Az infravörös sugárzás a sugárzás természetes formája. Minden ember naponta ki van téve ennek. A Nap energiájának hatalmas része infravörös sugarak formájában érkezik bolygónkra. A modern világban azonban sok olyan eszköz létezik, amely infravörös sugárzást használ. Különféle módon hathat az emberi szervezetre. Ez nagymértékben függ ezen eszközök használatának típusától és céljától.
Mi ez
Az infravörös sugárzás vagy az infravörös sugárzás egyfajta elektromágneses sugárzás, amely a látható vörös fénytől (amelyet 0,74 mikronos hullámhossz jellemez) a rövidhullámú rádiósugárzásig (1 hullámhosszúságú) foglalja el a spektrális tartományt. -2 mm). Ez a spektrum meglehetősen nagy területe, így tovább oszlik három területre:
- közel (0,74 - 2,5 µm);
- közepes (2,5–50 mikron);
- távol (50-2000 mikron).
Felfedezési előzmények
1800-ban egy angol tudós, W. Herschel azt a megfigyelést tette, hogy a napspektrum láthatatlan részén (a vörös fényen kívül) a hőmérő hőmérséklete emelkedik. Ezt követően bebizonyosodott, hogy az infravörös sugárzás alá van rendelve az optika törvényeinek, és következtetést vontak le a látható fénnyel való kapcsolatáról.
A szovjet fizikus, A. A. Glagoleva-Arkadyeva munkájának köszönhetően, aki 1923-ban λ=80 μm (IR tartomány) rádióhullámokat kapott, a látható sugárzásról az infravörös sugárzásra és rádióhullámokra való folyamatos átmenet megléte kísérletileg bizonyított. Így arra a következtetésre jutottak, hogy közös elektromágneses természetük van.
A természetben szinte minden képes az infravörös spektrumnak megfelelő hullámhosszt kibocsátani, ami azt jelenti, hogy infravörös sugárzás forrása. Ez alól az emberi test sem kivétel. Mindannyian tudjuk, hogy körülöttünk minden atomokból és ionokból áll, még az emberek is. És ezek a gerjesztett részecskék képesek infravörös spektrumot kibocsátani. Különféle tényezők hatására gerjesztett állapotba kerülhetnek, például elektromos kisülések vagy melegítés hatására. Tehát a gáztűzhely lángjának sugárzási spektrumában van egy λ=2,7 µm sáv a vízmolekuláktól és λ=4,2 µm a szén-dioxidtól.
IR hullámok a mindennapi életben, a tudományban és az iparban
Bizonyos otthoni és munkahelyi eszközök használatakor ritkán tesszük fel magunknak a kérdést az infravörös sugárzás emberi szervezetre gyakorolt hatásáról. Eközben az infravörös fűtőberendezések ma meglehetősen népszerűek. Alapvető különbségük az olajradiátoroktól és konvektoroktól az, hogy nem magát a levegőt közvetlenül, hanem a helyiségben lévő összes tárgyat melegítik. Vagyis a bútorokat, a padlót és a falakat először felfűtik, majd ezek adják le hőjüket a légkörnek. Ugyanakkor az infravörös sugárzás az élőlényekre is hatással van – az emberekre és házi kedvenceikre.
Az infravörös sugarakat széles körben használják adatátvitelben és távvezérlésben is. Sok mobiltelefon rendelkezik infravörös porttal a fájlok közötti cseréhez. És a klímaberendezések, zeneközpontok, tévék és egyes vezérelhető gyerekjátékok összes távirányítója is elektromágneses sugarakat használ az infravörös tartományban.
Az infravörös sugarak használata a hadseregben és az űrhajózásban
A legfontosabb infravörös sugarak a repülőgépipar és a hadiipar számára készültek. Az infravörös sugárzásra (1,3 mikronig) érzékeny fotokatódok alapján éjjellátó eszközöket (különféle távcsöveket, irányzékokat stb.) készítenek. Lehetővé teszik, hogy miközben egyidejűleg infravörös sugárzással sugározzák be a tárgyakat, abszolút sötétben célozhatnak vagy figyelhetnek.
Az infravörös sugarak rendkívül érzékeny vevőinek köszönhetően lehetővé vált az irányító rakéták gyártása. A fejükben lévő szenzorok reagálnak a célpont infravörös sugárzására, amely általában melegebb, mint a környezet, és a rakétát a célponthoz irányítják. Ugyanezen elv alapjánhajók, repülőgépek, tartályok felforrósodott részeinek észlelése hőiránymérővel.
Az infravörös lokátorok és távolságmérők teljes sötétségben képesek különféle tárgyakat észlelni, és megmérni a távolságot azoktól. Speciális eszközök – az infravörös tartományban kibocsátott optikai kvantumgenerátorok, űrbeli és nagy hatótávolságú földi kommunikációra használatosak.
Infravörös sugárzás a tudományban
Az egyik legelterjedtebb az emissziós és abszorpciós spektrumok tanulmányozása az IR régióban. Alkalmazása az atomok elektronhéjának jellemzőinek tanulmányozására, különböző molekulák szerkezetének meghatározására, valamint különféle anyagok keverékeinek minőségi és mennyiségi elemzésére.
A látható és infravörös sugárzásban a testek szórási, átviteli és visszaverődési együtthatóinak különbségei miatt a különböző körülmények között készült fényképek némileg eltérőek. Az infravörös képek gyakran több részletet mutatnak. Az ilyen képeket széles körben használják a csillagászatban.
Az infravörös sugarak testre gyakorolt hatásának tanulmányozása
Az infravörös sugárzás emberi szervezetre gyakorolt hatásáról szóló első tudományos adatok az 1960-as évekből származnak. A kutatás szerzője Tadashi Ishikawa japán orvos. Kísérletei során sikerült megállapítania, hogy az infravörös sugarak hajlamosak mélyen behatolni az emberi testbe. Ugyanakkor hőszabályozási folyamatok mennek végbe, hasonlóan a szaunában való tartózkodáshoz. Az izzadás azonban alacsonyabb környezeti hőmérsékleten kezdődik (ezkörülbelül 50 °C), és a belső szervek felmelegedése sokkal mélyebben megy végbe.
E melegítés során fokozódik a vérkeringés, kitágulnak a légzőrendszer erei, a bőr alatti szövetek és a bőr. Az infravörös sugárzás hosszan tartó kitettsége azonban hőgutát okozhat, az erős infravörös sugárzás pedig különböző fokú égési sérüléseket okozhat.
IR védelem
Van egy kis lista azokról a tevékenységekről, amelyek célja az emberi test infravörös sugárzásának való kitettség kockázatának csökkentése:
- A sugárzás intenzitásának csökkentése. Ezt a megfelelő technológiai berendezések kiválasztásával, az elavult berendezések időben történő cseréjével, valamint racionális elrendezésével érik el.
- A munkavállalók eltávolítása a sugárforrástól. Ha a gyártósor lehetővé teszi, előnyben kell részesíteni a gyártósor távvezérlését.
- Védőernyők felszerelése a forrásra vagy a munkahelyre. Az infravörös sugárzás emberi testre gyakorolt hatásának csökkentése érdekében az ilyen kerítéseket kétféleképpen lehet elhelyezni. Az első esetben az elektromágneses hullámokat kell visszaverniük, a második esetben pedig késleltetniük kell és a sugárzási energiát hőenergiává kell alakítaniuk, majd el kell távolítaniuk. Tekintettel arra, hogy a védőernyők nem foszthatják meg a szakembereket a gyártás során lezajló folyamatok figyelemmel kísérésének lehetőségétől, átlátszóvá vagy áttetszővé tehetők. Ehhez szilikát illkvarcüveg, valamint fémhálók és láncok.
- A forró felületek hőszigetelése vagy hűtése. A hőszigetelés fő célja a dolgozók égési sérülésének csökkentése.
- Egyéni védőfelszerelés (különböző overallok, beépített fényszűrős szemüvegek, pajzsok).
- Megelőző intézkedések. Ha a fenti műveletek során a test infravörös sugárzásának kitettsége elég magas marad, akkor megfelelő munka- és pihenési módot kell választani.
Az emberi szervezet számára nyújtott előnyök
Az emberi szervezetre ható infravörös sugárzás az értágulat következtében javult a vérkeringéshez, valamint a szervek és szövetek oxigénnel való jobb telítődéséhez vezet. Ezenkívül a testhőmérséklet emelkedése fájdalomcsillapító hatással bír a sugarak bőrben lévő idegvégződésekre gyakorolt hatása miatt.
Azt vették észre, hogy az infravörös sugárzás hatására végzett műtétnek számos előnye van:
- a műtét utáni fájdalom valamivel könnyebben elviselhető;
- gyorsabb sejtregeneráció;
- Az infravörös sugárzás emberre gyakorolt hatása elkerüli a belső szervek lehűlését nyitott üregeken végzett műtétek esetén, ami csökkenti a sokk kockázatát.
Égési sérülésekben szenvedő betegeknél az infravörös sugárzás lehetővé teszi a nekrózis eltávolítását, valamint az autoplasztika korábbi szakaszában történő elvégzését. Ezenkívül csökken a láz időtartama, kevésbé kifejezett a vérszegénység és a hipoproteinémia, és csökken a szövődmények gyakorisága.
Bebizonyosodott, hogy az infravörös sugárzás gyengítheti egyes peszticidek hatását a nem specifikus immunitás növelésével. Sokan ismerjük a nátha és a megfázás néhány egyéb megnyilvánulásának kezelését kék infravörös lámpákkal.
Emberi ártalom
Érdemes megjegyezni, hogy az infravörös sugárzás emberi szervezetre gyakorolt káros hatása is nagyon jelentős lehet. A legnyilvánvalóbb és leggyakoribb esetek a bőrégések és a dermatitisz. Előfordulhatnak az infravörös spektrum gyenge hullámainak túl hosszú ideig tartó kitettsége esetén, vagy intenzív besugárzás során. Ami az orvosi beavatkozásokat illeti, ez ritka, de ennek ellenére helytelen kezelés esetén hőguta, gyengeség és a fájdalom súlyosbodása lép fel.
Az egyik modern probléma a szemégés. A legveszélyesebbek számukra a 0,76-1,5 mikron közötti hullámhosszú infravörös sugarak. Hatásukra a lencse és a vizes humor felmelegszik, ami különféle rendellenességekhez vezethet. Az egyik leggyakoribb mellékhatás a fotofóbia. Ezt emlékezniük kell a lézermutatókkal játszó gyerekeknek és a hegesztőknek, akik elhanyagolják az egyéni védőfelszerelést.
IR sugarak az orvostudományban
Az infravörös sugárzással történő kezelés helyi és általános. Az első esetben helyi akciót hajtanak végre a test egy bizonyos részén, a második esetben pedig az egész testet kitéve a sugarak hatásának. A kezelés folyamata a betegségtől függ, és 5-20 15-30 perces alkalomból állhat. Az eljárások végrehajtásának előfeltételevédőfelszerelés használata. A szem egészségének megőrzése érdekében speciális kartonbetéteket vagy szemüvegeket használnak.
Az első eljárás után a bőr felszínén elmosódott szegélyű vörösség jelenik meg, amely körülbelül egy óra múlva múlik el.
Az infravörös sugárzók működése
Mivel számos orvosi eszköz áll rendelkezésre, az emberek személyes használatra vásárolják azokat. Nem szabad azonban elfelejteni, hogy az ilyen eszközöknek speciális követelményeknek kell megfelelniük, és a biztonsági előírások betartásával kell őket használni. De ami a legfontosabb, fontos megérteni, hogy mint minden orvosi eszköz, az infravörös hullámsugárzók sem használhatók számos betegség esetén.
| Hullámhossz, µm | Hasznos intézkedés |
| 9,5 µm | Immunkorrekciós hatás éhezés, szén-tetraklorid-mérgezés, immunszuppresszánsok alkalmazása által okozott immunhiányos állapotokban. Ez az immunitás sejtes kapcsolatának normál mutatóinak helyreállításához vezet. |
| 16,25 mikron | Antioxidáns hatás. A szuperoxidokból és hidroperoxidokból szabad gyökök képződése, valamint ezek rekombinációja miatt hajtják végre. |
| 8, 2 és 6,4 µm | Antibakteriális hatás és a bél mikroflóra normalizálása a prosztaglandin hormonok szintézisére gyakorolt hatás miatt, ami immunmoduláló hatáshoz vezet. |
| 22,5 µm | Sokak fordításának eredményeaz oldhatatlan vegyületeket, például a vérrögöket és az atherosclerotikus plakkokat oldható állapotba hozza, lehetővé téve ezek eltávolítását a szervezetből. |
Ezért szakképzett szakembernek, tapaszt alt orvosnak kell kiválasztania egy terápiás kúrát. A kibocsátott infravörös hullámok hosszától függően az eszközök különböző célokra használhatók.
