Лучи ультракрасные: Инфракрасное излучение, вред или польза

Содержание

Инфракрасное излучение, вред или польза

Излучение, примыкающее к красной части видимого спектра, не воспринимаемое нашими органами зрения, но обладающее способностью нагревать освещаемые поверхности, было названо инфракрасным. Приставка «инфра» означает «больше». В нашем случае — это электромагнитные лучи с длиной волны большей, чем у видимого красного света.

Что является источником инфракрасного излучения

 

Его естественным источником является Солнце. Диапазон инфракрасных лучей достаточно широк. Это волны с длиной от 7 и до 14 микрометра (мкм). Частичное поглощение и рассеяние инфракрасных лучей происходит в атмосфере Земли.

О масштабах инфракрасного солнечного излучения говорит тот факт, что на него приходится 58% всего спектра электромагнитных волн, исходящих от нашего светила.

Такой, достаточно широкий диапазон ИК лучей делят на три части:

длинные волны, излучаемые нагревателем с температурой от 35 до 300 °C;

средние — от 300 до 700 °C;

короткие — более 700 °C.

Все они излучаются возбуждёнными атомами (т. е. обладающими избыточной энергией), а также ионами вещества. Источником ИК излучения являются все тела, если их температура выше абсолютного нуля (минус 273 °C).

Итак, в зависимости от температуры излучателя формируются ИК лучи разной длины волны, интенсивности и проникающей способности. А от этого и зависит, как инфракрасное излучение воздействует на живой организм.

 

 Польза и вред ИК излучения для здоровья человека

 

Ответить на вопрос — вредно ли для человека инфракрасное излучение, можно, вооружившись некоторыми сведениями.

Длинноволновые ИК лучи, попадая на кожу, воздействует на нервные рецепторы, вызывая ощущение тепла. Поэтому инфракрасное излучение ещё называют тепловым.

Более 90% этого излучения поглощается влагой, содержащейся в верхних слоях кожи. Оно вызывает лишь повышение температуру кожного покрова. Медицинские исследования показали, что длинноволновое излучение не только безопасно для человека, но и повышает иммунитет, запускает механизм регенерации и оздоровления многих органов и систем.

Особенно эффективными в этом отношении являются ИК лучи с длиной волны 9,6 мкм. Этими обстоятельствами обусловлено применение инфракрасного излучения в медицине.

Совсем иной механизм воздействия инфракрасных лучей на организм человека, относящегося коротковолновой части спектра. Они способны проникнуть на глубину нескольких сантиметров, вызывая нагревание внутренних органов.

В месте облучения из-за расширения капилляров может появиться покраснение кожи, вплоть до образования волдырей. Особенно опасны короткие ИК лучи для органов зрения. Они могут спровоцировать образования катаракты, нарушения водно-солевого баланса, появления судорог.

Причиной известного эффекта теплового удара служит именно коротковолновое ИК излучение. Повышение температуры головного мозга на 1 °C уже вызывает его признаки:

головокружение;

тошноту;

учащение пульса;

потемнение в глазах.

Перегревание на 2 °C может спровоцировать развитие менингита.

Теперь разберёмся с понятием интенсивности электромагнитного излучения. Этот фактор зависит от расстояния до источника тепла и его температуры. Длинноволновое тепловое излучение малой интенсивности играет важную роль для развития жизни на планете. Человеческий организм нуждается в постоянной подпитке этими длинами волн.

Таким образом, вред и польза инфракрасного излучения определяется длиной волны и временем воздействия.

 

Как избежать вредного воздействия ИК лучей

 

Обогреватели — источники ИК излучения.

Поскольку мы определились, что негативное влияние на человеческий организм оказывает коротковолновое ИК излучение, выясним, где нас может подстерегать эта опасность. Прежде всего это тела с температурой, превышающей 100 °C. Такими, могут явиться следующие. Производственные источники лучистой энергии (сталеплавильные, электродуговые печи и пр.) Снижение опасности их воздействия достигается специальной защитной одеждой, теплозащитными экранами, применением более новых технологий, а также лечебно-профилактическими мероприятиями для обслуживающего персонала.

Обогреватели. Самым надёжным и проверенным из них является русская печь. Излучаемое ею тепло не только чрезвычайно приятно, но и целебно. К великому сожалению эта деталь быта почти полностью канула в Лету. На смену ей пришли все возможные электрические обогреватели, водяные инфракрасные панели и тд. Те из них, чья тепловыделяющая поверхность защищена теплоизолирующим материалом или температура поверхности излучения ниже 100°C, излучают мягкое длинноволновое излучение. Оно оказывает благотворное влияние на организм. Обогреватели с поверхностью излучения выше 100°C излучают жёсткое, коротковолновое излучение, которое и может привести к описанным выше негативным последствиям. В техническом паспорте обогревателя производитель обязан указать характер излучения этого прибора.

 

Коротковолновый обогреватель.

Если же вы стали обладателем коротковолнового обогревателя, соблюдайте правило — чем ближе обогреватель, тем меньшим должно быть время его воздействия!!!

Инфракрасные лучи для сушки :: информационная статья компании Полимернагрев

Волновое инфракрасное излучение способно эффективно нагреть материал без участия воздушных масс между ним и излучателем, что делает инфракрасные нагреватели очень эффективными для сушки различной продукции. Инфракрасные излучатели генерируют излучение в средневолновом или коротковолновом диапазоне инфракрасного спектра.

 

 

Особенности инфракрасных излучателей

Резистивная спираль нагревателей помещается в материал, который способен создавать инфракрасное излучение. Поверхностями для генерации ик излучения могут быть:

Обычные световые лампочки отличаются от ламп с инфракрасным излучением температурой накала. К примеру, лампочки для освещения нагреваются до 2600 °С на спирали накаливания, а в инфракрасных лампах температура спирали не превышает 800-2200 °С, в зависимости от типа нагревателя. Инфракрасные лампы при этом около 80 процентов электроэнергии переводят в инфракрасное тепло. Отражатели из металла, используемые для ик излучателей в инфракрасных модулях и инфракрасных панелях позволяют направить тепло в нужную сторону. Волны будут отражаться от зеркального металла и направляться в сторону материала для эффективного нагрева.

Преимущества инфракрасной сушки продуктов

Основным преимуществом инфракрасного метода сушки продукции является большая скорость испарения влаги, которая намного выше сушки конвекционными или контактными нагревателями. Это объясняется тем, что инфракрасные лучи проникают глубже поверхности материала, примерно на 0,1-2 мм для капиллярно пористых продуктов питания. Отражаясь от капилляров, инфракрасные лучи меняют направление внутри продукта множество раз и тем самым практически полностью впитываются в продукт. При этом коэффициент теплообмена получается достаточно высоким, что означает передачу большого количества тепла на единицу поверхности сушащегося продукта.

Описанное преимущество инфракрасных сушилок сильно ускоряет процесс просушки. К примеру, в текстильной отрасли инфракрасная сушка тканей ускоряется в 30-100 раз! Такие же примерно цифры получаются и при оценке эффективности сушки для других материалов с тонким слоем, к примеру, для окраски металла, дерева, картона, пластика.

Типы инфракрасных сушилок

В данной статье мы рассмотрим два типа инфракрасных сушильных камер: на основе радиационных излучателей, нагреваемых газовыми установками, и на основе электрических инфракрасных излучателей.

 

Газовые сушилки имеют достаточно простую схему конструкции, посмотреть которую вы можете на схеме. Нагрев излучающей панели производится газом при помощи горелок. В некоторых случаях могут применяться также топочные газы внутри излучателей. Радиационные сушки должны использовать прерываемый метод сушки для того, чтобы избежать термодиффузионного потока влаги, замедляющего отдачу воды из внутренних слоев.

Классическая инфракрасная сушилка с применением инфракрасных электронагревателей, может иметь различную конструкцию: это и сушильные инфракрасные панели, и туннельные сушилки, и инфракрасные модули для сушки автомобильной покраски, и печи полимеризации порошковой окраски металла, и многие другие.

Рассмотрим конвеерную сушилку с обдувом воздуха, нарисованную на схеме ниже.

 

 

Инфракрасные панели с нагревателями могут изготавливаться из керамических инфракрасных излучателей или из трубчатых нагревателей из кварцевого стекла.

Особенности различных типов инфракрасных излучателей для сушки

Керамические инфракрасные излучатели характеризуются равномерным нагревом. Их рекомендуется использовать в сушилках с постоянным нагревом. При этом для обеспечения большей зоны излучения рекомендуется использовать модель сферических керамических инфракрасных излучателей ECS-1. Изогнутая поверхность излучателя данной модели рассеивает инфракрасные волны под углом 75 градусов, что в совокупности с размещенными внутри печи зеркальными металлическими отражателями, позволяет инфракрасному излучению равномерно распределиться по материалу.

 

 

В случаях, когда нужно часто прерывать нагрев или осуществление сушки происходит в циклическом режиме, нужно использовать трубчатые кварцевые нагреватели, время нагрева которых составляет всего несколько секунд. В компании Полимернагрев вы можете купить трубчатые кварцевые излучатели трех типов:

На сайте Полимернагрев вы можете не только купить необходимые нагреватели для ваших сушильных установок, но также заказать разработку индивидуальной сушилки у нас. Из готового оборудования у нас имеются камеры полимеризации порошковой покраски, автомобильные сушилки для краски авто, инфракрасные панели с керамическими или кварцевыми излучателями.

Звоните нам по телефону или просто задайте вопрос в комментариях, мы свяжемся с вами и ответим на все вопросы.

Инфракрасное длинноволновое излучение — вред или польза

Вредно ли использование инфракрасных отопительных систем?

     Инфракрасное излучение ― это излучение тепла, способ теплообмена.  Теплообмен — процесс  переноса теплоты от одного тела к другому . Теплообмен всегда происходит по  направлению: от тел с более высокой температурой к телам с более низкой. Теплообмен может осуществляться тремя способами: теплопроводностью, конвекцией и инфракрасным излучением. Теплопроводность — передача  внутренней энергии от одной части тела к другой или от одного тела к другому при их непосредственном контакте.

Конвекция —  теплопередача, осуществляемая путём переноса энергии потоками  газа (воздуха) или жидкости. Инфракрасное излучение — электромагнитное излучение, испускаемое за счёт внутренней энергии телом, находящимся при определённой температуре. Все нагретые в той или иной степени тела, излучают инфракрасные лучи. И организм человека, не является  исключением. Чем выше температура тела, тем больше энергии передаёт оно путём излучения. При этом энергия частично поглощается этими телами, а частично отражается.

     Инфракрасное излучение  занимает спектральную область между красным концом видимого излучения  и микроволнами.


 

    

     В отличие от рентгеновских, ультрафиолетовых или СВЧ инфракрасные лучи абсолютно безопасны для организма человека в диапазоне излучения тела самого человека.

     Диапазон излучения тела человека от 6 до 20 мкм. Поэтому любое внешнее излучение с такими длинами волн наш организм воспринимает, как своё собственное и интенсивно поглощает его. Организм получает при этом улучшение микроциркуляции крови, повышается скорость окислительно-восстановительных процессов. Человек ощущает улучшение самочувствия, снимается усталость.

     Самый известный естественный источник инфракрасных лучей на нашей Земле ― это Солнце. Солнце находится на расстоянии многих миллионов километров (около 150 млн. км.) И, поскольку его орбита имеет форму эллипса, расстояние до Земли переменное. Однако, это не мешает Солнцу передавать энергию через все это громадное пространство, практически не расходуя энергию, не нагревая пространство. Вместо этого нагревается непосредственно Земля, на которую попадают солнечные лучи, и уже земля и другие нагретые Солнцем предметы нагревают воздух.

     А самый известный искусственный источник длинноволновых инфракрасных лучей ― это русская печь, тепло от которой обогревало весь дом. И как мягкое природное тепло приятно согревает  промезщее «до костей» тело, практически вливаясь в него.

Инфракрасные волны в диапазоне дальнего излучения проходят  через воздух, почти  не нагревая его, проникают в тело человека, на клеточный уровень и запускают там ферментативную реакцию. Первоначально инфракрасное излучение начали применять в США в клиниках для обогрева недоношенных новорождённых детей, что подтверждает безопасность воздействия инфракрасной энергии на человека.  И,  именно этими волнами облучает мать плод в период от зачатия и до самого рождения.  

     Положительное влияние длинноволнового излучения на живой организм подтверждают новейшие исследования в области биотехнологий. 

     Человек постоянно нуждается в подпитке теплом. В случае  недостатка длинноволнового тепла  организм ослабляется, человек чувствует ухудшение самочувствия, начинает болеть. Влияет это и на быстрое старение. Например,  заключенные в глубокое подземелье, люди стареют гораздо быстрее, из-за недостаточного получения длинноволнового тепла.

     Дальние инфракрасные  лучи называют лучами жизни (биогенетическими лучами), так как  они сыграли ключевую роль в развитии жизни на нашей планете.

     Инфракрасное (тепловое) излучение от нагретых предметов воспринимается кожей человека как ощущение тепла. При этом длина излучаемой волны, зависит от температуры нагревания: чем выше температура, тем короче длина волны и выше интенсивность излучения.

     При низких температурах излучение нагретого твёрдого тела почти целиком расположено в инфракрасной области, и такое тело кажется тёмным. При повышении температуры излучаемые телом волны смещаются в видимую область спектра, и тело вначале кажется тёмно-красным, затем красным, жёлтым и, наконец, при высоких температурах ― белым.

     Длинноволновые обогреватели имеют наименьшую температуру излучающей поверхности, поэтому выделяют волны преимущественно в части длинноволнового спектра. При такой температуре поверхности они не светятся, их называют темными. Средневолновые обогреватели имеют температуру поверхности выше и их обычно называют серыми, а коротковолновые, с максимальной температурой – белыми или светлыми. Коротковолновое инфракрасное излучение является наиболее активным, так как обладает наибольшей энергией фотонов, способных проникать в ткани организма и интенсивно поглощаться водой, содержащейся в тканях.  Инфракрасные лучи оказывают на организм человека в основном тепловое воздействие, под влиянием которого в организме происходят тепловые сдвиги, уменьшается кислородное насыщение крови, понижается венозное давление, замедляется кровоток и, как следствие, наступает нарушение деятельности сердечно-сосудистой и нервной систем. Находиться под воздействием коротковолновое инфракрасного излучения длительное время не рекомендуется, т. к. это может принести вред здоровью человека.

     Мы определились с одной характеристикой инфракрасного излучения – это длина волны. Вторая, не менее важная – интенсивность излучения,  которую можно определить как энергию, излучаемую с единицы площади в единицу времени (ккал/(м2· ч) или Вт/м2).

     Воздействие инфракрасного излучения может быть общим и локальным. При длинноволновом излучении повышается температура поверхности тела, а при коротковолновом ― изменяется температура лёгких, головного мозга, почек и некоторых других органов человека. Значительное изменение общей температуры тела (1,5-2oС) происходит при облучении инфракрасными лучами большой интенсивности. Воздействуя на мозговую ткань, коротковолновое излучение вызывает «солнечный удар». Человек при этом ощущает головную боль, головокружение, учащение пульса и дыхания, потемнение в глазах, нарушение координации движений, возможна потеря сознания. При интенсивном облучении головы происходит отёк оболочек и тканей мозга, проявляются симптомы менингита и энцефалита. Так же, при попадании коротковолновых инфракрасных лучей на органы зрения, может возникнуть катаракта.

     Поэтому ― то  и нельзя длительное время находиться под воздействием коротковолного обогревателя. Важно находиться на определенном расстоянии от таких обогревателей и непродолжительное время.

     Приятно погреться у костра в холодное время, но не стоит засовывать в него руки. Напомним, что перечисленные выше последствия от несоблюдения правил использования  коротковолнового ИК обогревателя, не следует отождествлять с воздействием длинноволнового ИК обогревателя.

     Науке неизвестны какие-либо негативные влияния длинноволнового инфракрасного излучения на организм человека. Наоборот, сейчас длинноволновое инфракрасное излучение нашло широкое распространение в медицине, что говорит не только о его безвредности, но и о полезном действии на организм.

     В ходе проведенных исследований многие ученые мира пришли к выводу, что инфракрасное излучение благотворно влияет на человека. Кроме того, ряд научных лабораторий США (Dr. Masao Nakamura «О&P Medical Clinik», Dr. Mikkel Aland «Infrared Therapy Researches» и др.) сообщают о полученных в ходе исследований эффектах:

   Подавление роста раковых клеток,

   Уничтожение некоторых видов вируса гепатита,

   Нейтрализация вредного воздействия электромагнитных полей,

   Излечение дистрофии,

   Повышение количества вырабатываемого инсулина у больных диабетом,

   Нейтрализация последствий радиоактивного облучения,

   Излечение или значительное улучшение состояния при псориазе,  

   Способствует кровообращению в организме,

  Согревает и поддерживают температуру нашего тела,

  Разрушает соединения с вредными металлами, помогает выводить их из организма,

  Имеет дезодорирующее, очищающее, противоядное воздействие,

  Прекращает распространение вредных микробов и грибков в    организме,

  Активизирует рост растений,

  Очищает загрязненный воздух,

  Улучшает обмен веществ в организме человека.

     Продукция, использующая инфракрасное излучение в его длинноволновом диапазоне  способна оказывать терапевтическое  воздействие на стресс и усталость, раздражительность, простудные и др. заболевания. А приятное мягкое тепло мы воспринимаем как свое родное, естественное тепло.  

 

      

 

 

 

 

Инфракрасные лучи – их действие на здоровье человека.

Инфракрасные лучи генерируются электрическим нагревательным элементом*, который моделирует солнечное излучение, с той лишь разницей, что длина волны здесь оптимальна для организма человека. Принцип нагревания в инфракрасной области солнечного света хорошо иллюстрирует такой пример: сидя в зимнее время у окна, мы ощущаем тепло солнечных лучей; эти лучи без значительной потери энергии проходят через толщу атмосферы и нагревают плотные предметы, которые оказываются у них на пути. Явление это на профессиональном языке называется «парниковым эффектом»: ведь энергия здесь не использует воздух как передаточную среду: более 80 % ее нагревают твердые тела, и лишь менее 20 % – окружающий воздух.

*электрический нагревательный элемент = инфракрасный излучатель

Эффект глубинного прогревания, которым обладает система инфракрасного излучения, может быть уподоблен реакции человеческого тела на жар. Поднимающаяся температура пробуждает защитные механизмы тела: уничтожает бактерии и вирусы или существенно замедляет их размножение, увеличивает число лейкоцитов, которые вступают в борьбу с инфекцией. Высокая температура способствует детоксикации организма, укрепляет и активизирует иммунную систему и систему кровообращения, предупреждает распространение болезни, улучшает самочувствие.

В инфракрасной сауне источник тепла нагревает непосредственно человеческую кожу, и это тепло, в зависимости от вида лучей, проникает под кожу на глубину до 5 см. Равномерно нагревая кожу, оно вызывает здоровое потоотделение, которое не переходит в обезвоживание организма. Количество выходящих с потом вредных веществ (тяжелые металлы, излишки минеральных солей, шлаки, жир, холестерин, растворенные в жире ядовитые вещества, кислоты, никотин, алкоголь) составляет 15–20 % от общей массы пота. Удаляющийся жир уносит с собой те тяжелые металлы, которые не могут покинуть тело ни через почки, ни через легкие.

В инфракрасной кабине мы потеем лучше, эффективнее, чем в финской сауне: здесь ускоряются обменные процессы, и организм очищается изнутри кнаружи. Человеческое тело поглощает до 95 % лучевой энергии; организм стремится компенсировать нагревание тканей и запускает обычные в таких случаях механизмы: ускоряются сердцебиение, пульс, циркуляция крови, усиливается потоотделение. В такой ситуации организм за 30 мин. способен потерять до 300–600 калорий; сжигая жир, инфракрасное излучение способствует похуданию. Регулярное пользование ИК кабиной ведет к удалению шлаков, ускоряет процессы метаболизма.

Поскольку благотворное влияние инфракрасных саун на здоровье – факт общепризнанный, в последнее время их охотно устанавливают в больницах, санаториях, домах отдыха, фитнес-центрах, велнесс-клубах и косметических салонах. Накопленный опыт свидетельствует о том, что ИК сауна полезна (среди прочего) для лечения болезней, где традиционно используется инфракрасное излучение: при нарушении функций опорно-двигательного аппарата, заболеваниях дыхательных путей, проблемах с сердцем и кровообращением, а также при необходимости детоксикации организма, связанной с жалобами на пищеварение и кожными болезнями.

Текст из книги «Сауны. Бани. Инфракабины» Йожефа Косо (в обработке ИТС®).

Инфракрасная кабина сауна helo (Финляндия) в интерьерах загородного дома.

Если Вы убедились в полезности инфракрасного излучения для профилактики здоровья, Вы имеете прекрасную возможность купить настоящую ИК сауну в наших банных магазинах. Полный ассортимент инфракрасных кабин смотрите в каталоге товаров и услуг компании ИТС®.


Назад в раздел

Инфракрасное излучение в медицине.

  С давнего времени  человечеству знакомо благоприятное влияние инфракрасного излучения, но обратил внимание на него и дал определение в 1800г. В. Гершелем — английский астроном. Из-за своего благотворного влияния  инфракрасные лучи стали востребованы и в медицинской среде, и если сначала это были общеукрепляющие  и профилактические процедуры, то сейчас это направление приобрело более весомое положение. Инфракрасное излучение востребовано во всех направлениях медицины: в хирургии, в реаниматологии, в педиатрии, в стоматологии, в гинекологии, на станциях переливания крови, в роддомах и т. д.

  Было замечено приятное влияние инфракрасного излучения на живой организм. Это влияние на организм  в целом и в частности способствует хорошим результатам в профилактике и лечении многих болезней: хирургический шок, хронические болезни органов пищеварения (печени, желчного пузыря, желудка и кишечника), опорнодвигательного аппарата, проблемы с суставами, сосудистые проблемы и проблемы невралгического характера. Лучи оказывают заживляющий эффект при лечении переломов, стимулируют общеукрепляющие механизмы при механическом повреждении внутренних органов, повышают обмен веществ, усиливают работоспособность эндокринных желез, способствуют заживлению ран, улучшают метаболизм и помогают в борьбе с ожирением.

  Учеными из разных научных сфер был разработано целое направление с использованием инфракрасного излучения. Изобрели приборы для получения испарины, для принятия солнечных ванн и для получения здорового естественного загара. Были созданы и простые излучатели, в которых используются лампы при высоких температурах: инфракрасные лампы, солнечные концентраторы, инфракрасные обогреватели.

  Во время процедуры активизируется кровоток, и соответственно повышаются обменные процессы. Опытным путем было доказано, что инфракрасные лучи  оказывают на организм стимулирующий эффект, болеутоляющий, противовоспалительный  и противоспазматический.
Незначительная гиперемия, вызванная инфракрасными лучами, позволяет избавиться от мышечных спазмов и успокоить болевые ощущения во внутренних органах. Также, врачи утверждают, что повышается циркуляция крови, благодаря глубокому прогреванию расслабляются стенки артерий, вен и капилляров. Присутствует тот факт что операции проведенные под инфракрасными излучателями позволяют больным легче справится с послеоперационными болями а так же ускоряется процесс регенерации тканей. Благодаря глубокому прогреванию во время операции исключается возможность внутреннего охлаждения  и соответственно побочные послеоперационные заболевания как плевриты или бронхиты исключаются.

  Благодаря усилению регенеративных свойств  тканей и клеток при инфракрасном излучении такое оборудование используют в противоожоговых клиниках. Создаются благоприятные условия для восстановления организма: удаления некротических участков кожи, снижения лихорадки и проведения аутопластики.

В европейских странах ИК излучение используют в онкологии. Так в Германии, раковым больным создают определенный режим питания и детоксикацию, а затем дают направление на инфракрасную терапию. При такой терапии ускоряется ток крови, и раковые клетки с током крови движутся с большей скоростью, благодаря этому они не успевают осесть и закрепиться на стенках сосудов. Таким образом, клетки лишены возможности размножения и подвергаются утилизации лейкоцитами. После терапии противоопухолевой в организме не появляются новые метастазы. Раковые клетки, как и все живое чувствительны к теплу, определенные области организма больного можно прогреть до 40 градусов. При сорока градусах белок начинает денатурировать и соответственно раковая клетка погибает.

  Инфракрасное излучение заметно улучшает состояние опорнодвигательного аппарата. Используют с профилактическими целями для разогрева мышц и суставов перед физической нагрузкой, что снижает вероятность возникновения различных травм и растяжений.

  В стационарных отделениях медицинских учреждений инфракрасные лампы используют для обеззараживания и предотвращения внутрибольничных инфекций.

  Аппараты со встроенными инфракрасными лампами широко используются в родильных отделениях для согрева новорожденных и недоношенных младенцев.

  Терапевтические процедуры с использованием инфракрасного облучения повысят общий фон самочувствия пациента, и будут ценным дополнением к оздоровительным и общеукрепляющим процедурам!

инфракрасное излучение и его польза для здоровья

Инфракрасные лучи вокруг нас повсюду, поскольку главный их источник — солнце — с нами каждый день. А кроме того, мы чувствуем их в прямом смысле слова кожей, потому что воспринимаем инфракрасное излучение как тепло. На этом основывается принцип работы инфракрасных обогревателей и ламп — как медицинских, так и обычных бытовых.

Чем инфракрасные волны полезны для здоровья?

Они активизируют защитные силы организма и помогают естественному иммунитету, усиливают кровоток, ускоряют обмен веществ и оказывают противовоспалительное действие. Снижаются болевые ощущения, организм получает мощный стимул к очищению и выздоровлению во время простудных заболеваний и при гриппе. По сути, вы прогреваете участок тела, которому требуется помощь, и заставляете остальные системы и органы включаться в процесс лечения.

Опасность при использовании инфракрасных ламп — перегрев и сопутствующая этому кожная реакция. Поэтому лечебные сеансы лучше проводить по рекомендации врачей, под их наблюдением и в течение ограниченного времени.

В числе главных плюсов при использовании инфракрасных волн:

  • стабилизация, выравнивание артериального давления за счет влияния на сосуды;
  • повышение иммунитета;
  • контроль над воспалительными процессами, ускорение заживления повреждений кожи, послеоперационных участков;
  • воздействие на гормональный фон человека, его нормализация;
  • восстановление способности организма к самоочищению;
  • противомикробное и противогрибковое действие.

А теперь задумайтесь, почему даже бытовые инфракрасные лампы пользуются такой популярностью. Ведь противомикробное действие не зависит от того, на что воздействует излучение — предметы, кожа человека или воздух вокруг. Так что, выходит, вы получаете не только тепло, но и поддержание здорового фона в вашей квартире. Это и спасение при астме, и помощь при аллергических реакциях. Только следует различать между собой коротковолновые, средневолновые и длинноволновые обогреватели: первые и вторые ориентируются на быстрый и сильный нагрев помещения или улицы, такие приборы используют в холодное время для уличных мероприятий. Они не рассчитаны на прямое воздействие на организм человека и представляют для него опасность. А вот длинноволновые, распространенные в качестве домашних обогревателей, обеспечивают все описанные выше плюсы.

Когда нельзя?

Лампы инфракрасного излучения могут и навредить здоровью, если не учесть списка противопоказаний. Их нельзя использовать, когда воспалительный процесс зашел слишком далеко и создал вокруг себя гнойник или существенно нарушил работу внутренних органов. Да и при открытых кровотечениях, онкологии и тяжелых формах заболеваний крови применять инфракрасное излучение в качестве лечения нельзя. Противопоказанием будет также кожная реакция, появившаяся во время первого сеанса лечения: в таком случае лучше его прервать, чем рисковать.

Еще одно «нельзя» связано с уже упоминавшейся опасностью получить ожог, если слишком много времени провести под такого рода лампой.

Для чего эффективно применение инфракрасных ламп?

Прибор прогревает отдельный участок тела, помогая организму победить болезнь или болевые ощущения. Инфракрасное излучение прописывают в качестве физиотерапии для лечения суставов, при ушибах и растяжениях, поскольку обменные процессы в тканях ускоряются и стимулируют их заживление и восстановление. В списке болезней, при которых назначают инфракрасное излучение как лечебную процедуру, присутствуют вегетососудистая дистония (проблемы с тонусом сосудов), гипертония, варикоз и отеки, бронхиальная астма, всевозможные простудные заболевания и грипп, заболевания желчного пузыря, почек и мочеполовой сферы, целлюлит и последствия повышенного веса. Сама по себе инфракрасная лампа не решит всех проблем, но окажет поддержку при сопутствующем лечении, усиливая его эффект и помогая организму окончательно победить болезнь.

Инфракрасное излучение, спектр излучения, лучи: теория, свойства, применение.

Об инфракрасном излучении

Из истории изучения инфракрасного излучения

Инфракрасное излучение или тепловое излучение не является открытием 20 или 21 века. Инфракрасное излучение было открыто в 1800 году английским астрономом У. Гершелем. Он обнаружил, что «максимум тепла» лежит за пределами красного цвета видимого излучения. Это исследование положило начало изучению инфракрасного излучения. Очень многие известные ученые приложили свои головы к изучению данного направления. Это такие имена как: немецкий физик Вильгельм Вин (закон Вина), немецкий физик Макс Планк (формула и постоянная Планка), шотландский ученый Джон Лесли (устройство измерения теплового излучения – куб Лесли), немецкий физик Густав Кирхгоф (закон излучения Кирхгофа), австрийский физик и математик Йозеф Стефан и австрийский физик Стефан Людвиг Больцман (закон Стефана-Больцмана).

Использование и применение знаний по тепловому излучению в современных отопительных устройствах вышло на передний план лишь в 1950-х годах. В СССР теория лучистого отопления разработана в трудах Г. Л. Поляка, С. Н. Шорина, М. И. Киссина, А. А. Сандера. С 1956 года в СССР было написано или переведено на русский язык множество технических книг по данной. В связи с изменением стоимости энергоресурсов и в борьбе за энергоэффективность и энергосбережение, современные инфракрасные обогреватели получили широкое применение в отоплении бытовых и промышленных зданий.

Солнечное излучение — природное инфракрасное излучение

Наиболее известным и значительным природным инфракрасным обогревателем является Солнце. По сути, это природный и самый совершенный метод обогрева, известный человечеству. В пределах Солнечной системы Солнце — это самый мощный источник теплового излучения, обусловливающий жизнь на Земле. При температуре поверхности Солнца порядка 6000К максимум излучения приходится на 0,47 мкм (соответствует желтовато-белому). Солнце находится на расстоянии многих миллионов километров от нас, однако, это не мешает ему передавать энергию через все это громадное пространство, практически не расходуя ее (энергию), не нагревая его (пространство). Причина в том, что солнечные инфракрасные лучи, проходят долгий путь в космосе, практически не имеют потерь энергии. Когда же на пути лучей встречается, какая-либо поверхность, их энергия, поглощаясь, превратится в тепло. Нагревается непосредственно Земля, на которую попадают солнечные лучи, и другие предметы, на которые так же попадают солнечные лучи. И уже земля и другие, нагретые Солнцем предметы, в свою очередь, отдают тепло окружающему нас воздуху, тем самым нагревая его.

От высоты Солнца над горизонтом самым существенным образом зависит как мощность солнечного излучения у земной поверхности, так и его спектральный состав. Различные составляющие солнечного спектра по-разному проходят через земную атмосферу. У поверхности Земли спектр солнечного излучения имеет более сложную форму, что связано с поглощением в атмосфере. В частности, в нем отсутствует высокочастотная часть ультрафиолетового излучения, губительная для живых организмов. На внешней границе земной атмосферы, поток лучистой энергии Солнца составляет 1370 Вт/м² (солнечная постоянная), а максимум излучения приходится на λ=470 нм (синий цвет). Поток, достигающий земной поверхности, значительно меньше вследствие поглощения в атмосфере. При самых благоприятных условиях (солнце в зените) он не превышает 1120 Вт/м² (в Москве, в момент летнего солнцестояния — 930 Вт/м²), а максимум излучения приходится на λ=555 нм (зелено-желтый), что соответствует наилучшей чувствительности глаз и только четверть от этого излучения приходится на длинноволновую область излучения, включая вторичные излучения.

Однако, природа солнечной лучистой энергии весьма отлична от лучистой энергии, отдаваемой инфракрасными обогревателя, используемыми для обогрева помещений. Энергия солнечного излучения состоит из электромагнитных волн, физические и биологические свойства которых существенно отличаются от свойств электромагнитных волн, исходящих от обычных инфракрасных обогревателей, в частности, бактерицидные и лечебные (гелиотерапия) свойства солнечного излучения полностью отсутствуют у источников излучения с низкой температурой. И все же инфракрасные обогреватели дают тот же тепловой эффект, что и Солнце, являясь наиболее комфортными и экономичными из всех возможных источников тепла.

Природа возникновения инфракрасных лучей

Выдающийся немецкий физик Макс Планк , изучая тепловое излучение (инфракрасное излучение), открыл его атомный характер. Тепловое излучение — это электромагнитное излучение, испускаемое телами или веществами и возникающее за счет его внутренней энергии, обусловленное тем, что атомы тела или вещества под действием теплоты движутся быстрее, а в случае твердого материала быстрее колеблются по сравнению с состоянием равновесия. При этом движении атомы сталкиваются, а при их столкновении происходит их ударное возбуждение с последующим излучением электромагнитных волн. Все предметы непрерывно излучают и поглощают электромагнитную энергию. Это излучение является следствием непрерывного движения элементарных заряженных частиц внутри вещества. Один из основных законов классической электромагнитной теории гласит, что движущаяся с ускорением заряженная частица излучает энергию. Электромагнитное излучение (электромагнитные волны) это распространяющееся в пространстве возмущение электромагнитного поля, то есть изменяющийся во времени периодический электромагнитный сигнал в пространстве, состоящем из электрических и магнитных полей. Это и есть тепловое излучение. Тепловое излучение содержит электромагнитные поля различных длин волн. Поскольку атомы движутся при любой температуре, все тела при любой температуре, больше чем температура абсолютного нуля (—273°С), излучают тепло. Энергия электромагнитных волн теплового излучения, то есть сила излучения, зависит от температуры тела, его атомной и молекулярной структуры, а также от состояния поверхности тела. Тепловое излучение происходит по всем длинам волн — от самых коротких до предельно длинных, однако принимают во внимание лишь то тепловое излучение, имеющее практическое значение, которое приходится в диапазоне длин волн: λ = 0,38 – 1000 мкм (в видимой и инфракрасной части электромагнитного спектра). Однако не всякий свет имеет особенности теплового излучения (на пример люминесценция), поэтому в качестве основного диапазона теплового излучения можно принять только диапазон инфракрасного спектра (λ = 0,78 – 1000 мкм). Еще можно сделать дополнение: участок с длиной волны λ = 100 – 1000 мкм, с точки зрения отопления — не интересен.

Таким образом, тепловое излучение, представляет собой одну из форм электромагнитного излучения, возникающее за счёт внутренней энергии тела и имеющего сплошной спектр, то есть это часть электромагнитного излучения, энергия которого при поглощении вызывает тепловой эффект. Тепловое излучение присуще всем телам.

Все тела, имеющие температуру больше чем температура абсолютного нуля (—273°С), даже если они не светятся видимым светом, являются источником инфракрасных лучей и испускают непрерывный инфракрасный спектр. Это означает, что в излучении присутствуют волны со всеми без исключения частотами, и говорить об излучении на какой-либо определенной волне, совершенно бессмысленно.

Основные условные области инфракрасного излучения

На сегодня не существует единой классификации в разделении инфракрасного излучения на составляющие участки (области). В целевой технической литературе встречается более десятка схем деления области инфракрасного излучения на составляющие участки, и все они различаются между собой. Так как все виды теплового электромагнитного излучения имеют одинаковую природу, поэтому классификация излучения по длинам волн в зависимости от производимого ими эффекта носит лишь условный характер и определяются главным образом различиями в технике обнаружения (тип источника излучения, тип прибора учета, его чувствительность и т.п.) и в методике измерения излучения. Математически, с использованием формул (Планка, Вина, Ламберта и т.п.), так же нельзя определить точные границы областей. Для определения длины волны (максимума излучения) существуют две разные формулы (по температуре и по частоте), дающие различные результаты, с разницей примерно в 1,8 раз (это так называемый закон смещения Вина) и плюс к этому все расчеты делаются для АБСОЛЮТНО ЧЕРНОГО ТЕЛА (идеализированного объекта), которых в реальности не существует. Реальные тела, встречающиеся в природе, не подчиняются этим законам и в той или иной степени от них отклоняются. Излучение реальных тел зависит от ряда конкретных характеристик тела (состояния поверхности, микроструктуры, толщины слоя и т. д.). Это так же является причиной указания в разных источниках совершенно разных величин границ областей излучения. Всё это говорит о том, что использовать температуру для описания электромагнитного излучения надо с большой осторожностью и с точностью до порядка. Еще раз подчеркиваю, деление весьма условное!!!

Приведем примеры условного деления инфракрасной области (λ = 0,78 – 1000 мкм) на отдельные участки (информация взята только из технической литературы российских и зарубежных ученых). На приведенном рисунке видно насколько разнообразно это деление, поэтому не стоит привязываться ни к одной из них. Просто нужно знать, что спектр инфракрасного излучения можно условно разбить на несколько участков, от 2-х до 5-и. Область, которая находится ближе в видимому спектру обычно называют: ближняя, близкая, коротковолновая и т. п.. Область, которая находится ближе к микроволновым излучениям — дальняя, далекая, длинноволновая и т.п. Если верить Википедии, то обычная схема деления выглядит так: Ближняя область (Near-infrared, NIR), Коротковолновая область (Short-wavelength infrared, SWIR), Средневолновая область (Mid-wavelength infrared, MWIR), Длинноволновая область (Long-wavelength infrared, LWIR), Дальняя область (Far-infrared, FIR).

Свойства инфракрасных лучей

Инфракрасные лучи — это электромагнитное излучение, имеющее ту же природу, что и видимый свет, поэтому оно так де подчиняется законам оптики. Поэтому, чтобы лучше себе представить процесс теплового излучения, следует проводить аналогию со световым излучением, которое нам всем известно и доступно наблюдению. Однако не надо забывать, что оптические свойства веществ (поглощение, отражение, прозрачность, преломление и т.п.) в инфракрасной области спектра, значительно отличаются от оптических свойств в видимой части спектра. Характерной особенностью инфракрасного излучения является то, что в отличие от других основных видов передачи теплоты здесь нет необходимости в передающем промежуточном веществе. Воздух и тем более вакуум считается прозрачным для инфракрасного излучения, хотя с воздухом это не совсем так. При прохождении инфракрасного излучения через атмосферу (воздух), наблюдается некоторое ослабление теплового излучения. Это обусловлено тем, что сухой и чистый воздух практически прозрачен для тепловых лучей, однако при наличии в нем влаги в виде пара, молекул воды 2 О), углекислого газа (СО2), озона 3) и других твердых или жидких взвешенных частиц, которые отражают и поглощают инфракрасные лучи, он становится не совсем прозрачной средой и в результате этого поток инфракрасного излучения рассеивается по разным направлениям и ослабевает. Обычно рассеяние в инфракрасной области спектра меньше, чем в видимой. Однако, когда потери, вызванные рассеянием в видимой области спектра, велики, и в инфракрасной области они также значительны. Интенсивность рассеянного излучения изменяется обратно пропорционально четвертой степени длины волны. Оно существенно только в коротковолновой инфракрасной области и быстро уменьшается в более длинноволновой части спектра.

Молекулы азота и кислорода в воздухе не поглощают инфракрасное излучение, а ослабляют его лишь в результате рассеяния. Взвешенные частицы пыли так же приводят к рассеиванию инфракрасного излучения, причём величина рассеяния зависит от соотношения размеров частиц и длины волны инфракрасного излучения, чем больше частицы, тем больше рассеивание.

Пары воды, углекислый газ, озон и другие примеси, имеющиеся в атмосфере, селективно поглощают инфракрасное излучение. Например, пары воды, очень сильно поглощают инфракрасное излучение во всей инфракрасной области спектра, а углекислый газ поглощает инфракрасное излучение в средней инфракрасной области.

Что касается жидкостей, то они могут быть как прозрачными, так и не прозрачными для инфракрасного излучения. Например, слой воды толщиной в несколько сантиметров прозрачен для видимого излучения и непрозрачен для инфракрасного излучения с длиной волны более 1 мкм.

Твердые вещества (тела), в свою очередь, в большинстве случаев не прозрачны для теплового излучения, но бывают и исключения. Например, пластины кремния, непрозрачные в видимой области, прозрачны в инфракрасной области, а кварц, наоборот, прозрачен для светового излучения, но непрозрачен для тепловых лучей с длиной волны более 4 мкм. Именно по этой причине кварцевые стекла не применяются в инфракрасных обогревателях. Обычное стекло, в отличие от кварцевого, частично прозрачно для инфракрасных лучей, оно так же может поглощать значительную часть инфракрасного излучения в определенных интервалах спектра, но за то не пропускает ультрафиолетовое излучение. Каменная соль, так же, прозрачна для теплового излучения. Металлы, в своем большинстве, имеют отражательную способность для инфракрасного излучения значительно больше, чем для видимого света, которая возрастает с увеличением длины волны инфракрасного излучения. Например, коэффициент отражения алюминия, золота, серебра и меди при длине волны около 10 мкм достигает 98%, что значительно выше, чем для видимого спектра, это свойство широко используется в конструкции инфракрасных обогревателей.

Достаточно привести здесь в качестве примера остекленные рамы парников: стекло практически пропускает большую часть солнечного излучения, а с другой стороны, разогретая земля излучает волны большой длины (порядка 10 мкм), в отношении которых стекло ведет себя как непрозрачное тело. Благодаря этому внутри парников длительное время поддерживается температура, значительно более высокая, чем температура наружного воздуха, даже после того, как солнечное излучение прекращается.

Инфракрасное излучение в жизни человека


Важную роль в жизни человека играет лучистый теплообмен. Человек отдает окружающей среде теплоту, вырабатываемую в ходе физиологического процесса, главным образом путем лучистого теплообмена и конвекции. При лучистом (инфракрасном) отоплении лучистая составляющая теплообмена тела человека сокращается из-за более высокой температуры, возникающей как на поверхности отопительного прибора, так и на поверхности некоторых внутренних ограждающих конструкций, поэтому при обеспечении одного и того же тепло ощущения конвективные теплопотери могут быть больше, т.е. температура воздуха в помещении может быть меньше. Таким образом, лучистый теплообмен играет решающую роль в формировании ощущения теплового комфорта у человека.

При нахождении человека в зоне действия инфракрасного обогревателя, ИК лучи проникают в организм человека через кожу, при этом разные слои кожи по-разному отражают и поглощают данные лучи.

При инфракрасном длинноволновом излучении проникновение лучей значительно меньше по сравнению с коротковолновым излучением. Поглощающая способность влаги, содержащейся в тканях кожи, очень велика, и кожа поглощает более 90% попадающего на поверхность тела излучения. Нервные рецепторы, ощущающие теплоту, расположены в самом наружном слое кожи. Поглощаемые инфракрасные лучи возбуждают эти рецепторы, что и вызывает у человека ощущение теплоты.

Инфракрасные лучи оказывают как местное, так и общее воздействие. Коротковолновое инфракрасное излучение, в отличии от длинноволнового инфракрасного излучения, может вызвать покраснение кожи в месте облучения, которое рефлекторно распространяется на 2-3 см. вокруг облучаемой области. Причина этого в том, что капиллярные сосуды расширяются, кровообращение усиливается. Вскоре на месте облучения может появиться волдырь, который позднее превращается в струп. Так же при попадании коротковолновых инфракрасных лучей на органы зрения может возникнуть катаракта.

Перечисленные выше, возможные последствия от воздействия коротковолнового ИК обогревателя, не следует путать с воздействием длинноволнового ИК обогревателя. Как уже было сказано, длинноволновые инфракрасные лучи поглощаются в самой верхней части слоя кожи и вызывает только простое тепловое воздействие.

Использование лучистого отопления не должно подвергать человека опасности и создавать дискомфортный микроклимат в помещении.

При лучистом отоплении можно обеспечить комфортные условия при более низкой температуре. При применении лучистого отопления воздух в помещении чище, поскольку меньше скорость воздушных потоков, благодаря чему уменьшается загрязнение пылью. Так же при данном отоплении не происходит разложение пыли, так как температура излучающей пластины длинноволнового обогревателя никогда не достигает температуры, необходимой для разложения пыли.

Чем холоднее излучатель тепла, тем он безвреднее для организма человека, тем дольше может находиться человек в зоне действия обогревателя.


Согласно СниП 2.04.05-91 (далее цитируем)
«температуру поверхности высокотемпературных приборов лучистого обогрева
не следует принимать выше 250°С»
.

Длительное нахождение человека вблизи ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО источника тепла (более 300°С) вредно для здоровья человека.

Влияние на здоровье человека инфракрасного излучения.

Организм человека, как излучает инфракрасные лучи, так и поглощает их. ИК лучи проникают в организм человека через кожу, при этом разные слои кожи по-разному отражают и поглощают данные лучи. Длинноволновое излучение проникает в организм человека значительно меньше по сравнению с коротковолновым излучением. Влага, находящаяся в тканях кожи, поглощает более 90% попадающего на поверхность тела излучения. Нервные рецепторы, ощущающие теплоту, расположены в самом наружном слое кожи. Поглощаемые инфракрасные лучи возбуждают эти рецепторы, что и вызывает у человека ощущение теплоты. Коротковолновое ИК излучение наиболее глубоко проникает в организм, вызывая его максимальный прогрев. В результате этого воздействия повышается потенциальная энергия клеток организма, и из них будет уходить несвязанная вода, повышается деятельность специфических клеточных структур, растет уровень иммуноглобулинов, увеличивается активность ферментов и эстрогенов, происходят и другие биохимические реакции. Это касается всех типов клеток организма и крови. Однако длительное воздействие коротковолнового инфракрасного излучения на организм человека — нежелательно. Именно на этом свойстве основан эффект теплового лечения, широко используемого в физиотерапевтических кабинетах наших и зарубежных клиник и замете, длительность процедур — ограничена. Однако данные ограничения не распространяются на длинноволновые инфракрасные обогреватели. Важная характеристика инфракрасного излучения – длина волны (частота) излучения. Современные исследования в области биотехнологий показали, что именно длинноволновое инфракрасное излучение имеет исключительное значение в развитии всех форм жизни на Земле. По этой причине его называют также биогенетическими лучами или лучами жизни. Наше тело само излучает длинные инфракрасные волны, но оно само нуждается также и в постоянной подпитке длинноволновым теплом. Если это излучение начинает уменьшаться или нет постоянной подпитки им тела человека, то организм подвергается атакам различных заболеваний, человек быстро стареет на фоне общего ухудшения самочувствия. Дальнее инфракрасное излучение нормализует процесс обмена и устраняет причину болезни, а не только её симптомы.

С таким отоплением не будет болеть голова от духоты, вызываемой перегретым воздухом под потолком, как при работе конвективного отопления, — когда постоянно хочется открыть форточку и впустить свежий воздух (при этом выпуская нагретый).

При воздействии ИК-излучения интенсивностью 70-100 Вт/м2 в организме повышается активность биохимических процессов, что ведет к улучшению общего состояния человека. Однако существуют нормативы и их стоит придерживаться. Есть нормативы по безопасному отоплению бытовых и промышленных помещений, по длительности лечебных и косметологических процедур, по работе в ГОРЯЧИХ цехах и т.п. Не стоит об этом забывать. При правильном использовании инфракрасных обогревателей — отрицательного воздействия на организм ПОЛНОСТЬЮ ОТСУТСТВУЕТ.

ИНФРАКРАСНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ, ИНФРАКРАСНЫЕ ЛУЧИ, СВОЙСТВА ИНФРАКРАСНЫХ ЛУЧЕЙ, СПЕКТР ИЗЛУЧЕНИЯ ИНФРАКРАСНЫХ ОБОГРЕВАТЕЛЕЙ Калининград

ОБОГРЕВАТЕЛИ СВОЙСТВА ИЗЛУЧЕНИЕ СПЕКТР ОБОГРЕВАТЕЛЕЙ ДЛИНА ВОЛНЫ ДЛИННОВОЛНОВЫЕ СРЕДНЕВОЛНОВЫЕ КОРОТКОВОЛНОВЫЕ СВЕТЛЫЕ ТЕМНЫЕ СЕРЫЕ ВРЕД ЗДОРОВЬЕ ВЛИЯНИЕ НА ЧЕЛОВЕКА Калининград

Инфракрасное излучение спктр лучи свойства обогреватели волна длина виды здоровье человек вред польза влияние применение длинноволновые средневолновые коротковолновые светлые темные серые

Что такое инфракрасный порт? | Живая наука

Инфракрасное излучение (ИК) или инфракрасный свет — это тип лучистой энергии, невидимой для человеческого глаза, но которую мы можем ощущать как тепло. Все объекты во Вселенной излучают некоторый уровень ИК-излучения, но двумя из наиболее очевидных источников являются солнце и огонь.

ИК — это тип электромагнитного излучения, континуум частот, возникающий, когда атомы поглощают и затем выделяют энергию. Электромагнитное излучение от самой высокой до самой низкой частоты включает гамма-лучи, рентгеновские лучи, ультрафиолетовое излучение, видимый свет, инфракрасное излучение, микроволны и радиоволны.Вместе эти типы излучения составляют электромагнитный спектр.

По данным НАСА, в 1800 году британский астроном Уильям Гершель открыл инфракрасный свет. В эксперименте по измерению разницы температур между цветами в видимом спектре он поместил термометры на пути света в пределах каждого цвета видимого спектра. Он наблюдал повышение температуры от синего до красного, и он обнаружил еще более теплое измерение температуры сразу за красным концом видимого спектра.

В пределах электромагнитного спектра инфракрасные волны возникают на частотах выше частот микроволн и чуть ниже частот видимого красного света, отсюда и название «инфракрасные». По данным Калифорнийского технологического института (Калифорнийский технологический институт), волны инфракрасного излучения длиннее, чем волны видимого света. Частоты ИК-излучения варьируются от примерно 300 гигагерц (ГГц) до примерно 400 терагерц (ТГц), а длины волн оцениваются в диапазоне от 1000 микрометров (мкм) до 760 нанометров (2,9921 дюйма), хотя, по данным НАСА, эти значения не являются окончательными.

Подобно спектру видимого света, который колеблется от фиолетового (самая короткая длина волны видимого света) до красного (самая длинная длина волны), инфракрасное излучение имеет свой собственный диапазон длин волн. Более короткие «ближние инфракрасные» волны, которые ближе к видимому свету в электромагнитном спектре, не излучают никакого заметного тепла и являются тем, что излучается пультом дистанционного управления телевизора для переключения каналов. По данным НАСА, более длинные «дальние инфракрасные» волны, которые ближе к микроволновому участку электромагнитного спектра, могут ощущаться как интенсивное тепло, такое как тепло от солнечного света или огня.

Инфракрасное излучение — это один из трех способов передачи тепла от одного места к другому, два других — конвекция и теплопроводность. Все, что имеет температуру выше 5 градусов по Кельвину (минус 450 градусов по Фаренгейту или минус 268 градусов по Цельсию), испускает ИК-излучение. По данным Университета Теннесси, Солнце выделяет половину своей общей энергии в виде инфракрасного излучения, а большая часть видимого света звезды поглощается и переизлучается в виде инфракрасного излучения.

Использование в быту

Бытовые приборы, такие как нагревательные лампы и тостеры, используют инфракрасное излучение для передачи тепла, как и промышленные обогреватели, например, те, которые используются для сушки и отверждения материалов.По данным Агентства по охране окружающей среды, лампы накаливания преобразуют только около 10 процентов потребляемой электроэнергии в энергию видимого света, а остальные 90 процентов преобразуются в инфракрасное излучение.

Инфракрасные лазеры могут использоваться для связи точка-точка на расстояниях в несколько сотен метров или ярдов. Согласно How Stuff Works, пульты дистанционного управления телевизора, которые полагаются на инфракрасное излучение, испускают импульсы инфракрасной энергии от светодиода (LED) к ИК-приемнику в телевизоре.Приемник преобразует световые импульсы в электрические сигналы, которые инструктируют микропроцессор выполнить запрограммированную команду.

Инфракрасное зондирование

Одно из наиболее полезных применений ИК-спектра — зондирование и обнаружение. Все объекты на Земле излучают ИК-излучение в виде тепла. Это можно обнаружить с помощью электронных датчиков, таких как те, которые используются в очках ночного видения и инфракрасных камерах.

По данным Калифорнийского университета в Беркли (UCB), простым примером такого датчика является болометр, который состоит из телескопа с термочувствительным резистором или термистором в его фокусе.Если в поле зрения прибора попадает теплое тело, оно вызывает заметное изменение напряжения на термисторе.

В камерах ночного видения используется более сложная версия болометра. Эти камеры обычно содержат микросхемы формирования изображений на устройствах с зарядовой связью (ПЗС), чувствительные к ИК-излучению. Изображение, сформированное ПЗС-матрицей, затем можно воспроизвести в видимом свете. Эти системы можно сделать достаточно маленькими, чтобы их можно было использовать в портативных устройствах или носимых очках ночного видения. Камеры также могут использоваться для прицелов с добавлением ИК-лазера для наведения или без него.

Инфракрасная спектроскопия измеряет ИК-излучение материалов на определенных длинах волн. ИК-спектр вещества будет иметь характерные спады и пики, поскольку фотоны (частицы света) поглощаются или испускаются электронами в молекулах при переходе электронов между орбитами или уровнями энергии. Затем эту спектроскопическую информацию можно использовать для идентификации веществ и отслеживания химических реакций.

По словам Роберта Маяновича, профессора физики Университета штата Миссури, инфракрасная спектроскопия, такая как инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье (FTIR), очень полезна для множества научных приложений.К ним относятся исследования молекулярных систем и 2D-материалов, таких как графен.

Инфракрасная астрономия

Калтех описывает инфракрасную астрономию как «обнаружение и изучение инфракрасного излучения (тепловой энергии), испускаемого объектами во Вселенной». Достижения в области систем формирования изображений ИК-ПЗС позволили детально наблюдать за распределением источников ИК-излучения в космосе, выявляя сложные структуры в туманностях, галактиках и крупномасштабную структуру Вселенной.

Одним из преимуществ инфракрасного наблюдения является то, что он может обнаруживать объекты, которые слишком холодны для излучения видимого света.Это привело к открытию ранее неизвестных объектов, включая кометы, астероиды и тонкие межзвездные пылевые облака, которые, похоже, преобладают по всей галактике.

ИК-астрономия особенно полезна для наблюдения за холодными молекулами газа и для определения химического состава пылевых частиц в межзвездной среде, сказал Роберт Паттерсон, профессор астрономии в Университете штата Миссури. Эти наблюдения проводятся с использованием специализированных ПЗС-детекторов, чувствительных к ИК-фотонам.

Еще одно преимущество ИК-излучения заключается в том, что его большая длина волны означает, что оно не рассеивает так много, как видимый свет, согласно НАСА. В то время как видимый свет может поглощаться или отражаться частицами газа и пыли, более длинные ИК-волны просто обходят эти небольшие препятствия. Благодаря этому свойству ИК-излучение можно использовать для наблюдения за объектами, свет которых перекрывается газом и пылью. К таким объектам относятся вновь формирующиеся звезды, заключенные в туманности или в центре галактики Земли.

Дополнительные ресурсы:

Эта статья была обновлена ​​фев.27 августа 2019 г., автор проекта Live Science Трэйси Педерсен.

инфракрасных волн | Управление научной миссии

Что такое инфракрасные волны?

Инфракрасные волны или инфракрасный свет являются частью электромагнитного спектра. Люди сталкиваются с инфракрасными волнами каждый день; человеческий глаз не видит его, но люди могут определять его как тепло.

Пульт дистанционного управления использует световые волны, выходящие за пределы видимого спектра света — инфракрасные световые волны — для переключения каналов на вашем телевизоре.Эта область спектра делится на ближнюю, среднюю и дальнюю инфракрасную. Область от 8 до 15 микрон (мкм) называется земными учеными тепловым инфракрасным, поскольку эти длины волн лучше всего подходят для изучения длинноволновой тепловой энергии, излучаемой нашей планетой.

СЛЕВА: Типичный пульт дистанционного управления телевизором использует энергию инфракрасного излучения с длиной волны около 940 нанометров. Хотя вы не можете «видеть» свет, излучаемый пультом дистанционного управления, некоторые цифровые камеры и камеры сотовых телефонов чувствительны к этой длине волны излучения.Попробуйте! СПРАВА: Инфракрасные лампы Нагревательные лампы часто излучают энергию как в видимом, так и в инфракрасном диапазоне на длинах волн от 500 до 3000 нм. Их можно использовать для обогрева ванных комнат или для согревания еды. Тепловые лампы также могут согреть мелких животных и рептилий или даже согреть яйца, чтобы они могли вылупиться.

Кредит: Трой Бенеш

ОТКРЫТИЕ ИНФРАКРАСНОЙ ИНФРАКРАСКИ

В 1800 году Уильям Гершель провел эксперимент по измерению разницы температур между цветами в видимом спектре.Он поместил термометры в каждый цвет видимого спектра. Результаты показали повышение температуры от синего до красного. Когда он заметил еще более теплое измерение температуры сразу за красным концом видимого спектра, Гершель открыл инфракрасный свет!

ТЕПЛОВОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ

Мы можем воспринимать инфракрасную энергию как тепло. Некоторые предметы настолько горячие, что излучают видимый свет — например, огонь. Другие объекты, например люди, не такие горячие и излучают только инфракрасные волны.Наши глаза не могут видеть эти инфракрасные волны, но инструменты, которые могут воспринимать инфракрасную энергию, такие как очки ночного видения или инфракрасные камеры, позволяют нам «видеть» инфракрасные волны, излучаемые теплыми объектами, такими как люди и животные. Температуры для изображений ниже указаны в градусах Фаренгейта.

Предоставлено: НАСА / Лаборатория реактивного движения — Калтех

.
ПРОХЛАДНАЯ АСТРОНОМИЯ

Многие объекты во Вселенной слишком холодные и тусклые, чтобы их можно было обнаружить в видимом свете, но их можно обнаружить в инфракрасном.Ученые начинают открывать тайны более холодных объектов во Вселенной, таких как планеты, холодные звезды, туманности и многие другие, изучая инфракрасные волны, которые они излучают.

Космический аппарат «Кассини» сделал это изображение полярного сияния Сатурна с помощью инфракрасных волн. Полярное сияние показано синим цветом, а нижележащие облака — красным. Эти полярные сияния уникальны, потому что они могут охватывать весь полюс, тогда как полярные сияния вокруг Земли и Юпитера обычно ограничиваются магнитными полями на кольцах, окружающих магнитные полюса.Большой и изменчивый характер этих полярных сияний указывает на то, что заряженные частицы, втекающие от Солнца, испытывают над Сатурном некоторый тип магнетизма, который ранее был неожиданным.

ПРОСМОТРЕТЬ ПЫЛЬ

Инфракрасные волны имеют более длинные волны, чем видимый свет, и могут проходить через плотные области газа и пыли в космосе с меньшим рассеянием и поглощением. Таким образом, инфракрасная энергия может также обнаруживать объекты во Вселенной, которые нельзя увидеть в видимом свете с помощью оптических телескопов.Космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) оснащен тремя инфракрасными приборами, которые помогают изучать происхождение Вселенной и формирование галактик, звезд и планет.

Когда мы смотрим на созвездие Ориона, мы видим только видимый свет. Но космический телескоп НАСА Спитцер смог обнаружить около 2300 планетообразующих дисков в туманности Ориона, почувствовав инфракрасное свечение их теплой пыли. Каждый диск может образовывать планеты и свою солнечную систему Фото: Томас Мегит (Univ.Толедо) и др., Лаборатория реактивного движения, Калифорнийский технологический институт, НАСА

.

Столб, состоящий из газа и пыли в туманности Киля, освещен свечением ближайших массивных звезд, показанных ниже на изображении в видимом свете, полученном космическим телескопом Хаббла. Интенсивное излучение и быстрые потоки заряженных частиц от этих звезд вызывают образование новых звезд внутри столба. Большинство новых звезд невозможно увидеть на изображении в видимом свете (слева), потому что плотные газовые облака блокируют их свет. Однако, когда столб рассматривается в инфракрасной части спектра (справа), он практически исчезает, открывая молодые звезды за столбом газа и пыли.

Предоставлено: НАСА, ЕКА и группа космического телескопа Hubble SM4 ERO

.
МОНИТОРИНГ ЗЕМЛИ

Для астрофизиков, изучающих Вселенную, источники инфракрасного излучения, такие как планеты, относительно холодны по сравнению с энергией, излучаемой горячими звездами и другими небесными объектами. Земляне изучают инфракрасное излучение как тепловое излучение (или тепло) нашей планеты. Когда падающая солнечная радиация попадает на Землю, часть этой энергии поглощается атмосферой и поверхностью, тем самым нагревая планету.Это тепло излучается с Земли в виде инфракрасного излучения. Инструменты на борту спутников наблюдения за Землей могут определять это излучаемое инфракрасное излучение и использовать полученные измерения для изучения изменений температуры поверхности земли и моря.

Есть и другие источники тепла на поверхности Земли, такие как потоки лавы и лесные пожары. Спектрорадиометр среднего разрешения (MODIS) на борту спутников Aqua и Terra использует инфракрасные данные для отслеживания дыма и определения источников лесных пожаров.Эта информация может иметь важное значение для тушения пожара, когда самолеты-разведчики не могут пролететь сквозь густой дым. Инфракрасные данные также могут помочь ученым отличить пылающий огонь от еще тлеющих ожогов.

Кредит: Джефф Шмальц, Группа быстрого реагирования MODIS

Глобальное изображение справа — это инфракрасное изображение Земли, полученное спутником GOES 6 в 1986 году. Ученый использовал температуру, чтобы определить, какие части изображения получены из облаков, а какие — из суши и моря.Основываясь на этой разнице температур, он раскрасил каждую отдельно 256 цветами, придав изображению реалистичный вид.

Кредит: Центр космической науки и техники, Университет Висконсин-Мэдисон, Ричард Корс, дизайнер

Зачем использовать инфракрасный порт для изображения Земли? Хотя в видимом диапазоне легче отличить облака от земли, в инфракрасном диапазоне облака более детализированы. Это отлично подходит для изучения структуры облаков. Например, обратите внимание, что темные облака теплее, а светлые — холоднее.К юго-востоку от Галапагосских островов, к западу от побережья Южной Америки, есть место, где вы можете отчетливо увидеть несколько слоев облаков, с более теплыми облаками на более низких высотах, ближе к океану, который их согревает.

Мы знаем, глядя на инфракрасное изображение кошки, что многие вещи излучают инфракрасный свет. Но многие вещи также отражают инфракрасный свет, особенно ближний инфракрасный свет. Узнайте больше об ОТРАЖЕННОМ ближнем инфракрасном излучении.

Начало страницы | Далее: Отраженные волны в ближнем инфракрасном диапазоне


Цитирование
APA

Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства, Управление научных миссий.(2010). Инфракрасные волны. Получено [вставить дату — например, 10 августа 2016 г.] , с веб-сайта NASA Science: http://science.nasa.gov/ems/07_infraredwaves

MLA

Управление научной миссии. «Инфракрасные волны» NASA Science . 2010. Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства. [укажите дату — например, 10 августа 2016 г.] http://science.nasa.gov / ems / 07_infraredwaves

Что такое инфракрасное излучение (ИК)?

Инфракрасное излучение (ИК), иногда называемое просто инфракрасным, — это область спектра электромагнитного излучения, длина волны которой составляет от 700 нанометров (нм) до 1 миллиметра (мм).Инфракрасные волны длиннее видимого света, но короче радиоволн. Соответственно, частоты инфракрасного излучения выше, чем у микроволн, но ниже, чем частоты видимого света, в диапазоне примерно от 300 ГГц до 400 ТГц.

Инфракрасный свет невидим для человеческого глаза, хотя более длинные инфракрасные волны могут восприниматься как тепло. Однако он имеет некоторые общие характеристики с видимым светом, а именно: инфракрасный свет может быть сфокусированным, отраженным и поляризованным.

Длина волны и частота

Инфракрасный порт можно разделить на несколько спектральных областей или диапазонов в зависимости от длины волны; однако нет единого определения точных границ каждой полосы.Инфракрасное излучение обычно делится на ближнее, среднее и дальнее. Его также можно разделить на пять категорий: ближняя, коротковолновая, средняя, ​​длинноволновая и дальняя инфракрасная.

Ближний ИК-диапазон содержит диапазон длин волн, наиболее близкий к красному концу спектра видимого света. Обычно считается, что он состоит из длин волн от 750 до 1300 нм или от 0,75 до 1,3 мкм. Его частота колеблется от 215 до 400 ТГц. Эта группа состоит из самых длинных волн и самых коротких частот, и они производят наименьшее количество тепла.

Видимый и невидимый свет

Промежуточный ИК-диапазон , , также называемый средним ИК-диапазоном, охватывает длины волн от 1300 нм до 3000 нм — или от 1,3 до 3 мкм. Частоты варьируются от 20 ТГц до 215 ТГц.

Длины волн в дальнем ИК-диапазоне, которые наиболее близки к микроволнам, составляют от 3000 нм до 1 мм, или от 3 до 1000 микрон. Частоты варьируются от 0,3 ТГц до 20 ТГц. Эта группа состоит из самых коротких волн и самых длинных частот, и они выделяют больше всего тепла.

Использование инфракрасного излучения

Инфракрасный используется во множестве приложений. Среди наиболее известных — тепловые датчики, тепловизионное оборудование и оборудование ночного видения.

В коммуникациях и сетях инфракрасный свет используется в проводных и беспроводных операциях. В пультах дистанционного управления используется ближний инфракрасный свет, передаваемый с помощью светодиодов, для отправки сфокусированных сигналов на домашние развлекательные устройства, такие как телевизоры. Инфракрасный свет также используется в оптоволоконных кабелях для передачи данных.

Электромагнитный спектр и видимый свет

Кроме того, инфракрасное излучение широко используется в астрономии для наблюдения за объектами в космосе, которые не могут быть обнаружены полностью или частично человеческим глазом, включая молекулярные облака, звезды, планеты и активные галактики.

История технологии инфракрасного излучения

Инфракрасное излучение было открыто британским астрономом сэром Уильямом Гершелем в 1800 году. Гершель знал, что солнечный свет можно разделить на отдельные компоненты, и этот шаг достигается путем преломления света через стеклянную призму.Затем он измерил температуру созданных разных цветов. Он обнаружил, что температура повышается по мере перехода от фиолетового, синего, зеленого, желтого, оранжевого и красного света к другому. Затем Гершель пошел еще дальше, измерив температуру в части за пределами красной области. Там, в инфракрасной области, он обнаружил, что температура была самой высокой из всех.

Инфракрасные волны

РАДИО ВОЛНЫ | МИКРОВОЛНЫ | ИНФРАКРАСНЫЙ | ВИДИМЫЙ СВЕТ | УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫЙ | РЕНТГЕНОВСКИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ | ГАММА ЛУЧИ

Инфракрасный свет находится между видимым светом и микроволновым излучением. части электромагнитного спектра.Инфракрасный свет имеет диапазон длины волн, точно так же, как видимый свет имеет длины волн в диапазоне от красного от светлого до фиолетового. «Ближний инфракрасный» свет ближе всего по длине волны к видимый свет и «дальний инфракрасный» ближе к микроволновому диапазону электромагнитный спектр. Более длинная, дальняя инфракрасная область длины волн размером с булавочную головку а более короткие, ближние инфракрасные области имеют размер клетки или микроскопический.

Волны в дальнем инфракрасном диапазоне являются тепловыми.Другими словами, мы испытываем такой тип инфракрасное излучение каждый день в виде тепла! Жара, которую мы ощущение от солнечного света, огня, радиатора или теплого тротуара — инфракрасное. Чувствительные к температуре нервные окончания в нашей коже могут обнаруживать разница между внутренней температурой тела и внешней температурой кожи температура.

Инфракрасный свет иногда используется даже для нагрева пищи — специальные лампы, излучающие тепловые инфракрасные волны часто используются в ресторанах быстрого питания!

Более короткие, ближние инфракрасные волны не горячие вообще — на самом деле вы их даже не чувствуете.Эти более короткие длины волн являются единственными используется пультом дистанционного управления вашего телевизора.

Как мы можем «видеть», используя инфракрасный порт?

Поскольку первичный источник инфракрасного излучения излучение — это тепло или тепловое излучение, любой объект, имеющий температуру излучает в инфракрасном диапазоне. Четный объекты, которые мы считаем очень холодными, например кубик льда, излучают инфракрасный. Когда объект недостаточно горячий, чтобы излучать видимый свет, он будет излучать большую часть своей энергии в инфракрасном диапазоне.Например, горячий уголь может не испускать свет, но излучает инфракрасное излучение, которое мы чувствуем как нагревать. Чем теплее объект, тем больше инфракрасного излучения он излучает.

Люди при нормальной температуре тела сильнее всего излучают в инфракрасном диапазоне. на длине волны около 10 мкм. (Микрон — это термин, обычно используемый в астрономии для микрометра или одной миллионной метра.) Это изображение ( что любезно Центр обработки и анализа инфракрасного излучения в Калифорнийском технологическом институте), показывает мужчина держит зажженную спичку! Какие части этого изображения как вы думаете, у вас самая теплая температура? Как температура очки этого человека сравнить с температурой его руки?
Чтобы сделать инфракрасные снимки, подобные приведенной выше, мы можем использовать специальные камеры и пленка, которая обнаруживает разницу в температуре, а затем назначает разную яркость или ложные цвета к ним.Это дает картину, которую могут интерпретировать наши глаза.

На изображении слева (любезно предоставлено SE-IR Corporation, Голета, Калифорния) показана кошка в инфракрасный. Оранжевые области самые теплые, а бело-синие области — самые теплые. самый холодный. Это изображение дает нам другое представление о знакомом животном, как о а также информацию, которую мы не смогли получить из изображения в видимом свете.

Люди могут не видеть инфракрасный свет, но знаете ли вы, что у змей из семейства ямовых гадюк, как и у гремучих змей, есть сенсорные «ямки», которые используются для изображения инфракрасного света? Это позволяет змее обнаруживать теплокровные животные даже в темных норах! Считается, что у змей с двумя сенсорными ямками есть восприятие глубины в инфракрасном диапазоне! (Благодаря Инфракрасный центр обработки и анализа НАСА за помощью с текстом на эта секция.)

Инфракрасный свет излучают многие вещи, помимо людей и животных — Земля, Солнце, а также такие далекие вещи, как звезды и галактики! Для просмотра с орбиты Земли, смотрим ли мы в космос или на Землю, мы можем использовать приборы на борту спутников.

Спутники, такие как GOES 6 и Landsat 7, смотрят на Земля. Специальные датчики, такие как на спутнике Landsat 7, записывать данные о количестве инфракрасного света, отраженного или испускаемого поверхность Земли.
Ландсат 7

Другие спутники, такие как инфракрасная астрономия Спутник (IRAS) смотрит в космос и измеряет приходящий инфракрасный свет. от таких вещей, как большие облака пыли и газа, звезды и галактики!


Что нам показывает инфракрасный порт?

Это инфракрасный снимок Земли, сделанный спутником GOES 6 в г. 1986. Ученый использовал температуру, чтобы определить, какие части изображения были из облаков, и которые были сушей и морем.Исходя из этих температур различия, он раскрасил каждый отдельно 256 цветов, придавая изображению реалистичный внешний вид.

Зачем использовать инфракрасный порт для изображения Земли? Хотя легче отличать облака от земли в видимом диапазоне, в облаках больше деталей в инфракрасном диапазоне. Это отлично подходит для изучения структуры облаков. Для Например, обратите внимание, что более темные облака теплее, а более светлые — холоднее. К юго-востоку от Галапагосских островов, к западу от побережье Южной Америки, есть место, где отчетливо видно несколько слоями облаков, с более теплыми облаками на меньших высотах, ближе к океан, который их согревает.


Центр космической науки и техники,
Университет г. Висконсин-Мэдисон,
Ричард Корс, дизайнер

Мы знаем, глядя на инфракрасное изображение кошки, что многие вещи излучают инфракрасное излучение. Но многие вещи также отражают инфракрасный свет, особенно ближний инфракрасный свет. Ближнее инфракрасное излучение не связано с температура фотографируемого объекта — если только объект не очень, очень жарко.

Инфракрасная пленка «видит» объект, потому что Солнце (или другой источник света) сияет инфракрасный свет на нем, и он отражается или поглощается объектом.Ты можно сказать, что это отражение или поглощение инфракрасного излучения помогает определить «цвет» объекта — его цвет представляет собой комбинацию красного, зеленого, синего и инфракрасный!

Это изображение здания с деревом и травой показывает, как Хлорофилл в растениях отражает ближний инфракрасный свет волны вместе с видимыми световыми волнами. Хотя мы не может видеть инфракрасные волны, они всегда рядом. Видимый световые волны, нарисованные на этой картинке, имеют зеленый цвет, а инфракрасные — бледно-красный.

Этот снимок был сделан на специальную пленку, которая может обнаруживать невидимые объекты. инфракрасные волны. Это ложный цвет изображение, прямо как у кота. Инфракрасные изображения в ложных цветах Земля часто использует цветовую схему, подобную показанной здесь, где инфракрасный свет отображается в видимый красный цвет. Это означает, что все в это изображение, которое выглядит красным, испускает или отражает инфракрасный свет. Из-за этого растительность, такая как трава, и деревья кажутся красными.Видимые световые волны, нарисованные на этой картинке, имеют зеленый цвет, а инфракрасные — более темно-красные.
Это изображение Феникса, Аризона, показывающее данные в ближней инфракрасной области, собранные спутником Landsat 5. Свет Области — это области с высоким коэффициентом отражения волн ближнего инфракрасного диапазона. В темные области имеют низкую отражательную способность. Как ты думаешь черный линии сетки в правом нижнем углу этого изображения представляют?
На этом изображении показаны инфракрасные данные (в виде красный), составленные с данными видимого света на синей и зеленой длинах волн.Если ближний инфракрасный свет отражается от здоровой растительности, что делать? вы думаете, что области в форме красного квадрата находятся в нижнем левом углу изображение?

Приборы на борту спутников также могут делать снимки в космосе. Изображение ниже центральной области нашей галактики было получено IRAS. В туманная горизонтальная S-образная деталь, пересекающая изображение, — слабое тепло испускается пылью в плоскости Солнечной системы.


Инфракрасный центр обработки и анализа, Калифорнийский технологический институт / Лаборатория реактивного движения [СЛЕДУЮЩАЯ ДЛИНА ВОЛНЫ] [СЛЕДУЮЩАЯ УКРАШЕННАЯ ДЛИНА ВОЛНЫ]


ВОЗВРАЩЕНИЕ К ЭЛЕКТРОМАГНИТНОМУ СПЕКТРУ

Инфракрасное излучение — Energy Education

Рисунок 1.Собака в инфракрасном спектре. [1]

Инфракрасное излучение (ИК) — это тип лучистой энергии с более длинными волнами, чем видимый людям видимый свет, но с более короткими длинами волн, чем радиоволны. Его диапазон простирается от довольно малых длин волн около красного цвета, 700×10 -9 м, до почти миллиметра, 3×10 -4 м. [2]

Эффект ИК

Хотя инфракрасное излучение не может быть замечено человеческим глазом, его определенно можно почувствовать.Инфракрасная энергия ощущается как тепло, потому что она взаимодействует с молекулами, возбуждая их, заставляя их двигаться быстрее, что увеличивает внутреннюю температуру объекта, поглощающего инфракрасную энергию. Хотя все длины волн лучистой энергии нагревают поверхности, которые их поглощают, инфракрасное излучение является наиболее распространенным в повседневной жизни из-за «обычных» объектов, которые излучают его как лучистое тепло (см. Излучение черного тела и закон Вина для получения дополнительной информации по этому поводу). [3] Например, люди при температуре 37 ° C [4] излучают большую часть своего лучистого тепла в инфракрасном диапазоне, как показано на Рисунке 1.

Рисунок 2. Двуокись углерода может взаимодействовать с инфракрасным излучением, что приводит к дисбалансу излучения, входящего и выходящего из атмосферы. [5]

Около 50% энергии Солнца, поступающей на Землю, находится в форме инфракрасного излучения, [6] , поэтому баланс этого излучения в атмосфере имеет решающее значение для поддержания стабильной температуры и климата. Углекислый газ в атмосфере производит парниковый эффект, потому что CO 2 способен поглощать и повторно излучать инфракрасное излучение, как показано на рисунке 2, в отличие от газов, которые составляют большую часть атмосферы (молекулярный кислород, O 2 около 21% и азот, N 2 , около 78%). [7] Этот парниковый эффект необходим для приемлемых для жизни температур на Земле, однако повышение уровня парниковых газов способствует нестабильному потеплению на Земле, что вызывает серьезную озабоченность. Подробнее об этом дисбалансе читайте здесь.

Поскольку инфракрасный спектр имеет более низкую энергию, чем видимый свет, это ограничивает количество солнечной энергии, которое может быть использовано стандартными фотоэлектрическими элементами.

Использование IR

Рис. 3. Ночное видение преобразует инфракрасное излучение, излучаемое объектами, в видимый свет, видимый человеческим глазом. [8]

Инфракрасное излучение имеет множество применений, в том числе:

  • Отопление (варочное, сауны, промышленное)
  • Ночное видение (очки, фотоаппараты) [9]
  • Изображения (биологические, минеральные, оборонные, астрономические)
  • Климатология и метеорология

Для дальнейшего чтения

Список литературы

  1. ↑ Wikimedia Commons [Online], Доступно: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/0c/Infrared_dog.jpg
  2. ↑ CRISP, Электромагнитные волны [Онлайн], Доступно: http: // www.crisp.nus.edu.sg/~research/tutorial/em.htm
  3. ↑ Hyperphysics, Heat Radiation [Online], Доступно: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/thermo/stefan.html#c2
  4. ↑ Р. А. Хинрихс и М. Кляйнбах, «Тепло и работа», в книге «Энергия: ее использование и окружающая среда», , 4-е изд. Торонто, Онтарио. Канада: Томсон Брукс / Коул, 2006, глава 4, раздел E, стр.111-114
  5. ↑ PhET Simulations, Molecules and Light [Online], Доступно: https: //phet.colorado.edu / en / моделирование / молекулы и свет
  6. ↑ Руководство по пассивному нагреву и охлаждению, Введение в солнечную энергию [Документ], Доступно: http://www.azsolarcenter.com/design/documents/passive.DOC
  7. ↑ UCAR, Углекислый газ поглощает и повторно излучает инфракрасное излучение. [Online], доступно: http://scied.ucar.edu/carbon-dioxide-absorbs-and-re-emits-infrared-radiation
  8. ↑ Wikimedia Commons [Online], доступно: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/52/Nightvision.jpg
  9. ↑ American Technologies Network Corporation, Как работает ночное видение [Online], Доступно: http://www.atncorp.com/HowNightVisionWorks

Инфракрасный свет — обзор

10.3.2 Полимеры, чувствительные к ближнему инфракрасному свету

Ближний инфракрасный свет (NIR) между 750 и 1000 нм может проникать в ткань на глубину от нескольких миллиметров до сантиметра. Сообщалось, что полимерные системы доставки лекарств, чувствительные к БИК-свету, представляют собой комбинацию полимеров и наночастиц золота, которые поглощают БИК-свет и повышают температуру.Биоразлагаемые микросферы PLGA (1–15 мкм), содержащие паклитаксел и полые наночастицы золота (около 35 нм), были приготовлены с использованием растворителя двойной эмульсии вода-в-масле-в-воде (W 1 / O / W 2 ). метод испарения (You, Shao, Wei, Gupta, & Li, 2010, рис. 10.3 (b)). Липофильный паклитаксел диспергировали в PLGA на молекулярном уровне. Наночастицы золота, вероятно, были диспергированы в водной фазе W 1 внутри микросфер. Более быстрое высвобождение лекарственного средства, более высокая цитотоксичность и более эффективное подавление прогрессирования опухоли после внутриопухолевой инъекции микросфер мышам были получены с помощью NIR-облучения по сравнению с без облучения.Облучение NIR вызвало быстрое повышение температуры наночастиц золота и микросфер. При повышении температуры полимерные цепи PLGA становились более гибкими, и лекарство быстрее высвобождалось из матрицы PLGA (You et al., 2010). Ожидается, что опухоли на поверхности органов будут регрессировать с помощью этих полимерных систем, чувствительных к ближнему инфракрасному излучению.

В другой системе гибридные наногели состояли из биметаллической наночастицы Ag – Au в качестве ядра, термореактивного нелинейного гидрогеля на основе PEG в качестве оболочки и цепей гиалуроновой кислоты на поверхности наночастиц в качестве нацеливающих лигандов (Wu et al., 2010, рисунок 10.3 (в)). Гибридные наногели высвобождают лекарство термочувствительно. Когда раствор темозоломида инкубировали с клетками, NIR-облучение в течение 5 мин не влияло на цитотоксичность. Гибридные наногели показали более высокую цитотоксичность при БИК-облучении, чем без облучения. Сравнивая эффекты фототермической, химиотерапевтической и комбинированной химиофотермической обработки, было доказано, что эффективность гибридных наногелей является синергетической химиофотермической (Wu et al., 2010). Комбинация термочувствительных полимеров и металлов полезна для медикаментозного лечения, чувствительного к ближнему инфракрасному излучению, на поверхности тела, органов и тканей.

Инфракрасный | COSMOS

Инфракрасное излучение — это форма электромагнитного излучения с длинами волн больше, чем у красного края видимой части электромагнитного спектра, но короче микроволнового излучения. Этот диапазон длин волн составляет примерно от 1 до нескольких сотен микрон и условно подразделяется — стандартного определения не существует — на ближний инфракрасный (1-5 микрон), средний инфракрасный (5-40 микрон) и дальний инфракрасный (от 40 до 350). микрон).

Электромагнитный спектр

Свет в ближнем инфракрасном диапазоне исходит от относительно холодных (750–3000 Кельвинов) объектов в нашей Вселенной, таких как красные гиганты и холодные красные звезды.Излучение в среднем инфракрасном диапазоне исходит от пыли (140-750 Кельвинов), нагретой звездами, протопланетными дисками, планетами и кометами. Из-за большей длины волны и, следовательно, более низкой частоты (f = c /, где c — скорость света и — длина волны) и энергии (E = hxf, где h — постоянная Планка) дальнего инфракрасного излучения, он отслеживает даже более холодные объекты. (12 — 140 Кельвинов), такие как облака холодного молекулярного газа и облака пыли.

Дискавери

Около 1800 года британский астроном, родившийся в Германии, Уильям Гершель открыл инфракрасное излучение.Он сделал это с помощью простого эксперимента, в котором он рассеивал солнечный свет через призму и помещал термометр в место каждого цвета.

Leave Comment

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *