Инфрачервеното лъчение съответства на диапазон от дължини на електромагнитните вълни. Инфрачервено лъчение: влияние върху човешкото тяло, ефект на лъчите, техните свойства, ползи и вреди, възможни последствия

Уилям Хершел пръв забеляза, че зад червения ръб на получения от призмата спектър на Слънцето има невидимо лъчение, което кара термометъра да се нагрява. По-късно това лъчение е наречено термично или инфрачервено.

Близкото инфрачервено лъчение е много подобно на видимата светлина и се открива от същите инструменти. Средният и далечният IR използват болометри за откриване на промени.

Цялата планета Земя и всички обекти на нея, дори ледът, светят в средния инфрачервен диапазон. Благодарение на това Земята не се прегрява от слънчевата топлина. Но не цялата инфрачервена радиация преминава през атмосферата. Има само няколко прозореца на прозрачност; останалата част от радиацията се абсорбира от въглероден диоксид, водни пари, метан, озон и други парникови газове, които пречат на Земята от бързо охлаждане.

Благодарение на атмосферното поглъщане и топлинното излъчване от обектите, средните и далечните инфрачервени телескопи се извеждат в космоса и се охлаждат до температурата на течен азот или дори хелий.

Инфрачервеният диапазон е един от най-интересните за астрономите. Съдържа космически прах, важен за образуването на звезди и еволюцията на галактиките. IR радиацията преминава през облаци от космически прах по-добре от видимата радиация и позволява да се видят обекти, които са недостъпни за наблюдение в други части на спектъра.

Източници

Фрагмент от едно от така наречените дълбоки полета на Хъбъл. През 1995 г. космически телескоп събира светлина, идваща от една част на небето в продължение на 10 дни. Това направи възможно да се видят изключително слаби галактики на разстояние до 13 милиарда светлинни години (по-малко от един милиард години от Големия взрив). Видимата светлина от такива отдалечени обекти претърпява значително червено изместване и става инфрачервена.

Наблюденията са извършени в регион, далеч от галактическата равнина, където се виждат относително малко звезди. Следователно повечето от регистрираните обекти са галактики на различни етапи на еволюция.

Гигантската спирална галактика, наричана също M104, се намира в куп галактики в съзвездието Дева и се вижда от нас почти от ръба. Той има огромна централна издутина (сферично удебеляване в центъра на галактиката) и съдържа около 800 милиарда звезди - 2-3 пъти повече от Млечния път.

В центъра на галактиката има свръхмасивна черна дупка с маса от около милиард слънчеви маси. Това се определя от скоростта на движение на звездите близо до центъра на галактиката. В инфрачервения лъч в галактиката ясно се вижда пръстен от газ и прах, в който активно се раждат звезди.

Приемници

Диаметър на основното огледало 85 смизработени от берилий и охладени до температура 5,5 ДА СЕза намаляване на собственото инфрачервено излъчване на огледалото.

Телескопът беше изстрелян през август 2003 г. по програмата Четирите големи обсерватории на НАСА, включително:

• Обсерватория за гама лъчи Комптън (1991–2000 г., 20 keV-30 GeV), вижте Небе при 100 MeV гама лъчи,
• Рентгенова обсерватория Чандра (1999, 100 eV-10 keV),
• Космически телескоп Хъбъл (1990, 100–2100 nm),
• Инфрачервен телескоп Spitzer (2003, 3–180 µm).

Очаква се телескопът Spitzer да има живот около 5 години. Телескопът получава името си в чест на астрофизика Лиман Спицер (1914–97), който през 1946 г., много преди изстрелването на първия сателит, публикува статията „Предимства за астрономията на извънземна обсерватория“ и 30 години по-късно убеждава НАСА и американският Конгрес да започне разработването на космически телескоп Хъбъл.

Небесни ревюта

Близко инфрачервено небе 1–4 µmи в средния инфрачервен диапазон 25 µm(COBE/DIRBE)

В близкия инфрачервен диапазон Галактиката се вижда още по-ясно, отколкото във видимия.

Но в средния инфрачервен обхват Галактиката едва се вижда. Наблюденията са силно затруднени от праха в Слънчевата система. Разположена е по равнината на еклиптиката, която е наклонена към равнината на галактиката под ъгъл от около 50 градуса.

И двете проучвания са получени от инструмента DIRBE (дифузен инфрачервен фонов експеримент) на борда на сателита COBE (Cosmic Background Explorer). Този експеримент, започнал през 1989 г., създаде пълни карти на инфрачервената яркост на небето, вариращи от 1,25 до 240 µm.

Наземно приложение

Устройството се основава на електронно-оптичен преобразувател (EOC), който позволява значително (от 100 до 50 хиляди пъти) да усили слабата видима или инфрачервена светлина.

Лещата създава изображение върху фотокатода, от който, както в случая на PMT, се избиват електрони. След това те се ускоряват от високо напрежение (10–20 kV), се фокусират от електронна оптика (електромагнитно поле със специално избрана конфигурация) и попадат върху флуоресцентен екран, подобен на телевизор. На него изображението се гледа през окуляри.

Ускоряването на фотоелектроните дава възможност при условия на слаба светлина да се използва буквално всеки квант светлина за получаване на изображение, но при пълна тъмнина е необходима подсветка. За да не разкрият присъствието на наблюдател, те използват близък инфрачервен осветител (760–3000 nm).

Има и устройства, които откриват собственото топлинно излъчване на обектите в средния инфрачервен диапазон (8–14 µm). Такива устройства се наричат ​​термични изображения; те ви позволяват да забележите човек, животно или загрят двигател поради топлинния им контраст с околния фон.

Цялата енергия, консумирана от електрически нагревател, в крайна сметка се превръща в топлина. Значителна част от топлината се отвежда от въздуха, който влиза в контакт с горещата повърхност, разширява се и се издига, така че основно се нагрява таванът.

За да се избегне това, нагревателите са оборудвани с вентилатори, които насочват топлия въздух, например, към краката на човек и помагат за смесване на въздуха в стаята. Но има и друг начин за пренос на топлина към околните обекти: инфрачервено лъчение от нагревател. Колкото по-гореща е повърхността и колкото по-голяма е площта й, толкова по-силна е тя.

За да се увеличи площта, радиаторите са направени плоски. Въпреки това температурата на повърхността не може да бъде висока. Други модели нагреватели използват спирала, нагрята до няколкостотин градуса (червена топлина) и вдлъбнат метален рефлектор, който създава насочен поток от инфрачервено лъчение.

През 1800 г. ученият Уилям Хершел обявява откритието си на среща на Кралското общество в Лондон. Той измерва температури извън спектъра и открива невидими лъчи с голяма нагряваща мощност. Той проведе експеримента с помощта на телескопични филтри. Той забеляза, че те поглъщат светлина и топлина от слънчевите лъчи в различна степен.

След 30 години безспорно е доказано съществуването на невидими лъчи, намиращи се отвъд червената част на видимия слънчев спектър. Французинът Бекерел нарича това лъчение инфрачервено.

Свойства на инфрачервеното лъчение

Спектърът на инфрачервеното лъчение се състои от отделни линии и ленти. Но може и непрекъснато. Всичко зависи от източника на инфрачервените лъчи. С други думи, това, което има значение, е кинетичната енергия или температурата на атома или молекулата. Всеки елемент от периодичната таблица има различни характеристики при различни температури.

Например, инфрачервените спектри на възбудени атоми, поради относителното състояние на покой на ядрения сноп, ще имат строго линейни IR спектри. А възбудените молекули са на ивици и произволно разположени. Всичко зависи не само от механизма на суперпозиция на собствените линейни спектри на всеки атом. Но също и от взаимодействието на тези атоми един с друг.

С повишаването на температурата спектралните характеристики на тялото се променят. Така нагретите твърди вещества и течности излъчват непрекъснат инфрачервен спектър. При температури под 300°C излъчването на нагрятото твърдо вещество е изцяло в инфрачервената област. Както изследването на инфрачервените вълни, така и приложението на най-важните им свойства зависят от температурния диапазон.

Основните свойства на инфрачервените лъчи са абсорбция и допълнително нагряване на телата. Принципът на пренос на топлина от инфрачервени нагреватели се различава от принципите на конвекция или кондукция. Намирайки се в поток от горещи газове, обектът губи известно количество топлина, докато температурата му е по-ниска от температурата на нагрятия газ.

И обратното: ако инфрачервени излъчватели облъчват обект, това не означава, че повърхността му поглъща това лъчение. Освен това може да отразява, абсорбира или предава лъчи без загуба. Почти винаги облъченият обект поглъща част от тази радиация, отразява част и пропуска част.

Не всички светещи обекти или нагрети тела излъчват инфрачервени вълни. Например луминесцентните лампи или пламъкът на газовата печка нямат такова излъчване. Принципът на работа на флуоресцентните лампи се основава на сияние (фотолуминесценция). Спектърът му е най-близо до спектъра на дневната светлина, бялата светлина. Следователно в него почти няма инфрачервено лъчение. А най-високият интензитет на излъчване от пламъка на газовата печка се получава при синята дължина на вълната. IR излъчването на изброените нагрети тела е много слабо.

Има и вещества, които са прозрачни за видимата светлина, но не могат да пропускат инфрачервени лъчи. Например слой вода с дебелина няколко сантиметра няма да пропуска инфрачервено лъчение с дължина на вълната, по-голяма от 1 микрон. В този случай човек може да различи предмети, разположени на дъното, с просто око.

Инфрачервено лъчение. Откриване на инфрачервеното лъчение

Определение 1

Под инфрачервено лъчение(IR) се отнася до форма на енергия или метод на нагряване, при който топлината от едно тяло се прехвърля към друго тяло.

По време на живота си човек е постоянно изложен на инфрачервено лъчение и е в състояние да усети тази енергия като топлина, идваща от обект. Инфрачервеното лъчение се възприема човешка кожа, очите не виждат в този спектър.

Естествен източниквисоката температура е нашето светило. Температурата на нагряване е свързана с дължината на вълната на инфрачервените лъчи, които са късовълнови, средновълнови и дълги.

Къса дължина на вълнатаима висока температура и интензивно излъчване. Назад в $1800, английски астроном В. Хершелправи наблюдения на Слънцето. Докато изучаваше светилото, той търсеше начин, който да намали нагряването на инструмента, с който бяха извършени тези изследвания. На един етап от работата си ученият открива, че зад наситените в червеноразположен " максимална топлина" Проучването беше началото на проучването инфрачервено лъчение.

Ако по-рано източнициинфрачервеното лъчение в лабораторията служи като горещи тела или електрически разряди в газове, тогава днес създадени са съвременни източнициинфрачервено лъчение с честота, която може да се регулира или фиксира. Те се основават на твърдотелни и молекулярни газови лазери.

IN близка инфрачервена(около $1,3$ микрона) за регистриране на радиация те използват специални фотографски плаки.

IN далечна инфрачервена връзкарадиация се регистрира болометри- Това са детектори, които са чувствителни към нагряване от инфрачервено лъчение.

Инфрачервените вълни имат различни дължини, така че тяхната проникваща способност също ще бъде различна.

Дълга вълналъчи, идващи от Слънцето, например, спокойно преминават през земната атмосфера, в същото време, без да го нагрявате. Прониквайки през твърди тела, те повишават температурата си, така че за целия живот на планетата това е от голямо значение далечна радиация.

Интересно е, че в постоянен компенсиращ гримвсички живи тела се нуждаят, които също излъчват същия спектър от топлина. При липса на такова презареждане температурата на живото тяло пада, което го прави уязвимо към различни инфекции. Това допълнително презарежданепод формата на инфрачервено лъчение, според учените, по-скоро полезноотколкото вреден.

Бележка 1

Експертите са провели множество експерименти върху животни, които са показали, че инфрачервени лъчипотискат растежа на раковите клетки, унищожават редица вируси и неутрализират разрушителното действие на електромагнитните вълни. Инфрачервени лъчи с дълги вълниувеличаване на количеството инсулин, произведен от тялото, и неутрализиране на ефектите от радиоактивното излагане.

Приложения на инфрачервеното лъчение

Инфрачервеното лъчение се използва широко както в ежедневието, така и в различни области на човешката дейност.

Основните му области на приложение са:

Термография. IR радиацията ви позволява да определите температурата на обекти, които се намират на известно разстояние. Термичното изображение се използва широко в индустриални и военни приложения, неговите камери могат да откриват инфрачервени лъчи и да създават изображение на това лъчение. С термографските камери можете да „виждате“ всичко наблизо без никакво осветление, защото всички нагрети обекти излъчват инфрачервени лъчи.

Проследяване. IR проследяването се използва при насочване на ракети, в които се включва устройство, наречено „ търсачи на топлина" В резултат на факта, че двигателите на машините и механизмите, както и самият човек, излъчват топлина, те ще бъдат ясно видими в инфрачервения диапазон и оттук ракетите могат лесно да намерят посоката на полета.

Отопление.Като източник на топлина, IR повишава температурата и има благоприятен ефект върху човешкото здраве, напр. инфрачервени сауни, за които днес много се говори. Използват се при лечение на хипертония, сърдечна недостатъчност и ревматоиден артрит.

Метеорология. Височината на облаците и температурата на повърхността на водата и сушата се определят от сателити, които правят инфрачервени изображения. В такива изображения студените облаци са оцветени в бяло, докато топлите облаци са оцветени в сиво. Горещата повърхност на земята е боядисана в черно или сиво.

Астрономия.При наблюдение на небесни обекти астрономите използват специални инфрачервени телескопи. Благодарение на тези телескопи учените идентифицират протозвездите, преди да излъчват видима светлина, различават хладни обекти и наблюдават ядрата на галактиките.

Изкуство. И тук инфрачервеното лъчение намери приложение. Критици на изкуството, благодарение на инфрачервения рефлектограми, вижте долните слоеве на картините, скиците на художника. Това устройство помага за разграничаване на оригинала от копието, грешки при реставрационни работи. С негова помощ се изучават стари писмени документи.

Лекарство.Лечебните свойства на инфрачервената терапия са широко известни. Загрятата глина, пясък и сол отдавна се считат за лечебни и имат благоприятен ефект върху човешкото тяло. IR спомага за лечение на фрактури, подобрява обмяната на веществата в организма, бори се със затлъстяването, подпомага заздравяването на рани, подобрява кръвообращението и има благоприятен ефект върху ставите и мускулите.

В допълнение, терапевтичните ефекти се използват при заболявания:

1. Хроничен бронхит и бронхиална астма;
2. Пневмония;
3. Хроничен холецистит и неговото обостряне;
4. Простатит с нарушена потентност;
5. Ревматоиден артрит;
6. При заболявания на пикочните пътища и др.

За да използвате инфрачервените лъчи за медицински цели, е необходимо да се вземат предвид противопоказанията.

Те могат да причинят голяма вреда:

1. Когато човек има гнойни заболявания;
2. Скрито кървене;
3. Болести на кръвта;
4. Новообразувания и преди всичко злокачествени;
5. Възпалителни заболявания, най-често остри.

Късовълнов IRвлияят отрицателно на човешката мозъчна тъкан, което води до „ слънчев удар" Вредата в случая е очевидна. Човек изпитва главоболие, пулсът и дишането се учестяват, зрението става тъмно и е възможна загуба на съзнание. При по-нататъшно облъчване тялото не може да издържи - възниква оток на тъканите и мембраните на мозъка, появяват се симптоми на енцефалит и менингит. Къси вълниОсобено тежки щети се причиняват на човешките очи и сърдечно-съдовата система.

Бележка 2

По този начин се оказва, че ползите от IR върху тялото, въпреки отрицателните аспекти, са значителни.

Инфрачервена защита

За да се намалят вредите, причинени от инфрачервеното лъчение и да се предпази от него, са разработени стандарти за инфрачервено лъчение, които са безопасни за хората.

Основни мерки за защита:

1. Остарелите технологии трябва да бъдат заменени с модерни, които ще намалят интензитета на източника на излъчване;
2. Използването на екрани от метална мрежа и вериги, облицоващи отворени отвори на пещта с азбест;
3. Задължителна лична защита и най-вече защита на очите с очила със светлинни филтри;
4. Защита на тялото с ленено или полуленено работно облекло;
5. Рационален режим на работа и почивка;
6. Задължителни медицински и превантивни мерки за служителите.

За да разберем принципа на действие на инфрачервените излъчватели, е необходимо да си представим същността на такова физическо явление като инфрачервеното лъчение.

Инфрачервен обхват и дължина на вълната

Инфрачервеното лъчение е вид електромагнитно лъчение, което заема диапазона от 0,77 до 340 микрона в спектъра на електромагнитните вълни. В този случай диапазонът от 0,77 до 15 микрона се счита за късовълнов, от 15 до 100 микрона - средна вълна и от 100 до 340 - дълга вълна.

Късовълновата част от спектъра е в съседство с видимата светлина, а дълговълновата част се слива с областта на ултракъсите радиовълни. Следователно инфрачервеното лъчение има както свойствата на видимата светлина (разпространява се по права линия, отразява се, пречупва се като видимата светлина), така и свойствата на радиовълните (може да преминава през някои материали, които са непрозрачни за видимата радиация).

Инфрачервените излъчватели с повърхностна температура от 700 C до 2500 C имат дължина на вълната от 1,55-2,55 микрона и се наричат ​​​​"светлина" - по дължина на вълната те са по-близки до видимата светлина, излъчвателите с по-ниска повърхностна температура имат по-голяма дължина на вълната и се наричат ​​" тъмен".

Източници на инфрачервено лъчение

Най-общо казано, всяко тяло, нагрято до определена температура, излъчва топлинна енергия в инфрачервения диапазон на спектъра на електромагнитните вълни и може да предаде тази енергия чрез лъчист топлообмен на други тела. Преносът на енергия става от тяло с по-висока температура към тяло с по-ниска температура, докато различните тела имат различни емисионни и абсорбционни способности, които зависят от природата на двете тела, състоянието на повърхността им и т.н.

Електромагнитното излъчване има квантово-фотонен характер. При взаимодействие с материята фотонът се поглъща от атомите на веществото, като им предава своята енергия. В същото време се увеличава енергията на топлинните вибрации на атомите в молекулите на веществото, т.е. радиационната енергия се превръща в топлина.

Същността на лъчистото отопление е, че горелката, като източник на радиация, генерира, формира в пространството и насочва топлинното излъчване в отоплителната зона. Той попада върху ограждащи конструкции (подове, стени), технологично оборудване, хора в зоната на облъчване, абсорбира се от тях и ги нагрява. Радиационният поток, абсорбиран от повърхности, дрехи и човешка кожа, създава топлинен комфорт, без да повишава температурата на околната среда. Въздухът в отопляваните помещения, оставайки почти прозрачен за инфрачервеното лъчение, се нагрява поради „вторична топлина“, т.е. конвекция от конструкции и предмети, нагрявани от радиация.

Свойства и приложение на инфрачервеното лъчение

Установено е, че излагането на отопление с инфрачервено лъчение има благоприятен ефект върху човека. Ако топлинното лъчение с дължина на вълната над 2 микрона се възприема главно от кожата, като получената топлинна енергия се провежда вътре, тогава лъчение с дължина на вълната до 1,5 микрона прониква през повърхността на кожата, частично я загрява, достига мрежата от кръвоносните съдове и директно повишава температурата на кръвта. При определена интензивност на топлинния поток въздействието му предизвиква приятно топлинно усещане. При лъчисто отопление човешкото тяло освобождава по-голямата част от излишната си топлина чрез конвекция към околния въздух, който има по-ниска температура. Тази форма на топлообмен има освежаващ ефект и има благоприятен ефект върху благосъстоянието.

В нашата страна изследването на технологията за инфрачервено отопление се извършва от 30-те години, както във връзка със селското стопанство, така и в промишлеността.

Проведените медико-биологични изследвания позволиха да се установи, че инфрачервените отоплителни системи по-пълно отговарят на спецификата на животновъдните помещения, отколкото конвективните централни или въздушни отоплителни системи. На първо място, поради факта, че при инфрачервеното отопление температурата на вътрешните повърхности на оградите, особено на пода, надвишава температурата на въздуха в помещението. Този фактор има благоприятен ефект върху топлинния баланс на животните, като елиминира интензивната загуба на топлина.

Инфрачервените системи, работещи заедно със системите за естествена вентилация, осигуряват намаляване на относителната влажност на въздуха до стандартни стойности (в свинеферми и обори за телета до 70-75% и по-ниски).

В резултат на работата на тези системи температурно-влажностните условия в помещенията достигат благоприятни параметри.

Използването на лъчисти отоплителни системи за селскостопански сгради позволява не само да се създадат необходимите условия за микроклимат, но и да се интензифицира производството. В много ферми в Башкирия (колхоз на име Ленин, колхоз на име Нуриманов) производството на потомство значително се увеличи след въвеждането на инфрачервено отопление (увеличаване на опрасването през зимата с 4 пъти) и безопасността на младите животни се увеличи (от 72,8% до 97,6%).

В момента инфрачервената отоплителна система е инсталирана и работи един сезон в предприятието за чувашки бройлери в предградията на Чебоксари. Според отзиви от ръководители на ферми, в периода на минимални зимни температури -34-36 С, системата е работила без прекъсване и е осигурявала необходимата топлина за отглеждане на птици за месо (подови помещения) за период от 48 дни. В момента се обмисля въпросът за оборудването на останалите птицеферми с инфрачервени системи.

Инфрачервеното лъчение е естествен вид лъчение. Всеки човек е изложен на него всеки ден. Голяма част от слънчевата енергия достига нашата планета под формата на инфрачервени лъчи. В съвременния свят обаче има много устройства, които използват инфрачервено лъчение. Той може да повлияе на човешкото тяло по различни начини. Това до голяма степен зависи от вида и целта на използване на същите тези устройства.

Какво е

Инфрачервеното лъчение или инфрачервените лъчи е вид електромагнитно лъчение, което заема спектралната област от червена видима светлина (която има характерна дължина на вълната 0,74 микрона) до късовълново радио лъчение (с дължина на вълната 1-2 mm). Това е доста широка област от спектъра, така че е допълнително разделена на три области:

• близо (0,74 - 2,5 µm);
• среден (2,5 - 50 микрона);
• далекобойни (50-2000 микрона).

История на откритието

През 1800 г. английският учен У. Хершел прави наблюдението, че в невидимата част на слънчевия спектър (отвъд червената светлина) температурата на термометъра се повишава. Впоследствие се доказва подчинението на инфрачервеното лъчение на законите на оптиката и се прави извод за връзката му с видимата светлина.

Благодарение на трудовете на съветския физик А. А. Глаголева-Аркадиева, която през 1923 г. получава радиовълни с λ = 80 микрона (IR диапазон), експериментално е доказано съществуването на непрекъснат преход от видимо лъчение към IR лъчение и радиовълни. По този начин беше направен извод за тяхната обща електромагнитна природа.

Почти всичко в природата е способно да излъчва дължини на вълните, съответстващи на инфрачервения спектър, което означава, че човешкото тяло не е изключение. Всички знаем, че всичко около нас се състои от атоми и йони, дори и хората. И тези възбудени частици са способни да излъчват.Те могат да преминат във възбудено състояние под въздействието на различни фактори, например електрически разряди или при нагряване. Така в емисионния спектър на пламъка на газова печка има ивица с λ = 2,7 μm от водни молекули и с λ = 4,2 μm от въглероден диоксид.

IR вълни в ежедневието, науката и индустрията

Използвайки определени устройства у дома и на работното място, ние рядко си задаваме въпроса за ефекта на инфрачервеното лъчение върху човешкото тяло. Междувременно инфрачервените нагреватели са доста популярни днес. Това, което принципно ги отличава от маслените радиатори и конвектори, е способността им да затоплят не директно самия въздух, а всички предмети, намиращи се в помещението. Тоест първо мебелите, подовете и стените се нагряват, а след това отделят топлината си в атмосферата. В същото време инфрачервеното лъчение въздейства и на организмите – хората и техните домашни любимци.

IR лъчите също се използват широко при предаване на данни и дистанционно управление. Много мобилни телефони имат инфрачервени портове за споделяне на файлове между тях. И всички дистанционни управления за климатици, стерео системи, телевизори и някои контролирани детски играчки също използват електромагнитни лъчи в инфрачервения диапазон.

Използването на инфрачервени лъчи в армията и космонавтиката

Инфрачервените лъчи са най-важни за космическата и военната промишленост. На базата на фотокатоди с чувствителност към инфрачервено лъчение (до 1,3 микрона) се създават различни бинокли, мерници и др. Те позволяват при едновременно облъчване на обекти с инфрачервено лъчение, прицелване или наблюдение в абсолютна тъмнина.

Благодарение на създадените високочувствителни приемници на инфрачервени лъчи стана възможно производството на самонасочващи се ракети. Сензори в главата им реагират на инфрачервеното лъчение на целта, чиято температура обикновено е по-висока от околната среда, и насочват ракетата към целта. Откриването на нагрети части на кораби, самолети и танкове с помощта на топлинни пеленгатори се основава на същия принцип.

IR локаторите и далекомерите могат да откриват различни обекти в пълна тъмнина и да измерват разстоянието до тях. За космически и наземни комуникации на дълги разстояния се използват специални устройства, излъчващи в инфрачервения диапазон.

Инфрачервено лъчение в научната дейност

Едно от най-често срещаните е изследването на спектрите на излъчване и абсорбция в инфрачервената област. Използва се при изследване на характеристиките на електронните обвивки на атомите, за определяне на структурите на всички видове молекули и освен това при качествен и количествен анализ на смеси от различни вещества.

Поради разликите в коефициентите на разсейване, пропускливост и отражение на телата във видимите и инфрачервените лъчи, снимките, направени при различни условия, са малко по-различни. Снимките, направени в инфрачервена светлина, често показват повече детайли. Такива изображения се използват широко в астрономията.

Изследване на ефекта на инфрачервените лъчи върху тялото

Първите научни данни за въздействието на инфрачервеното лъчение върху човешкия организъм датират от 60-те години на миналия век. Автор на изследването е японският лекар Тадаши Ишикава. По време на своите експерименти той успя да установи, че инфрачервените лъчи са склонни да проникват дълбоко в човешкото тяло. В този случай протичат процеси на терморегулация, подобни на реакцията при престой в сауна. Изпотяването обаче започва при по-ниска температура на околната среда (около 50 ° C), а нагряването на вътрешните органи се случва много по-дълбоко.

По време на такова затопляне кръвообращението се засилва, съдовете на дихателните органи, подкожната тъкан и кожата се разширяват. Въпреки това, продължителното излагане на човек на инфрачервено лъчение може да причини топлинен удар, а силното инфрачервено лъчение води до изгаряния с различна степен.

IR защита

Има малък списък от мерки, насочени към намаляване на опасността от излагане на инфрачервено лъчение върху човешкото тяло:

1. Намаляване на интензивността на радиацията.Това се постига чрез подбор на подходящо технологично оборудване, навременна подмяна на остарелите, както и рационалното му разположение.
2. Отстраняване на работници от източника на радиация.Ако производствената линия позволява, трябва да се предпочита дистанционното й управление.
3. Монтаж на защитни екрани на източника или работното място.Такива огради могат да бъдат подредени по два начина, за да се намали въздействието на инфрачервеното лъчение върху човешкото тяло. В първия случай те трябва да отразяват електромагнитните вълни, а във втория трябва да ги забавят и да преобразуват радиационната енергия в топлинна енергия и след това да я отстранят. Поради факта, че защитните екрани не трябва да лишават специалистите от възможността да наблюдават процесите, протичащи в производството, те могат да бъдат направени прозрачни или полупрозрачни. За целта избраните материали са силикатно или кварцово стъкло, както и метални мрежи и вериги.
4. Топлоизолация или охлаждане на горещи повърхности.Основната цел на топлоизолацията е да намали риска от различни изгаряния на работниците.
5. Средства за индивидуална защита(различни специални облекла, очила с вградени филтри, щитове).
6. Превантивни действия.Ако по време на горните действия нивото на излагане на инфрачервено лъчение върху тялото остава достатъчно високо, тогава трябва да се избере подходящ режим на работа и почивка.

Ползи за човешкия организъм

Инфрачервеното лъчение, засягащо човешкото тяло, води до подобряване на кръвообращението поради разширяване на кръвоносните съдове, по-добро насищане на органите и тъканите с кислород. В допълнение, повишаването на телесната температура има аналгетичен ефект поради ефекта на лъчите върху нервните окончания в кожата.

Беше отбелязано, че хирургичните операции, извършвани под въздействието на инфрачервено лъчение, имат редица предимства:

• Болката след операцията е малко по-лесна за понасяне;
• Регенерацията на клетките става по-бързо;
• въздействието на инфрачервеното лъчение върху човек позволява да се избегне охлаждане на вътрешните органи при извършване на операция върху отворени кухини, което намалява риска от развитие на шок.

При пациенти с изгаряния инфрачервеното лъчение позволява отстраняване на некрозата, както и извършване на автопластика на по-ранен етап. В допълнение, продължителността на треската намалява, анемията и хипопротеинемията са по-слабо изразени и честотата на усложненията намалява.

Доказано е, че инфрачервеното лъчение може да отслаби действието на някои пестициди чрез повишаване на неспецифичния имунитет. Много от нас знаят за лечението на ринит и някои други прояви на настинка със сини IR лампи.

Вреда за хората

Струва си да се отбележи, че вредата от инфрачервеното лъчение върху човешкото тяло също може да бъде много значителна. Най-очевидните и често срещани случаи са изгаряния на кожата и дерматит. Те могат да възникнат или при твърде дълго излагане на слаби вълни от инфрачервения спектър, или при интензивно облъчване. Ако говорим за медицински процедури, това е рядкост, но все пак при неправилно лечение се появяват топлинни удари, астения и обостряне на болката.

Един от съвременните проблеми е изгарянето на очите. Най-опасни за тях са ИЧ лъчите с дължина на вълната от порядъка на 0,76-1,5 микрона. Под тяхно влияние лещата и водната течност се нагряват, което може да доведе до различни нарушения. Една от най-честите последици е фотофобията. Децата, които играят с лазерни показалки и заварчиците, които пренебрегват личните предпазни средства, трябва да помнят това.

IR лъчи в медицината

Лечението с инфрачервено лъчение може да бъде локално и общо. В първия случай се извършва локално въздействие върху определена област на тялото, а във втория цялото тяло е изложено на лъчите. Курсът на лечение зависи от заболяването и може да варира от 5 до 20 сеанса по 15-30 минути. При извършване на процедури е задължително използването на предпазни средства. За поддържане на здравето на очите се използват специални картонени капаци или очила.

След първата процедура на повърхността на кожата се появява зачервяване с неясни граници, което изчезва след около час.

Действие на IR излъчватели

С наличието на много медицински изделия хората ги купуват за лична употреба. Трябва обаче да се помни, че такива устройства трябва да отговарят на специални изисквания и да се използват в съответствие с правилата за безопасност. Но основното е, че е важно да се разбере, че като всяко медицинско устройство, излъчвателите на инфрачервени вълни не могат да се използват за редица заболявания.

Влиянието на инфрачервеното лъчение върху човешкото тяло

Дължина на вълната, µm	Полезно действие
9,5 µm	Имунокорективен ефект при имунодефицитни състояния, причинени от гладуване, отравяне с тетрахлорметан и употреба на имуносупресори. Води до възстановяване на нормалните нива на клетъчния имунитет.
16,25 цт	Антиоксидантно действие. Осъществява се поради образуването на свободни радикали от супероксиди и хидропероксиди и тяхната рекомбинация.
8,2 и 6,4 µm	Антибактериален ефект и нормализиране на чревната микрофлора поради влияние върху процеса на синтез на простагландинови хормони, което води до имуномоделиращ ефект.
22,5 цт	Води до прехвърляне на много неразтворими съединения, като кръвни съсиреци и атеросклеротични плаки, в разтворимо състояние, което им позволява да бъдат отстранени от тялото.

Следователно квалифициран специалист, опитен лекар трябва да избере курс на терапия. В зависимост от дължината на излъчваните инфрачервени вълни, уредите могат да се използват за различни цели.