Инфракрасное излучение: влияние на человека, польза и вред

Что такое инфракрасное излучение

Излучение, прилегающее к красной части видимого спектра, не воспринимаемое нашими органами зрения, но способное нагревать освещенные поверхности, было названо инфракрасным. Приставка «Инфра» означает больше. В нашем случае это электромагнитные лучи с длиной волны больше, чем у видимого красного света.

Что является источником инфракрасного излучения

Его естественный источник — солнце. Инфракрасный диапазон достаточно широк. Это длины волн от 7 до 14 микрометров (мкм). Частичное поглощение и распространение инфракрасных лучей происходит в атмосфере Земли.

Масштаб инфракрасного солнечного излучения подчеркивается тем фактом, что оно составляет 58% всего спектра электромагнитных волн, исходящих от нашей звезды.

Такой широкий спектр инфракрасных лучей делится на три части:

• длинные волны, излучаемые обогревателем с температурой до 300 ° C;
• средняя — до 600 ° С;
• короткая — более 800 ° С.

Все они излучаются возбужденными атомами (то есть атомами с избыточной энергией), а также ионами вещества. Все тела являются источниками ИК-излучения, если их температура выше абсолютного нуля (минус 273 ° C).

Затем в зависимости от температуры излучателя формируются ИК-лучи разной длины волны, интенсивности и проникающей способности. И от этого зависит, как инфракрасное излучение влияет на живой организм.

Сферы применения инфракрасного излучения

Он используется в пищевой промышленности, в физическом и химическом анализе, а также во многих других секторах:

1. С его помощью стерилизуют пищу.
2. В производстве продуктов питания лучи используются не только для термической обработки сырья, но и для ускорения биохимических реакций в нем.
3. ИК-спектроскопия — это качественный и количественный метод анализа, который позволяет установить структуру многих молекул благодаря особым свойствам инфракрасного излучения.
4. Эта технология также используется для проверки подлинности банкнот. При изготовлении банкнот они маркируются специальными красителями, которые можно увидеть только с помощью инфракрасных лучей. Мошенникам очень сложно подделать такие деньги.
5. Свойства инфракрасных лучей полезны для использования в приборах ночного видения, считывающих объекты в темноте.
6. Лучи используются для дистанционного управления.

Комментарий! У некоторых животных есть инфракрасное зрение. Например, змеи охотятся на теплокровную добычу с помощью адаптированных органов зрения.

Отдельного внимания заслуживает уже упоминавшееся использование инфракрасных лучей в медицине. Однако определенный вред от воздействия лучей и противопоказания к их применению все же есть. Как правило, польза и вред инфракрасного излучения для человека определяется длиной волны.

Противопоказания к применению инфракрасного излучения

Следует избегать использования инфракрасного излучения в качестве лечебной или профилактической процедуры в следующих случаях:

• беременность и кормление грудью;
• частые кровотечения;
• гнойные процессы;
• хронические заболевания в стадии обострения;
• болезни крови;
• онкологические заболевания.

Особые свойства инфракрасного излучения в таких случаях могут нанести организму вред, который усугубит уже имеющиеся заболевания. Это лечение точно не принесет пользы при наличии таких противопоказаний.

Первая помощь при тепловом ударе

Страшное осложнение, связанное с нарушением терморегуляции, возникает, если кратковременное воздействие инфракрасного излучения продолжается длительное время. Если человеку не оказать своевременную помощь, происходит изменение клеток головного мозга и подавляется деятельность кровеносной системы.

Список занятий в первые минуты после появления тревожных симптомов:

1. Устраните источник инфракрасного излучения от пострадавшего: переместите человека в тень или в место подальше от источника вредного тепла.
2. Расстегните или снимите одежду, которая мешает глубокому свободному дыханию.
3. Откройте окно для свободного поступления свежего воздуха.
4. Смыть холодной водой или укутать влажной простыней.
5. Положите холод в места, где расположены крупные артерии (височная, паховая, лоб, подмышечные впадины.
6. Если человек в сознании, нужно дать стакан свежей чистой воды, такая мера снизит температуру тела.
7. При потере сознания следует провести реанимационный комплекс, состоящий из искусственного дыхания и компрессий грудной клетки.
8. Для получения квалифицированной медицинской помощи вызовите скорую помощь.

Тепло с потолка?

Слишком часто нам задают вопрос: «зачем вы устанавливаете инфракрасные обогреватели на потолок, ведь всем известно, что тепло поднимается снизу вверх?» Эта статья была опубликована, чтобы дать понять неспециалисту, что жар не поднимается снизу вверх, как это чаще всего принято думать. «Снизу вверх» поднимается только нагретый чем-то или кем-то воздух воздух, так как нагрев ускорил движение молекул газа и стал менее плотным, и поэтому он вытесняется вверх более холодным и более плотным воздухом. Этот закон природы можно ясно увидеть, наблюдая за подъемом воздушного шара, когда воздух, заключенный в его куполе, нагревается газовой горелкой, и воздушный шар поднимается. Изначально тепло — это сущность ЭНЕРГИИ! Это электромагнитное излучение инфракрасного диапазона, распространяющееся РАВНО во все стороны! Встречая любой объект на своем пути, будь то поверхность земли, тело человека или пол дома, кванты электромагнитного излучения в инфракрасном луче передают свою энергию молекулам этого объекта, заставляя их двигаться быстрее, поэтому температура этого тела повышается, и оно само начинает излучать тот же спектр более интенсивно (вторичное инфракрасное излучение). Такое ИК-излучение человек воспринимает как ощущение тепла, исходящего от источника (тела с более высокой температурой). Прямого контакта с источником инфракрасного излучения не требуется.

Инфракрасное излучение

Переходя от видимого света к длинноволновой части спектра, мы попадаем в инфракрасный диапазон. Его называют инфракрасным, потому что по спектральной шкале он находится непосредственно перед красным цветом (инфра — внизу, внизу). Радуга — это белый дневной свет, который мы видим, разбитый на составляющие его цвета. Красный — первый цвет в этом спектре. У него самая низкая частота и самая длинная длина волны. Фиолетовый — последний цвет в этом спектре. Он имеет самую высокую частоту и самую короткую длину волны. Область электромагнитного излучения, которая находится ниже нижней границы видимого (красного) света, называется инфракрасным диапазоном. Выше верхней границы видимого (фиолетового) света находится ультрафиолетовое излучение.

Ближнее инфракрасное излучение физически не отличается от видимого света, за исключением того, что оно не воспринимается сетчаткой глаза. Его можно регистрировать с помощью тех же инструментов, особенно телескопов, что и в видимом свете. Инфракрасное излучение на коже человек тоже воспринимает — как тепло. Именно благодаря инфракрасному излучению мы тепло сидим у костра. Большая часть энергии сгорания переносится вверх восходящим потоком воздуха, в котором мы кипятим воду в кастрюле, а инфракрасное (и видимое) излучение излучается в стороны молекулами газа, образованными при сгорании и частицах горячего угля.

По мере увеличения длины волны атмосфера теряет прозрачность для инфракрасного излучения. Это связано с так называемыми колебательно-вращательными полосами поглощения молекул атмосферного газа. Как квантовые объекты, молекулы не могут вращаться или колебаться произвольно, как вес на пружине. Каждая молекула имеет свой набор энергий (и, следовательно, частот излучения), которые они могут хранить в виде колебательных и вращательных движений. Однако даже в уже не сложных молекулах воздуха набор этих частот настолько обширен, что фактически атмосфера поглощает все излучение в некоторых частях инфракрасного спектра — это так называемые инфракрасные полосы поглощения. Они перемежаются небольшими участками, где космическое инфракрасное излучение достигает земной поверхности — это так называемые окна прозрачности, которых насчитывается около десятка. Их существование представлено на плакате синими стрелками, рассеянными в инфракрасном луче. Интересно отметить, что поглощение инфракрасного излучения почти полностью происходит в нижних слоях атмосферы из-за увеличения плотности воздуха у поверхности земли. Это позволяет наблюдать почти весь инфракрасный диапазон с воздушных шаров и высотных самолетов, когда они поднимаются в стратосферу.

Разделение инфракрасного излучения на поддиапазоны также весьма условно. Граница между ближним и средним инфракрасным излучением проводится примерно в области абсолютной температуры 300 К, что характерно для объектов на земной поверхности. Поэтому все, включая устройства, являются мощными источниками инфракрасного излучения. Чтобы изолировать излучение от космического источника в таких условиях, оборудование необходимо охладить до температур, близких к абсолютному нулю, и вывести его за пределы атмосферы, которая, в свою очередь, ярко светит в среднем ИК-диапазоне — именно из-за этого излучения Земля страдает рассеивает энергию в пространстве, постоянно исходящую от солнца. Основным типом детектора излучения в этом диапазоне является болометр, который, в двух словах, представляет собой небольшое черное тело, поглощающее излучение, подключенное к сверхточному термометру.

Дальний инфракрасный диапазон является одним из самых сложных для генерации и регистрации излучения. В последнее время, благодаря разработке специальных материалов и очень быстродействующей электроники, с ней научились достаточно эффективно работать. В технике это часто называют терагерцовым излучением. В настоящее время ведется разработка бесконтактных сканеров для определения химического состава объектов на основе генераторов терагерцового излучения. Они смогут идентифицировать пластиковую взрывчатку и наркотики на контрольно-пропускных пунктах аэропорта.

В астрономии этот диапазон часто называют субмиллиметровым излучением. Интересно, что в нем (как и в соседнем микроволновом диапазоне) наблюдается реликтовое излучение Вселенной. Субмиллиметровое излучение не достигает уровня моря, но в основном поглощается нижними слоями атмосферы. Поэтому в горах Чили и Мексики, на высоте около 5 тысяч метров над уровнем моря, сейчас строят большие субмиллиметровые телескопы — в Мексике — 50 метров, а в Чили — массив из 64 телескопов диаметром 12 метров.

Земное применение

Прибор ночного видения

В основе устройства лежит электронно-оптический преобразователь (ЭОП), который позволяет значительно (от 100 до 50 тысяч раз) усилить слабый видимый или инфракрасный свет. Линза создает изображение на фотокатоде, из которого, как и в случае фотоумножителя, удаляются электроны. Затем они ускоряются высоким напряжением (10-20 кВ), фокусируются электронной оптикой (электромагнитное поле специально подобранной конфигурации) и падают на флуоресцентный экран, подобный телевизору. На нем изображение просматривается через окуляры.

Разгон фотоэлектронов позволяет в условиях низкой освещенности использовать буквально каждый квант света для получения изображения, однако в полной темноте требуется освещение. Чтобы не выдать присутствие наблюдателя, для этого используют проектор ближнего инфракрасного диапазона (760-3000 нм).

Также существуют устройства, улавливающие собственное тепловое излучение объектов в среднем ИК-диапазоне (8-14 мкм). Такие устройства называются тепловизионными камерами, они позволяют заметить нагретого человека, животное или двигатель за счет их теплового контраста с окружающим фоном.

Отопление

Вся энергия, потребляемая электронагревателем, в конечном итоге превращается в тепло. Значительная часть тепла отводится из воздуха, который соприкасается с горячей поверхностью, расширяется и поднимается, поэтому при конвективном отоплении (батареи и радиаторы, нагревающие воздух) в основном обогреваются потолок и пол и все, что находится на полу остается холодным. Чтобы избежать этого, электрические обогреватели иногда оснащаются вентиляторами, которые принудительно направляют горячий воздух, например, к ногам человека и помогают перемешивать воздух в комнате. Но есть еще один способ передачи тепла окружающим предметам — инфракрасное излучение от обогревателя. Чем теплее поверхность и чем шире ее площадь, тем она прочнее. Для увеличения площади радиаторы делают плоскими. Однако в этом случае температура поверхности не может быть высокой. В других моделях обогревателей используется змеевик, который нагревается до нескольких сотен градусов (красный жар), и вогнутый металлический отражатель, который создает прямой поток инфракрасного излучения. Из вышесказанного можно сделать вывод, что для наиболее комфортного обогрева следует использовать инфракрасные обогреватели, так как только они могут равномерно обогреть комнату. Есть два пути:

• Компактный обогреватель — излучающая тепло поверхность небольшая, поэтому для передачи необходимого количества энергии его необходимо нагреть до высоких температур (от +200 до +800 градусов), что далеко не удобно и безопасно. Примером таких отопительных приборов являются подвесные инфракрасные обогреватели Hintek с температурой нагрева алюминиевой излучающей плиты 250-300 ° С. Чаще всего они используются для обогрева производственных помещений, складов, гаражей, ангаров и т.д.
• Нагреватель с очень большой поверхностью нагрева, но с низкой температурой нагрева. Примером таких обогревателей могут быть электрические пленочные потолочные обогреватели (ПЛЭНы). Общая площадь лучистой поверхности тепла достигает 70-80% площади отапливаемого помещения, а температура нагрева составляет всего 40-50 ° C (теплые на ощупь). Такой обогрев обладает максимальным тепловым комфортом, так как нагревает все помещение более равномерно как по высоте, так и по поверхности, а также нагревает пол, но при этом не перегревает и не сушит воздух!

Инфракрасное излучение в научной деятельности

Одним из наиболее распространенных является исследование спектров излучения и поглощения в инфракрасной области. Он используется при исследовании характеристик электронных оболочек атомов, для определения структур всех типов молекул, а также при качественном и количественном анализе смесей различных веществ.

Из-за различий в диффузии, пропускании и отражении тел в видимых и инфракрасных лучах фотографии, сделанные в разных условиях, немного отличаются. Инфракрасные изображения часто показывают больше деталей. Такие изображения широко используются в астрономии.

Влияние инфракрасного излучения на организм человека

Сознательное использование свойств инфракрасных лучей приносит пользу человеческому организму. Вот несколько примеров того, как они способствуют общей пользе для здоровья:

1. Лучи помогают уничтожить болезнетворные бактерии, помогая тем самым в борьбе с простудой.
2. Инфракрасные лучи укрепляют иммунную систему детей и взрослых.
3. Кроме того, врачи отметили их пользу для кожи. Увеличивая кровоток, кожа легче получает необходимые вещества, в результате чего она становится более подтянутой.
4. Косметический эффект лучей на коже безграничен. Многочисленные исследования показывают, что они помогают при лечении кожных заболеваний, таких как крапивница, псориаз, дерматит.
5. Насыщение замкнутого пространства инфракрасным излучением помогает уменьшить ущерб, причиняемый человеческому телу пылью.

Важно! Лечебный эффект инфракрасного излучения обусловлен тем, что лучи, проникая в организм человека, запускают цепочки сложных биохимических реакций.

ИК-волны в быту, науке и промышленности

Используя определенные устройства дома и на работе, мы редко подвергаем сомнению влияние инфракрасного излучения на человеческий организм. Между тем инфракрасные обогреватели сегодня очень популярны. Их главное отличие от масляных радиаторов и конвекторов — это возможность нагревать не напрямую сам воздух, а все предметы в помещении. То есть мебель, пол и стены сначала нагреваются, а потом отдают свое тепло атмосфере. В то же время инфракрасное излучение действует на организмы — человека и его домашних животных.

Инфракрасные лучи также широко используются для передачи данных и дистанционного управления. Многие сотовые телефоны имеют инфракрасные порты для передачи файлов между ними. И все пульты дистанционного управления кондиционерами, музыкальными центрами, телевизорами, некоторыми управляемыми детскими игрушками также используют электромагнитные лучи в инфракрасном диапазоне.

Методы лечения

Инфракрасная хромотерапия делится на два типа: местная и общая. При первом типе отмечается местное воздействие на конкретный участок, а при общем лечении волны обрабатывают все тело человека. Процедура проводится дважды в день по 15-30 минут. Курс лечения от 5 до 20 сеансов. Обязательно носить средства защиты от радиации. Для глаз используются картонные прокладки или специальные очки. После процедуры на коже появляется покраснение с размытыми границами, которое исчезает через час после воздействия лучей. Инфракрасное излучение очень ценится в медицине.

Излучение высокой интенсивности может быть вредным для здоровья, поэтому необходимо соблюдать все противопоказания.

Тепловая энергия сопровождает человека каждый день в повседневной жизни. Инфракрасное излучение не только полезно, но и вредно. Поэтому к инфракрасному свету нужно относиться осторожно. Следует безопасно использовать устройства, излучающие эти волны. Многие не знают, вредно ли воздействие тепла, но при правильном использовании устройств можно улучшить здоровье человека и избавиться от некоторых заболеваний.

Использование ИК-лучей в армии и космонавтике

Инфракрасные лучи очень важны для аэрокосмической и военной промышленности. На основе фотокатодов, чувствительных к инфракрасному излучению (до 1,3 мкм), создаются приборы ночного видения (различные бинокли, видоискатели и т.д.). Они позволяют при одновременном облучении объектов инфракрасным излучением целиться или наблюдать в абсолютной темноте.

Благодаря созданным высокочувствительным инфракрасным приемникам стало возможным производство самонаводящихся ракет. Датчики в их боеголовках реагируют на инфракрасное излучение цели, которое обычно теплее, чем температура окружающей среды, и направляют ракету на цель. Тот же принцип используется для обнаружения нагретых частей кораблей, самолетов и танков с помощью датчиков направления тепла.

ИК-локаторы и дальномеры могут обнаруживать различные объекты в полной темноте и измерять расстояние до них. Особенности: Оптические квантовые генераторы, излучающие в инфракрасном диапазоне, используются для космической и междугородной наземной связи.

Меры защиты от вредных лучей

В зону риска получения коротковолнового инфракрасного излучения входят те, кто любит много времени проводить на палящем солнце, рабочие в цехах, где применяются свойства тепловых лучей. Чтобы обезопасить себя, нужно следовать простым рекомендациям:

1. Для любителей красивого загара сократите время пребывания на солнце, смажьте открытые участки кожи защитным кремом перед выходом на улицу.
2. Если поблизости находится сильный источник тепла, уменьшите интенсивность нагрева.
3. При работе в цехах с высокими температурами сотрудники должны быть оснащены средствами индивидуальной защиты: специальной одеждой, головными уборами.
4. Время нахождения в высокотемпературной среде необходимо строго регламентировать.
5. При выполнении процедур надевайте защитные очки для сохранения здоровья глаз.
6. Устанавливайте в комнатах только качественную технику.

На улице и в помещении человека окружает различное излучение. Осознание возможных негативных последствий поможет сохранить здоровье в будущем. Значение инфракрасного излучения для улучшения жизни человека неоспоримо, но существует и патологический эффект, который необходимо устранить, следуя простым рекомендациям.

Использование инфракрасной энергии

Инфракрасное излучение не осталось незамеченным для ученых, которые после открытия смогли найти достойное применение. Можно выделить несколько основных направлений, где активно используются инфракрасные волны:

• 
  Термография. Инфракрасные волны позволяют удаленному исследователю определять температуру объектов на расстоянии. В последние годы термография широко используется как в промышленности, так и в армии. В распоряжении военных есть специальные камеры, предназначенные для обнаружения инфракрасных волн, которые после поиска источника создают изображение этого излучения. Их работа основана на том, что каждое нагретое тело излучает инфракрасные волны. С помощью термографических камер можно без освещения определить наличие любого объекта, который находится поблизости.
• Мониторинг. Волны этого типа успешно используются многими странами для наведения ракет. Эту функцию электронные системы выполняют автономно без вмешательства человека. Для этого в ракетах предусмотрено специальное устройство — тепловые извещатели. Любое тело на пути ракеты, будь то самолет или автомобиль, всегда можно увидеть в инфракрасном спектре, и путь ракеты можно скорректировать.
• Обогрев. Инфракрасное излучение также активно используется как источник тепла для создания благоприятных условий для пребывания в помещении. Кроме того, есть данные о положительном влиянии волн этого типа на здоровье. Это привело к созданию инфракрасных саун, благотворно влияющих на человеческий организм. Инфракрасные обогреватели широко используются в медицине и промышленности: они используются для отверждения покрытий, отжига и сварки пластмасс.
• Метеорология. Чтобы делать точные прогнозы, часто необходимо определить высоту облаков, их тип и температуру воды и поверхности суши. Для этого созданы специальные спутники, дающие инфракрасное изображение. На изображениях, полученных с их помощью, показано положение ледяных облаков, окрашенных в белый цвет, и горячих, имеющих серый цвет. Самые жаркие участки территории отмечены черным или серым цветом. Вы можете получить эту информацию даже в темноте. Эта информация представляет большую ценность для рыбаков и фермеров.
• 
  Астрономия. На основе инфракрасного излучения были созданы специальные телескопы, позволяющие наблюдать за небесными объектами. Такие устройства позволяют ученым обнаруживать протозвезды до того, как они начнут излучать видимый свет. Обнаружить новые планеты в видимом спектре чрезвычайно сложно из-за того, что звезды заглушают свет, отраженный от планеты. Инфракрасные телескопы, которые легко обнаруживают холодные объекты, решают эту проблему. Эти устройства незаменимы для наблюдения ядер галактик, недоступных для управления из-за пылевых и газовых облаков, скрывающих их от глаз.
• Изобразительное искусство. Интересным устройством, созданным благодаря инфракрасным волнам, являются рефлектограммы. Они помогают искусствоведам открывать глубинные слои, зарисовки художника. Подобный метод активно используется в тех случаях, когда необходимо сравнить рисунки и видимую часть изображения для подтверждения подлинности изображения, а также для определения того, подвергались ли ему реставрационные работы. Это устройство неоценимо при изучении древних письменных документов, позволяющих обнаруживать углеродную сажу. Это вещество использовалось много веков назад для создания чернил.

Но это лишь малая часть тех областей, где сегодня активно используется инфракрасное излучение. Но этот процесс не прекращается, и каждый год появляются новые устройства, использующие инфракрасные волны.

Как происходит процесс лечения?

Свет — это энергия. Он проникает в кожу на разных уровнях, максимизируя полезные и лечебные свойства спектра красного света.

Когда инфракрасный свет проникает в кожу, он активирует естественные целебные свойства нашего тела на клеточном уровне.

Свет стимулирует кровообращение, что также приводит к увеличению активности лимфатической системы, которая, в свою очередь, помогает отводить межклеточную жидкость из тканей и транспортировать лейкоциты в области, где они срочно необходимы. Известны такие преимущества:

• активизируются обменные процессы в организме;
• стимулируется образование коллагена и фибробластов;
• увеличенный клиренс клеток и уменьшение воспаления.

Кроме того, научно доказано, что инфракрасное излучение вызывает всплески образования оксида азота в организме, что наиболее заметно влияет на формирование здоровья сердечно-сосудистой системы человека. Оксид азота помогает расслабить сосудистую систему, а также обеспечивает более насыщенный приток кислорода в кровь и ее содержимое.

это, безусловно, полезно для всех, но особенно для пациентов с повышенным риском сердечного приступа и для спортсменов, которые хотят улучшить физическую работоспособность и выносливость.

Многие профессиональные спортсмены за рубежом уже давно используют инфракрасные сауны как средство, стимулирующее кровообращение во время выступлений. L-аргинин, который также является основным культуристом и основным предшественником оксида азота, также демонстрирует ускоренную выработку при воздействии инфракрасного света.

Хотя инфракрасное излучение используется спортсменами в целях здоровья, оно может быть полезным для всех.

Польза и вред ИК излучения для здоровья человека

можно ответить на вопрос: инфракрасное излучение вредно для человека, вооруженного некоторой информацией.

Длинноволновые инфракрасные лучи, попадая на кожу, воздействуют на нервные рецепторы, вызывая ощущение тепла. Поэтому инфракрасное излучение еще называют тепловым.

Более 90% этого излучения поглощается влагой в верхних слоях кожи. Это вызывает только повышение температуры кожи. Медицинские исследования показали, что длинноволновое излучение не только безопасно для человека, но и повышает иммунитет, запускает механизм регенерации и заживления многих органов и систем. Инфракрасные лучи с длиной волны 9,6 мкм особенно эффективны в этом отношении. Эти обстоятельства связаны с использованием инфракрасного излучения в медицине.

Совершенно иной механизм воздействия инфракрасных лучей на организм человека, относящийся к коротковолновой части спектра. Они способны проникать на глубину до нескольких сантиметров, вызывая согревание внутренних органов.

На месте облучения из-за расширения капилляров может появиться покраснение кожи, вплоть до образования волдырей. Короткие инфракрасные лучи особенно опасны для органов зрения. Они могут спровоцировать образование катаракты, нарушения солевого баланса, появление судорог.

Причина известного эффекта теплового удара — коротковолновое инфракрасное излучение. Повышение температуры мозга на 1 ° C уже вызывает его симптомы:

• 
  головокружение;
• тошнота;
• учащение пульса;
• потемнение в глазах.

Перегрев на 2 ° C может спровоцировать развитие менингита.

Теперь попробуем разобраться в понятии интенсивности электромагнитного излучения. Этот коэффициент зависит от удаленности от источника тепла и его температуры. Низкоинтенсивное длинноволновое тепловое излучение играет важную роль в развитии жизни на планете. Человеческое тело нуждается в постоянной энергии этих длин волн.

Поэтому вред и польза инфракрасного излучения определяется длиной волны и временем воздействия.

Как избежать вредного воздействия ИК лучей

Поскольку мы определили, что коротковолновое инфракрасное излучение отрицательно влияет на человеческий организм, мы выясним, где может таиться эта опасность.

В первую очередь, это тела с температурой выше 100 ° C. Это могут быть следующие.

1. Промышленные источники лучистой энергии (сталеплавильное производство, дуговые печи и др.) Снижение риска их облучения достигается за счет специальной защитной одежды, теплозащитных экранов, применения новых технологий, а также лечебно-профилактических мероприятий для персонала службы;
2. Обогреватели. Самая надежная и проверенная из них — русская печь. Тепло, которое он излучает, не только очень приятно, но и исцеляет. К сожалению, эта деталь повседневной жизни практически канула в лету. Заменены всевозможные электронагреватели. Те из них, у которых тепловыделяющая катушка защищена теплоизоляционным материалом, излучают мягкое длинноволновое излучение. Благотворно влияет на организм. Нагреватели с открытым нагревательным элементом излучают жесткое коротковолновое излучение, что может привести к описанным выше негативным последствиям. В техническом паспорте обогревателя производитель обязан указать характер излучения этого устройства.

Если вы стали обладателем коротковолнового обогревателя, следуйте правилу: чем ближе обогреватель, тем короче должно быть время его воздействия.

Как избежать вредного воздействия ИК лучей

Поскольку мы определили, что коротковолновое инфракрасное излучение отрицательно влияет на человеческий организм, мы выясним, где может таиться эта опасность.

В первую очередь, это тела с температурой выше 100 ° C. Это могут быть следующие.

1. Промышленные источники лучистой энергии (сталеплавильное производство, дуговые печи и др.) Снижение риска их облучения достигается за счет специальной защитной одежды, теплозащитных экранов, применения новых технологий, а также лечебно-профилактических мероприятий для персонала службы;
2. Обогреватели. Самая надежная и проверенная из них — русская печь. Тепло, которое он излучает, не только очень приятно, но и исцеляет. К сожалению, эта деталь повседневной жизни практически канула в лету. Заменены всевозможные электронагреватели. Те из них, у которых тепловыделяющая катушка защищена теплоизоляционным материалом, излучают мягкое длинноволновое излучение. Благотворно влияет на организм. Нагреватели с открытым нагревательным элементом излучают жесткое коротковолновое излучение, что может привести к описанным выше негативным последствиям. В техническом паспорте обогревателя производитель обязан указать характер излучения этого устройства.

Если вы стали обладателем коротковолнового обогревателя, следуйте правилу: чем ближе обогреватель, тем короче должно быть время его воздействия.

История открытия инфракрасных волн

Инфракрасные волны были обнаружены в 1800-х годах британским ученым Уильямом Гершелем.

Личность

Уильям Гершель (1738-1822) был английским астрономом и оптиком немецкого происхождения. Перед переездом в Великобританию его звали Фридрих Вильгельм Гершель. Он построил более 60 телескопов, открыл планету Уран и 2 ее спутника, обнаружил существование двойных звезд, описал множество звездных скоплений и туманностей. Изучая солнце, он открыл спектр его инфракрасных лучей.

Уильям Гершель пытался найти способ уменьшить нагрев инструмента, с помощью которого он наблюдал за солнцем. В ходе эксперимента ученый использовал очень простой принцип. Он измерил температуру разных участков видимого спектра излучения. Он обнаружил, что наиболее нагретая область принадлежит красному цвету, а зеленый фильтр пропускает наименьшее количество тепла.

Гершель предположил, что существует даже более сильное тепловое излучение, помимо видимого преломления. Эти лучи невидимы, но они несут тепло.

Весной 1800 года Гершель выступил на собрании Лондонского королевского общества, на котором представил краткие результаты своих экспериментов.

Он сформулировал 3 важных тезиса:

1. За спектром красного света скрываются невидимые глазу лучи.
2. Эти лучи несут больше тепла, чем все видимое излучение.
3. Обнаруженные лучи имеют те же свойства отражения и преломления, что и световые лучи.

Открытие Гершеля вызвало бурную дискуссию в научном мире. Он нашел много противников, которые отрицали саму возможность существования таких лучей.

Профессор Эдинбургского университета Джон Лесли провел серию экспериментов, основанных на том же методе, но пришел к совершенно противоположным выводам. Он заявил, что «невидимые воображаемые лучи — это нормальный нагретый воздух».

Швейцарский физик Пьер Прево и британский ученый Томас Юнг решительно поддержали идеи Гершеля. Они одними из первых высказали идею, что световые лучи подобны тепловым лучам и отличаются от них только частотой колебаний.

Томас Юнг сказал, что открытие Гершелем нового типа излучения — «величайшее научное открытие со времен Ньютона».

К 1830-м годам было проведено довольно большое количество экспериментов, доказывающих существование инфракрасных волн.

Само название «инфракрасные лучи» предложил французский физик Беккерель.

Принцип работы инфракрасного обогревателя

Тела и предметы в комнате нагреваются пропорционально температуре прибора

Он состоит из двух основных элементов: излучателя и отражателя. Излучатель генерирует инфракрасное излучение, лучистую энергию, а отражатель направляет это тепло в определенном направлении. Стены и вещи в комнате нагреваются и возвращают образовавшееся тепло, согревая комнату. Тела и предметы нагреваются пропорционально температуре устройства, потому что чем больше нагревается его ТЭН, тем интенсивнее генерируются волны. Во время работы излучатель излучает волны разной длины, одни лучи излучаются много, другие мало. Помните, это важно для понимания вредности таких устройств — количество коротких волн увеличивается с увеличением температуры нагревательного устройства. Чаще всего производители об этом факте не говорят.

ИК-лучи в медицине

Лечение инфракрасным излучением бывает местным и общим. В первом случае происходит локальное воздействие на определенную часть тела, а во втором — все тело подвергается действию лучей. Курс лечения зависит от заболевания и может составлять от 5 до 20 сеансов по 15-30 минут. При проведении процедур обязательным условием является использование средств защиты. Для сохранения здоровья глаз используются специальные картонные чехлы или очки.

После первой процедуры на поверхности кожи появляется покраснение с нечеткими границами, которое проходит примерно через час.

Общая характеристика инфракрасного излучения

Инфракрасный спектр делится на 3 диапазона:

• около;
• в среднем;
• дальше.

Между ними нет четкой границы и существуют разные схемы разделения инфракрасного спектра.

В таблице показано деление, используемое Международной организацией по стандартизации.

Длина инфракрасных волн, излучаемых телом, зависит от температуры нагрева. Чем выше температура, тем короче длина волны и выше интенсивность излучения.

Инфракрасный спектр имеет большую протяженность, поэтому свойства веществ, находящихся в разных диапазонах, могут существенно различаться.

Свойства ИК-излучения:

1. это тепловое излучение, способное нагревать тела.
2. Он имеет типичные явления электромагнитных волн: отражение, интерференцию, дифракцию.
3. Источником является любое тело, температура которого выше абсолютного нуля (0 ° K или -273,15 ° C).
4. Воздействуют на термоэлементы и фотоматериалы.
5. Он проходит через множество тел, включая туман, дождь, снег.
6. Поглощенный веществом, он его нагревает.
7. Измените электрическое сопротивление тел.
8. Не имеет химической активности.

Человеческий глаз не может видеть инфракрасные волны, но ученые нашли способ исправить это. Есть специальные устройства — тепловизоры, с помощью которых можно увидеть, как выглядит объект в ИК-спектре. Тепловизионные камеры используются в медицине, энергетике, строительстве, безопасности и военном деле. Они также широко используются в научных исследованиях.

С помощью тепловизора можно определить температуру тела и выявить аномалии. В отличие от обычных термометров, тепловизионные камеры работают намного быстрее — они снимают показания за секунды.

Изучение влияния ИК-лучей на организм

Первые научные данные о влиянии инфракрасного излучения на организм человека относятся к 1960-м годам. Автор исследования — японский врач Тадаси Исикава. В ходе своих экспериментов ему удалось установить, что инфракрасные лучи имеют свойство проникать глубоко в человеческое тело. В этом случае происходят процессы терморегуляции, похожие на реакцию на пребывание в сауне. Однако потоотделение начинается при более низкой температуре окружающей среды (она составляет около 50 ° C), и внутренние органы нагреваются намного глубже.

В процессе такого нагревания усиливается кровообращение, расширяются сосуды дыхательной системы, подкожной клетчатки и кожи. При этом длительное воздействие инфракрасного излучения на человека может вызвать тепловой удар, а сильное инфракрасное излучение приводит к ожогам разной степени.