Temperatura infrardečega sevanja. Viri infrardečega sevanja. Malo znana dejstva o IR svetlobi

Infrardeča svetloba je vidno nedostopna človeškemu vidu. Medtem dolge infrardeče valove človeško telo zaznava kot toploto. Infrardeča svetloba ima nekatere lastnosti vidne svetlobe. Sevanje te oblike je lahko fokusirano, odbito in polarizirano. Teoretično se IR svetloba bolj razlaga kot infrardeče sevanje (IR). Vesolje IR zavzema spektralno območje elektromagnetnega sevanja 700 nm - 1 mm. IR valovi so daljši od valov vidne svetlobe in krajši od radijskih valov. V skladu s tem so frekvence IR višje od frekvenc mikrovalov in nižje od frekvenc vidne svetlobe. Frekvenca IR je omejena na območje 300 GHz - 400 THz.

Infrardeče valove je odkril britanski astronom William Herschel. Odkritje je bilo zabeleženo leta 1800. Z uporabo steklenih prizm v svojih poskusih je znanstvenik na ta način raziskoval možnost delitve sončne svetlobe na posamezne komponente.

Ko je moral William Herschel izmeriti temperaturo posameznih cvetov, je odkril dejavnik povečanja temperature, ko je zaporedoma šel skozi naslednje serije:

• vijolična,
• modra,
• zelena,
• rumenjak,
• oranžna,
• rdeča.

Valovno in frekvenčno območje IR sevanja

Na podlagi valovne dolžine znanstveniki infrardeče sevanje konvencionalno delijo na več spektralnih delov. Ni pa enotne opredelitve meja vsakega posameznega dela.

Lestvica elektromagnetnega sevanja: 1 - radijski valovi; 2 - mikrovalovne pečice; 3 - IR valovi; 4 — vidna svetloba; 5 - ultravijolično; 6 - rentgenski žarki; 7 - gama žarki; B - območje valovnih dolžin; E - energija

Teoretično so označena tri območja valovnih dolžin:

1. blizu
2. Povprečje
3. Nadalje

Bližnje infrardeče območje označujejo valovne dolžine, ki se približujejo koncu spektra vidne svetlobe. Približen izračunani valovni segment je tukaj označen z dolžino: 750 - 1300 nm (0,75 - 1,3 µm). Frekvenca sevanja je približno 215-400 Hz. Kratke IR valovne dolžine bodo oddajale minimalno toploto.

Srednje IR območje (vmesno), pokriva valovne dolžine 1300-3000 nm (1,3 - 3 µm). Frekvence so tukaj izmerjene v območju 20-215 THz. Raven sevane toplote je relativno nizka.

Daljnje infrardeče območje je najbližje mikrovalovnemu območju. Razporeditev: 3-1000 mikronov. Frekvenčno območje 0,3-20 THz. To skupino sestavljajo kratke valovne dolžine pri največjem frekvenčnem območju. Tu se oddaja največja toplota.

Uporaba infrardečega sevanja

IR žarki so našli uporabo v različna področja. Med najbolj znanimi napravami so termovizijske kamere, oprema za nočno opazovanje itd. Komunikacijska in omrežna oprema uporablja IR svetlobo kot del žičnih in brezžičnih operacij.

Primer delovanja elektronske naprave je termovizijska kamera, katere princip delovanja temelji na uporabi infrardečega sevanja. In to je samo en primer izmed mnogih drugih.

Daljinci daljinski upravljalnik so opremljeni z IR komunikacijskim sistemom kratkega dosega, kjer se signal prenaša preko IR LED. Primer: običajni gospodinjski aparati – televizorji, klimatske naprave, predvajalniki. Infrardeča svetloba prenaša podatke preko optičnih kabelskih sistemov.

Poleg tega infrardeče sevanje aktivno uporablja raziskovalna astronomija za raziskovanje vesolja. Zahvaljujoč infrardečemu sevanju je mogoče zaznati vesoljskih objektov, neviden človeškemu očesu.

Malo znana dejstva o IR svetlobi

Človeško oko res ne vidi infrardečih žarkov. Toda koža človeškega telesa, ki reagira na fotone, in ne samo na toplotno sevanje, jih je sposobna "videti".

Površina kože dejansko štrli " zrklo" Če greste na sončen dan ven, zaprete oči in iztegnete dlani proti nebu, zlahka najdete lokacijo sonca.

Pozimi v prostoru, kjer je temperatura zraka 21-22ºС, toplo oblečena (pulover, hlače). Poleti se v istem prostoru, pri enaki temperaturi, tudi ljudje dobro počutijo, vendar v lažjih oblačilih (kratke hlače, majica).

Ta pojav je preprosto razložiti: kljub enaki temperaturi zraka stene in strop prostora poleti oddajajo več valov v daljnem IR-sferi, ki jih prenaša sončna svetloba(FIR - daleč infrardeči). Zato človeško telo ob enakih temperaturah poleti zaznava več toplote.

IR toploto proizvajajo vsi živi organizmi in neživi predmeti. Ta trenutek je več kot jasno označen na zaslonu termovizije.

Pari ljudi, ki spijo v isti postelji, so nehote oddajniki in sprejemniki FIR valov v odnosu drug do drugega. Če je oseba sama v postelji, deluje kot oddajnik FIR valov, vendar v odgovor ne sprejema več istih valov.

Ko se ljudje med seboj pogovarjajo, drug od drugega nehote pošiljajo in prejemajo vibracije valov FIR. Prijateljski (ljubeči) objemi aktivirajo tudi prenos FIR sevanja med ljudmi.

Kako narava zaznava IR svetlobo?

Ljudje ne vidimo infrardeče svetlobe, vendar imajo kače iz družine gadov (kot so klopotače) čutne votline, ki se uporabljajo za ustvarjanje slik v infrardeči svetlobi.

Ta lastnost omogoča kačam, da zaznajo toplokrvne živali v popolni temi. Za kače z dvema čutnima votlinama se znanstveno domneva, da imajo nekaj infrardečega zaznavanja globine.

Lastnosti IR kače: 1, 2 - občutljive cone čutne votline; 3 - membranska votlina; 4 - notranja votlina; 5 - MG vlakna; 6 - zunanja votlina

Ribe uspešno uporabljajo bližnjo infrardečo svetlobo (NIR) za zajemanje plena in navigacijo v vodnih telesih. Ta NIR senzor pomaga ribam pri natančni navigaciji v slabih svetlobnih pogojih, v temi ali motni vodi.

Infrardeče sevanje igra pomembno vlogo oblikovati zemeljsko vreme in podnebje, tako kot sončna svetloba. Skupna masa sončne svetlobe, ki jo absorbira Zemlja, v enak znesek IR sevanje mora potovati z Zemlje nazaj v vesolje. Sicer je neizogibno globalno segrevanje ali globalno hlajenje.

Obstaja očiten razlog, zakaj se zrak v suhi noči hitro ohladi. Nizka stopnja vlažnosti in brez oblakov na nebu čista pot IR sevanje. Infrardeči žarki potujejo hitreje v vesolje in posledično hitreje odnašajo toploto.

Pomemben del, ki prihaja na Zemljo, je infrardeča svetloba. Vsak naravni organizem ali predmet ima temperaturo, kar pomeni, da oddaja IR energijo. Tudi predmeti, ki so vnaprej hladni (na primer kocke ledu), oddajajo infrardečo svetlobo.

Tehnični potencial infrardečega območja

Tehnični potencial infrardečih žarkov je neomejen. Primerov je ogromno. Infrardeče sledenje (navajanje) se uporablja v sistemih za nadzor pasivnih raket. V tem primeru se uporablja elektromagnetno sevanje tarče, sprejeto v infrardečem delu spektra.

Sistemi za sledenje cilju: 1, 4 - zgorevalna komora; 2, 6 - relativno dolg izpuh plamena; 5 - hladen tok mimo vroče komore; 3, 7 - dodeljen pomemben IR podpis

Vremenski sateliti, opremljeni s skenirajočimi radiometri, proizvajajo toplotne slike, ki nato omogočajo analitične tehnike za določanje višine in vrste oblakov, izračun temperature kopnega in površinske vode ter določanje površinskih značilnosti oceanov.

Infrardeče sevanje je najpogostejši način daljinskega upravljanja različnih naprav. Številni izdelki so razviti in proizvedeni na podlagi tehnologije FIR. Tu so se posebej odlikovali Japonci. Tukaj je le nekaj primerov, ki so priljubljeni na Japonskem in po svetu:

• posebne obloge in FIR grelci;
• FIR plošče za ohranjanje svežine rib in zelenjave za dolgo časa;
• keramični papir in FIR keramika;
• FIR rokavice iz blaga, jakne, avtosedeži;
• frizerski FIR fen, ki zmanjšuje poškodbe las;

Infrardeča reflektografija (konserviranje umetnin) se uporablja za preučevanje slik in pomaga razkriti spodnje plasti, ne da bi uničila strukturo. Ta tehnika pomaga razkriti podrobnosti, skrite pod umetnikovo risbo.

Na ta način se ugotovi, ali je trenutna slika izvirna umetniško delo ali samo profesionalno izdelana kopija. Ugotovljene so tudi spremembe, povezane z restavratorskimi deli na umetninah.

IR žarki: vpliv na zdravje ljudi

Blagodejni učinki sončne svetlobe na zdravje ljudi so znanstveno dokazani. Prekomerna izpostavljenost sončnemu sevanju pa je potencialno nevarna. Sončna svetloba vsebuje ultravijolične žarke, ki opečejo kožo človeškega telesa.

Infrardeče savne za javno uporabo so zelo razširjene na Japonskem in Kitajskem. In trend razvoja te metode zdravljenja se le še stopnjuje.

Infrardeča svetloba daljnih valov pa zagotavlja vse zdravstvene koristi naravne sončne svetlobe. Hkrati so popolnoma odpravljeni nevarni učinki sončnega sevanja.

Z uporabo tehnologije reprodukcije infrardečih žarkov se doseže popoln nadzor temperature () in neomejena sončna svetloba. A to še ni vse znana dejstva Prednosti infrardečega sevanja:

• Daljnji infrardeči žarki krepijo srčno-žilni sistem, stabilizirajo srčni utrip, povečajo minutni volumen srca, hkrati pa znižajo diastolični krvni tlak.
• Spodbujanje delovanja srca in ožilja z infrardečo svetlobo je idealen način za ohranjanje normalnega zdravja srca in ožilja. Imeti izkušnje Ameriški astronavti med dolgim ​​poletom v vesolje.
• Daljnji infrardeči IR žarki pri temperaturah nad 40 °C oslabijo in na koncu ubijejo rakave celice. To dejstvo je potrdilo Ameriško združenje za boj proti raku in Nacionalni inštitut rak.
• Infrardeče savne se pogosto uporabljajo na Japonskem in v Koreji (hipertermijska terapija ali Waon terapija) za zdravljenje bolezni srca in ožilja, zlasti kroničnega srčnega popuščanja in perifernih arterijskih bolezni.
• Ugotovitve raziskave, objavljene v reviji Neuropsychiatric Disease and Treatment, poudarjajo infrardeče žarke kot "medicinski preboj" pri zdravljenju travmatičnih možganskih poškodb.
• Infrardeča savna naj bi bila kar sedemkrat učinkovitejša pri odpravljanju težke kovine, holesterol, alkohol, nikotin, amoniak, žveplova kislina in drugi toksini.
• Končno je FIR terapija na Japonskem in Kitajskem prišla na prvo mesto učinkovite načine zdravljenje astme, bronhitisa, prehlada, gripe, vnetja sinusov. Opaženo je, da FIR terapija odpravlja vnetja, otekline in zapore sluznice.

Infrardeča svetloba in življenjska doba 200 let

Da bi razumeli načelo delovanja infrardečih oddajnikov, si je treba predstavljati bistvo takega fizikalni pojav kot infrardeče sevanje.

Infrardeče območje in valovna dolžina

Infrardeče sevanje je vrsta elektromagnetnega sevanja, ki zaseda spekter elektromagnetni valovi razpon od 0,77 do 340 µm. V tem primeru se območje od 0,77 do 15 mikronov šteje za kratkovalovno, od 15 do 100 mikronov - srednji val in od 100 do 340 - dolgovalovno.

Kratkovalovni del spektra meji na vidno svetlobo, dolgovalovni del pa se združi z območjem ultrakratkih radijskih valov. Zato ima infrardeče sevanje tako lastnosti vidne svetlobe (širi se premočrtno, se odbija, lomi kot vidna svetloba) kot lastnosti radijskih valov (lahko prehaja skozi nekatere materiale, ki so neprozorni za vidno sevanje).

Infrardeči oddajniki s površinsko temperaturo od 700 C do 2500 C imajo valovno dolžino 1,55-2,55 mikronov in se imenujejo "svetloba" - po valovni dolžini so bližje vidni svetlobi, oddajniki z nižjo površinsko temperaturo imajo daljšo valovno dolžino in se imenujejo " temno".

Viri infrardečega sevanja

Na splošno vsako telo, segreto na določeno temperaturo, oddaja toplotno energijo v infrardečem območju spektra elektromagnetnega valovanja in lahko to energijo s sevalno izmenjavo toplote prenese na druga telesa. Prenos energije poteka od telesa z višjo temperaturo do telesa z nižjo temperaturo, medtem ko različna telesa imajo različne emisijske in absorpcijske sposobnosti, ki so odvisne od narave obeh teles, stanja njune površine itd.

Elektromagnetno sevanje ima kvantno-fotonski značaj. Pri interakciji s snovjo atomi snovi absorbirajo foton in jim prenesejo svojo energijo. Hkrati se poveča energija toplotnih nihanj atomov v molekulah snovi, tj. energija sevanja se spremeni v toploto.

Bistvo sevalnega ogrevanja je, da gorilnik kot vir sevanja ustvarja, oblikuje v prostoru in usmerja toplotno sevanje v ogrevalno cono. Pade na ograjene konstrukcije (tla, stene), tehnološko opremo, ljudi v območju obsevanja, jih absorbira in segreje. Tok sevanja, ki ga absorbirajo površine, oblačila in človeška koža, ustvarja toplotno udobje brez povečanja temperature okolja. Zrak v ogrevanih prostorih, ki ostaja skoraj prosojen za infrardeče sevanje, se segreva zaradi »sekundarne toplote«, tj. konvekcija iz struktur in predmetov, segretih s sevanjem.

Lastnosti in uporaba infrardečega sevanja

Ugotovljeno je bilo, da ima izpostavljenost ogrevanju z infrardečim sevanjem ugoden učinek na človeka. Če toplotno sevanje z valovno dolžino, večjo od 2 mikronov, zaznava predvsem koža, pri čemer se nastala toplotna energija prevaja v notranjost, potem sevanje z valovno dolžino do 1,5 mikrona prodre v površino kože, jo delno segreje, doseže mrežo krvne žile in neposredno poveča temperaturo krvi. Pri določeni intenzivnosti toplotnega toka njegov vpliv povzroči prijeten toplotni občutek. S sevalnim ogrevanjem človeško telo večino odvečne toplote sprosti s konvekcijo v okoliški zrak, ki ima nižjo temperaturo. Ta oblika prenosa toplote deluje osvežilno in blagodejno vpliva na počutje.

Pri nas se preučevanje tehnologije infrardečega ogrevanja izvaja že od 30-ih let prejšnjega stoletja kmetijstvo, in za industrijo.

Izvedene medicinske in biološke študije so omogočile ugotovitev, da infrardeči ogrevalni sistemi bolj ustrezajo posebnostim živinorejskih objektov kot konvektivni sistemi centralnega ali zračnega ogrevanja. Najprej zaradi dejstva, da z infrardečim ogrevanjem temperatura notranje površine ograje, zlasti tla, presega temperaturo zraka v prostoru. Ta dejavnik ugodno vpliva na toplotno ravnovesje živali, odpravlja intenzivno izgubo toplote.

Infrardeči sistemi, ki delujejo v povezavi z naravnimi prezračevalnimi sistemi, zagotavljajo znižanje relativne vlažnosti zraka na standardne vrednosti (na prašičjih farmah in v hlevih za teleta na 70-75% in manj).

Zaradi delovanja teh sistemov dosežemo ugodne temperaturne in vlažne razmere v prostorih.

Uporaba sevalnih ogrevalnih sistemov za kmetijske zgradbe omogoča ne le ustvarjanje potrebne pogoje mikroklimo, temveč tudi za intenziviranje proizvodnje. V mnogih kmetijah v Baškiriji (kolhoz po imenu Lenin, kolektiv po imenu Nurimanov) se je proizvodnja potomcev po uvedbi infrardečega ogrevanja znatno povečala (povečanje prasitve pozimi za 4-krat) in povečala se je varnost mladih živali (od 72,8 % do 97,6 %).

Trenutno je infrardeči sistem ogrevanja nameščen in deluje eno sezono v podjetju Chuvash Broiler v predmestju Cheboksary. Po ocenah upravljavcev farm je v obdobju minimalnih zimskih temperatur -34-36 C sistem deloval neprekinjeno in zagotavljal potrebno toploto za rejo perutnine za meso (talne namestitve) za obdobje 48 dni. Trenutno obravnavajo vprašanje opremljanja preostalih perutninskih hlevov z infrardečimi sistemi.

Infrardeče (IR) sevanje je vrsta elektromagnetnega sevanja, ki zavzema spektralno območje med vidno rdečo svetlobo (INFRAred: POD rdečo) in kratkovalovnimi radijskimi valovi. Ti žarki ustvarjajo toploto in so znanstveno znani kot toplotni valovi. Ti žarki ustvarjajo toploto in so znanstveno znani kot toplotni valovi.

Vsa segreta telesa oddajajo infrardeče sevanje, tudi človeško telo in Sonce, ki na ta način ogreva naš planet in daje življenje vsemu živemu na njem. Toplota, ki jo občutimo ob ognju ali kaminu, grelniku ali toplem asfaltu, je vse posledica infrardečih žarkov.

Celoten spekter infrardečega sevanja običajno razdelimo na tri glavna območja, ki se razlikujejo po valovni dolžini:

• Kratka valovna dolžina z valovno dolžino λ = 0,74–2,5 µm;
• Srednji val, z valovno dolžino λ = 2,5-50 µm;
• Dolga valovna dolžina, z valovno dolžino λ = 50-2000 µm.

Bližnji ali kratkovalovni infrardeči žarki sploh niso vroči; pravzaprav jih niti ne čutimo. Ti valovi se uporabljajo na primer v TV daljinskih upravljalnikih, sistemih avtomatizacije, varnostnih sistemih itd. Njihova frekvenca je višja, temu primerno tudi njihova energija večja kot pri daljnih (dolgih) infrardečih žarkih. A ne na takšni ravni, da bi škodila telesu. Toplota se začne ustvarjati pri srednjih infrardečih valovnih dolžinah, njihovo energijo pa že čutimo. Infrardeče sevanje imenujemo tudi »toplotno« sevanje, saj sevanje segretih predmetov človeška koža zaznava kot občutek toplote. V tem primeru so valovne dolžine, ki jih oddaja telo, odvisne od temperature segrevanja: višja kot je temperatura, krajša je valovna dolžina in večja je intenzivnost sevanja. Na primer, vir z valovno dolžino 1,1 mikronov ustreza staljeni kovini, vir z valovno dolžino 3,4 mikronov pa ustreza kovini na koncu valjanja in kovanja.

Za nas je zanimiv spekter z valovno dolžino 5-20 mikronov, saj je v tem območju več kot 90% sevanja, ki ga proizvedejo infrardeči ogrevalni sistemi, z vrhom sevanja 10 mikronov. Zelo pomembno je, da prav pri tej frekvenci človeško telo samo oddaja infrardeče valove 9,4 mikronov. Vsako sevanje na določeni frekvenci torej človeško telo zazna kot sorodno in nanj deluje blagodejno, še več, zdravilno.

Pri takšni izpostavljenosti infrardečemu sevanju na telo pride do učinka »resonančne absorpcije«, za katero je značilno, da telo aktivno absorbira zunanjo energijo. Posledično lahko opazimo povečanje ravni hemoglobina osebe, povečanje aktivnosti encimov in estrogenov ter na splošno stimulacijo vitalne aktivnosti osebe.

Delovanje infrardečega sevanja na površino človeškega telesa je, kot smo že povedali, koristno in povrhu vsega še prijetno. Spomnite se prvih sončnih dni na začetku pomladi, ko je po dolgi in oblačni zimi končno posijalo sonce! Občutite, kako prijetno ovije osvetljeno področje vaše kože, obraza, dlani. Nočem več nositi rokavic in pokrivala, kljub temu, da je temperatura precej nizka v primerjavi s tisto “udobno”. Toda takoj, ko se pojavi majhen oblak, takoj občutimo opazno nelagodje zaradi prekinitve tako prijetnega občutka. Prav to sevanje nam je tako primanjkovalo vso zimo, ko je bilo sonce dolgo odsotno in smo, hočeš nočeš, izvajali svojo »infrardečo pošto«.

Zaradi izpostavljenosti infrardečemu sevanju lahko opazite:

• Pospešitev metabolizma v telesu;
• Obnova kožnega tkiva;
• Upočasnitev procesa staranja;
• Odstranjevanje odvečne maščobe iz telesa;
• Sprostitev človeške motorične energije;
• Povečanje protimikrobne odpornosti telesa;
• Aktivacija rasti rastlin

in še veliko več. Poleg tega se infrardeče sevanje uporablja v fizioterapiji za zdravljenje številnih bolezni, vključno z rakom, saj spodbuja širjenje kapilar, stimulira pretok krvi v žilah, izboljšuje imuniteto in ima splošni terapevtski učinek.

In to sploh ni presenetljivo, saj nam je to sevanje dala narava kot način prenosa toplote in življenja vsem živim bitjem, ki to toploto in udobje potrebujejo, mimo praznega prostora in zraka kot posrednika.

Vsa raznolikost sevanja, ki izhaja iz Sonca, ima eno samo naravo - to so elektromagnetni valovi. Raznolikost njihovih lastnosti je posledica razlik v valovnih dolžinah. Vidni del spektra sončno sevanje začne se z najkrajšimi valovi - vijoličnimi valovi (0,38 mikronov) in konča z najdaljšimi valovi (0,76 mikronov), ki jih človeško oko zazna kot rdeče.

Nemški znanstvenik Herschel je leta 1800 odkril nekatere nevidne žarke izven rdečega dela spektra, ki so povzročili znatno povišanje temperature termometra, ki ga je uporabljal za raziskave. To sevanje so poimenovali infrardeče.

Kakšen je učinek infrardečega sevanja na človeško telo? Ugotovimo.

Kaj je infrardeče sevanje

Sevanje v bližini rdečega dela vidnega spektra, ki ga naši vidni organi ne zaznavajo, vendar ima sposobnost segrevanja osvetljenih površin, je bilo imenovano infrardeče. Predpona "infra" pomeni "več". V našem primeru so to elektromagnetni žarki z valovno dolžino večjo od vidne rdeče svetlobe.

Kaj je vir infrardečega sevanja

Njen naravni vir je Sonce. Razpon infrardečih žarkov je precej širok. To so valovi z dolžino od 7 do 14 mikrometrov (µm). V zemeljski atmosferi pride do delne absorpcije in sipanja infrardečih žarkov.

O obsegu infrardečega sončnega sevanja priča dejstvo, da predstavlja 58 % celotnega spektra elektromagnetnih valov, ki izvirajo iz naše zvezde.

Ta precej širok razpon IR žarkov je razdeljen na tri dele:

• dolgi valovi, ki jih oddaja grelec s temperaturami do 300 °C;
• srednje - do 600 ° C;
• kratka - več kot 800 °C.

Vse oddajajo vzbujeni atomi (tj. tisti s presežno energijo), pa tudi ioni snovi. Vsa telesa so vir IR sevanja, če je njihova temperatura nad absolutno ničlo (minus 273 °C).

Torej glede na temperaturo sevalca nastajajo IR žarki različnih valovnih dolžin, jakosti in prodornosti. In to določa, kako infrardeče sevanje vpliva na živi organizem.

Koristi in škode IR sevanja za zdravje ljudi

Na vprašanje - ali je infrardeče sevanje škodljivo za ljudi, lahko odgovorite z nekaj informacijami.

Dolgovalovni infrardeči žarki, ki zadenejo kožo, vplivajo na živčne receptorje in povzročajo občutek toplote. Zato infrardeče sevanje imenujemo tudi toplotno sevanje.

Več kot 90 % tega sevanja absorbira vlaga v zgornjih plasteh kože. Povzroča le povišanje temperature kože. Medicinske študije so pokazale, da dolgovalovno sevanje ni le varno za človeka, ampak tudi izboljša imunski sistem, sproži mehanizem regeneracije in zdravljenja številnih organov in sistemov. Pri tem so še posebej učinkoviti IR žarki z valovno dolžino 9,6 mikronov. Te okoliščine določajo uporabo infrardečega sevanja v medicini.

Povsem drugačen mehanizem delovanja infrardečih žarkov na človeško telo, ki spada v kratkovalovni del spektra. Lahko prodrejo do globine nekaj centimetrov in povzročijo segrevanje notranjih organov.

Na mestu obsevanja se lahko zaradi širjenja kapilar pojavi rdečina kože, vključno z nastankom mehurčkov. Kratki infrardeči žarki so še posebej nevarni za organe vida. Lahko povzročijo nastanek katarakte, motnje v ravnovesju vode in soli in pojav epileptičnih napadov.

Vzrok dobro znanega učinka termičnega šoka je kratkovalovno infrardeče sevanje. Povišanje temperature možganov za 1 °C že povzroči simptome:

Pregrevanje za 2 °C lahko sproži razvoj meningitisa.

Zdaj pa poglejmo koncept jakosti elektromagnetnega sevanja. Ta faktor je odvisen od razdalje do vira toplote in njegove temperature. Nizkointenzivno dolgovalovno toplotno sevanje ima pomembno vlogo za razvoj življenja na planetu. Človeško telo potrebuje stalno dopolnjevanje teh valovnih dolžin.

Tako je določen z valovno dolžino in časom osvetlitve.

Kako se izogniti škodljivim vplivom IR žarkov

Ker smo se tako odločili negativen vpliv kratkovalovno infrardeče sevanje vpliva na človeško telo, ugotovimo, kje nas ta nevarnost lahko čaka.

Najprej so to telesa s temperaturo nad 100 °C. Ti lahko vključujejo naslednje.

1. Industrijski viri sevalne energije (taljenje jekla, elektroobločne peči itd.) Zmanjšanje tveganja njihove izpostavljenosti dosežemo s posebnimi zaščitnimi oblačili, toplotnimi ščiti, uporabo novejših tehnologij ter terapevtskimi in preventivnimi ukrepi za servisno osebje;
2. . Najbolj zanesljiv in dokazan med njimi je ruski štedilnik. Toplota, ki jo oddaja, ni le izjemno prijetna, ampak tudi zdravilna. Na žalost je ta podrobnost vsakdanjega življenja skoraj popolnoma potonila v pozabo. Zamenjali so ga vsi možni električni grelci. Tisti med njimi, katerih tuljava za sproščanje toplote je zaščitena s toplotnoizolacijskim materialom, oddajajo mehko dolgovalovno sevanje. Ima ugoden vpliv na telesu. Grelniki z odprtim grelnim elementom oddajajo trdo, kratkovalovno sevanje, ki lahko privede do zgoraj opisanih težav. negativne posledice. V tehničnem listu grelnika je proizvajalec dolžan navesti naravo sevanja te naprave.

Če postanete lastnik kratkovalovnega grelnika, upoštevajte pravilo – bližje kot je grelec, krajši naj bo čas njegove izpostavljenosti.

Pomoč pri vročinski kapi

Narava je človeka obdarila z zelo naprednim sistemom termoregulacije. Če pa pride do toplotnega udara, je treba sprejeti določen niz ukrepov za zmanjšanje njegovih posledic:

Človeštvo živi v svetu naravnih in umetnih virov različnih sevanj. Vpliv infrardečega sevanja na človeško telo je nesporen. Vendar ni statističnih podatkov, ki bi dokazovali njegovo škodo.

In poznavanje vzorcev njegove interakcije z biološkimi objekti nam omogoča uporabo koristnih učinkov infrardečega sevanja na ljudi za preprečevanje bolezni in zdravljenje različnih bolezni.

> Infrardeči valovi

Kaj se je zgodilo infrardeči valovi: Infrardeča valovna dolžina, območje infrardečih valov in frekvenca. Preučite vzorce in vire infrardečega spektra.

Infrardeča svetloba(IR) - elektromagnetni žarki, ki po valovnih dolžinah presegajo vidne (0,74-1 mm).

Učni cilj

• Razumeti tri področja IR spektra in opisati procese absorpcije in emisije molekul.

Poudarki

• IR svetloba sprejme večino toplotnega sevanja, ki ga proizvajajo telesa pri približno sobni temperaturi. Oddaja in absorbira, ko pride do sprememb v rotaciji in vibracijah molekul.
• IR del spektra lahko glede na valovno dolžino razdelimo na tri področja: daleč infrardeče (300-30 THz), srednje infrardeče (30-120 THz) in bližnje infrardeče (120-400 THz).
• IR se imenuje tudi toplotno sevanje.
• Za razumevanje IR je pomembno razumeti koncept emisivnosti.
• IR žarke lahko uporabljamo za daljinsko določanje temperature predmetov (termografija).

Pogoji

• Termografija je daljinski izračun sprememb telesne temperature.
• Toplotno sevanje – elektromagnetno sevanje, ki jih telo ustvari zaradi temperature.
• Emisivnost je sposobnost površine, da oddaja sevanje.

Infrardeči valovi

Infrardeča (IR) svetloba so elektromagnetni žarki, katerih valovne dolžine presegajo vidno svetlobo (0,74-1 mm). Infrardeče valovno območje konvergira s frekvenčnim območjem 300-400 THz in se prilagaja ogromno toplotno sevanje. IR svetlobo absorbirajo in oddajajo molekule, ko se spreminjajo pri vrtenju in vibriranju.

Tu so glavne kategorije elektromagnetnih valov. Ločnice se na nekaterih mestih razlikujejo, druge kategorije pa se lahko prekrivajo. Mikrovalovi zavzemajo visokofrekvenčni del radijskega dela elektromagnetnega spektra

Podkategorije IR valov

IR del elektromagnetnega spektra zavzema območje od 300 GHz (1 mm) do 400 THz (750 nm). Obstajajo tri vrste infrardečih valov:

• Daljnji IR: 300 GHz (1 mm) do 30 THz (10 µm). Spodnji del lahko imenujemo mikrovalovne pečice. Ti žarki se absorbirajo zaradi rotacije v molekulah v plinski fazi, molekularnih gibanj v tekočinah in fotonov v trdnih snoveh. Voda v zemeljsko ozračje se toliko vpije, da postane neprozoren. Toda za prenos se uporabljajo določene valovne dolžine (okna).
• Srednje IR območje: 30 do 120 THz (10 do 2,5 µm). Viri so vroči predmeti. Absorbirajo se zaradi molekularnih vibracij (različni atomi vibrirajo v ravnotežnih položajih). Ta razpon včasih imenujemo prstni odtis, ker gre za poseben pojav.
• Najbližje IR območje: 120 do 400 THz (2500-750 nm). Ti fizični procesi so podobni tistim, ki se dogajajo v vidni svetlobi. večina visoke frekvence najdemo v določeni vrsti fotografskih filmov in senzorjev za infrardeče, foto in video snemanje.

Toplota in toplotno sevanje

Infrardeče sevanje imenujemo tudi toplotno sevanje. IR svetloba Sonca zajame le 49 % Zemljinega segrevanja, ostalo pa je vidna svetloba (absorbirana in ponovno odbita pri daljših valovnih dolžinah).

Toplota je energija v prehodni obliki, ki teče zaradi temperaturnih razlik. Če se toplota prenaša s prevodnostjo ali konvekcijo, se lahko sevanje širi v vakuumu.

Da bi razumeli IR žarke, si moramo natančno ogledati koncept emisijske sposobnosti.

Viri IR valov

Ljudje in večina planetarno okolje ustvarja toplotne žarke velikosti 10 mikronov. To je meja, ki ločuje srednje in daljno IR območje. Mnoga astronomska telesa oddajajo zaznavne količine IR žarkov pri netoplotnih valovnih dolžinah.

IR žarke lahko uporabimo za izračun temperature predmetov na daljavo. Ta proces se imenuje termografija in se najbolj aktivno uporablja v vojaških in industrijskih aplikacijah.

Termografski posnetek psa in mačke

IR valovanje se uporablja tudi v ogrevanju, komunikacijah, meteorologiji, spektroskopiji, astronomiji, biologiji in medicini ter analizi umetnosti.