Infracrveni talasi. Infracrveno zračenje u medicini: metode primjene

Otkriće infracrvenog zračenja
Vrste razmene toplote
Fizička svojstva
Opseg IR talasa povoljan za ljude

Engleski istraživač Herschel W. je 1800. godine, u procesu proučavanja sunčeve svjetlosti, ustanovio da se u sunčevim zracima, kada se razlože u zasebne spektre pomoću prizme izvan crvenog vidljivog spektra, očitanja termometra povećavaju. Termometar postavljen u ovo područje pokazao je višu temperaturu od referentnog termometra. Kasnije je ustanovljeno da su svojstva ovih zraka podložna zakonima optike, a ispostavilo se da imaju istu prirodu kao i svjetlosno zračenje. Tako je otkriveno infracrveno zračenje.

Pojasnimo kako vrući predmeti odaju toplinu predmetima oko sebe:
prijenos topline(razmjena topline između tijela pri kontaktu ili kroz separator),
konvekcija(prijenos topline rashladnom tekućinom, tekućinom ili plinom od izvora topline do hladnijih objekata)
termičko zračenje(tok elektromagnetnog zračenja u određenom opsegu talasnih dužina koje emituje supstanca na osnovu njenog unutrašnjeg viška energije).

Svi objekti materijalnog svijeta oko nas su izvori i istovremeno apsorberi toplinskog zračenja.
Toplotno zračenje, koje se zasniva na infracrvenim zracima, je tok elektromagnetnih zraka koji zadovoljavaju zakone optike i imaju istu prirodu kao i svjetlosno zračenje. IR zrak se nalazi između crvenog svjetla koje ljudi percipiraju (0,7 µm) i kratkotalasne radio emisije (1 - 2 mm). Osim toga, IR područje spektra je podijeljeno na kratkotalasno (0,7 - 2 µm), srednje valno (od 2 do 5,1 µm), dugi talas(5,1 - 200 µm). Infracrvene zrake emituju sve supstance tečni i čvrsti, dok Emitovana talasna dužina zavisi od temperature supstance. Na višim temperaturama, talasna dužina koju emituje supstanca je kraća, ali je intenzitet zračenja veći.

U opsegu dugotalasnog zračenja (od 9 do 11 mikrona) postoji najpovoljnije toplotno zračenje za čoveka. Dugotalasni emiteri imaju nižu površinsku temperaturu zračenja i karakteriziraju se kao tamni – pri niskim površinskim temperaturama ne svijetle (do 300°C). Srednjotalasni emiteri s višom temperaturom površine okarakterizirani su kao sivi, a oni s maksimalnom temperaturom tijela emituju kratke valove, nazivaju se bijelim ili svjetlosnim.

Potvrda sovjetskih naučnika

Fizička svojstva infracrvenog zračenja

Za infracrvene zrake postoji niz razlika u odnosu na optička svojstva vidljive svjetlosti. (transparentnost, refleksija, indeks loma) Na primjer, IR zračenje s talasnom dužinom većom od 1 mikrona, apsorbuje voda u sloju od 1-2 cm, pa se voda u nekim slučajevima koristi kao toplotno zaštitna barijera. Silikonska ploča je neprozirna u vidljivom području, ali prozirna u infracrvenom. Brojni metali imaju refleksne kvalitete koje su veće za infracrveno zračenje nego za svjetlost koju percipiraju ljudi, osim toga, njihova svojstva se značajno poboljšavaju s povećanjem talasne dužine zračenja. Naime, Indeks refleksije Al, Au, Ag na talasnoj dužini od oko 10 mikrona približava se 98%. S obzirom na ova svojstva materijala, oni se koriste u proizvodnji infracrvene opreme. Materijali koji su transparentni za infracrvene zrake - kao emiteri infracrvenog zračenja (kvarc, keramika), materijali sa visokom sposobnošću reflektiranja zraka - kao reflektori koji vam omogućavaju fokusiranje IR zračenja u željenom smjeru (uglavnom aluminijum).

Također je važno znati o svojstvima apsorpcije i raspršivanja infracrvenog zračenja. Infracrveni zraci prolaze kroz vazduh gotovo neometano. Naime, same molekule dušika i kisika ne upijaju infracrvene zrake, već se samo blago raspršuju, smanjujući intenzitet. Vodena para, ozon, ugljični dioksid, kao i druge nečistoće u zraku, apsorbiraju infracrveno zračenje: vodena para - u gotovo cijelom infracrvenom području spektra, ugljični dioksid - u srednjem dijelu infracrvenog područja. Prisutnost malih čestica u zraku - prašine, dima, malih kapi tekućine - dovodi do slabljenja jačine infracrvenog zračenja kao rezultat njegovog raspršivanja na tim česticama.

Čovjek je svakodnevno izložen infracrvenom zračenju, a njegov prirodni izvor je sunce. Elementi sa žarnom niti i razni električni uređaji za grijanje klasificirani su kao neprirodni derivati. Ovo zračenje se koristi u sistemima grijanja, infracrvenim lampama, uređajima za grijanje, daljinskim upravljačima za TV i medicinskoj opremi. Stoga je uvijek potrebno znati prednosti i štete infracrvenog zračenja za ljude.

Infracrveno zračenje: šta je to?

1800. godine, engleski fizičar je otkrio infracrvenu toplotu cijepanjem sunčeve svjetlosti u spektar pomoću prizme.. William Herschel je primjenjivao termometar na svaku boju sve dok nije primijetio povećanje temperature kako se boja mijenjala iz ljubičaste u crvenu. Tako se otvorilo područje osjetilne topline, ali ono nije vidljivo ljudskom oku. Zračenje se razlikuje po dva glavna parametra: frekvenciji (intenzitetu) i dužini snopa. Istovremeno, talasna dužina je podeljena u tri tipa: bliska (od 0,75 do 1,5 mikrona), srednja (od 1,5 do 5,6 mikrona), daleka (od 5,6 do 100 mikrona).

To je dugotalasna energija koja ima pozitivna svojstva, koja odgovaraju prirodnom zračenju ljudskog tijela sa najdužom talasnom dužinom od 9,6 mikrona. Stoga tijelo svaki vanjski utjecaj doživljava kao „prirodno“. Najbolji primjer infracrvenog zračenja je toplina Sunca. Takav snop ima tu razliku što zagrijava predmet, a ne prostor oko njega. Infracrveno zračenje je opcija distribucije toplote.

Prednosti infracrvenog zračenja

Uređaji koji koriste toplotno zračenje dugog talasa utiču na ljudsko telo na dva različita načina. Prva metoda ima svojstvo jačanja, povećava zaštitne funkcije i sprječava rano starenje. Ova vrsta vam omogućava da se nosite sa raznim bolestima, povećavajući prirodnu odbranu organizma od bolesti. To je oblik liječenja koji se temelji na zdravlju i pogodan je za upotrebu kod kuće iu medicinskim ustanovama.

Druga vrsta utjecaja infracrvenih zraka je direktno liječenje bolesti i općih tegoba. Svakodnevno se osoba suočava sa zdravstvenim poremećajima. Stoga, dugi emiteri imaju terapeutska svojstva. Mnoge medicinske ustanove u Americi, Kanadi, Japanu, zemljama ZND i Evropi koriste takvo zračenje. Talasi su u stanju da prodru duboko u tijelo, zagrijavajući unutrašnje organe i koštani sistem. Ovi efekti pomažu poboljšanju cirkulacije krvi i ubrzavaju protok tekućine u tijelu.

Povećana cirkulacija krvi ima blagotvoran učinak na ljudski metabolizam, tkiva su zasićena kiseonikom, a mišićni sistem dobija hranu. Mnoge bolesti se mogu eliminisati redovnim izlaganjem zračenju koje prodire duboko u ljudski organizam. Ova talasna dužina će ublažiti bolesti kao što su:

• visok ili nizak krvni pritisak;
• bol u leđima;
• prekomjerna težina, gojaznost;
• bolesti kardiovaskularnog sistema;
• depresija, stres;
• poremećaji probavnog trakta;
• artritis, reumatizam, neuralgija;
• artroza, upala zglobova, napadi;
• malaksalost, slabost, iscrpljenost;
• bronhitis, astma, upala pluća;
• poremećaj spavanja, nesanica;
• bol u mišićima i lumbalnom dijelu;
• problemi s opskrbom krvlju, cirkulacijom krvi;
• otorinolaringološke bolesti bez gnojnih naslaga;
• kožne bolesti, opekotine, celulit;
• zatajenje bubrega;
• prehlade i virusne bolesti;
• smanjena zaštitna funkcija tijela;
• intoksikacija;
• akutni cistitis i prostatitis;
• holecistitis bez stvaranja kamenca, gastroduodenitis.

Pozitivno dejstvo zračenja zasniva se na činjenici da kada talas udari u kožu, on deluje na završetke nerava i javlja se osećaj toplote. Preko 90% zračenja uništava vlaga koja se nalazi u gornjem sloju kože i ne uzrokuje ništa više od povećanja tjelesne temperature. Spektar ekspozicije, čija je dužina 9,6 mikrona, apsolutno je siguran za ljude.

Priče naših čitalaca

Vladimir
61 godina

Zračenje stimulira cirkulaciju krvi, normalizira krvni tlak i metaboličke procese. Opskrbljivanjem moždanog tkiva kisikom smanjuje se rizik od vrtoglavice i poboljšava pamćenje. Infracrveno zračenje može ukloniti soli teških metala, holesterol i toksine. Tokom terapije povećava se imunitet pacijenta, normalizuje se hormonalni nivo i uspostavlja se ravnoteža vode i soli. Talasi smanjuju djelovanje raznih toksičnih kemikalija, imaju protuupalna svojstva i potiskuju stvaranje gljivica, uključujući i plijesan.

Primjena infracrvenog zračenja

Infracrvena energija se koristi u različitim poljima, pozitivno utječući na ljude:

1. Termografija. Koristeći infracrveno zračenje, određuje se temperatura objekata koji se nalaze na udaljenosti. Toplotni talasi se uglavnom koriste u vojnim i industrijskim aplikacijama. Zagrijani predmeti s takvim uređajem mogu se vidjeti bez osvjetljenja.
2. Grijanje. Infracrvene zrake doprinose povećanju temperature, blagotvorno djelujući na zdravlje ljudi. Osim što su korisne infracrvene saune, koriste se za zavarivanje, žarenje plastičnih predmeta i sušenje površina u industriji i medicini.
3. Praćenje. Ova metoda korištenja toplinske energije je pasivno vođenje projektila. Ovi leteći elementi imaju mehanizam unutar sebe koji se naziva "tragač topline". Automobili, avioni i druga vozila, kao i ljudi, emituju toplinu kako bi pomogli raketama da pronađu pravi smjer za let.
4. Meteorologija. Zračenje pomaže satelitima da odrede udaljenost na kojoj se oblaci nalaze, određuje njihovu temperaturu i vrstu. Topli oblaci su prikazani sivom bojom, a hladni belom. Podaci se proučavaju bez smetnji i danju i noću. Zemljina vruća ravan će biti označena sivom ili crnom bojom.
5. Astronomija. Astronomi su opremljeni jedinstvenim instrumentima - infracrvenim teleskopima, koji im omogućavaju da posmatraju različite objekte na nebu. Zahvaljujući njima, naučnici su u mogućnosti da pronađu protozvezde pre nego što počnu da emituju svetlost vidljivu ljudskom oku. Takav teleskop će lako prepoznati hladne objekte, ali planete se ne mogu vidjeti u infracrvenom spektru koji se posmatra zbog prigušene svjetlosti zvijezda. Uređaj se takođe koristi za posmatranje galaktičkih jezgara koje su zaklonjene gasom i prašinom.
6. Art. Reflektogrami, koji rade na bazi infracrvenog zračenja, pomažu stručnjacima u ovoj oblasti da detaljnije ispitaju donje slojeve predmeta ili skice umjetnika. Ova metoda vam omogućava da uporedite crteže crteža i njegovog vidljivog dijela kako biste utvrdili autentičnost slike i da li je restaurirana. Ranije je uređaj bio prilagođen za proučavanje starih pisanih dokumenata i izradu mastila.

Ovo su samo osnovne metode korištenja toplinske energije u nauci, ali se svake godine pojavljuje nova oprema koja radi na njenoj osnovi.

Šteta od infracrvenog zračenja

Infracrveno svjetlo ne samo da pozitivno djeluje na ljudsko tijelo, već je vrijedno zapamtiti štetu koju može uzrokovati ako se koristi nepravilno i biti opasna za druge. Upravo IR opsezi sa kratkim talasnim dužinama negativno utiču. Loš uticaj infracrvenog zračenja na ljudski organizam manifestuje se u vidu zapaljenja donjih slojeva kože, proširenih kapilara i stvaranja plikova.

Korištenje infracrvenih zraka treba odmah napustiti u slučaju sljedećih bolesti i simptoma:

• bolesti cirkulacijskog sistema, krvarenje;
• kronični ili akutni oblik gnojnih procesa;
• trudnoća i dojenje;
• maligni tumori;
• zatajenje pluća i srca;
• akutna upala;
• epilepsija;
• Uz produženo izlaganje infracrvenom zračenju povećava se rizik od razvoja fotofobije, katarakte i drugih očnih bolesti.

Jaka izloženost infracrvenom zračenju dovodi do crvenila kože i opekotina. Radnici u metalurškoj industriji ponekad dobiju toplotni udar i dermatitis. Što je korisnik kraća udaljenost od grijaćeg elementa, manje vremena treba provesti u blizini uređaja. Pregrijavanje moždanog tkiva za jedan stepen i toplotni udar praćeni su simptomima kao što su mučnina, vrtoglavica, tahikardija i zamračenje u očima. Kada temperatura poraste za dva stepena ili više, postoji rizik od razvoja meningitisa.

Ako do toplotnog udara dođe pod uticajem infracrvenog zračenja, žrtvu treba odmah smjestiti u hladnu prostoriju i skinuti svu odjeću koja steže ili sputava kretanje. Zavoji natopljeni hladnom vodom ili vrećicama sa ledom stavljaju se na grudi, vrat, prepone, čelo, kičmu i pazuhe.

Ako nemate vrećicu za led, u tu svrhu možete koristiti bilo koju tkaninu ili odjevni predmet. Oblozi se prave samo sa vrlo hladnom vodom, povremeno vlažeći zavoje u njoj.

Ako je moguće, osoba je potpuno umotana u hladnu posteljinu. Osim toga, pomoću ventilatora možete upuvati mlaz hladnog zraka na pacijenta. Pijenje puno hladne vode će pomoći u ublažavanju stanja žrtve. U teškim slučajevima izloženosti potrebno je pozvati hitnu pomoć i izvršiti umjetno disanje.

Kako izbjeći štetne efekte IC talasa

Da biste se zaštitili od negativnih efekata toplotnih talasa, morate se pridržavati nekih pravila:

1. Ako je posao direktno povezan s visokotemperaturnim grijačima, onda Za zaštitu tijela i očiju potrebna je upotreba zaštitne odjeće.
2. Kućne grijalice s izloženim grijaćim elementima koriste se s velikim oprezom. Ne biste trebali biti blizu njih i bolje je smanjiti vrijeme njihovog utjecaja na minimum.
3. Prostorije treba da sadrže uređaje koji najmanje utiču na ljude i njihovo zdravlje.
4. Ne zadržavajte se na suncu duži vremenski period. Ako se to ne može promijeniti, onda morate stalno nositi šešir i odjeću koja pokriva otvorene dijelove tijela. To se posebno odnosi na djecu, koja ne mogu uvijek uočiti povećanje tjelesne temperature.

Pridržavajući se ovih pravila, osoba će se moći zaštititi od neugodnih posljedica prekomjernog toplinskog utjecaja. Infracrvene zrake mogu uzrokovati i štetu i korist kada se koriste na određene načine.

Metode liječenja

Infracrvena terapija se dijeli na dvije vrste: lokalnu i opću. Kod prvog tipa postoji lokalni efekat na određeno područje, a u opštem tretmanu talasi tretiraju celo ljudsko telo. Postupak se izvodi dva puta dnevno u trajanju od 15-30 minuta. Tok tretmana se kreće od 5 do 20 sesija. Obavezno je nositi zaštitnu opremu prilikom ozračivanja. Za oči se koriste kartonske navlake ili posebne naočale. Nakon zahvata na koži se pojavljuje crvenilo sa zamagljenim granicama koje nestaje nakon sat vremena nakon izlaganja zracima. Infracrveno zračenje je visoko cijenjeno u medicini.

Visok intenzitet zračenja može naštetiti zdravlju, pa se morate pridržavati svih kontraindikacija.

Toplotna energija prati čovjeka svaki dan u svakodnevnom životu. Infracrveno zračenje donosi ne samo koristi, već i štetu. Stoga je potrebno oprezno postupati s infracrvenim svjetlom. Uređaji koji emituju ove talase moraju se bezbedno koristiti. Mnogi ljudi ne znaju da li je toplotno izlaganje štetno, ali pravilnom upotrebom uređaja moguće je poboljšati zdravlje osobe i riješiti se određenih bolesti.

Infracrveno svjetlo je vizualno nedostupno ljudskom vidu. U međuvremenu, duge infracrvene talase ljudsko telo doživljava kao toplotu. Infracrveno svjetlo ima neke od svojstava vidljive svjetlosti. Zračenje ovog oblika može biti fokusirano, reflektovano i polarizovano. Teoretski, IR svjetlost se više tumači kao infracrveno zračenje (IR). Svemirski IR zauzima spektralni opseg elektromagnetnog zračenja 700 nm - 1 mm. IR talasi su duži od talasa vidljive svetlosti i kraći od radio talasa. U skladu s tim, frekvencije IR-a su veće od frekvencija mikrovalova i niže od frekvencija vidljive svjetlosti. Frekvencija IR je ograničena na opseg od 300 GHz - 400 THz.

Infracrvene talase otkrio je britanski astronom William Herschel. Otkriće je zabilježeno 1800. Koristeći staklene prizme u svojim eksperimentima, naučnik je na ovaj način istraživao mogućnost podjele sunčeve svjetlosti na pojedinačne komponente.

Kada je William Herschel morao izmjeriti temperaturu pojedinačnih cvjetova, otkrio je faktor u povećanju temperature kada je uzastopno prolazio kroz sljedeće serije:

• ljubičasta,
• plava,
• zelenilo,
• žumanjak,
• narandžasta,
• crvena.

Talasni i frekvencijski opseg IC zračenja

Na osnovu talasne dužine, naučnici konvencionalno dele infracrveno zračenje na nekoliko spektralnih delova. Međutim, ne postoji jedinstvena definicija granica svakog pojedinačnog dijela.

Skala elektromagnetnog zračenja: 1 - radio talasi; 2 - mikrovalne pećnice; 3 - IC talasi; 4 - vidljivo svjetlo; 5 - ultraljubičasto; 6 — rendgenski zraci; 7 - gama zraci; B - opseg talasnih dužina; E - energija

Teoretski, označena su tri talasna opsega:

1. Near
2. Prosjek
3. Dalje

Bliski infracrveni opseg je označen talasnim dužinama koje se približavaju kraju spektra vidljive svetlosti. Približni izračunati segment talasa je ovde označen dužinom: 750 - 1300 nm (0,75 - 1,3 µm). Frekvencija zračenja je približno 215-400 Hz. Kratke IR talasne dužine će emitovati minimalnu toplotu.

Srednji IR opseg (srednji), pokriva talasne dužine 1300-3000 nm (1,3 - 3 µm). Frekvencije se ovdje mjere u rasponu od 20-215 THz. Nivo zračene toplote je relativno nizak.

Daleki infracrveni opseg je najbliži mikrotalasnom dometu. Raspored: 3-1000 mikrona. Frekvencijski opseg 0,3-20 THz. Ovu grupu čine kratke talasne dužine na maksimalnom frekvencijskom opsegu. Ovdje se emituje maksimalna toplota.

Primjena infracrvenog zračenja

IR zraci su našli primenu u raznim oblastima. Među najpoznatijim uređajima su termoviziri, oprema za noćno osmatranje itd. Komunikacijska i mrežna oprema koristi IR svjetlo kao dio žičanih i bežičnih operacija.

Daljinski upravljači su opremljeni IC komunikacionim sistemom kratkog dometa, gde se signal prenosi preko IR LED dioda. Primjer: uobičajeni kućni aparati – televizori, klima uređaji, plejeri. Infracrveno svetlo prenosi podatke preko sistema optičkih kablova.

Osim toga, infracrveno zračenje aktivno koristi istraživačka astronomija za istraživanje svemira. Zahvaljujući infracrvenom zračenju moguće je otkriti svemirske objekte nevidljive ljudskom oku.

Malo poznate činjenice o IC svjetlu

Ljudske oči zaista ne mogu vidjeti infracrvene zrake. Ali koža ljudskog tela, koja reaguje na fotone, a ne samo na toplotno zračenje, sposobna je da ih "vidi".

Površina kože zapravo djeluje kao "očna jabučica". Ako po sunčanom danu izađete napolje, zatvorite oči i ispružite dlanove prema nebu, lako ćete pronaći lokaciju sunca.

Zimi, u prostoriji u kojoj je temperatura vazduha 21-22ºS, toplo obučeni (džemper, pantalone). Ljeti, u istoj prostoriji, na istoj temperaturi, ljudi se također osjećaju ugodno, ali u svjetlijoj odjeći (šorc, majica).

Ovaj fenomen je lako objasniti: uprkos istoj temperaturi vazduha, zidovi i plafon prostorije ljeti emituju više daleko infracrvenih talasa koje nosi sunčeva svetlost (FIR - Far Infrared). Stoga ljudsko tijelo, na istim temperaturama, ljeti percipira više topline.

Parovi ljudi koji spavaju u istom krevetu su nehotice predajnici i prijemnici FIR talasa u odnosu jedan na drugog. Ako je osoba sama u krevetu, djeluje kao predajnik FIR valova, ali više ne prima iste valove kao odgovor.

Kada ljudi razgovaraju jedni s drugima, oni nehotice šalju i primaju FIR talasne vibracije jedni od drugih. Prijateljski (ljubeći) zagrljaji također aktiviraju prijenos FIR zračenja između ljudi.

Kako priroda percipira IR svjetlo?

Ljudi ne mogu vidjeti infracrveno svjetlo, ali zmije iz porodice zmija (kao što su zvečarke) imaju senzorne šupljine koje se koriste za proizvodnju slika u infracrvenom svjetlu.

Ovo svojstvo omogućava zmijama da otkriju toplokrvne životinje u potpunom mraku. Naučno se pretpostavlja da zmije, sa dve senzorne šupljine, imaju izvesnu infracrvenu percepciju dubine.

Ribe uspješno koriste blisko infracrveno svjetlo (NIR) kako bi uhvatile plijen i orijentirale se u vodenim područjima. Ovo NIR čulo pomaže ribama da se precizno snalaze u uvjetima slabog osvjetljenja, u mraku ili u mutnoj vodi.

Infracrveno zračenje igra važnu ulogu u oblikovanju vremena i klime na Zemlji, baš kao i sunčeva svjetlost. Ukupna masa sunčeve svjetlosti koju apsorbira Zemlja i jednaka količina infracrvenog zračenja moraju se vratiti sa Zemlje natrag u svemir. U suprotnom, globalno zagrijavanje ili globalno zahlađenje je neizbježno.

Postoji očigledan razlog zašto se vazduh brzo hladi tokom sušne noći. Nizak nivo vlažnosti i odsustvo oblaka na nebu omogućavaju jasan put za infracrveno zračenje. Infracrvene zrake brže putuju u svemir i, shodno tome, brže odnose toplinu.

Značajan dio koji dolazi na Zemlju je infracrvena svjetlost. Svaki prirodni organizam ili predmet ima temperaturu, što znači da emituje IC energiju. Čak i predmeti koji su a priori hladni (na primjer, kocke leda) emituju infracrveno svjetlo.

Tehnički potencijal infracrvene zone

Tehnički potencijal infracrvenih zraka je neograničen. Ima dosta primjera. Infracrveno praćenje (homing) se koristi u pasivnim sistemima upravljanja projektilima. U ovom slučaju se koristi elektromagnetno zračenje mete, primljeno u infracrvenom dijelu spektra.

Vremenski sateliti opremljeni skenirajućim radiometrima proizvode termalne slike, koje zatim omogućavaju analitičkim tehnikama za određivanje visine i tipova oblaka, izračunavanje temperature kopna i površinske vode i određivanje karakteristika površine okeana.

Infracrveno zračenje je najčešći način daljinskog upravljanja raznim uređajima. Mnogi proizvodi su razvijeni i proizvedeni na bazi FIR tehnologije. Japanci su se tu posebno istakli. Evo samo nekoliko primjera koji su popularni u Japanu i širom svijeta:

• posebne obloge i FIR grijači;
• FIR ploče za dugotrajno očuvanje svježine ribe i povrća;
• keramički papir i FIR keramika;
• FIR rukavice, jakne, autosjedalice;
• frizerski FIR fen za kosu koji smanjuje oštećenje kose;

Infracrvena reflektografija (očuvanje umjetnosti) koristi se za proučavanje slika i pomaže u otkrivanju temeljnih slojeva bez uništavanja strukture. Ova tehnika pomaže u otkrivanju detalja skrivenih ispod umjetnikovog crteža.

Na taj način se utvrđuje da li je trenutna slika originalno umjetničko djelo ili samo profesionalno izrađena kopija. Identificirane su i promjene vezane za restauratorske radove na umjetničkim djelima.

IR zraci: uticaj na zdravlje ljudi

Naučno je dokazano blagotvorno djelovanje sunčeve svjetlosti na zdravlje ljudi. Međutim, prekomjerno izlaganje sunčevom zračenju je potencijalno opasno. Sunčeva svjetlost sadrži ultraljubičaste zrake, koji spaljuju kožu ljudskog tijela.

Dalekotalasni infracrveni, u međuvremenu, pruža sve zdravstvene prednosti prirodne sunčeve svjetlosti. Istovremeno, opasni efekti sunčevog zračenja su potpuno eliminirani.

Korištenjem tehnologije reprodukcije infracrvenih zraka postiže se potpuna kontrola temperature () i neograničeno sunčevo svjetlo. Ali ovo nisu sve poznate činjenice o prednostima infracrvenog zračenja:

• Daleki infracrveni zraci jačaju kardiovaskularni sistem, stabilizuju rad srca, povećavaju minutni volumen srca, dok smanjuju dijastolni krvni pritisak.
• Stimuliranje kardiovaskularne funkcije dalekom infracrvenom svjetlošću je idealan način za održavanje normalnog kardiovaskularnog zdravlja. Postoji iskustvo američkih astronauta tokom dugog svemirskog leta.
• Daleki infracrveni IR zraci na temperaturama iznad 40°C slabe i na kraju ubijaju ćelije raka. Ovu činjenicu potvrdili su Američko udruženje za rak i Nacionalni institut za rak.
• Infracrvene saune se često koriste u Japanu i Koreji (terapija hipertermije ili Waon terapija) za liječenje kardiovaskularnih bolesti, posebno kronične srčane insuficijencije i bolesti perifernih arterija.
• Rezultati istraživanja objavljeni u časopisu Neuropsychiatric Disease and Treatment ističu infracrvene zrake kao "medicinski napredak" u liječenju traumatskih ozljeda mozga.
• Kaže se da je infracrvena sauna sedam puta efikasnija u uklanjanju teških metala, holesterola, alkohola, nikotina, amonijaka, sumporne kiseline i drugih toksina iz organizma.
• Konačno, FIR terapija u Japanu i Kini izbila je na vrh među efikasnim metodama liječenja astme, bronhitisa, prehlade, gripa i sinusitisa. Primijećeno je da FIR terapija uklanja upale, otekline i začepljenja sluzokože.

Infracrveno svjetlo i vijek trajanja od 200 godina

Infracrveno zračenje je prirodna vrsta zračenja. Svaki čovjek je izložen tome svaki dan. Ogroman dio sunčeve energije stiže do naše planete u obliku infracrvenih zraka. Međutim, u modernom svijetu postoji mnogo uređaja koji koriste infracrveno zračenje. Može uticati na ljudski organizam na različite načine. To uvelike ovisi o vrsti i namjeni korištenja istih ovih uređaja.

Šta je to

Infracrveno zračenje ili IR zračenje je vrsta elektromagnetnog zračenja koje zauzima područje spektra od crvene vidljive svjetlosti (koja ima karakterističnu talasnu dužinu od 0,74 mikrona) do kratkotalasnog radio zračenja (talasne dužine 1-2 mm). Ovo je prilično široko područje spektra, pa se dalje dijeli na tri regije:

• blizu (0,74 - 2,5 µm);
• srednji (2,5 - 50 mikrona);
• dugog dometa (50-2000 mikrona).

Istorija otkrića

Naučnik iz Engleske W. Herschel je 1800. godine primijetio da se u nevidljivom dijelu sunčevog spektra (izvan crvenog svjetla) temperatura termometra povećava. Nakon toga je dokazana podređenost infracrvenog zračenja zakonima optike i donesen zaključak o njegovoj povezanosti sa vidljivom svjetlošću.

Zahvaljujući radovima sovjetske fizičarke A. A. Glagoleve-Arkadjeve, koja je 1923. primila radio talase sa λ = 80 mikrona (IR opseg), eksperimentalno je dokazano postojanje kontinuiranog prelaza sa vidljivog zračenja na IR zračenje i radio talase. Tako je donesen zaključak o njihovoj zajedničkoj elektromagnetnoj prirodi.

Gotovo sve u prirodi je sposobno da emituje talasne dužine koje odgovaraju infracrvenom spektru, što znači da ljudsko telo nije izuzetak. Svi znamo da se sve oko nas sastoji od atoma i jona, čak i ljudi. I ove pobuđene čestice su sposobne da emituju.Mogu da pređu u pobuđeno stanje pod uticajem različitih faktora, na primer, električnih pražnjenja ili kada se zagreju. Dakle, u emisionom spektru plamena plinske peći postoji pojas sa λ = 2,7 μm od molekula vode i sa λ = 4,2 μm od ugljičnog dioksida.

IR talasi u svakodnevnom životu, nauci i industriji

Koristeći određene uređaje kod kuće i na poslu, rijetko se zapitamo o utjecaju infracrvenog zračenja na ljudski organizam. U međuvremenu, IR grijači su danas prilično popularni. Ono što ih suštinski razlikuje od uljnih radijatora i konvektora je njihova sposobnost da zagrevaju ne direktno sam vazduh, već sve predmete koji se nalaze u prostoriji. Odnosno, prvo se namještaj, podovi i zidovi zagrijavaju, a zatim svoju toplinu ispuštaju u atmosferu. Istovremeno, infracrveno zračenje utiče i na organizme – ljude i njihove kućne ljubimce.

IR zraci se također široko koriste u prijenosu podataka i daljinskom upravljanju. Mnogi mobilni telefoni imaju infracrvene portove za dijeljenje datoteka između njih. I svi daljinski upravljači za klima-uređaje, stereo sisteme, televizore i neke kontrolisane dečije igračke takođe koriste elektromagnetne zrake u infracrvenom opsegu.

Upotreba IC zraka u vojsci i astronautici

Infracrveni zraci su najvažniji za vazduhoplovnu i vojnu industriju. Na bazi fotokatoda sa osetljivošću na infracrveno zračenje (do 1,3 mikrona) kreiraju se razni dvogledi, nišani itd. Omogućuju, uz istovremeno zračenje objekata infracrvenim zračenjem, nišanjenje ili posmatranje u apsolutnom mraku.

Zahvaljujući stvorenim visokoosjetljivim prijemnicima infracrvenih zraka, postala je moguća proizvodnja projektila za navođenje. Senzori u njihovoj glavi reaguju na infracrveno zračenje mete, čija je temperatura obično viša od okoline, i usmjeravaju projektil prema meti. Na istom principu se zasniva i detekcija zagrijanih dijelova brodova, aviona i tenkova pomoću termometara.

IR lokatori i daljinomjeri mogu otkriti različite objekte u potpunom mraku i izmjeriti udaljenost do njih. Za svemirske i zemaljske komunikacije na velikim udaljenostima koriste se posebni uređaji koji emituju u infracrvenom području.

Infracrveno zračenje u naučnim aktivnostima

Jedno od najčešćih je proučavanje spektra emisije i apsorpcije u IR području. Koristi se u proučavanju karakteristika elektronskih omotača atoma, za određivanje strukture svih vrsta molekula, i pored toga, u kvalitativnoj i kvantitativnoj analizi mješavina različitih supstanci.

Zbog razlika u koeficijentima raspršenja, propuštanja i refleksije tijela u vidljivim i infracrvenim zracima, fotografije snimljene u različitim uvjetima malo se razlikuju. Fotografije snimljene u infracrvenom zračenju često pokazuju više detalja. Takve slike se široko koriste u astronomiji.

Proučavanje uticaja IC zraka na organizam

Prvi naučni podaci o uticaju infracrvenog zračenja na ljudski organizam datiraju iz 1960-ih godina. Autor istraživanja je japanski doktor Tadaši Išikava. Tokom svojih eksperimenata uspio je ustanoviti da infracrveni zraci prodiru duboko u ljudsko tijelo. U tom slučaju dolazi do termoregulacijskih procesa, sličnih reakciji na boravak u sauni. Međutim, znojenje počinje na nižoj temperaturi okoline (oko 50°C), a zagrijavanje unutarnjih organa događa se mnogo dublje.

Prilikom takvog zagrijavanja povećava se cirkulacija krvi, šire se žile dišnih organa, potkožnog tkiva i kože. Međutim, produženo izlaganje infracrvenom zračenju na osobu može izazvati toplotni udar, a jako infracrveno zračenje dovodi do opekotina različitog stepena.

IR zaštita

Postoji mali popis mjera usmjerenih na smanjenje opasnosti od izlaganja infracrvenom zračenju na ljudsko tijelo:

1. Smanjenje intenziteta zračenja. To se postiže odabirom odgovarajuće tehnološke opreme, pravovremenom zamjenom zastarjele, kao i njenim racionalnim rasporedom.
2. Uklanjanje radnika sa izvora zračenja. Ako proizvodna linija dopušta, treba dati prednost daljinskom upravljanju njom.
3. Postavljanje zaštitnih paravana na izvoru ili radnom mjestu. Takve ograde mogu se urediti na dva načina kako bi se smanjio utjecaj infracrvenog zračenja na ljudsko tijelo. U prvom slučaju moraju reflektirati elektromagnetne valove, au drugom ih moraju odgoditi i pretvoriti energiju zračenja u toplinsku energiju, a zatim je ukloniti. Zbog činjenice da zaštitni ekrani ne bi trebali uskratiti stručnjacima mogućnost praćenja procesa koji se odvijaju u proizvodnji, mogu se učiniti transparentnim ili prozirnim. U tu svrhu odabrani materijali su silikatno ili kvarcno staklo, kao i metalne mreže i lanci.
4. Toplinska izolacija ili hlađenje vrućih površina. Osnovna svrha toplinske izolacije je smanjenje rizika od raznih opekotina radnika.
5. Sredstva za individualnu zaštitu(razna specijalna odeća, naočare sa ugrađenim filterima, štitnici).
6. Preventivne radnje. Ako tokom navedenih radnji nivo izloženosti infracrvenom zračenju na tijelu ostane dovoljno visok, tada treba odabrati odgovarajući režim rada i odmora.

Prednosti za ljudski organizam

Infracrveno zračenje koje utiče na ljudski organizam dovodi do poboljšanja cirkulacije krvi zbog proširenja krvnih sudova, bolje zasićenosti organa i tkiva kiseonikom. Osim toga, povećanje tjelesne temperature ima analgetski učinak zbog djelovanja zraka na nervne završetke u koži.

Uočeno je da hirurške operacije koje se izvode pod uticajem infracrvenog zračenja imaju niz prednosti:

• Bol nakon operacije je nešto lakše podnijeti;
• Regeneracija ćelija se dešava brže;
• Utjecaj infracrvenog zračenja na osobu omogućava izbjegavanje hlađenja unutrašnjih organa pri izvođenju operacije na otvorenim šupljinama, što smanjuje rizik od razvoja šoka.

Kod pacijenata sa opekotinama infracrveno zračenje omogućava uklanjanje nekroze, kao i autoplastiku u ranijoj fazi. Osim toga, smanjuje se trajanje groznice, anemija i hipoproteinemija su manje izražene, a učestalost komplikacija je smanjena.

Dokazano je da IR zračenje može oslabiti djelovanje nekih pesticida povećanjem nespecifičnog imuniteta. Mnogi od nas znaju za liječenje rinitisa i nekih drugih manifestacija prehlade plavim IC lampama.

Šteta za ljude

Vrijedi napomenuti da šteta od infracrvenog zračenja za ljudsko tijelo također može biti vrlo značajna. Najočigledniji i najčešći slučajevi su opekotine kože i dermatitis. Mogu se javiti ili kada su predugo izloženi slabim talasima infracrvenog spektra, ili tokom intenzivnog zračenja. Ako govorimo o medicinskim zahvatima, rijetki su, ali ipak se javljaju toplotni udari, astenija i pogoršanje boli ako se ne liječi pravilno.

Jedan od savremenih problema su opekotine oka. Najopasniji za njih su IR zraci sa talasnim dužinama u rasponu od 0,76-1,5 mikrona. Pod njihovim uticajem dolazi do zagrijavanja sočiva i očne vodice, što može dovesti do raznih poremećaja. Jedna od najčešćih posljedica je fotofobija. Djeca koja se igraju laserskim pokazivačima i zavarivači koji zanemaruju ličnu zaštitnu opremu trebaju to zapamtiti.

IR zraci u medicini

Tretman infracrvenim zračenjem može biti lokalni ili opći. U prvom slučaju, lokalni učinak se provodi na određenom dijelu tijela, au drugom je cijelo tijelo izloženo zračenju. Tok tretmana zavisi od bolesti i može se kretati od 5 do 20 sesija po 15-30 minuta. Prilikom izvođenja postupaka obavezna je upotreba zaštitne opreme. Za održavanje zdravlja očiju koriste se posebne kartonske navlake ili naočale.

Nakon prvog zahvata na površini kože pojavljuje se crvenilo s nejasnim granicama koje nestaje nakon otprilike sat vremena.

Djelovanje IC emitera

Uz dostupnost mnogih medicinskih uređaja, ljudi ih kupuju za individualnu upotrebu. Međutim, treba imati na umu da takvi uređaji moraju ispunjavati posebne zahtjeve i koristiti se u skladu sa sigurnosnim propisima. Ali glavna stvar je da je važno shvatiti da se, kao i svaki medicinski uređaj, emiteri infracrvenih valova ne mogu koristiti za niz bolesti.

Stoga kvalificirani specijalista, iskusan liječnik, treba odabrati tijek terapije. U zavisnosti od dužine emitovanih infracrvenih talasa, uređaji se mogu koristiti u različite svrhe.

Infracrveno zračenje je nevidljivo ljudskom oku, međutim, emituju ga sve tečne i čvrste supstance. Osigurava nastanak mnogih procesa na Zemlji. Koristi se u raznim oblastima naših aktivnosti.

Sva svojstva infracrvenog zračenja na tijelu proučavali su fototerapeuti. Efekat zavisi od talasne dužine i trajanja izlaganja. Neophodne su za normalan život.

IR raspon se kreće od crvenog kraja vidljivog spektra do ljubičastog (ultraljubičastog) spektra. Ovaj interval je podijeljen na područja: duga, srednja i kratka. Na kratkim svjetlima svjetla su opasnija. Ali duge talasne dužine imaju blagotvoran uticaj na organizam.

Prednosti infracrvenog zračenja:

• upotreba u medicini za liječenje raznih bolesti;
• naučno istraživanje - pomoć u otkrićima;
• blagotvorno djeluje na rast biljaka;
• primjena u prehrambenoj industriji za ubrzavanje biohemijskih transformacija;
• sterilizacija hrane;
• osigurava rad opreme - radija, telefona i dr.;
• proizvodnja raznih uređaja i uređaja na bazi infracrvenog zračenja;
• koristiti u vojne svrhe radi sigurnosti stanovništva.

Negativni aspekti kratkotalasnog IR-a su zbog temperature grijanja. Što je veći, to je jači intenzitet zračenja.

Štetna svojstva kratkog IR:

• kada su izloženi očima - katarakte;
• u slučaju kontakta s kožom - opekotine, plikovi;
• ako utiče na mozak – mučnina, vrtoglavica, ubrzan rad srca;
• Kada koristite grijače sa IR, ne biste trebali biti u neposrednoj blizini.

Izvori zračenja

Ned– glavni prirodni generator IC. Otprilike 50% njegovog zračenja je u infracrvenom spektru. Zahvaljujući njima, život je počeo. Sunčeva energija se usmjerava na objekte s nižom temperaturom i zagrijava ih.

Zemlja ga apsorbira i većinu vraća u atmosferu. Svi objekti imaju različita svojstva zračenja, koja mogu zavisiti od nekoliko tijela.

Umjetni derivati ​​uključuju mnoge predmete opremljene LED diodama. To su žarulje sa žarnom niti, volframove niti, grijači i neki laseri. Gotovo sve što nas okružuje je i izvor i apsorber IC. Svako zagrejano telo emituje nevidljivu svetlost.

Aplikacija

Infracrvene zrake se koriste u medicini, svakodnevnom životu, industriji i astronomiji. Oni pokrivaju mnoga područja ljudskog života. Gde god da ode, gde god da se nalazi, on doživljava infracrveni uticaj.

Upotreba u medicini

Od davnina ljudi su primijetili ljekovitu moć topline za liječenje bolesti. Mnogi poremećaji su uzrokovani nepovoljnim uvjetima okoline. Tokom života tijelo akumulira štetne tvari.

Infracrveno zračenje se dugo koristi u medicini. Dugotalasna IR ima najkorisnija svojstva. Istraživanja su dokazala da ovakva terapija stimuliše organizam da eliminiše toksine, alkohol, nikotin, olovo i živu.

Normalizuje metabolički proces, jača imunološki sistem, mnoge infekcije nestaju, a ne samo simptomi, već i sama bolest. Zdravlje očito postaje jače: krvni tlak se smanjuje, javlja se dobar san, mišići se opuštaju, krvne žile se šire, protok krvi se ubrzava, raspoloženje se poboljšava, psihički stres nestaje.

Metode liječenja mogu se fokusirati direktno na oboljelo područje ili utjecati na cijelo tijelo.

Karakteristika lokalne fizioterapije je ciljano djelovanje IR na oboljele dijelove tijela. Opće procedure su dizajnirane za cijelo tijelo. Poboljšanje se javlja nakon samo nekoliko sesija.

Primjer glavnih bolesti za koje je indicirana IR terapija:

• mišićno-koštani sistem – frakture, artritis, upala zglobova;
• respiratorni sistem – astma, bronhitis, upala pluća;
• nervni sistem – neuralgija, nemiran san, depresija;
• urinarni aparat – zatajenje bubrega, cistitis, prostatitis;
• koža – opekotine, čirevi, ožiljci, upalni procesi, psorijaza;
• kozmetologija – anticelulitni efekat;
• stomatologija – uklanjanje živaca, ugradnja plombi;
• dijabetes;
• eliminacija radioaktivnog izlaganja.

Ova lista ne odražava sve aspekte medicine u kojima se koriste infracrveni zraci.

Fizioterapija ima kontraindikacije: trudnoća, bolesti krvi, individualna netolerancija, patologije tijekom egzacerbacije, tuberkuloza, neoplazme, gnojni procesi, sklonost krvarenju.

Infracrveni grijač

IR grijači postaju sve popularniji. Ovo se objašnjava značajnim prednostima ekonomskog i socijalnog pristupa.

U industriji i poljoprivredi odavno je utvrđeno da elektromagnetski uređaji ne odvode toplotu, već zagrevaju željeni objekat fokusiranjem infracrvenog zračenja u obliku talasa direktno na objekat. Dakle, u velikoj radionici se grije radno mjesto, ali u skladištu se grije ruta osobe, a ne cijela prostorija.

Centralno grijanje je osigurano korištenjem tople vode u radijatorima. Raspodjela temperature je neravnomjerna, zagrijani zrak se diže do plafona, a u zoni parketa je vidno hladnije. U slučaju infracrvenog grijača, problem trošenja topline se može izbjeći.

Instalacije u kombinaciji s prirodnom ventilacijom smanjuju vlažnost zraka na normalu; na primjer, na farmama svinja i štalama, senzori bilježe 70-75% ili manje. Kada se koristi takav emiter, broj životinja se povećava.

Infracrvena spektroskopija

Grana fizike odgovorna za utjecaj infracrvenog zračenja na tijela naziva se infracrvena spektroskopija. Uz njegovu pomoć rješavaju se problemi kvantitativne i kvalitativne analize mješavina supstanci, proučavanje međumolekularnih interakcija, te proučavanje kinetike i karakteristika intermedijara kemijskih reakcija.

Ova metoda mjeri vibracije molekula pomoću spektrometra. Ima veliku tabelarnu bazu podataka koja vam omogućava da identifikujete hiljade supstanci na osnovu njihovog atomskog otiska prsta.

Daljinski upravljač

Koristi se za upravljanje uređajima sa udaljenosti. Infracrvene diode se uglavnom koriste u kućanskim aparatima. Na primjer, daljinski upravljač za TV, neki pametni telefoni imaju IR port.

Ovi zraci ne ometaju, jer nevidljivo ljudskim očima.

Termografija

Termička slika u infracrvenim zracima koristi se u dijagnostičke svrhe, takođe u štamparstvu, veterini i drugim oblastima.

Kod raznih bolesti dolazi do promjene tjelesne temperature. Cirkulatorni sistem povećava intenzitet u području smetnji, što se odražava na monitoru instrumenta.

Hladne nijanse su tamnoplave, povećanje topline je vidljivo po tome što se boja prvo mijenja u zelenu, zatim žutu, crvenu i bijelu.

Svojstva IR zraka

IR zraci imaju istu prirodu kao i vidljiva svjetlost, ali su u drugom rasponu. U tom smislu, oni se pokoravaju zakonima optike i obdareni su koeficijentima emisivnosti, refleksije i transmisije.

Prepoznatljive karakteristike:

• specifična karakteristika je odsustvo potrebe za međuvezom tokom prijenosa topline;
• sposobnost prolaska kroz neka neprozirna tijela;
• zagrijava supstancu tako što je apsorbira;
• nevidljivi;
• ima hemijski učinak na fotografske ploče;
• izaziva unutrašnji fotoelektrični efekat u germanijumu;
• sposoban za talasnu optiku (interferencija i difrakcija);
• snimljeno fotografskim metodama.

Infracrveno zračenje u životu

Osoba emituje i apsorbuje infracrvene zrake. Imaju lokalne i opšte efekte. A kakve će biti posljedice - korist ili šteta, ovisi o njihovoj učestalosti.

Dugi infracrveni talasi se emituju od ljudi i poželjno je da ih primite nazad. Na njima se zasniva fizioterapeutski tretman. Uostalom, oni pokreću mehanizam regeneracije i zacjeljivanja organa.

Kratki talasi imaju drugačiji princip rada. Mogu uzrokovati zagrijavanje unutrašnjih organa.

Također, produženo izlaganje ultraljubičastim zracima dovodi do posljedica kao što su opekotine ili čak onkologija. Medicinski stručnjaci ne preporučuju boravak na suncu tokom dana, posebno ako imate dijete sa sobom.