Radiația infraroșie este o formă naturală de radiație. Fiecare persoană este expusă zilnic. O mare parte din energia Soarelui vine pe planeta noastră sub formă de raze infraroșii. Cu toate acestea, în lumea modernă există multe dispozitive care folosesc radiații infraroșii. Poate afecta corpul uman în diferite moduri. Depinde în mare măsură de tipul și scopul utilizării acestor dispozitive.
Ce este asta
Radiația infraroșie, sau razele IR, este un tip de radiație electromagnetică care ocupă regiunea spectrală de la lumina roșie vizibilă (care se caracterizează printr-o lungime de undă de 0,74 microni) la radiația radio cu undă scurtă (cu o lungime de undă de 1). -2 mm). Aceasta este o zonă destul de mare a spectrului, deci este subdivizată în trei zone:
- lângă (0,74 - 2,5 µm);
- mediu (2,5 - 50 microni);
- departe (50-2000 microni).
Istoricul descoperirilor
În 1800, un om de știință din Anglia, W. Herschel, a făcut observația că în partea invizibilă a spectrului solar (în afara luminii roșii), temperatura termometrului crește. Ulterior, s-a dovedit subordonarea radiațiilor infraroșii legilor opticii și s-a făcut o concluzie despre relația acesteia cu lumina vizibilă.
Datorită muncii fizicianului sovietic A. A. Glagoleva-Arkadyeva, care a primit unde radio cu λ=80 μm (gama IR) în 1923, existența unei tranziții continue de la radiația vizibilă la radiația IR și undele radio a fost demonstrat experimental. Astfel, s-a făcut concluzia cu privire la natura lor electromagnetică comună.
Aproape orice în natură este capabil să emită lungimi de undă corespunzătoare spectrului infraroșu, ceea ce înseamnă că este o sursă de radiație infraroșie. Corpul uman nu face excepție. Știm cu toții că totul în jur este format din atomi și ioni, chiar și din oameni. Și aceste particule excitate sunt capabile să emită spectre de linie IR. Ele pot intra într-o stare excitată sub influența diverșilor factori, de exemplu, descărcări electrice sau atunci când sunt încălzite. Deci, în spectrul de radiații al unei flăcări a unei sobe cu gaz există o bandă cu λ=2,7 µm din moleculele de apă și cu λ=4,2 µm din dioxid de carbon.
valuri IR în viața de zi cu zi, știință și industrie
Folosind anumite dispozitive acasă și la serviciu, rareori ne întrebăm despre efectul radiațiilor infraroșii asupra corpului uman. Între timp, încălzitoarele cu infraroșu sunt destul de populare astăzi. Diferența lor fundamentală față de radiatoarele cu ulei și convectoarele este capacitatea de a încălzi nu aerul în sine în mod direct, ci toate obiectele din cameră. Adică, mobilierul, podelele și pereții sunt încălzite mai întâi, iar apoi își degajă căldura în atmosferă. În același timp, radiațiile infraroșii afectează și organismele - oamenii și animalele lor de companie.
Razele IR sunt, de asemenea, utilizate pe scară largă în transmisia de date și controlul de la distanță. Multe telefoane mobile au porturi infraroșu pentru schimbul de fișiere între ele. Și toate telecomenzile pentru aparatele de aer condiționat, centrele muzicale, televizoarele, unele jucării controlate pentru copii folosesc și raze electromagnetice în domeniul infraroșu.
Utilizarea razelor infraroșii în armată și astronautică
Cele mai importante raze infraroșii sunt pentru industria aerospațială și militară. Pe baza fotocatozilor sensibili la radiațiile infraroșii (până la 1,3 microni), sunt create dispozitive de vedere pe timp de noapte (diverse binocluri, ochiuri etc.). Acestea permit, în timp ce iradiază simultan obiecte cu radiații infraroșii, să vizeze sau să observe în întuneric absolut.
Datorită receptorilor extrem de sensibili creați de raze infraroșii, producția de rachete orientatoare a devenit posibilă. Senzorii din capul lor reacționează la radiația IR a țintei, care este de obicei mai caldă decât mediul, și ghidează racheta către țintă. Bazat pe același principiudetectarea pieselor încălzite ale navelor, aeronavelor, tancurilor folosind instrumente de căutare a direcției căldurii.
Locatoarele IR și telemetrul pot detecta diverse obiecte în întuneric complet și pot măsura distanța până la acestea. Dispozitive speciale - generatoare cuantice optice care emit în regiunea infraroșu, sunt folosite pentru comunicații terestre cu rază lungă de acțiune și spațiu.
Radiația infraroșie în știință
Una dintre cele mai frecvente este studiul spectrelor de emisie și absorbție în regiunea IR. Este folosit în studiul caracteristicilor învelișurilor de electroni ale atomilor, pentru a determina structurile diferitelor molecule și, în plus, în analiza calitativă și cantitativă a amestecurilor de diferite substanțe.
Datorită diferențelor dintre coeficienții de împrăștiere, transmisie și reflectare a corpurilor în razele vizibile și IR, fotografiile realizate în condiții diferite sunt oarecum diferite. Imaginile cu infraroșu arată adesea mai multe detalii. Astfel de imagini sunt utilizate pe scară largă în astronomie.
Studiarea efectului razelor infraroșii asupra corpului
Primele date științifice despre efectul radiațiilor infraroșii asupra corpului uman datează din anii 1960. Autorul cercetării este medicul japonez Tadashi Ishikawa. În cursul experimentelor sale, el a reușit să stabilească că razele infraroșii tind să pătrundă adânc în corpul uman. În același timp, au loc procese de termoreglare, similare cu reacția de a fi într-o saună. Cu toate acestea, transpirația începe la o temperatură ambientală mai scăzută (iteste de aproximativ 50 ° C), iar încălzirea organelor interne are loc mult mai profund.
În această încălzire, circulația sângelui este crescută, vasele sistemului respirator, țesutul subcutanat și pielea se extind. Cu toate acestea, expunerea prelungită la radiația infraroșie a unei persoane poate provoca un insolat, iar radiația infraroșie puternică duce la arsuri de diferite grade.
protecție IR
Există o mică listă de activități menite să reducă riscul de expunere la radiații infraroșii asupra corpului uman:
- Reducerea intensității radiațiilor. Se realizează prin selectarea echipamentelor tehnologice adecvate, înlocuirea la timp a echipamentelor învechite, precum și amenajarea rațională a acestuia.
- Înlăturarea lucrătorilor de la sursa de radiații. Dacă linia de producție permite, ar trebui să se prefere controlul de la distanță al liniei de producție.
- Instalarea ecranelor de protecție la sursă sau la locul de muncă. Astfel de garduri pot fi aranjate în două moduri pentru a reduce efectul radiațiilor infraroșii asupra corpului uman. În primul caz, acestea trebuie să reflecte undele electromagnetice, iar în al doilea caz, trebuie să le întârzie și să transforme energia radiației în energie termică, urmată de îndepărtarea acesteia. Datorită faptului că ecranele de protecție nu ar trebui să priveze specialiștii de posibilitatea de a monitoriza procesele care au loc în producție, acestea pot fi făcute transparente sau translucide. Pentru aceasta, silicat sausticlă de cuarț, precum și ochiuri și lanțuri metalice.
- Izolarea termică sau răcirea suprafețelor fierbinți. Scopul principal al izolației termice este reducerea riscului de arsuri pentru lucrători.
- Echipament individual de protecție (diverse salopete, ochelari de protecție cu filtre de lumină încorporate, scuturi).
- Măsuri preventive. Dacă, în cursul acțiunilor de mai sus, nivelul de expunere la radiația infraroșie a corpului rămâne suficient de ridicat, atunci trebuie selectat un mod adecvat de muncă și odihnă.
Beneficii pentru corpul uman
Radiația infraroșie care afectează corpul uman duce la îmbunătățirea circulației sângelui datorită vasodilatației, a unei mai bune saturații a organelor și țesuturilor cu oxigen. În plus, creșterea temperaturii corpului are un efect analgezic datorită efectului razelor asupra terminațiilor nervoase ale pielii.
S-a observat că intervenția chirurgicală efectuată sub influența radiațiilor infraroșii are o serie de avantaje:
- durere după operație este oarecum mai ușor de suportat;
- regenerare celulară mai rapidă;
- Efectul radiațiilor infraroșii asupra unei persoane evită răcirea organelor interne în cazul unei intervenții chirurgicale pe cavitățile deschise, ceea ce reduce riscul de șoc.
La pacientii cu arsuri, radiatiile infrarosii creeaza posibilitatea indepartarii necrozei, precum si efectuarea autoplastiei intr-un stadiu mai precoce. În plus, durata febrei este redusă, anemia și hipoproteinemia sunt mai puțin pronunțate, iar frecvența complicațiilor este redusă.
S-a dovedit că radiațiile infraroșii pot slăbi efectul unor pesticide prin creșterea imunității nespecifice. Mulți dintre noi știm despre tratamentul rinitei și despre alte manifestări ale răcelii comune cu lămpi IR albastre.
Răunarea oamenilor
Este de remarcat faptul că daunele cauzate de radiațiile infraroșii pentru corpul uman pot fi, de asemenea, foarte semnificative. Cele mai evidente și frecvente cazuri sunt arsurile pielii și dermatita. Ele pot apărea fie cu expunere prea lungă la unde slabe ale spectrului infraroșu, fie în timpul iradierii intense. Când vine vorba de proceduri medicale, este rar, dar totuși, loviturile de căldură, astenia și exacerbarea durerii apar cu un tratament necorespunzător.
Una dintre problemele moderne este arsurile la ochi. Cele mai periculoase pentru ei sunt razele IR cu lungimi de undă în intervalul 0,76-1,5 microni. Sub influența lor, cristalinul și umoarea apoasă sunt încălzite, ceea ce poate duce la diverse tulburări. Unul dintre cele mai frecvente efecte secundare este fotofobia. Acest lucru ar trebui să fie amintit de copiii care se joacă cu indicatori laser și sudori care neglijează echipamentul de protecție personală.
razele IR în medicină
Tratamentul cu radiații infraroșii este local și general. În primul caz, se efectuează o acțiune locală asupra unei anumite părți a corpului, iar în al doilea, întregul corp este expus acțiunii razelor. Cursul tratamentului depinde de boală și poate varia de la 5 la 20 de ședințe de 15-30 de minute. Atunci când se efectuează proceduri, o condiție prealabilă esteutilizarea echipamentului de protecție. Pentru a menține sănătatea ochilor, se folosesc tampoane sau ochelari speciali din carton.
După prima procedură, la suprafața pielii apare roșeață cu margini neclare, trecând după aproximativ o oră.
Acțiunea emițătorilor IR
Cu disponibilitatea multor dispozitive medicale, oamenii le cumpără pentru uz personal. Cu toate acestea, trebuie reținut că astfel de dispozitive trebuie să îndeplinească cerințe speciale și să fie utilizate în conformitate cu reglementările de siguranță. Dar, cel mai important, este important să înțelegem că, la fel ca orice dispozitiv medical, emițătorii de unde infraroșii nu pot fi utilizați pentru o serie de boli.
| Lungime de undă, µm | Acțiune utilă |
| 9,5 µm | Acțiune imunocorectivă în stările de imunodeficiență cauzate de foame, intoxicații cu tetraclorură de carbon, utilizarea imunosupresoarelor. Conduce la restabilirea indicatorilor normali ai legăturii celulare a imunității. |
| 16,25 microni | Acțiune antioxidantă. Se realizează datorită formării radicalilor liberi din superoxizi și hidroperoxizi și recombinării acestora. |
| 8, 2 și 6,4 µm | Acțiune antibacteriană și normalizare a microflorei intestinale datorită influenței asupra sintezei hormonilor prostaglandine, ducând la un efect imunomodulator. |
| 22,5 µm | Rezultă în traducerea multorcompușii insolubili, cum ar fi cheaguri de sânge și plăci de ateroscleroză, într-o stare solubilă, permițându-le să fie îndepărtați din organism. |
De aceea, un specialist calificat, un medic cu experiență ar trebui să aleagă un curs de terapie. În funcție de lungimea undelor infraroșii emise, dispozitivele pot fi utilizate în scopuri diferite.
