriežky a zrkadlá. Aby sa zabránilo absorpcii žiarenia vo vzduchu, spektrometre pre ďaleké IR sa vyrábajú vo vákuovej verzii.
Keďže infračervené spektrá sú spojené s rotačnými a vibračnými pohybmi v molekule, ako aj s elektronickými prechodmi v atómoch a molekulách, IR spektroskopia poskytuje dôležité informácie o štruktúre atómov a molekúl, ako aj o pásovej štruktúre kryštálov.
Aplikácia
Liek
Infračervené lúče sa využívajú vo fyzioterapii.
Diaľkové ovládanie
Infračervené diódy a fotodiódy sú široko používané v diaľkových ovládačoch, automatizačných systémoch, bezpečnostných systémoch, niektorých mobilných telefónoch (infračervené) atď. Infračervené lúče nerozptyľujú pozornosť človeka kvôli svojej neviditeľnosti.
Zaujímavosťou je, že infračervené žiarenie domáceho diaľkového ovládača je ľahko zachytené pomocou digitálneho fotoaparátu.
Pri maľovaní
Infračervené žiariče sa používajú v priemysle na sušenie lakovaných povrchov. Infračervená metóda sušenia má významné výhody oproti tradičnej, konvekčnej metóde. V prvom rade ide samozrejme o ekonomický efekt. Rýchlosť a energia vynaložená pri infračervenom sušení je nižšia ako pri tradičných metódach.
Sterilizácia potravín
Pomocou infračerveného žiarenia sa potravinové výrobky sterilizujú za účelom dezinfekcie.
Antikorózny prostriedok
Infračervené lúče sa používajú na zabránenie korózie lakovaných povrchov.
potravinársky priemysel
Charakteristickým znakom použitia infračerveného žiarenia v potravinárskom priemysle je možnosť prieniku elektromagnetickej vlny do takých kapilárno-poréznych produktov, ako je obilie, obilniny, múka a pod., do hĺbky až 7 mm. Táto hodnota závisí od charakteru povrchu, štruktúry, vlastností materiálu a frekvenčnej odozvy žiarenia. Elektromagnetická vlna určitého frekvenčného rozsahu pôsobí na produkt nielen tepelne, ale aj biologicky, pomáha urýchľovať biochemické premeny v biologických polyméroch (škrob, bielkoviny, lipidy). Dopravníkové sušiace dopravníky možno úspešne použiť pri ukladaní obilia v sýpkach a v mlynárstve.
Okrem toho sa infračervené žiarenie široko používa na vykurovanie miestností a vonkajších priestorov. Infračervené ohrievače sa používajú na organizovanie doplnkového alebo hlavného vykurovania v priestoroch (domy, byty, kancelárie atď.), Ako aj na lokálne vykurovanie vonkajších priestorov (pouličné kaviarne, altány, verandy).
Nevýhodou je podstatne väčšia nerovnomernosť ohrevu, ktorá je v rade technologických procesov úplne neprípustná.
Kontrola pravosti peňazí
Infračervený žiarič sa používa v zariadeniach na kontrolu peňazí. Špeciálne metamérne atramenty, aplikované na bankovku ako jeden z bezpečnostných prvkov, sú viditeľné iba v infračervenom rozsahu. Infračervené detektory mien sú najviac bezchybné zariadenia na kontrolu pravosti peňazí. Aplikácia infračervených značiek na bankovky, na rozdiel od ultrafialových, je pre falšovateľov drahá, a preto ekonomicky nerentabilná. Preto sú dnes detektory bankoviek so zabudovaným IR žiaričom najspoľahlivejšou ochranou proti falšovaniu.
hazard so zdravím
Silné infračervené žiarenie v oblastiach s vysokou teplotou môže byť nebezpečné pre oči. Najnebezpečnejšie je, keď žiarenie nie je sprevádzané viditeľným svetlom. Na takýchto miestach je potrebné nosiť špeciálne ochranné okuliare na oči.
pozri tiež
Iné spôsoby prenosu tepla
Metódy registrácie (záznamu) IR spektier.
Poznámky
Odkazy
| elektromagnetické spektrum | |
|---|---|
| γ-žiarenie | röntgen | UV | viditeľné svetlo | IR| terahertzové žiarenie | mikrovlnky | rádiové vlny | |
| Viditeľné spektrum | fialová | modrá | modrá | zelená | žltá | oranžová | červená |
| Mikrovlnná rúra | w | v | Q | K a | | K u | | | | |
| rádiové vlny | EHF/EHF | |
Infračervené žiarenie je prirodzený typ žiarenia. Každý človek je mu denne vystavený. Obrovská časť energie Slnka prichádza na našu planétu vo forme infračervených lúčov. V modernom svete však existuje veľa zariadení, ktoré využívajú infračervené žiarenie. Na ľudský organizmus môže pôsobiť rôznymi spôsobmi. To do značnej miery závisí od typu a účelu použitia tých istých zariadení.
Čo to je
Infračervené žiarenie alebo IR lúče sú typom elektromagnetického žiarenia, ktoré zaberá spektrálnu oblasť od červeného viditeľného svetla (ktoré sa vyznačuje vlnovou dĺžkou 0,74 mikrónov) až po krátkovlnné rádiové žiarenie (s vlnovou dĺžkou 1-2 mm). Toto je pomerne veľká oblasť spektra, takže sa ďalej delí na tri oblasti:
- blízko (0,74 - 2,5 mikrónu);
- médium (2,5 - 50 mikrónov);
- ďaleko (50-2000 mikrónov).
História objavov
V roku 1800 vedec z Anglicka W. Herschel pozoroval, že v neviditeľnej časti slnečného spektra (mimo červeného svetla) teplota teplomera stúpa. Následne sa dokázala podriadenosť infračerveného žiarenia zákonom optiky a urobil sa záver o jeho vzťahu k viditeľnému svetlu.
Vďaka práci sovietskeho fyzika A. A. Glagoleva-Arkadyeva, ktorý v roku 1923 prijímal rádiové vlny s λ = 80 μm (IR rozsah), bola experimentálne dokázaná existencia kontinuálneho prechodu z viditeľného žiarenia na IR žiarenie a rádiové vlny. Bol teda urobený záver o ich spoločnej elektromagnetickej povahe.
Takmer všetko v prírode je schopné vyžarovať vlnové dĺžky zodpovedajúce infračervenému spektru, čo znamená, že ľudské telo nie je výnimkou. Všetci vieme, že všetko okolo sa skladá z atómov a iónov, dokonca aj ľudia. A tieto excitované častice sú schopné emitovať a môžu prejsť do excitovaného stavu pod vplyvom rôznych faktorov, napríklad elektrických výbojov alebo pri zahrievaní. Takže v emisnom spektre plameňa plynového sporáka je pásmo s λ=2,7 µm od molekúl vody a s λ=4,2 µm od oxidu uhličitého.
IR vlny v každodennom živote, vede a priemysle
Pri používaní určitých zariadení doma a v práci sa len zriedka pýtame na vplyv infračerveného žiarenia na ľudský organizmus. Medzitým sú dnes infračervené ohrievače veľmi populárne. Ich zásadným rozdielom od olejových radiátorov a konvektorov je schopnosť ohrievať nie priamo samotný vzduch, ale všetky predmety v miestnosti. To znamená, že nábytok, podlahy a steny sa najskôr zahrievajú a potom odovzdávajú svoje teplo atmosfére. Infračervené žiarenie má zároveň vplyv aj na organizmy – človeka a jeho domácich miláčikov.
IR lúče sú tiež široko používané pri prenose dát a diaľkovom ovládaní. Mnoho mobilných telefónov má infračervené porty na výmenu súborov medzi nimi. A všetky ovládače od klimatizácií, hudobných centier, televízorov, niektoré ovládané detské hračky využívajú aj elektromagnetické lúče v infračervenom rozsahu.
Využitie infračervených lúčov v armáde a kozmonautike
Najdôležitejšie infračervené lúče sú pre letecký a vojenský priemysel. Na základe fotokatód, ktoré sú citlivé na infračervené žiarenie (až 1,3 mikrónu), sú vytvorené (rôzne ďalekohľady, mieridlá atď.). Umožňujú pri súčasnom ožarovaní predmetov infračerveným žiarením mieriť alebo pozorovať v absolútnej tme.
Vďaka vytvoreným vysoko citlivým prijímačom infračervených lúčov bola možná výroba navádzacích rakiet. Senzory v ich hlave reagujú na IR žiarenie cieľa, ktoré je zvyčajne teplejšie ako prostredie, a navedú raketu na cieľ. Na rovnakom princípe je založená aj detekcia vyhrievaných častí lodí, lietadiel, nádrží pomocou teplomerov.
IR lokátory a diaľkomery dokážu detekovať rôzne objekty v úplnej tme a merať k nim vzdialenosť. Špeciálne zariadenia - ktoré vyžarujú v infračervenej oblasti, sa používajú na vesmírnu a pozemnú komunikáciu na veľké vzdialenosti.
Infračervené žiarenie vo vedeckej činnosti
Jedným z najbežnejších je štúdium emisných a absorpčných spektier v IR oblasti. Používa sa pri štúdiu vlastností elektrónových obalov atómov, na určenie štruktúr rôznych molekúl a okrem toho pri kvalitatívnej a kvantitatívnej analýze zmesí rôznych látok.
Kvôli rozdielom v koeficientoch rozptylu, priepustnosti a odrazu telies vo viditeľných a IR lúčoch sú fotografie zhotovené v rôznych podmienkach trochu odlišné. Infračervené snímky často zobrazujú viac detailov. Takéto obrázky sú široko používané v astronómii.
Štúdium vplyvu infračervených lúčov na telo
Prvé vedecké údaje o vplyve infračerveného žiarenia na ľudský organizmus pochádzajú zo 60. rokov minulého storočia. Autorom výskumu je japonský lekár Tadashi Ishikawa. V priebehu svojich experimentov sa mu podarilo zistiť, že infračervené lúče majú tendenciu prenikať hlboko do ľudského tela. Zároveň dochádza k termoregulačným procesom, podobným reakcii na pobyt v saune. Potenie však začína už pri nižšej teplote okolia (je to asi 50 °C) a k zahrievaniu vnútorných orgánov dochádza oveľa hlbšie.
Pri takomto zahrievaní sa zvyšuje krvný obeh, rozširujú sa cievy dýchacích orgánov, podkožia a kože. Dlhodobé vystavenie človeka infračervenému žiareniu však môže spôsobiť úpal a silné infračervené žiarenie vedie k popáleninám rôzneho stupňa.
IR ochrana
Existuje malý zoznam opatrení zameraných na zníženie rizika vystavenia ľudského tela infračervenému žiareniu:
- Znížená intenzita žiarenia. Dosahuje sa výberom vhodného technologického zariadenia, včasnou výmenou zastaraného, ako aj jeho racionálnym usporiadaním.
- Odsun pracovníkov od zdroja žiarenia. Ak to výrobná linka umožňuje, malo by sa uprednostniť jej diaľkové ovládanie.
- Inštalácia ochranných clon na zdroj alebo pracovisko. Takéto ploty môžu byť usporiadané dvoma spôsobmi, aby sa znížil účinok infračerveného žiarenia na ľudské telo. V prvom prípade musia odrážať elektromagnetické vlny a v druhom prípade ich musia oneskoriť a premeniť energiu žiarenia na tepelnú energiu s následným jej odstránením. Vzhľadom na to, že ochranné clony by nemali pripraviť špecialistov o možnosť monitorovať procesy prebiehajúce vo výrobe, môžu byť priehľadné alebo priesvitné. Na tento účel sa ako materiály vyberajú silikátové alebo kremenné sklá, ako aj kovové pletivá a reťaze.
- Tepelná izolácia alebo chladenie horúcich povrchov. Hlavným účelom tepelnej izolácie je znížiť riziko popálenia pracovníkov.
- Prostriedky individuálnej ochrany(rôzne kombinézy, okuliare so zabudovanými svetelnými filtrami, štíty).
- Preventívne opatrenia. Ak v priebehu vyššie uvedených činností zostáva úroveň vystavenia tela infračervenému žiareniu dostatočne vysoká, potom by sa mal zvoliť vhodný režim práce a odpočinku.
Výhody pre ľudský organizmus
Infračervené žiarenie pôsobiace na ľudský organizmus vedie k zlepšeniu krvného obehu vďaka vazodilatácii, lepšiemu nasýteniu orgánov a tkanív kyslíkom. Okrem toho má zvýšenie telesnej teploty analgetický účinok v dôsledku účinku lúčov na nervové zakončenia v koži.
Zistilo sa, že chirurgické operácie vykonávané pod vplyvom infračerveného žiarenia majú množstvo výhod:
- o niečo ľahšie tolerovať bolesť po operácii;
- rýchlejšia regenerácia buniek;
- Vplyv infračerveného žiarenia na človeka umožňuje vyhnúť sa ochladzovaniu vnútorných orgánov v prípade operácie otvorených dutín, čo znižuje riziko šoku.
U pacientov s popáleninami vytvára infračervené žiarenie možnosť odstránenia nekrózy, ako aj vykonania autoplastiky v skoršom štádiu. Okrem toho sa znižuje trvanie horúčky, anémia a hypoproteinémia sú menej výrazné a frekvencia komplikácií sa znižuje.
Je dokázané, že IR žiarenie môže oslabiť účinok niektorých pesticídov zvýšením nešpecifickej imunity. Mnohí z nás vedia o liečbe nádchy a niektorých ďalších prejavov prechladnutia modrými IR lampami.
Škody pre ľudí
Je potrebné poznamenať, že poškodenie ľudského tela spôsobené infračerveným žiarením môže byť tiež veľmi významné. Najzrejmejšími a najbežnejšími prípadmi sú popáleniny kože a dermatitída. Môžu sa vyskytnúť buď pri príliš dlhom vystavení slabým vlnám infračerveného spektra, alebo pri intenzívnom ožiarení. Ak hovoríme o lekárskych postupoch, potom sa pri nesprávnej liečbe vyskytujú úpaly, asténia a exacerbácia bolesti zriedkavo, ale stále.
Popáleniny očí sú jedným z moderných problémov. Najnebezpečnejšie sú pre nich IR lúče s vlnovými dĺžkami v rozmedzí 0,76-1,5 mikrónu. Pod ich vplyvom sa šošovka a komorová voda zahrievajú, čo môže viesť k rôznym poruchám. Jedným z najčastejších vedľajších účinkov je fotofóbia. Na to by mali pamätať deti hrajúce sa s laserovými ukazovadlami a zvárači, ktorí zanedbávajú osobné ochranné prostriedky.
IR lúče v medicíne
Liečba infračerveným žiarením je lokálna a všeobecná. V prvom prípade sa lokálne pôsobí na určitú časť tela a v druhom je celé telo vystavené pôsobeniu lúčov. Priebeh liečby závisí od ochorenia a môže sa pohybovať od 5 do 20 sedení po 15-30 minútach. Pri vykonávaní postupov je predpokladom používanie ochranných prostriedkov. Na udržanie zdravia očí sa používajú špeciálne kartónové podložky alebo okuliare.
Po prvom zákroku sa na povrchu kože objaví začervenanie s nevýraznými hranicami, ktoré prejde asi za hodinu.
Pôsobenie IR žiaričov
Vzhľadom na dostupnosť mnohých zdravotníckych pomôcok si ich ľudia kupujú na individuálne použitie. Treba však pamätať na to, že takéto zariadenia musia spĺňať špeciálne požiadavky a musia sa používať v súlade s bezpečnostnými predpismi. Ale čo je najdôležitejšie, je dôležité pochopiť, že ako každé lekárske zariadenie, infračervené vlnové žiariče nemožno použiť na množstvo chorôb.
| Vlnová dĺžka, um | Užitočná akcia |
| 9,5 um | Imunokorekčné pôsobenie pri stavoch imunodeficiencie spôsobených hladovaním, otravou tetrachlórmetánom, používaním imunosupresív. Vedie k obnoveniu normálnych parametrov bunkovej väzby imunity. |
| 16,25 um | Antioxidačné pôsobenie. Uskutočňuje sa v dôsledku tvorby voľných radikálov zo superoxidov a hydroperoxidov a ich rekombinácie. |
| 8,2 a 6,4 um | Antibakteriálne pôsobenie a normalizácia črevnej mikroflóry v dôsledku vplyvu na syntézu prostaglandínových hormónov, čo vedie k imunomodulačnému účinku. |
| 22,5 um | Vedie k prenosu mnohých nerozpustných zlúčenín, ako sú krvné zrazeniny a aterosklerotické plaky, do rozpustného stavu, čo umožňuje ich odstránenie z tela. |
Preto by si kurz terapie mal vybrať kvalifikovaný odborník, skúsený lekár. V závislosti od dĺžky vyžarovaných infračervených vĺn môžu byť zariadenia použité na rôzne účely.
Načítava...