Инфракрасное (ИК) излучение – вид электромагнитного излучения, занимающее спектральный диапазон между видимым красным светом (ИНФРАкрасный: НИЖЕ красного) и коротковолновым радиоизлучением. Эти лучи создают тепло и в науке известны, как термические волны. Эти лучи создают тепло и в науке известны, как термические волны.
Все нагретые тела источают инфракрасное изучение, в том числе и человеческое тело и Солнце, которое именно этим способом и греет нашу с вами планету, давая жизнь всему живому на ней. Тепло, которое мы ощущаем от огня у костра или камина, обогревателя или теплого асфальта – все это следствие инфракрасных лучей.
Весь спектр инфракрасного излучения принято делить на три основных диапазона, отличающихся длинной волны:
- Коротковолновый, с длинной волны λ = 0,74-2,5 мкм;
- Средневолновый, с длинной волны λ = 2,5-50 мкм;
- Длинноволновый, с длинной волны λ = 50-2000 мкм.
Ближние или иначе коротковолновые ИК лучи совсем не горячие, фактически мы их даже не чувствуем. Эти волны используются, например, в пультах дистанционного управления телевизоров, системах автоматики, охранных системах и т.д. Их частота больше, и соответственно их энергия выше, чем у дальних (длинных) инфракрасных лучей. Но не на таком уровне, чтобы повредить организму. Тепло же начинает создаваться на средних инфракрасных длинах волн, и их энергию мы уже чувствуем. Инфракрасное излучение также называют «тепловым» излучением, т. к. излучение от нагретых предметов воспринимается кожей человека, как ощущение тепла. При этом длины волн, излучаемые телом, зависят от температуры нагревания: чем выше температура, тем короче длина волны и выше интенсивность излучения. Например источник с длиной волны 1,1 мкм соответствует расплавленному металлу, а источник с длиной волны 3,4 мкм – металлу к концу прокатки, ковки.
Для нас с вами интерес представляет спектр с длинной волны 5-20 мкм, так как именно в этом диапазоне приходится более 90% производимого инфракрасными системами отопления излучения с пиком излучения в 10 мкм. Очень важно, что именно на данной частоте само человеческое тело излучает инфракрасные волны 9,4 мкм. Таким образом, любое излучение на данной частоте воспринимается человеческим организмом как родственное и оказывает на него благотворное и, даже более того, оздоровительное влияние.
При таком воздействии на организм инфракрасным излучением возникает эффект «резонансного поглощения», которое характеризуется активным поглощением организмом внешней энергии. В результате чего можно наблюдать у человека повышение уровня гемоглобина, усиление активности ферментов и эстрогенов, в общем итоге – стимуляция жизненной активности человека.
Воздействие инфракрасного излучения на поверхность тела человека, как мы уже говорили, полезно и, вдобавок ко всему, приятно. Вспомните первые солнечные дни в начале весны, когда после долгой и пасмурной зимы наконец-то выглянуло солнышко! Вы чувствуете, как оно приятно обволакивает освещаемый участок вашей кожи, лицо, ладони. Уже не хочется надевать перчатки и головной убор, не смотря на достаточно низкую по сравнению с «комфортной» температуру. Но стоит появиться маленькой тучке, как мы сразу испытываем ощутимый дискомфорт от прерывания столь приятного ощущения. Это и есть то самое излучение, которого нам так не хватало на протяжении всей зимы, когда Солнце долгое время отсутствовало, и мы волей-неволей несли свой "инфракрасный пост".
В результате воздействия инфракрасного излучения можно наблюдать:
- Ускорение обмена веществ в организме;
- Восстановление кожной ткани;
- Замедление процесса старения;
- Вывод из организма излишних жиров;
- Высвобождение двигательной энергии человека;
- Повышение антимикробной устойчивости организма;
- Активация роста растений
и многое многое другое. Более того инфракрасное облучение применяется в физиотерапии для лечения многих заболеваний в том числе онкологических, так как способствует расширению капилляров, стимулирует кровоток в сосудах, повышает иммунитет и производит общий лечебный эффект.
И это совсем не удивительно, потому что данное излучение дано нам от природы как способ передачи тепла, жизни всему живому, нуждающемуся в этом тепле и комфорте, минуя пустое пространство и воздух как посредников.
Во все времена инфракрасное излучение окружало человека. До наступления технологического прогресса лучи солнца обеспечивали влияние на человеческий организм, а с появлением бытовой техники, инфракрасное излучение оказывает воздействие и в домашних условиях. Терапевтическое прогревание тканей организма с успехом используется в медицине для физиотерапевтического лечения различных патологий.
Свойства инфракрасного излучения были давно изучены учеными физиками и направлены на получение максимальной выгоды и пользы для человека. Все параметры вредного воздействия были учтены и рекомендованы способы защиты для сохранения здоровья человека.
Инфракрасные лучи: что это?
Невидимое электромагнитное излучение, обеспечивающее сильный тепловой эффект, называется инфракрасным. Длина лучей составляет от 0,74 до 2000 мкм, что находится между микроволновым радиоизлучением и видимыми красными лучами, которые являются самыми длинными в спектре солнца.
Еще в 1800 году астроном из Великобритании Уильям Гершель открыл электромагнитное излучение. Случилось это во время изучения лучей солнца: ученый заметил значительное нагревание приборов и смог дифференцировать невидимое излучение.
У инфракрасного излучения есть второе название – «тепловое». От предметов, способных поддерживать температуру, исходит тепло. Короткие инфракрасные волны греют сильнее, а если тепло ощущается слабое, значит, от поверхности исходят волны с дальним диапазоном. Длина волны инфракрасного излучения бывает трех видов:
- короткая или ближняя до 2,5 мкм;
- средняя не более 50 мкм;
- длинная или дальняя 50–2000 мкм.
Любое тело, которое предварительно нагрелось, испускает инфракрасные лучи, выделяя при этом тепловую энергию. Самым известным природным источником тепла является солнце, а к искусственным можно отнести электрические лампы, бытовую технику, радиаторы, при работе которых выделяется тепло.
Где применяется инфракрасное излучение?
Каждое новое открытие находит свое применение, с извлечением наибольшей пользы для человечества. Открытие инфракрасных лучей помогло справиться со многими проблемами в разных областях от медицины до производственных масштабов.
Самые известные области, где используются свойства невидимых лучей:
- С помощью специальных приборов, тепловизоров, можно обнаружить объект на удаленном расстоянии, используя свойства инфракрасного излучения. Любой предмет, способный удерживать температуру на своей поверхности, тем самым обладая выделением инфракрасных лучей. Термографическая камера распознает тепловые лучи и создает точное изображение обнаруживаемого предмета. Данное свойство может использоваться в промышленности и в военной практике.
- Для проведения процедуры слежения в военной практике применяются приборы с датчиками, способными определять цель, которая излучает тепло. Кроме того, передается что именно находится в ближайшем окружении, чтобы правильно рассчитать не только траекторию, но и силу удара, чаще всего ракеты.
- Активная отдача тепла вместе с лучами применяется в бытовых условиях, используя полезные свойства для обогрева помещения в холодное время года. Радиаторы изготавливаются из металла, который способен передать наибольшее количество тепловой энергии. Такое же действие и у обогревателей. Некоторые бытовые приборы: телевизоры, пылесосы, печи, утюги обладают теми же свойствами.
- В промышленности процесс сварки пластмассовых изделий, отжиг осуществляется при помощи инфракрасного излучения.
- Инфракрасное облучение применяется в медицинской практике для лечения теплом некоторых патологий, а также для обеззараживания воздуха в помещении с помощью кварцевых ламп.
- Составление метеорологических карт невозможно без специальных приборов с датчиками теплового обнаружения, которые с легкостью определяют движение теплого и холодного воздуха.
- Для астрономических исследований изготавливаются специальные телескопы, чувствительные к инфракрасным лучам, которым под силу обнаружить космические предметы с разной температурой на поверхности.
- В пищевой промышленности для термической обработки круп.
- Для проверки денежных купюр используется приборы с инфракрасным излучением, при свете которых можно распознать фальшивые банкноты.
Влияние инфракрасного излучения на организм человека неоднозначно. Разная длина волны способна запустить непредсказуемые реакции. Особенно внимательно нужно относиться к солнечному теплу, которое может нанести вред и стать провоцирующим фактором для запуска негативных патологических процессов в клетках.
Лучи с длинными волнами попадают на кожу и активируют тепловые рецепторы, передавая им приятное тепло. Именно данный диапазон частот активно используется для лечебного воздействия в медицине. Большая часть тепла адсорбируется кожей, попадая на ее поверхность. Слабое воздействие гарантирует приятный нагрев поверхности кожи, не затрагивая внутренних органов.
Волны с длиной волны 9,6 мкм способствуют обновлению эпидермиса, укрепляют иммунитет, оздоравливает организм. Физиотерапия основана на использовании длинных инфракрасных волн, запуская следующие процессы:
- улучшается кровообращение при расслаблении гладкой мускулатуры после передачи информации в гипоталамус при воздействии на поверхностный слой кожи;
- нормализуется кровяное давление после расширения сосудов;
- клетки организма в большей степени снабжаются питательными веществами и кислородом, что улучшает общее состояние;
- биохимические реакции протекают быстрее, что влияет на процесс обмена веществ;
- улучшается иммунитет и повышается сопротивляемость организма к патогенным микроорганизмам;
- ускорение метаболизма помогает вывести токсические вещества и уменьшить зашлакованность.
Патологическое влияние
Противоположное действие оказывают волны с короткой длиной волны. Вред инфракрасного излучения обусловлен интенсивным тепловым эффектом, который вызывают короткие лучи. Сильный тепловой эффект распространяется вглубь тела, вызывая нагревание внутренних органов. Перегревание тканей приводит к обезвоживанию и значительному повышению температуры тела.
Кожные покровы в месте попадания инфракрасных лучей малой длины краснеют и получают термический ожог, иногда второй степени тяжести с появлением волдырей с мутным содержимым. Капилляры на месте поражения расширяются и лопаются, приводя к мелким кровоизлияниям.
Клетки теряют влагу, организм становится ослабленным и подвержен заболеванию инфекциями разного характера. Если инфракрасное излучение попадает в глаза, данный факт оказывает разрушительное действие на зрение. Слизистая глаза становится сухой, сетчатка подвергается негативному влиянию. Хрусталик теряет свою эластичность и прозрачность, что является одним из симптомов катаракты.
Превышение теплового воздействия вызывает усиление воспалительных процессов, если таковые имеются, а также служат благоприятной почвой для возникновения воспаления. Медики утверждают, что превышение температуры на пару градусов может спровоцировать заражение менингитом.
Общее повышение температуры тела приводит к тепловому удару, которое при неоказании помощи может приводить к необратимым последствиям. Основные признаки теплового удара:
- общая слабость;
- сильная головная боль;
- помутнение в глазах;
- тошнота;
- учащение сердечных сокращений;
- появление холодного пота на спине;
- кратковременная потеря сознания.
Грозное осложнение, связанное с нарушением терморегуляции, возникает, если частота воздействия инфракрасного излучения продолжается длительно. Если человеку не оказать своевременную помощь, клетки головного мозга видоизменяются, а деятельность кровеносной системы угнетается.
Список мероприятий в первые минуты после проявления тревожных симптомов:
- Устранить от пострадавшего источник инфракрасного излучения: перенести человека в тень или в место, отдаленное от источника вредного тепла.
- Расстегнуть или снять одежду, мешающую глубокому свободному дыханию.
- Открыть окно для беспрепятственного прохождения свежего воздуха.
- Обтереть прохладной водой или обернуть в мокрую простыню.
- На места, где находятся крупные артерии (височная, паховая область, лоб, подмышечные впадины) положить холод.
- Если человек находится в сознании, нужно дать выпить прохладной чистой воды, эта мера снизит температуру тела.
- При потере сознания следует провести реанимационный комплекс, состоящий из искусственного дыхания и непрямого массажа сердца.
- Вызвать бригаду скорой помощи для получения квалифицированной медицинской помощи.
Показания
Для лечебных целей в медицинской практике широко применяется использование длинной тепловой волны. Список заболеваний достаточно велик:
- повышенное артериальное давление;
- болевой синдром;
- поможет убрать лишние килограммы;
- заболевания желудка и двенадцатиперстной кишки;
- депрессивные состояния;
- респираторные заболевания;
- кожные патологии;
- ринит, неосложненный отит.
Противопоказания к применению инфракрасного излучения
Польза инфракрасного излучения ценна для человека при отсутствии патологий или отдельных симптомов, при которых недопустимо воздействие инфракрасных лучей:
- системные заболевания крови, склонность к частым кровотечениям;
- острые и хронические воспалительные заболевания;
- наличие гнойной инфекции в организме;
- злокачественные новообразования;
- сердечная недостаточность в стадии декомпенсации;
- беременность;
- эпилепсия и другие тяжелые неврологические расстройства;
- детский возраст до трех лет.
Меры защиты от вредных лучей
В зону риска получить коротковолновое инфракрасное излучение входят любители долго проводить время под палящим солнцем, рабочие цехов, где применяются свойства тепловых лучей. Чтобы обезопасить себя, необходимо соблюдать простые рекомендации:
- Любителям красивого загара сократить время пребывания на солнце, перед выходом на улицу открытые участки кожи смазывать защитным кремом.
- Если рядом находится источник сильного тепла, уменьшить интенсивность нагревания.
- При работе в цехах с высокой температурой, работники должны быть снабжены средствами личной защиты: специальная одежда, головные уборы.
- Время пребывания в помещениях с высокой температурой должно быть строго регламентировано.
- При проведении процедур надевать защитные очки для сохранения здоровья глаз.
- В комнатах устанавливать только качественную бытовую технику.
Различные виды излучений окружают человека на улице и в помещениях. Осведомленность о возможных негативных последствиях поможет сохранить здоровье в будущем. Ценность инфракрасного излучения неоспорима для улучшения жизнедеятельности человека, но существует и патологическое влияние, которое нужно ликвидировать, соблюдая нехитрые рекомендации.
Различные достижения науки и техники широко используются в медицинской практике, как для диагностики, так и для терапии различных патологических состояний. На сегодняшний день даже в небольших поликлиниках есть ряд приборов, которые делают диагностику и лечение простыми, доступными и эффективными. Так медиками широко применяется инфракрасное излучение или инфракрасные лучи, которые были открыты еще более двухсот лет назад. Они обладают множеством качеств, и используются в лечебных и профилактических целях. Итак, темой нашего сегодняшнего разговора станет инфракрасное излучение в медицине, использование которого обсудим чуть более подробно.
Как влияет инфракрасное излучение на человека?
На сегодняшний день медики пришли к выводу, что инфракрасные лучи характеризуются довольно большим спектром действия. Они отлично активируют обменные процессы, способствуют расширению сосудов (среди которых и капилляры) и активизируют процессы капиллярного кровообращения. Также инфракрасное излучение характеризуется спазмолитическими качествами (может устранять спазмы) и нейтрализует болезненные ощущения. Подобный метод влияния на организм оказывает еще и выраженное противовоспалительное воздействие и способствует активации внутриклеточных реакций.
Если инфракрасные лучи применяются в умеренной дозировке, они характеризуются общеоздоровительными свойствами.
На сегодняшний день учеными разработано множество препаратов, которые широко применяют в физиотерапевтическом лечении. Однако стоит отметить, что неумеренное применение излучения в медицине, даже казалось бы безобидных инфракрасных лучей, вызывает ожоги и прочие негативные реакции в организме.
Как применяют инфракрасные лучи?
Так как инфракрасное излучение стимулирует расширение сосудов и ускорение кровотока, оно используется в медицинской практике для улучшения и активации кровообращения. При обращении коротких инфракрасных лучей на кожу, происходит раздражение ее рецепторов, из-за чего гипоталамус подает сигнал о необходимости расслабления гладким мышцам, расположенным в кровеносных сосудах. Благодаря этому происходит расширение капилляров, вен и артерий, также ускоряется кровоток.
Инфракрасное излучение стимулирует активацию метаболизма на клеточном уровне и помогает на порядок оптимизировать течение процессов нейрорегуляции.
Применение инфракрасного излучения в медицине положительно сказывается на общем состоянии иммунитета. Активная выработка макрофагоцитов приводит к ускорению фагоцитоза, другими словами защитные реакции организма усиливаются на клеточном и жидкостном уровнях. Параллельно стимулируется выработка аминокислот, также усиленно вырабатываются ферменты и питательные вещества.
Инфракрасные лучи применяются в медицине в качестве отличного обеззараживающего средства. Их воздействие на организм приводит к гибели ряда бактерий, а также к нейтрализации значительного количества агрессивных веществ.
В каких случаях применяют инфракрасные лучи в медицине?
Инфракрасную терапию применяют как составляющую часть комплексного лечения. Она позволяет справиться с сильными болями, уменьшая степень их выраженности и даже устраняя болевой синдром. Такое воздействие приводит к восстановлению водно-солевого баланса, к улучшению процессов памяти. Инфракрасное лечение позволяет достичь лимфодренажного эффекта, нормализовать кровообращение (и в головном мозгу) и насыщение кровью тканей. Также такая терапия помогает нормализовать давление, ускорить выведение токсинов и солей тяжелых металлов, ускорить синтез эндорфинов и мелатонина. Еще ее проведение активизирует выработку гормонов.
Инфракрасное излучение помогает уничтожить ряд патогенных организмов, в том числе и грибковых, а также подавить рост и активность раковых клеточек. Подобное воздействие характеризуется противоядерными качествами и стимулирует работу и восстановление иммунитета.
При терапии инфракрасными лучами достигается дезодорирующий эффект, устраняется гипертонус и чрезмерное напряжение мышц. Такое лечение помогает избавиться от эмоционального напряжения, нормализовать сон и оптимизировать функции внутренних органов.
Болезни, которые лечат инфракрасным излучением
Инфракрасные лучи помогают справиться с рядом недугов дыхательной системы: с пневмонией, гриппом и бронхиальной астмой. Они могут применяться в коррекции онкологических заболеваний и аденомы. Такая терапия способствует устранению спаек, лечению язвенных поражений ЖКТ и эпидемического паротита.
Инфракрасное излучение помогает справиться с ожирением, варикозным расширением вен, отложениями солей. Его применяют для устранения шпор, натоптышей, мозолей, плохо заживающих ран и целого ряда кожных заболеваний. Медики используют свойства инфракрасных лучей в терапии ожогов, обморожений и пролежней.
Еще такое воздействие способствует терапии сосудистых недугов, болезней периферической нервной системы и паралича.
Активация обменных процессов и нормализация кровотока при терапии инфракрасными лучами помогает органам и тканям поскорее восстановиться и вернуться к полноценной деятельности. А систематическое и умеренное влияние позволяет повысить тканевую регенерацию, устранить воспаления, защититься от инфекций и повысить местную сопротивляемость.
На сегодняшний день аппараты инфракрасного излучения находятся практически в каждой поликлинике в физиотерапевтическом кабинете.
Существуют природные явления, которые незаметны человеческому глазу, хотя мы чувствуем силу их действия. Они способны оказывать не меньшее влияние, чем видимые процессы. Мы не видим инфракрасные лучи, но можем чувствовать их тепло. Действие инфракрасного излучения благотворно для живых организмов на Земле и играет важную роль в развитии жизни. Все живое находится под влиянием инфракрасного света.
Особенность инфракрасного излучения в том, что без него в человеческом организме появляются разные болезни, ускоряется старение. Но в данном случае граница между пользой и вредом инфракрасного излучения для человека тонкая. Поэтому важно знать, как ее не перешагнуть и что предпринять, если инфракрасные лучи привели к негативным последствиям.
Что такое инфракрасное излучение?
Изучая в 1800 году Солнце, английский ученый У. Гершель измерял температуру различных участков видимого спектра. Им было обнаружено, что за насыщенным красным цветом находится высшая точка тепла. Тогда в науке и появилось понятие инфракрасного излучения (ИК-излучение).
Инфракрасные лучи недоступны невооруженному взору, но ощущаемы кожей как тепло. Они относятся к электромагнитному излучению, которое располагается между красным концом видимого света и микроволновым радиоизлучением. ИК-излучение еще принято называть тепловым.
Оно излучается атомами, которые обладают избыточной энергией, и ионами. Каждое тело с температурой выше нуля – это источник инфракрасного излучения. Солнце – известный природный источник ИК-лучей.
Длина волн в ИК-излучении зависит от температуры нагревания. Самая высокая температура у коротких волн с большой интенсивностью излучения. Диапазон инфракрасных лучей широк. Он делится на разновидности:
- короткие волны – температура выше 800 градусов Цельсия,
- средние волны – до 600 градусов Цельсия,
- длинные волны – до 300 градусов Цельсия.
Влияние инфракрасного излучения на организм человека определяется длиной этих волн, а также временным отрезком воздействия.
Польза инфракрасных лучей для человека
Длинноволновые инфракрасные лучи благоприятны для здоровья человека. Это часто используется в медицине, в частности в физиотерапевтических процедурах, с помощью которых можно улучшить кровообращение, метаболизм и нейрорегуляцию.
Положительное влияние ИК-излучения на человеческий организм сказывается следующим образом:
- улучшается память и функции мозга,
- приводится в норму артериальное давление,
- нормализируется гормональный баланс,
- выводятся соли, токсины и тяжелые металлы,
- останавливается размножение грибков и вредных микроорганизмов,
- восстанавливается водно-солевой баланс,
- происходит обезболивание,
- происходит противовоспалительный процесс,
- подавляются раковые клетки,
- нейтрализуются результаты радиоактивного излучения,
- повышается инсулин у больных диабетом,
- излечивается дистрофия,
- проходит псориаз,
- укрепляется иммунитет.
Отопление, в котором используются ИК-лучи, убивает вредоносные бактерии и помогает укрепить иммунитет. Ионизирование воздуха защищает от аллергических проявлений. Длинные волны инфракрасного тепла действуют успокаивающе при усталости, раздражительности, стрессе, способствуют заживлению ран, приводят к выздоровлению при гриппе.
Вред от инфракрасного излучения
Несмотря на полезные свойства ИК-лучей у них существуют и противопоказания. Особую опасность представляют короткие волны. Их вред может выражаться в покраснении кожи и ожоге, тепловом ударе и дерматите, появлении судорог и нарушении водно-солевого баланса. Коротковолновое для слизистой оболочки глаз. Оно не просто пересушивает ее, но и способно вызвать серьезные глазные недуги.
Коротковолновое действие на организм человека выражается в определенных признаках:
- головокружение,
- тошнота,
- потемнение в глазах,
- учащенное сердцебиение,
- нарушение координации движений,
- потеря сознания.
Такие симптомы возникают, если температура головного мозга повышается хотя бы на один градус Цельсия. При повышении на два градуса Цельсия – появляется менингит и энцефалит.
Противопоказаниями к применению инфракрасных лучей служат:
- заболевания крови,
- кровотечения,
- островоспалительные процессы,
- острые гнойные проявления,
- злокачественные опухоли.
Где встречается инфракрасное излучение?
Инфракрасное излучение применяется в разных областях человеческой деятельности. Сюда относятся: термография, астрономия, медицина, пищевая промышленность и другие.
ИК-излучателями могут являться разные приборы:
- головка самонаведения в прицельном устройстве,
- приборы ночного видения,
- оборудование для физиотерапии,
- системы отопления,
- обогреватели,
- устройства с дистанционным управлением.
Любые нагретые тела – это источники инфракрасного излучения.
Что касается обогревателей, при их покупке стоит обратить внимание на характер излучения прибора, который обычно указывается в техническом паспорте. Если спираль, выделяющая тепло, имеет теплоизолирующую защиту, это значит, что действие ее длинных волн будет положительно сказываться на организме. Если же нагревательный элемент не изолирован, то устройство выделяет короткие волны, вызывающие проблемы со здоровьем.
Важно! Если прибор выделяет коротковолновое излучение, не находитесь возле него долго и держите его на расстоянии от себя.
Помощь пострадавшему от теплового удара
Влияние на человека инфракрасного тепла может привести к тепловому удару. При этом необходимо оказать пострадавшему следующие меры помощи:
- поместить его в прохладное место,
- высвободить от тесной одежды,
- приложить холод на шею, голову, область сердца, позвоночник и паховые промежности,
- обернуть человека в намоченную холодной водой простыню,
- включить вентилятор и направить на пострадавшего воздух,
- часто поить холодным,
- провести искусственное дыхание, если возникла потребность,
- вызвать скорую помощь.
Заключение
Понимая природу ИК-лучей, мы осознаем их незаменимость для жизни и нормального функционирования человеческого организма. Несмотря на пользу инфракрасного излучения для человека, оно может наносить и непоправимый вред, если действуют в коротковолновом диапазоне. Поэтому будьте осторожны, попадая под влияние инфракрасного света. Учитывайте противопоказания, которые к нему имеются. А если тепловой удар случился с кем-то из окружающих, окажите ему необходимую помощь.
В 1800 году ученый Уильям Гершель объявил на заседании Лондонского Королевского общества о своем открытии. Он измерил температуру за пределами спектра и обнаружил невидимые лучи с большой нагревательной силой. Опыт проводился им с помощью светофильтров телескопа. Он заметил, что они в разной мере поглощают свет и тепло солнечных лучей.
Через 30 лет факт существования невидимых лучей, расположенных за красной частью видимого солнечного спектра, был неоспоримо доказан. Французский Беккерель назвал это излучение инфракрасным.
Свойства ИК-излучения
Спектр инфракрасного излучения состоит из отдельных линий и полос. Но он может быть так же непрерывным. Все зависит от источника ИК лучей. Иначе говоря, имеет значение кинетическая энергия или температура атома или молекулы. Любой элемент таблицы Менделеева в условиях разных температур имеет различные характеристики.
Например, инфракрасные спектры возбужденных атомов из-за относительного состояния покоя связки ядро - будут иметь строго линейчатые ИК-спектры. А возбужденные молекулы - полосатые, хаотично расположенные. Все зависит не только от механизма наложения собственных линейных спектров каждого атома. Но так же от взаимодействия этих атомов между собой.
При повышении температуры изменяется спектральная характеристика тела. Так, нагретые твердые и жидкие тела выделяют непрерывный инфракрасный спектр. При температурах ниже 300°С излучение нагретого твердого тела целиком расположено в инфракрасной области. От диапазона температур зависит как изучение ИК-волн, так применения их важнейших свойств.
Главные свойства ИК-лучей это поглощение и дальнейший нагрев тел. Принцип передачи тепла инфракрасными обогревателями отличается от принципов конвекции или теплопроводности. Находясь в потоке горячих газов, предмет теряет какое-то количество тепла, пока его температура ниже температуры нагретого газа.
И наоборот: если инфракрасные излучатели облучают предмет, еще не значит, что его поверхность данное излучение поглощает. Он может так же отражать, поглощать или пропускать лучи без потерь. Практически всегда облучаемый предмет поглощает часть этого облучения, часть отражает и часть пропускает.
Далеко не все светящиеся объекты или нагретые тела излучают ИК-волны. Например, люминесцентные лампы или пламя газовой плиты такого излучения не имеют. Принцип работы люминесцентных лам основан на свечении (фотолюминесценции). Ее спектр ближе всего к спектру дневного, белого света. Поэтому ИК-излучения в нём почти нет. А наибольшая интенсивность излучения пламени газовой плиты приходится на длину волны голубого цвета. У перечисленных нагретых тел ИК-излучение очень слабое.
Существуют так же вещества, которые прозрачны для видимого света, но не способны пропускать ИК-лучи. Например, слой воды толщиной несколько сантиметров не пропустит инфракрасное излучение с длиной волны больше 1 мкм. При этом человек может различить находящиеся на дне предметы невооруженным глазом.