Mida ravitakse infrapunakiirgusega? Infrapunakiirgus: looduslikud ja tehislikud allikad. Mida peate teadma infrapunakiirguse kohta

Infrapunakiirgus (IR) on elektromagnetilise kiirguse vorm, mis hõivab nähtava punase valguse (INFRARED: BELOW red) ja lühilaine raadiokiirguse vahelise spektrivahemiku. Need kiired tekitavad soojust ja on teaduses tuntud kui termilised lained. Need kiired tekitavad soojust ja on teaduses tuntud kui termilised lained.

Kõik kuumutatud kehad kiirgavad infrapuna-uuringut, sealhulgas inimkeha ja Päike, mis sel viisil soojendab meie planeeti koos teiega, andes elu kõigile sellel elavatele olenditele. Soojus, mida me lõkke või kamina, kerise või sooja asfaldi ääres lõkkest tunneme, on kõik infrapunakiirte tagajärg.

Kogu infrapunakiirguse spekter jaguneb tavaliselt kolmeks põhivahemikuks, mis erinevad pika lainepikkuse poolest:

  • Lühilaine, pika lainega λ = 0,74-2,5 mikronit;
  • Kesklaine, pika lainega λ = 2,5-50 mikronit;
  • Pikalaineline, pika lainega λ = 50-2000 mikronit.

Lähi- või muidu lühilainelised infrapunakiired ei ole üldse kuumad, tegelikult me ​​isegi ei tunne neid. Neid laineid kasutatakse näiteks telerite pultides, automaatikasüsteemides, turvasüsteemides jne. Nende sagedus on suurem ja vastavalt ka nende energia suurem kui kaugete (pikkade) infrapunakiirte oma. Kuid mitte sellisel tasemel, et see kahjustaks keha. Soojus hakkab tekkima keskmistel infrapuna lainepikkustel ja me juba tunnetame nende energiat. Infrapunakiirgust nimetatakse ka "termiliseks" kiirguseks, kuna kuumutatud objektide kiirgust tajub inimese nahk soojustundena. Sel juhul sõltuvad keha poolt väljastatavad lainepikkused küttetemperatuurist: mida kõrgem on temperatuur, seda lühem on lainepikkus ja suurem kiirgusintensiivsus. Näiteks allikas lainepikkusega 1,1 µm vastab sulametallile ja allikas lainepikkusega 3,4 µm vastab metallile valtsimise, sepistamise lõpus.

Meie jaoks pakub huvi spekter lainepikkusega 5–20 mikronit, kuna just selles vahemikus langeb üle 90% infrapunaküttesüsteemide kiirgusest, mille kiirgustiik on 10 mikronit. On väga oluline, et just sellel sagedusel kiirgab inimkeha ise 9,4 mikroni suuruseid infrapunalaineid. Seega tajub inimkeha igasugust antud sagedusega kiirgust seotuna ning sellel on kasulik ja veelgi enam tervendav toime.

Sellise infrapunakiirguse mõjuga kehale tekib "resonantsneeldumise" efekt, mida iseloomustab välise energia aktiivne neeldumine keha poolt. Selle tulemusena on võimalik jälgida hemoglobiini taseme tõusu inimesel, ensüümide ja östrogeenide aktiivsuse tõusu, üldtulemusena - inimese elutegevuse stimuleerimist.

Infrapunakiirguse mõju inimkeha pinnale, nagu me juba ütlesime, on kasulik ja pealegi meeldiv. Meenuta esimesi päikesepaistelisi päevi kevade alguses, kui pärast pikka ja pilvist talve lõpuks päike välja tuli! Tunnete, kuidas see meeldivalt ümbritseb teie naha, näo, peopesade valgustatud ala. Kindaid ja mütsi enam kanda ei taha, vaatamata “mugavaga” võrreldes üsna madalale temperatuurile. Kuid niipea, kui ilmub väike pilv, kogeme kohe sellise meeldiva tunde katkemisest käegakatsutavat ebamugavust. See on just see kiirgus, millest meil kogu talve jooksul nii palju puudust tundus, kui Päike pikka aega puudus ja me, tahes-tahtmata, oma "infrapunaposti" kandsime.

Infrapunakiirgusega kokkupuute tulemusena võite jälgida:

  • Ainevahetuse kiirenemine kehas;
  • Nahakoe taastamine;
  • Vananemisprotsessi aeglustamine;
  • Liigse rasva eemaldamine kehast;
  • Inimese motoorse energia vabastamine;
  • organismi antimikroobse resistentsuse suurendamine;
  • taimekasvu aktiveerimine

ja paljud paljud teised. Lisaks kasutatakse infrapunakiirgust füsioteraapias paljude haiguste, sealhulgas vähi raviks, kuna see soodustab kapillaaride laienemist, stimuleerib verevoolu veresoontes, parandab immuunsust ja annab üldise ravitoime.

Ja see pole sugugi üllatav, sest see kiirgus on meile looduse poolt antud soojuse, elu ülekandmiseks kõigile elusolenditele, kes seda soojust ja mugavust vajavad, minnes mööda tühjast ruumist ja õhust kui vahendajatest.

SISSEJUHATUS

Oma olemuse ebatäiuslikkus, mida kompenseeris intellekti paindlikkus, tõukas inimest pidevalt otsima. Soov lennata nagu lind, ujuda nagu kala või, näiteks, näha öösel nagu kass, kehastus tegelikkuses, kui nõutud teadmised ja tehnoloogia saavutati. Teadusliku uurimistöö ajendiks olid sageli sõjalise tegevuse vajadused ja tulemused määras olemasolev tehnoloogiline tase.

Nägemisulatuse laiendamine silmadele kättesaamatu teabe visualiseerimiseks on üks raskemaid ülesandeid, kuna see nõuab tõsist teaduslikku ettevalmistust ning märkimisväärset tehnilist ja majanduslikku baasi. Esimesed edukad tulemused selles suunas saadi 1930. aastatel. Vaatluse probleem vähese valgusega tingimustes omandas erilise tähtsuse Teise maailmasõja ajal.

Loomulikult on selles suunas tehtud jõupingutused toonud kaasa edusamme teadusuuringutes, meditsiinis, kommunikatsioonitehnoloogias ja muudes valdkondades.

INFRAPUNAKIIRGUSE FÜÜSIKA

Infrapunakiirgus- elektromagnetiline kiirgus, mis hõivab spektripiirkonna nähtava valguse punase otsa vahel (lainepikkusega (= m) ja lühilainekiirgusega (= m). Infrapunakiirguse avastas 1800. aastal inglise teadlane W. Herschel. 123 aastat pärast seda infrapunakiirguse avastamisel võttis nõukogude füüsik A. A. Glagoleva-Arkadjeva vastu raadiolaineid lainepikkusega ligikaudu 80 mikronit, s.o. asusid infrapunakiirguse lainepikkuste vahemikus. See tõestas, et valgus, infrapunakiired ja raadiolained on sama laadi, kõik need on lihtsalt tavaliste elektromagnetlainete sordid.

Infrapunakiirgust nimetatakse ka "termiliseks" kiirguseks, kuna kõik kehad, nii tahked kui vedelad, kuumutatud teatud temperatuurini, kiirgavad energiat infrapunaspektris.

IR ALLIKAD

MÕNE OBJEKTE PÕHILISED IR-KIIRGUSE ALLIKAD

Ballistiliste rakettide ja kosmoseobjektide infrapunakiirgus

lennuki infrapunakiirgus

Pinnalaevade infrapunakiirgus

marssitõrvik

mootor, mis on põlevate gaaside voog, mis kannab raketikütuse põlemisel tekkivaid hõljuvaid tahkeid tuha ja tahma osakesi.

Raketi kere.

Maa, mis peegeldab mõnda seda tabanud päikesekiiri.

Maa ise.

Päikese, Maa, Kuu ja muude allikate kiirgus, mis peegeldub lennuki lennuki kerelt.

Turboreaktiivmootori pikendustoru ja düüsi või kolbmootorite väljalasketorude isekiirgus.

Heitgaasi joa enda soojuskiirgus.

Lennuki naha enda soojuskiirgus, mis tekib aerodünaamilise kuumenemise tõttu kiirlennul.

Korstna korpus.

heitgaas

korstna auk

IR KIIRGUSE PEAMISED OMADUSED

1. Läbib mõningaid läbipaistmatuid kehasid, ka läbi vihma,

udu, lumi.

2. Annab fotoplaatidele keemilise efekti.

3. Aine imendub, soojendab seda.

4. Põhjustab germaaniumis sisemise fotoelektrilise efekti.

5. Nähtamatu.

6. On võimeline tekitama interferentsi ja difraktsiooninähtusi.

7. Registreerida termiliste meetoditega, fotoelektriliste ja

fotograafiline.

IR OMADUSED

Sisemine peegeldunud sumbumine Füüsiline

termilised objektid IR IR kiirguse tunnused IR

kiirguskiirgus atmosfääris kiirgustaustad

Omadused

Peamine mõisted

Kuumutatud kehade omasoojuskiirgus

Põhikontseptsioon on täiesti must keha. Absoluutselt must keha on keha, mis neelab kogu sellele langeva kiirguse mis tahes lainepikkusel. Musta keha kiirguse intensiivsuse jaotus (z / n Planck): , kus on kiirguse spektraalne heledus temperatuuril T, on lainepikkus mikronites, C1 ja C2 on konstantsed koefitsiendid: C1 \u003d 1,19 * W * mikronit * cm * sr,

С2 = 1,44 * μm * deg. Maksimaalne lainepikkus (Wieni seadus): kus T on keha absoluutne temperatuur.

Integraalne kiirgustihedus – Stefani – Boltzmanni seadus:

Objektidelt peegeldunud infrapunakiirgus

Maksimaalne päikesekiirgus, mis määrab peegeldunud komponendi, vastab lühematele kui 0,75 μm lainepikkustele ja 98% kogu päikesekiirguse energiast langeb spektrialale kuni 3 μm. Sageli peetakse seda lainepikkust piiriks, mis eraldab objektide IR-kiirguse peegeldunud (päikese) ja sisemised komponendid. Seetõttu võib eeldada, et IR-spektri lähiosas (kuni 3 μm) on peegeldunud komponent määrav ning kiirguse jaotus objektide vahel sõltub peegeldusteguri ja kiirgustiheduse jaotusest. IR-spektri kaugema osa jaoks on määrav objektide isekiirgus ning kiirguse jaotus nende pindalale sõltub kiirgustiheduse ja temperatuuri jaotusest.

IR-spektri kesklaine osas tuleb arvestada kõigi nelja parameetriga.

IR-kiirguse nõrgenemine atmosfääris

IR lainepikkuste vahemikus on mitu läbipaistvusakent ning atmosfääri ülekande sõltuvus lainepikkusest on väga keerulise vormiga. IR-kiirguse sumbumise määravad veeauru ja gaasi komponentide, peamiselt süsinikdioksiidi ja osooni neeldumisribad, samuti kiirguse hajumise nähtused. Vt joonist "IR-neeldumine".

IR-kiirguse taustade füüsikalised omadused

IR-kiirgusel on kaks komponenti: oma soojuskiirgus ja Päikesest ja muudest välisallikatest peegeldunud (hajutatud) kiirgus. Lainepikkuste vahemikus, mis on lühem kui 3 μm, domineerib peegeldunud ja hajutatud päikesekiirgus. Selles lainepikkuste vahemikus võib reeglina tähelepanuta jätta taustade sisemise soojuskiirguse. Vastupidi, lainepikkuste vahemikus üle 4 μm domineerib taustade sisemine soojuskiirgus ja tähelepanuta võib jätta peegeldunud (hajutatud) päikesekiirguse. Lainepikkuste vahemik 3-4 mikronit on justkui üleminekuvahemik. Selles vahemikus täheldatakse taustamoodustiste heleduse väljendunud miinimumi.

IR-NEINEMINE

Atmosfääri ülekandespekter lähi- ja keskmise infrapuna piirkonnas (1,2-40 µm) merepinnal (graafikutel alumine kõver) ja 4000 m kõrgusel (ülemine kõver); submillimeetrises vahemikus (300-500 mikronit) ei jõua kiirgus Maa pinnale.

MÕJU INIMESELE

Juba iidsetest aegadest on inimesed hästi teadlikud soojuse ehk teaduslikult öeldes infrapunakiirguse kasulikust jõust.

Infrapunaspektris on umbes 7–14 mikroni lainepikkusega piirkond (infrapunavahemiku nn pika lainepikkusega osa), millel on inimkehale tõeliselt ainulaadne kasulik mõju. See infrapunakiirguse osa vastab inimkeha enda kiirgusele maksimaalselt lainepikkusel umbes 10 mikronit. Seetõttu tajub meie keha igasugust sellise lainepikkusega välist kiirgust "omana". Meie Maa kuulsaim looduslik infrapunakiirte allikas on Päike ja Venemaa kuulsaim pikalaineliste infrapunakiirte kunstlik allikas on Vene pliit, mille kasulikku mõju on kindlasti kogenud iga inimene. Infrapunalainete abil toidu valmistamine muudab toidu eriti maitsvaks, säilitab vitamiine ja mineraalaineid ning sellel pole midagi pistmist mikrolaineahjudega.

Mõjutades inimkeha infrapuna vahemiku pika lainepikkusega osas, võib saada nähtuse nimega "resonantsne neeldumine", mille käigus keha neelab aktiivselt välisenergiat. Selle mõju tulemusena suureneb keharaku potentsiaalne energia ja sellest väljub sidumata vesi, suureneb spetsiifiliste rakustruktuuride aktiivsus, immunoglobuliinide tase, ensüümide ja östrogeenide aktiivsus ning muud biokeemilised reaktsioonid. See kehtib igat tüüpi keharakkude ja vere kohta.

OBJEKTIDE IR-KUJUTISTE OMADUSED

Infrapunakujutistel on vaatleja jaoks ebatavaline kontrastide jaotus teadaolevate objektide vahel, kuna objektide pindade optilised omadused erinevad infrapunakiirguse vahemikus võrreldes spektri nähtava osaga. IR-kiirgus võimaldab tuvastada IR-piltidel objekte, mida tavalistel fotodel ei näe. Saate tuvastada kahjustatud puude ja põõsaste alad ning paljastada värskelt lõigatud taimestiku kasutamise objektide varjamiseks. Piltide erinev toonide edastamine viis nn mitmetsoonilise pildistamise loomiseni, mille käigus pildistatakse mitmetsoonilise kaameraga samaaegselt spektri erinevates tsoonides objektide tasapinna sama lõiku.

IR-piltide teine, termokaartidele omane omadus on see, et nende moodustamisel on lisaks peegeldunud kiirgusele kaasas ka sisemine kiirgus ja mõnel juhul ainult see üksinda. Enesekiirguse määrab objektide pindade kiirgusvõime ja nende temperatuur. See võimaldab termokaartidel tuvastada kuumenenud pindu või nende alasid, mis on fotodel täiesti nähtamatud, ning kasutada termopilte infoallikana objekti temperatuuriseisundi kohta.

IR-pildid annavad teavet ka objektide kohta, mida pildistamise hetkel enam ei ole. Nii säilitatakse näiteks lennuki parklas asuva saidi pinnal mõnda aega selle termoportree, mida saab salvestada IR-pildile.

Soojuskaartide neljas omadus on võimalus registreerida objekte nii langeva kiirguse kui ka temperatuurierinevuste puudumisel; ainult nende pindade kiirgusvõime erinevuste tõttu. See omadus võimaldab vaadelda objekte täielikus pimeduses ja sellistes tingimustes, kus temperatuuride erinevused on võrdsustatud märkamatuks. Sellistes tingimustes on madala emissioonivõimega värvimata metallpinnad eriti selgelt eristatavad mittemetallist esemete taustal, mis näevad heledamad ("tumedad"), kuigi nende temperatuurid on samad.

Soojuskaartide teine ​​tunnus on seotud päeval toimuvate soojusprotsesside dünaamilisusega Seoses temperatuuride loomuliku ööpäevase kulgemisega osalevad kõik maapinnal asuvad objektid pidevalt toimuvas soojusvahetusprotsessis. Samas sõltub iga keha temperatuur soojusvahetuse tingimustest, keskkonna füüsikalistest omadustest, selle objekti olemuslikest omadustest (soojusmahtuvus, soojusjuhtivus) jne. Nendest teguritest olenevalt on temperatuuri suhe külgnevad objektid muutuvad päeva jooksul, seega on erinevatel aegadel isegi samadelt objektidelt saadud soojuskaardid üksteisest erinevad.

INFRAPUNAKIIRGUSE RAKENDAMINE

Kahekümne esimesel sajandil algas infrapunakiirguse toomine meie ellu. Nüüd leiab see rakendust tööstuses ja meditsiinis, igapäevaelus ja põllumajanduses. See on mitmekülgne ja seda saab kasutada väga erinevatel eesmärkidel. Neid kasutatakse kohtuekspertiisis, füsioteraapias, tööstuses värvitud toodete kuivatamisel, seinte, puidu, puuviljade ehitamisel. Saate pilte objektidest pimedas, öövaatlusseadmetest (ööbinoklid), udust.

Öönägemisseadmed – põlvkondade ajalugu

Nullpõlvkond

"Klaas lõuendit"

Kolme ja kahe elektroodi süsteemid

    Fotokatood

    Mansett

  1. Fookuselektrood

30ndate keskpaik

Philipsi uurimiskeskus, Holland

Välismaal - Zworykin, Farnsvord, Morton ja von Ardenne; NSV Liidus - G.A. Grinberg, A.A. Artsimovitš

See pildivõimendi toru koosnes kahest teineteisesse pesastunud tassist, mille lamedatele põhjadele oli ladestunud fotokatood ja fosfor. Nendele kihtidele rakendatud kõrgepinge tekitas

elektrostaatiline väli, mis tagab elektroonilise kujutise otsese ülekande fotokatoodilt fosforiga ekraanile. Valgustundliku kihina Holsti klaasis kasutati hõbe-hapnik-tseesium fotokatoodi, mille tundlikkus oli üsna madal, kuigi see oli kasutatav vahemikus kuni 1,1 μm. Lisaks oli sellel fotokatoodil kõrge müratase, mille kõrvaldamiseks oli vaja jahutada temperatuurini miinus 40°C.

Elektroonilise optika edusammud on võimaldanud asendada pildi otseülekande elektrostaatilise välja abil teravustamisega. Elektrostaatilise pildiülekandega pildivõimendustoru suurimaks miinuseks on eraldusvõime järsk langus vaatevälja keskpunktist äärteni, mis on tingitud kõverjoonelise elektronkujutise mittekatsumist lameda fotokatoodi ja ekraaniga. Selle probleemi lahendamiseks hakati neid sfääriliseks muutma, mis raskendas märkimisväärselt tavaliselt tasasele pinnale mõeldud läätsede disaini.

Esimene põlvkond

Mitmeastmelised pildivõimendi torud

NSVL, M.M. Bootslov

ettevõtted RCA, ITT (USA), Philips (Holland)

Plano-nõgusad läätsed töötati välja fiiberoptiliste plaatide (FOP) baasil, mis on paljude LED-ide pakett, ning neid hakati paigaldama sisend- ja väljundakende asemel. FOP-i tasasele pinnale projitseeritud optiline kujutis edastatakse moonutusteta nõgusale poolele, mis tagab fotokatoodi ja ekraani tasapinnaliste pindade konjugatsiooni kõverjoonelise elektronväljaga. VOP-i kasutamise tulemusena muutus eraldusvõime üle kogu vaatevälja samasuguseks, mis keskel.

Teine põlvkond

Sekundaarne emissiooni võimendi

Pseudobinoklid

1- fotokatood

3- mikrokanaliga plaat

4- ekraan

70ndatel

USA firmad

firma "Praxitronic" (Saksamaa)

See element on umbes 10 µm läbimõõduga ja mitte üle 1 mm paksuste korrapäraste vahedega kanalitega sõel. Kanalite arv võrdub pildielementide arvuga ja on suurusjärgus 10 6 . Mikrokanaliplaadi (MCP) mõlemad pinnad on poleeritud ja metalliseeritud ning nende vahele rakendatakse mitmesajavoldine pinge.

Kanalisse sattudes kogeb elektron kokkupõrget seinaga ja lööb välja sekundaarsed elektronid. Tõmbavas elektriväljas korratakse seda protsessi mitu korda, mis võimaldab saada 4-kordse NxlO võimenduse. MCP-kanalite saamiseks kasutatakse heterogeense keemilise koostisega optilist kiudu.

Töötati välja kahetasandilise konstruktsiooniga, st ilma elektrostaatilise läätseta MCP-dega pildivõimendustorud, mis on omamoodi tehnoloogiline naasmine otse, nagu "Holsti klaasis", kujutise edastamiseks. Saadud miniatuursed pildivõimendustorud võimaldasid välja töötada pseudobinokulaarse süsteemi öönägemisprillid (NVG), kus ühest pildivõimendustorust saadud pilt jaotatakse kiirt poolitava prisma abil kaheks okulaariks. Pildi pööramine toimub siin täiendavates miniobjektiivides.

kolmas põlvkond

Pildivõimendi P + ja SUPER II +

algas 70ndatel kuni meie ajani

peamiselt Ameerika ettevõtted

Pikaajalist teaduslikku arengut ja keerukat tootmistehnoloogiat, mis määravad kolmanda põlvkonna pildivõimendustoru kõrge hinna, kompenseerib fotokatoodi ülikõrge tundlikkus. Osade proovide integreeritud tundlikkus ulatub 2000 mA/W-ni, kvantsaagis (väljastatud elektronide arvu ja fotokatoodile langevate kvantide arvu suhe, mille lainepikkus jääb maksimaalse tundlikkuse piirkonda) ületab 30%! Selliste pildivõimendustorude ressurss on umbes 3000 tundi, maksumus on olenevalt konstruktsioonist 600–900 dollarit.

PILDI PEAMISED OMADUSED

Pildivõimendi põlvkonnad

Fotokatoodi tüüp

Integraalne

tundlikkus,

Tundlikkus suhtes

lainepikkused 830-850

Kasu,

Taskukohane

ulatus

tunnustust

inimfiguurid sisse

loomuliku öise valgustuse tingimused, m

"Klaas lõuendit"

umbes 1, IR valgustus

ainult kuuvalguse või IR-valgusti all

Super II+ või II++

Infrapunakiirgus - elektromagnetkiirgus lainepikkuse vahemikus m kodust Infrapunakiirguse (IR) allikaks võib pidada iga keha (gaasiline, vedel, tahke), mille temperatuur on üle absoluutse nulli (-273 ° C). Inimese visuaalne analüsaator ei taju infrapunakiirgust. Seetõttu saadakse selles vahemikus spetsiifilised paljastavad märgid spetsiaalsete seadmete (öise nägemise, termokaamerate) abil, mille eraldusvõime on inimsilmast halvem. Üldjuhul hõlmavad IR-vahemikus oleva objekti demaskeerivad tunnused järgmist: 1) objekti välimuse geomeetrilised omadused (kuju, mõõtmed, pinnadetailid); 2) pinnatemperatuur. Infrapunakiired on erinevalt röntgenikiirgusest, ultraviolettkiirgusest või mikrolainetest inimkehale täiesti ohutud. Sellist ala, kus looduslik soojusülekande meetod kasuks ei tuleks, pole olemas. Kõik ju teavad, et inimene ei saa loodusest targemaks, me saame seda vaid jäljendada.

BIBLIOGRAAFIA

1. Kurbatov L.N. Lühiülevaade elektroonilistel optilistel muunduritel ja pildivõimenditel põhinevate öövaatlusseadmete väljatöötamise ajaloost / / Vopr. Kaitse. Tehnikad. Ser. 11. - 1994

2. Koštšavtsev N.F., Volkov V.G. Öönägemisseadmed//Vopr. Kaitse. Tehnikad. Ser. P. - 1993 - väljaanne. 3 (138).

3. Lecomte J., Infrapunakiirgus. M.: 2002. 410 lk.

4. Men'shakov Yu.K., M51 Objektide ja teabe kaitsmine tehniliste luurevahendite eest. M.: Vene. osariik. Inimlik. Ut, 2002. 399 lk.

On loodusnähtusi, mis on inimsilmale nähtamatud, kuigi me tunneme nende tegevuse jõudu. Nad on võimelised avaldama vähem mõju kui nähtavad protsessid. Me ei näe infrapunakiiri, kuid tunneme nende soojust. Infrapunakiirguse toime on kasulik Maal elavatele organismidele ja mängib olulist rolli elu arengus. Kõik elusolendid on infrapunavalguse mõju all.

Infrapunakiirguse eripära seisneb selles, et ilma selleta tekivad inimorganismis mitmesugused haigused, vananemine kiireneb. Kuid sel juhul on piir infrapunakiirguse kasulikkuse ja kahju vahel inimestele õhuke. Seetõttu on oluline teada, kuidas sellest mitte üle astuda ja mida teha, kui infrapunakiired on toonud kaasa negatiivseid tagajärgi.

Mis on infrapunakiirgus?

1800. aastal Päikest uurides mõõtis inglise teadlane W. Herschel nähtava spektri erinevate osade temperatuuri. Ta leidis, et küllastunud punase värvi taga on kõrgeim soojuspunkt. Siis ilmus teadusesse infrapunakiirguse (IR-kiirguse) mõiste.

Infrapunakiired on palja silmaga nähtamatud, kuid nahk tunnetab neid soojusena. Need viitavad elektromagnetilisele kiirgusele, mis jääb nähtava valguse punase otsa ja mikrolaine raadiokiirguse vahele. IR-kiirgust nimetatakse ka soojuskiirguseks.

Seda kiirgavad aatomid, millel on liigne energia, ja ioonid. Iga keha, mille temperatuur on üle nulli, on infrapunakiirguse allikas. Päike on tuntud looduslik infrapunakiirte allikas.

IR-kiirguse lainepikkus sõltub kuumutamistemperatuurist. Kõrgeim temperatuur on kõrge kiirgusintensiivsusega lühikestel lainetel. Infrapunakiirte ulatus on lai. See on jagatud sortideks:

  • lühikesed lained - temperatuur üle 800 kraadi Celsiuse järgi,
  • keskmised lained - kuni 600 kraadi Celsiuse järgi,
  • pikad lained - kuni 300 kraadi Celsiuse järgi.

Infrapunakiirguse mõju inimkehale määrab nii nende lainete pikkus kui ka kokkupuute ajaperiood.

Infrapunakiirte eelised inimesele

Pikalainelised infrapunakiired on inimeste tervisele kasulikud. Seda kasutatakse sageli meditsiinis, eriti füsioteraapia protseduurides, mille abil saab parandada vereringet, ainevahetust ja neuroregulatsiooni.

Infrapunakiirguse positiivne mõju inimkehale on järgmine:

  • parandab mälu ja aju funktsiooni,
  • normaliseerib vererõhku,
  • hormonaalne tasakaal normaliseerub,
  • eemaldatakse soolad, toksiinid ja raskmetallid,
  • peatab seente ja kahjulike mikroorganismide paljunemise,
  • vee-soola tasakaal taastub,
  • ilmneb valu leevendamine
  • toimub põletikuvastane protsess
  • vähirakud on alla surutud
  • radioaktiivse kiirguse tulemused neutraliseeritakse,
  • suurenenud insuliinisisaldus diabeediga patsientidel,
  • düstroofia on ravitud
  • psoriaas möödub
  • immuunsus on tugevdatud.

Küte, mis kasutab infrapunakiirgust, tapab kahjulikke baktereid ja aitab tugevdada immuunsüsteemi. Õhu ionisatsioon kaitseb allergiliste ilmingute eest. Pikad infrapunasoojuselained mõjuvad rahustavalt väsimuse, ärrituvuse, stressi korral, soodustavad haavade paranemist ja viivad gripist paranemiseni.

Infrapunakiirguse kahjustus

Vaatamata infrapunakiirte kasulikele omadustele on neil ka vastunäidustusi. Eriti ohtlikud on lühikesed lained. Nende kahju võib väljenduda naha punetuses ja põletustes, kuumarabanduses ja dermatiidis, krampide ilmnemises ja vee-soola tasakaalu rikkumises. Lühilaine silmade limaskestale. See mitte ainult ei kuivata seda, vaid võib põhjustada ka tõsiseid silmahaigusi.

Lühilaine mõju inimkehale väljendub teatud märkides:

  • pearinglus,
  • iiveldus,
  • tumenemine silmades
  • kardiopalmus,
  • liigutuste koordineerimise rikkumine,
  • teadvusekaotus.

Sellised sümptomid tekivad siis, kui aju temperatuur tõuseb kasvõi ühe kraadi Celsiuse järgi. Kui temperatuur tõuseb kahe kraadi võrra, tekivad meningiit ja entsefaliit.

Infrapunakiirte kasutamise vastunäidustused on järgmised:

  • verehaigused,
  • verejooks,
  • põletikulised protsessid,
  • ägedad mädased ilmingud,
  • pahaloomulised kasvajad.

Kus leidub infrapunakiirgust?

Infrapunakiirgust kasutatakse erinevates inimtegevuse valdkondades. Nende hulka kuuluvad: termograafia, astronoomia, meditsiin, toiduainetööstus ja teised.

IR-kiirgurid võivad olla erinevad seadmed:

  • pea suunamine sihikusse,
  • öövaatlusseadmed,
  • füsioteraapia seadmed,
  • küttesüsteemid,
  • küttekehad,
  • kaugjuhtimisseadmed.

Iga kuumutatud keha on infrapunakiirguse allikas.

Mis puudutab kütteseadmeid, siis nende ostmisel tuleks tähelepanu pöörata seadme kiirguse iseloomule, mis on tavaliselt märgitud tehniliste andmete lehel. Kui soojust eraldaval spiraalil on soojusisolatsioonikaitse, tähendab see, et selle pikkade lainete mõju avaldab kehale positiivset mõju. Kui kütteelement ei ole isoleeritud, siis kiirgab seade lühilaineid, mis põhjustavad tervisehäireid.

Tähtis! Kui seade kiirgab lühilainekiirgust, ärge viibige selle läheduses kaua ja hoidke see endast eemal.

Kuumarabanduse ohvri abistamine

Infrapunakuumusega kokkupuude võib põhjustada kuumarabanduse. Sel juhul on vaja ohvrile osutada järgmised abimeetmed:

  • pane see jahedasse kohta
  • vaba kitsastest riietest,
  • kandke külma kaela, pea, südame piirkonda, selgroogu ja kubeme lahkliha piirkonda,
  • mähkige inimene külmas vees leotatud lina sisse,
  • lülitage ventilaator sisse ja suunake see mõjutatud õhku,
  • juua sageli külmalt
  • vajadusel teha kunstlikku hingamist,
  • kutsu kiirabi.

Järeldus

Mõistes infrapunakiirte olemust, oleme teadlikud nende asendamatusest inimkeha eluks ja normaalseks funktsioneerimiseks. Vaatamata infrapunakiirguse eelistele inimestele, võib see lühilainealas töötades põhjustada ka korvamatut kahju. Seetõttu olge infrapunavalguse mõju all olles ettevaatlik. Kaaluge talle kättesaadavaid vastunäidustusi. Ja kui kellelgi teie ümber juhtus kuumarabandus, osutage talle vajalikku abi.

Infrapunakiired (IR) on elektromagnetlained. Inimsilm ei ole võimeline seda kiirgust tajuma, kuid inimene tajub seda soojusenergiana ja tunnetab seda kogu oma nahaga. Meid ümbritsevad pidevalt infrapunakiirguse allikad, mis erinevad intensiivsuse ja lainepikkuse poolest.

Kas peaksime kartma infrapunakiiri, kas need kahjustavad või toovad inimesele kasu ja milline on nende mõju?

Mis on infrapunakiirgus, selle allikad

Nagu teate, on päikesekiirguse spekter, mida inimsilm tajub nähtava värvina, violetsete lainete (lühem - 0,38 mikronit) ja punase (pikim - 0,76 mikronit) vahel. Lisaks nendele lainetele on veel elektromagnetlaineid, mis pole inimsilmale kättesaadavad – ultraviolett- ja infrapuna. "Ultra" tähendab, et need on violetsest kiirgusest madalamal või teisisõnu vähem. "Infra" vastavalt - suurem või rohkem punast kiirgust.

See tähendab, et IR-kiirgus on punasest värvivahemikust väljapoole jäävad elektromagnetlained, mille pikkus on suurem kui nähtaval punasel kiirgusel. Saksa astronoom William Herschel avastas elektromagnetkiirgust uurides nähtamatud lained, mis põhjustasid termomeetri temperatuuri tõusu, ja nimetas need infrapunasoojuskiirguseks.

Kõige võimsam looduslik soojuskiirguse allikas on Päike. Kõigist päikese kiirgavatest kiirtest langeb 58% just infrapuna osakaalule. Kunstlikud allikad on kõik elektrikerised, mis muudavad elektri soojuseks, samuti kõik objektid, mille temperatuur on üle absoluutse nullmärgi - 273 ° C.

Infrapunakiirguse omadused

IR-kiirgusel on sama olemus ja omadused nagu tavalisel valgusel, ainult pikem lainepikkus. Objektidele jõudvad silmaga nähtavad valguslained peegelduvad, murduvad teatud viisil ning inimene näeb objekti peegeldust laias värvivalikus. Ja infrapunakiired, mis jõuavad objektini, neelduvad selles, vabastades energiat ja soojendades seda objekti. Infrapunakiirgust me ei näe, vaid tunneme seda soojusena.

Teisisõnu, kui Päike ei kiirgaks laia spektrit pikalainelisi infrapunakiire, näeks inimene ainult päikesevalgust, kuid ei tunneks selle soojust.

Ilma päikesesoojuseta on elu Maal raske ette kujutada.

Osa sellest neeldub atmosfäär ja meieni jõudvad lained jagunevad:

Lühike - pikkus on vahemikus 0,74 mikronit kuni 2,5 mikronit ja eritavad nende esemeid, mis on kuumutatud temperatuurini üle 800 ° C;

Keskmine - 2,5 mikronit 50 mikronini, kuumutades t 300 kuni 600 os;

Pikk - kõige laiem vahemik 50 mikronist 2000 mikronini (2 mm), t kuni 300 ° C.

Infrapunakiirguse omadused, selle kasu ja kahju inimkehale määratakse kiirgusallika järgi - mida kõrgem on emitteri temperatuur, seda intensiivsemad on lained ja mida sügavam on nende läbitungimisvõime, mõju aste igale elusolendile. organismid. Taimede ja loomade rakulise materjali kohta tehtud uuringud on avastanud infrapunakiirte mitmeid kasulikke omadusi, mis on leidnud laialdast kasutamist meditsiinis.

Infrapunakiirguse eelised inimestele, kasutamine meditsiinis

Meditsiinilised uuringud on tõestanud, et infrapunakiired pikas vahemikus pole mitte ainult ohutud, vaid ka inimestele väga kasulikud. Need aktiveerivad verevoolu ja parandavad ainevahetusprotsesse, pärsivad bakterite arengut ja soodustavad haavade kiiret paranemist pärast kirurgilisi sekkumisi. Need aitavad kaasa mürgiste kemikaalide ja gammakiirguse vastase immuunsuse kujunemisele, stimuleerivad toksiinide, toksiinide väljutamist higi ja uriiniga ning alandavad kolesterooli.

Eriti tõhusad on 9,6 mikroni pikkused kiired, mis aitavad kaasa inimkeha organite ja süsteemide taastumisele (taastumisele) ja paranemisele.

Rahvameditsiinis on läbi aegade kasutatud kuumutatud savi, liiva või soolaga töötlemist – need on ilmekad näited termiliste infrapunakiirte kasulikust mõjust inimesele.

Kaasaegne meditsiin mitmete haiguste raviks on õppinud kasutama kasulikke omadusi:

Infrapunakiirguse abil on võimalik ravida luumurde, patoloogilisi muutusi liigestes, leevendada lihasvalusid;

IR-kiirtel on positiivne mõju halvatud patsientide ravis;

Kiiresti paranevad haavad (operatsioonijärgsed ja teised), leevendavad valu;

Stimuleerides vereringet, aitavad need normaliseerida vererõhku;

Parandab aju vereringet ja mälu;

Raskmetallide soolade eemaldamine kehast;

Neil on väljendunud antimikroobne, põletikuvastane ja seenevastane toime;

Tugevdada immuunsüsteemi.

Bronhiaalastma, kopsupõletik, osteokondroos, artriit, urolitiaas, lamatised, haavandid, ishias, külmakahjustused, seedesüsteemi haigused - see ei ole täielik loetelu patoloogiatest, mille raviks kasutatakse infrapunakiirguse positiivset mõju.

Eluruumide kütmine infrapunakiirguse seadmete abil aitab kaasa õhu ionisatsioonile, võitleb allergiatega, hävitab baktereid, hallitusseente, parandab vereringe aktiveerumise tõttu naha seisundit. Kütteseadme ostmisel on hädavajalik valida pikalaineseadmed.

Muud rakendused

Objektide omadus kiirata kuumalaineid on leidnud rakendust erinevates inimtegevuse valdkondades. Näiteks spetsiaalsete termograafiliste kaamerate abil, mis on võimelised jäädvustama soojuskiirgust, on absoluutses pimeduses näha ja ära tunda mis tahes objekte. Termograafilisi kaameraid kasutatakse laialdaselt sõjaväes ja tööstuses nähtamatute objektide tuvastamiseks.

Meteoroloogias ja astroloogias kasutatakse infrapunakiirgust objektide kauguste, pilvede, veepinna temperatuuride jms määramiseks. Infrapunateleskoobid võimaldavad tavaliste instrumentide abil uurida kosmoseobjekte, mis pole nägemisele ligipääsetavad.

Teadus ei seisa paigal ning IR-seadmete ja nende rakenduste arv kasvab pidevalt.

Kahju

Inimene, nagu iga keha, kiirgab keskmisi ja pikki infrapunalaineid, mis jäävad vahemikku 2,5 mikronit kuni 20-25 mikronini, seega on just sellise pikkusega lained inimesele täiesti ohutud. Lühikesed lained on võimelised tungima sügavale inimese kudedesse, põhjustades siseorganite kuumenemist.

Lühilaineline infrapunakiirgus ei ole mitte ainult kahjulik, vaid ka väga ohtlik inimestele, eriti nägemisorganitele.

Päikese termiline šokk, mille põhjustavad lühikesed lained, tekib siis, kui aju soojendatakse ainult 1 kraadi võrra. Selle sümptomid on:

tugev pearinglus;

Iiveldus;

Suurenenud südame löögisagedus;

Teadvuse kaotus.

Metallurgid ja terasetootjad, kes puutuvad pidevalt kokku lühikeste infrapunakiirte termilise mõjuga, põevad sagedamini südame-veresoonkonna haigusi, neil on nõrgenenud immuunsüsteem ja nad põevad sagedamini külmetushaigusi.

Infrapunakiirguse kahjulike mõjude vältimiseks on vaja võtta kaitsemeetmeid ja piirata ohtlike kiirte all viibimise aega. Päikese termilise kiirguse eelised meie planeedi elule on aga vaieldamatud!

Infrapunakiirgus on elektromagnetkiirgus, mis asub nähtava valguse punase spektri piiril. Inimsilm ei ole võimeline seda spektrit nägema, kuid me tunnetame seda oma nahaga soojusena. Infrapunakiirgusega kokkupuutel objektid kuumenevad. Mida lühem on infrapuna lainepikkus, seda tugevam on termiline efekt.

Rahvusvahelise Standardiorganisatsiooni (ISO) andmetel jaguneb infrapunakiirgus kolme vahemikku: lähi-, keskmine ja kauge. Meditsiinis kasutatakse impulss-infrapuna LED-teraapias (LEDT) ainult lähiinfrapunakiirgust, kuna see ei haju naha pinnale ja tungib nahaalustesse struktuuridesse.



Lähiinfrapunakiirguse spekter on piiratud 740–1400 nm, kuid lainepikkuse suurenemisega väheneb kiirte võime kudedesse tungida, kuna footonid neelduvad vees. RIKTA seadmetes kasutatakse infrapuna dioode lainepikkusega vahemikus 860-960 nm ja keskmise võimsusega 60 mW (+/- 30).

Infrapunakiirte kiirgus ei ole nii sügav kui laser, kuid sellel on laiem mõju. On näidatud, et fototeraapia kiirendab haavade paranemist, vähendab põletikku ja leevendab valu, toimides nahaalustele kudedele ning soodustades rakkude proliferatsiooni ja adhesiooni kudedes.

LEDT aitab intensiivselt kaasa pinnastruktuuride koe soojendamisele, parandab mikrotsirkulatsiooni, stimuleerib rakkude taastumist, aitab vähendada põletikulist protsessi ja taastada epiteeli.

INFRAPUNAKIIRGUSE EFEKTIIVSUS INIMESTE RAVIMISEL

LEDT-d kasutatakse RIKTA seadmete madala intensiivsusega laserteraapia lisandina ning sellel on terapeutiline ja ennetav toime.

Infrapunakiirguse seadme mõju aitab kiirendada ainevahetusprotsesse rakkudes, aktiveerib regeneratiivseid mehhanisme ja parandab vereringet. Infrapunakiirguse toime on keeruline ja sellel on kehale järgmine mõju:

    suurendada veresoonte läbimõõtu ja parandada vereringet;

    rakulise immuunsuse aktiveerimine;

    kudede turse ja põletiku eemaldamine;

    valu sündroomide leevendamine;

    paranenud ainevahetus;

    emotsionaalse stressi eemaldamine;

    vee-soola tasakaalu taastamine;

    hormonaalse taseme normaliseerimine.

Mõjutades nahka, ärritavad infrapunakiired retseptoreid, edastades signaali ajju. Kesknärvisüsteem reageerib refleksiivselt, stimuleerides üldist ainevahetust ja suurendades üldist immuunsust.

Hormonaalne reaktsioon aitab kaasa mikrotsirkulatsiooni kasvuveresoonte valendiku laienemisele, parandades verevoolu. See viib vererõhu normaliseerumiseni, hapniku parema transpordini elunditesse ja kudedesse.

OHUTUS

Vaatamata impulss-infrapuna-LED-teraapia eelistele tuleks infrapunakiirgusega kokkupuudet doseerida. Kontrollimatu kiirgusega kokkupuude võib põhjustada põletusi, naha punetust, kudede ülekuumenemist.

Protseduuride arvu ja kestuse, infrapunakiirguse sageduse ja pindala ning muud ravi omadused peab määrama spetsialist.

INFRAPUNAKIIRGUSE RAKENDAMINE

LEDT-teraapia on näidanud kõrget efektiivsust erinevate haiguste ravis: kopsupõletik, gripp, tonsilliit, bronhiaalastma, vaskuliidid, lamatised, veenilaiendid, südamehaigused, külmakahjustused ja põletused, mõned dermatiidi vormid, perifeerse närvisüsteemi haigused ja pahaloomulised kasvajad. nahast.

Infrapunakiirgusel on koos elektromagnet- ja laserkiirgusega taastav toime ning see aitab paljude haiguste ravis ja ennetamisel. Seade "Rikta" ühendab mitmekomponendilise kiirguse ja võimaldab teil lühikese aja jooksul saavutada maksimaalse efekti. Infrapunakiirguse seadme saate osta aadressil.