Инфрачервено лъчение- електромагнитно лъчение, заемащо спектралната област между червения край на видимата светлина (с дължина на вълната λ = 0,74 μm и честота 430 THz) и микровълново радио лъчение (λ ~ 1-2 mm, честота 300 GHz).

Целият диапазон на инфрачервеното лъчение е условно разделен на три области:

Краят на дългите вълни на този диапазон понякога се отделя в отделен диапазон от електромагнитни вълни - терагерцово излъчване (субмилиметрово излъчване).

Инфрачервеното лъчение се нарича още „топлинно лъчение“, тъй като инфрачервеното лъчение от нагрети предмети се възприема от човешката кожа като усещане за топлина. В този случай дължините на вълните, излъчвани от тялото, зависят от температурата на нагряване: колкото по-висока е температурата, толкова по-къса е дължината на вълната и толкова по-висок е интензитетът на излъчване. Спектърът на излъчване на абсолютно черно тяло при относително ниски (до няколко хиляди Келвина) температури се намира главно в този диапазон. Инфрачервеното лъчение се излъчва от възбудени атоми или йони.

Енциклопедичен YouTube

1 / 3

✪ 36 Инфрачервено и ултравиолетово лъчение Електромагнитна вълнова скала

✪ Физически експерименти. Инфрачервено отражение

✪ Електрическо отопление (инфрачервено отопление). Коя отоплителна система да избера?

субтитри

История на откриването и обща характеристика

Инфрачервеното лъчение е открито през 1800 г. от английския астроном У. Хершел. Докато изучава Слънцето, Хершел търси начин да намали нагряването на уреда, с който се правят наблюденията. Използвайки термометри, за да определи ефектите на различни части от видимия спектър, Хершел откри, че „максимумът на топлина“ се крие зад наситения червен цвят и, вероятно, „отвъд видимото пречупване“. Това изследване бележи началото на изследването на инфрачервеното лъчение.

Преди това лабораторните източници на инфрачервено лъчение бяха изключително горещи тела или електрически разряди в газове. Днес са създадени съвременни източници на инфрачервено лъчение с регулируема или фиксирана честота на базата на твърдотелни и молекулярни газови лазери. За запис на радиация в близката инфрачервена област (до ~1,3 μm) се използват специални фотографски плаки. Фотоелектричните детектори и фоторезистори имат по-широк диапазон на чувствителност (до приблизително 25 микрона). Радиацията в далечната инфрачервена област се регистрира от болометри - детектори, които са чувствителни към нагряване от инфрачервено лъчение.

IR оборудването се използва широко както във военните технологии (например за насочване на ракети), така и в гражданските технологии (например в оптични комуникационни системи). IR спектрометрите използват или лещи и призми, или дифракционни решетки и огледала като оптични елементи. За да се елиминира поглъщането на радиация във въздуха, спектрометрите за далечната инфрачервена област се произвеждат във вакуумен вариант.

Тъй като инфрачервените спектри са свързани с ротационни и вибрационни движения в молекулата, както и с електронни преходи в атоми и молекули, ИЧ спектроскопията позволява да се получи важна информация за структурата на атомите и молекулите, както и за лентовата структура на кристалите.

Обхват на инфрачервеното лъчение

Обектите обикновено излъчват инфрачервено лъчение в целия спектър от дължини на вълните, но понякога само ограничен участък от спектъра представлява интерес, тъй като сензорите обикновено събират лъчение само в рамките на определена честотна лента. По този начин инфрачервеният диапазон често се подразделя на по-малки ленти.

Конвенционална схема на разделяне

Най-често разделянето на по-малки диапазони се извършва по следния начин:

CIE схема

Международна комисия по осветление Международна комисия по осветление ) препоръчва инфрачервеното лъчение да се раздели на следните три групи:

• IR-A: 700 nm – 1400 nm (0,7 µm – 1,4 µm)
• IR-B: 1400 nm – 3000 nm (1,4 µm – 3 µm)
• IR-C: 3000 nm – 1 mm (3 µm – 1000 µm)

ISO 20473 диаграма

Топлинно излъчване

Топлинното излъчване или радиация е пренос на енергия от едно тяло към друго под формата на електромагнитни вълни, излъчвани от телата поради тяхната вътрешна енергия. Топлинното излъчване попада главно в инфрачервената област на спектъра от 0,74 микрона до 1000 микрона. Отличителна черта на лъчистия топлообмен е, че той може да се извършва между тела, разположени не само във всяка среда, но и във вакуум. Пример за топлинно излъчване е светлината от лампа с нажежаема жичка. Силата на топлинното излъчване на обект, който отговаря на критериите за абсолютно черно тяло, се описва от закона на Стефан-Болцман. Връзката между емисионните и абсорбционните способности на телата се описва от закона за излъчване на Кирхоф. Топлинното излъчване е един от трите основни вида пренос на топлинна енергия (в допълнение към топлопроводимостта и конвекцията). Равновесното излъчване е топлинно излъчване, което е в термодинамично равновесие с материята.

Приложение

Устройство за нощно виждане

Има няколко начина за визуализиране на невидимо инфрачервено изображение:

• Съвременните полупроводникови видеокамери са чувствителни в близкия инфрачервен диапазон. За да се избегнат грешки при цветопредаване, обикновените домашни видеокамери са оборудвани със специален филтър, който прекъсва инфрачервеното изображение. Камерите за системи за сигурност като правило нямат такъв филтър. На тъмно обаче няма естествени източници на близка инфрачервена светлина, така че без изкуствено осветление (например инфрачервени светодиоди) такива камери няма да покажат нищо.
• Електронно-оптичният преобразувател е вакуумно фотоелектронно устройство, което усилва светлината във видимия спектър и близкия инфрачервен диапазон. Той има висока чувствителност и е способен да произвежда изображения при много слаба светлина. Те са исторически първите устройства за нощно виждане и все още се използват широко днес в евтини устройства за нощно виждане. Тъй като работят само в близкия инфрачервен диапазон, те, подобно на полупроводниковите видеокамери, изискват осветление.
• Болометър - термодатчик. Болометри за системи за техническо виждане и устройства за нощно виждане са чувствителни в диапазона на дължината на вълната 3..14 микрона (среден IR), което съответства на излъчване от тела, нагрети от 500 до −50 градуса по Целзий. По този начин болометричните устройства не изискват външно осветление, регистрирайки излъчването на самите обекти и създавайки картина на температурната разлика.

Термография

Инфрачервената термография, термично изображение или термично видео е научен метод за получаване на термограма - изображение в инфрачервени лъчи, показващо модел на разпределение на температурните полета. Термографските камери или термичните камери откриват радиация в инфрачервения диапазон на електромагнитния спектър (приблизително 900-14000 нанометра или 0,9-14 µm) и използват тази радиация за създаване на изображения, които помагат за идентифициране на прегрети или недостатъчно охладени зони. Тъй като инфрачервеното лъчение се излъчва от всички обекти, които имат температура, съгласно формулата на Планк за излъчване на черно тяло, термографията позволява да се „види“ околната среда с или без видима светлина. Количеството радиация, излъчвано от даден обект, се увеличава с повишаване на температурата му, така че термографията ни позволява да видим разликите в температурата. Когато гледаме през термокамера, топлите обекти се виждат по-добре от тези, охладени до температурата на околната среда; хората и топлокръвните животни са по-лесно видими в околната среда, както през деня, така и през нощта. В резултат на това напредъкът в използването на термография може да се отдаде на военните и службите за сигурност.

Инфрачервено самонасочване

Инфрачервена глава за самонасочване - глава за самонасочване, която работи на принципа на улавяне на инфрачервени вълни, излъчвани от целта, която се улавя. Това е оптико-електронно устройство, предназначено за идентифициране на цел на околния фон и подаване на сигнал за заключване към устройство за автоматично насочване (ADU), както и за измерване и подаване на сигнал за ъглова скорост на линията на видимост към автопилота.

Инфрачервен нагревател

Трансфер на данни

Разпространението на инфрачервени светодиоди, лазери и фотодиоди направи възможно създаването на безжичен оптичен метод за предаване на данни, базиран на тях. В компютърните технологии обикновено се използва за свързване на компютри с периферни устройства (IrDA интерфейс).За разлика от радиоканала, инфрачервеният канал е нечувствителен към електромагнитни смущения, което позволява използването му в индустриални среди. Недостатъците на инфрачервения канал включват необходимостта от оптични прозорци на оборудването, правилна относителна ориентация на устройствата, ниски скорости на предаване (обикновено не надвишава 5-10 Mbit/s, но при използване на инфрачервени лазери са възможни значително по-високи скорости). Освен това не е гарантирана поверителността на трансфера на информация. При условия на пряка видимост инфрачервеният канал може да осигури комуникация на разстояние от няколко километра, но е най-удобен за свързване на компютри, разположени в една и съща стая, където отраженията от стените на помещението осигуряват стабилна и надеждна комуникация. Най-естественият тип топология тук е „шина“ (т.е. предаваният сигнал се получава едновременно от всички абонати). Инфрачервеният канал не можа да получи широко разпространение, той беше изместен от радиоканала.

Топлинното излъчване се използва и за получаване на предупредителни сигнали.

Дистанционно

Инфрачервените диоди и фотодиоди се използват широко в дистанционни контролни панели, системи за автоматизация, системи за сигурност, някои мобилни телефони (инфрачервен порт) и др. Инфрачервените лъчи не отвличат човешкото внимание поради своята невидимост.

Интересното е, че инфрачервеното излъчване на домашно дистанционно управление лесно се записва с помощта на цифрова камера.

Лекарство

Най-честите приложения на инфрачервеното лъчение в медицината се намират в различни сензори за кръвен поток (PPG).

Широко използваните измерватели на сърдечната честота (HR - Heart Rate) и насищането с кислород в кръвта (Sp02) използват зелени (за пулс) и червени и инфрачервени (за SpO2) светодиоди.

Инфрачервеното лазерно лъчение се използва в техниката DLS (Digital Light Scattering) за определяне на сърдечната честота и характеристиките на кръвния поток.

Инфрачервените лъчи се използват във физиотерапията.

Ефект на дълговълново инфрачервено лъчение:

• Стимулиране и подобряване на кръвообращението.При излагане на кожата на дълговълново инфрачервено лъчение, кожните рецептори се дразнят и поради реакцията на хипоталамуса гладката мускулатура на кръвоносните съдове се отпуска, в резултат на което съдовете се разширяват .
• Подобряване на метаболитните процеси. При излагане на топлина инфрачервеното лъчение стимулира активността на клетъчно ниво, подобрявайки процесите на неврорегулация и метаболизъм.

Стерилизация на храни

Инфрачервеното лъчение се използва за стерилизиране на хранителни продукти за дезинфекция.

Хранително-вкусовата промишленост

Особеност на използването на инфрачервено лъчение в хранително-вкусовата промишленост е възможността за проникване на електромагнитна вълна в капилярно-порести продукти като зърно, зърнени култури, брашно и др. на дълбочина до 7 mm. Тази стойност зависи от естеството на повърхността, структурата, свойствата на материала и честотните характеристики на излъчването. Електромагнитна вълна с определен честотен диапазон има не само термичен, но и биологичен ефект върху продукта, спомагайки за ускоряване на биохимичните трансформации в биологичните полимери (

В различни сфери на живота хората използват инфрачервени лъчи. Ползите и вредите от радиацията зависят от дължината на вълната и времето на експозиция.

В ежедневието човек е постоянно изложен на инфрачервено лъчение (IR радиация). Неговият естествен източник е слънцето. Изкуствените включват електрически нагревателни елементи и лампи с нажежаема жичка, всякакви нагрети или горещи тела. Този вид радиация се използва в нагреватели, отоплителни системи, устройства за нощно виждане и дистанционни управления. Принципът на действие на медицинското оборудване за физиотерапия се основава на инфрачервено лъчение. Какво представляват инфрачервените лъчи? Какви са ползите и вредите от този вид радиация?

Какво е IR радиация

IR радиацията е електромагнитно излъчване, форма на енергия, която нагрява обекти и е в съседство с червения спектър на видимата светлина. Човешкото око не вижда в този спектър, но ние усещаме тази енергия като топлина. С други думи, хората възприемат инфрачервеното излъчване от нагрети предмети с кожата си като усещане за топлина.

Инфрачервените лъчи биват късовълнови, средновълнови и дълговълнови. Дължините на вълните, излъчвани от нагрят обект, зависят от температурата на нагряване. Колкото по-високо е, толкова по-къса е дължината на вълната и толкова по-интензивно е излъчването.

За първи път биологичният ефект на този вид радиация е изследван на примера на клетъчни култури, растения и животни. Установено е, че под въздействието на инфрачервените лъчи се потиска развитието на микрофлората и се подобряват метаболитните процеси поради активирането на кръвния поток. Доказано е, че това лъчение подобрява кръвообращението и има аналгетичен и противовъзпалителен ефект. Отбелязано е, че под въздействието на инфрачервеното лъчение пациентите след операция по-лесно понасят следоперативната болка и раните им заздравяват по-бързо. Установено е, че инфрачервеното лъчение спомага за повишаване на неспецифичния имунитет, което намалява ефекта на пестицидите и гама лъчението, а също така ускорява процеса на възстановяване от грип. IR лъчите стимулират отстраняването на холестерол, отпадъци, токсини и други вредни вещества от тялото чрез пот и урина.

Ползите от инфрачервените лъчи

Благодарение на тези свойства инфрачервеното лъчение се използва широко в медицината. Но използването на широкоспектърно инфрачервено лъчение може да доведе до прегряване на тялото и зачервяване на кожата. В същото време дълговълновото лъчение няма отрицателен ефект, поради което устройствата с дълги вълни или излъчватели със селективна дължина на вълната са по-често срещани в ежедневието и медицината.

Излагането на дълговълнови инфрачервени лъчи насърчава следните процеси в тялото:

• Нормализиране на кръвното налягане чрез стимулиране на кръвообращението
• Подобряване на мозъчното кръвообращение и паметта
• Почистване на тялото от токсини, соли на тежки метали
• Нормализиране на хормоналните нива
• Спиране на разпространението на вредни микроби и гъбички
• Възстановяване на водно-солевия баланс
• Облекчаване на болката и противовъзпалителен ефект
• Укрепване на имунната система.

Терапевтичните ефекти на инфрачервените лъчи могат да се използват при следните заболявания и състояния:

• бронхиална астма и обостряне на хроничен бронхит
• фокална пневмония в етапа на разрешаване
• хроничен гастродуоденит
• хипермоторна дискинезия на храносмилателните органи
• хроничен акалкулозен холецистит
• гръбначна остеохондроза с неврологични прояви
• ревматоиден артрит в ремисия
• обостряне на деформиращ остеоартрит на тазобедрените и коленните стави
• облитерираща атеросклероза на съдовете на краката, невропатия на периферните нерви на краката
• обостряне на хроничен цистит
• уролитиаза заболяване
• обостряне на хроничен простатит с нарушена потентност
• инфекциозни, алкохолни, диабетни полиневропатии на краката
• хроничен аднексит и дисфункция на яйчниците
• синдром на отнемане

Отоплението с помощта на инфрачервено лъчение помага за укрепване на имунната система, потиска растежа на бактериите в околната среда и в човешкото тяло и подобрява състоянието на кожата чрез засилване на кръвообращението в нея. Йонизацията на въздуха помага за предотвратяване на обостряне на алергии.

Когато инфрачервеното лъчение може да причини вреда

На първо място, трябва да вземете предвид съществуващите противопоказания, преди да използвате инфрачервени лъчи за медицински цели. Вредата от употребата им може да възникне в следните случаи:

• Остри гнойни заболявания
• кървене
• Остри възпалителни заболявания, водещи до декомпенсация на органи и системи
• Системни заболявания на кръвта
• Злокачествени новообразувания

В допълнение, прекомерното излагане на широкоспектърни инфрачервени лъчи причинява силно зачервяване на кожата и може да причини изгаряния. Известни са случаи на появата на тумори по лицето на металургични работници в резултат на продължително излагане на този вид радиация. Има и случаи на дерматит и топлинен удар.

Инфрачервените лъчи, особено в диапазона 0,76 - 1,5 микрона (област с къса дължина на вълната), представляват опасност за очите. Продължителното и продължително излагане на радиация може да доведе до развитие на катаракта, фотофобия и други зрителни увреждания. Поради тази причина не е препоръчително да се излагате дълго време на късовълнови нагреватели. Колкото по-близо е човек до такъв нагревател, толкова по-малко време трябва да прекарва близо до това устройство. Трябва да се отбележи, че този тип нагревател е предназначен за външно или локално отопление. Инфрачервените нагреватели с дълги вълни се използват за отопление на жилищни и промишлени помещения, предназначени за дългосрочен престой.

За инфрачервеното лъчение

Из историята на изучаването на инфрачервеното лъчение

Инфрачервеното лъчение или топлинното лъчение не е откритие на 20 или 21 век. Инфрачервеното лъчение е открито през 1800 г. от английски астроном В. Хершел. Той откри, че "максималната топлина" се намира отвъд червения цвят на видимата радиация. Това изследване бележи началото на изследването на инфрачервеното лъчение. Много известни учени са вложили главите си в изследването на тази област. Това са имена като: немски физик Вилхелм Виена(закон на Виен), немски физик Макс Планк(формула и константа на Планк), шотландски учен Джон Лесли(уред за измерване на топлинна радиация - куб на Лесли), немски физик Густав Кирхоф(Закон за излъчване на Кирхоф), австрийски физик и математик Йозеф Стефани австрийски физик Стефан Лудвиг Болцман(закон на Стефан-Болцман).

Използването и приложението на знанията за топлинното излъчване в съвременните отоплителни уреди излиза на преден план едва през 50-те години на миналия век. В СССР теорията за лъчистото отопление е разработена в трудовете на Г. Л. Поляк, С. Н. Шорин, М. И. Кисин, А. А. Сандер. От 1956 г. в СССР са написани или преведени на руски много технически книги по тази тема ( библиография). Поради промените в цената на енергийните ресурси и в борбата за енергийна ефективност и пестене на енергия, съвременните инфрачервени нагреватели се използват широко за отопление на битови и промишлени сгради.

Слънчева радиация - естествена инфрачервена радиация

Най-известният и значим естествен инфрачервен нагревател е Слънцето. По същество това е най-модерният природен метод за отопление, познат на човечеството. В Слънчевата система Слънцето е най-мощният източник на топлинна радиация, която определя живота на Земята. При температура на слънчевата повърхност около 6000Kмаксималната радиация се получава при 0,47 µm(отговаря на жълтеникаво-бяло). Слънцето се намира на разстояние от много милиони километри от нас, но това не му пречи да предава енергия през цялото това огромно пространство, практически без да го консумира (енергия), без да го нагрява (космос). Причината е, че слънчевите инфрачервени лъчи изминават дълъг път в космоса и на практика нямат загуба на енергия. Когато по пътя на лъчите се срещне каквато и да е повърхност, тяхната енергия, абсорбирана, се превръща в топлина. Земята, която е засегната от слънчевите лъчи, и други обекти, които също са засегнати от слънчевите лъчи, се нагряват директно. А земята и другите обекти, нагрявани от Слънцето, от своя страна отдават топлина на въздуха около нас, като по този начин го нагряват.

Както силата на слънчевата радиация на земната повърхност, така и нейният спектрален състав зависят в най-голяма степен от височината на Слънцето над хоризонта. Различните компоненти на слънчевия спектър преминават през земната атмосфера по различен начин. На повърхността на Земята спектърът на слънчевата радиация има по-сложна форма, която е свързана с поглъщането в атмосферата. По-специално, той не съдържа високочестотната част на ултравиолетовото лъчение, което е вредно за живите организми. На външната граница на земната атмосфера е потокът от лъчиста енергия от Слънцето 1370 W/m²; (слънчева константа), а максималната радиация настъпва при λ=470 nm(Син цвят). Потокът, достигащ земната повърхност, е значително по-малък поради поглъщане в атмосферата. При най-благоприятни условия (слънцето в зенита) не надвишава 1120 W/m²; (в Москва, в момента на лятното слънцестоене - 930 W/m²), а максималната радиация настъпва при λ=555 nm(зелено-жълто), което съответства на най-добрата чувствителност на очите и само една четвърт от това лъчение се среща в областта на дългите вълни, включително вторичното лъчение.

Естеството на слънчевата лъчиста енергия обаче е доста различно от лъчистата енергия, излъчвана от инфрачервените нагреватели, използвани за отопление на помещения. Енергията на слънчевата радиация се състои от електромагнитни вълни, чиито физически и биологични свойства се различават значително от свойствата на електромагнитните вълни, излъчвани от конвенционалните инфрачервени нагреватели, по-специално бактерицидните и лечебните (хелиотерапевтични) свойства на слънчевата радиация напълно отсъстват от радиацията източници с ниски температури. И все пак инфрачервените нагреватели осигуряват същото топлинен ефект, като Слънцето, като най-удобният и икономичен от всички възможни източници на топлина.

Природата на инфрачервените лъчи

Изключителен немски физик Макс Планк, докато изучава топлинното лъчение (инфрачервено лъчение), открива неговата атомна природа. Топлинно излъчване- това е електромагнитно излъчване, излъчвано от тела или вещества и възникващо поради вътрешната му енергия, поради факта, че атомите на тялото или веществото се движат по-бързо под въздействието на топлина, а в случай на твърд материал, те осцилират по-бързо в сравнение с равновесното състояние. По време на това движение атомите се сблъскват и когато се сблъскат, те се възбуждат от удар, последван от излъчване на електромагнитни вълни. Всички обекти непрекъснато излъчват и поглъщат електромагнитна енергия. Това излъчване е следствие от непрекъснатото движение на елементарни заредени частици вътре в материята. Един от основните закони на класическата електромагнитна теория гласи, че заредена частица, движеща се с ускорение, излъчва енергия. Електромагнитното излъчване (електромагнитни вълни) е смущение на електромагнитното поле, разпространяващо се в пространството, тоест променлив във времето периодичен електромагнитен сигнал в пространството, състоящ се от електрически и магнитни полета. Това е топлинно излъчване. Топлинното излъчване съдържа електромагнитни полета с различни дължини на вълната. Тъй като атомите се движат при всяка температура, всички тела са при всяка температура, по-висока от температурата на абсолютната нула (-273°С), излъчват топлина. Енергията на електромагнитните вълни на топлинното излъчване, тоест силата на излъчването, зависи от температурата на тялото, неговата атомна и молекулна структура, както и от състоянието на повърхността на тялото. Топлинното излъчване се среща при всички дължини на вълната - от най-късата до изключително дългата, но се взема предвид само топлинното излъчване с практическо значение, което се среща в диапазона на дължината на вълната: λ = 0,38 – 1000 µm(във видимата и инфрачервената част на електромагнитния спектър). Въпреки това, не всяка светлина има характеристиките на топлинно излъчване (например луминесценция), следователно само инфрачервеният спектър може да се приеме като основен диапазон на топлинно излъчване (λ = 0,78 – 1000 µm). Можете също така да направите допълнение: раздел с дължина на вълната λ = 100 – 1000 µm, от топлинна гледна точка - не е интересно.

По този начин топлинното излъчване е една от формите на електромагнитно излъчване, което възниква поради вътрешната енергия на тялото и има непрекъснат спектър, тоест е част от електромагнитното излъчване, чиято енергия, когато се абсорбира, предизвиква топлинен ефект . Топлинното излъчване е присъщо на всички тела.

Всички тела, които имат температура по-висока от абсолютната нула (-273°C), дори и да не светят с видима светлина, са източник на инфрачервени лъчи и излъчват непрекъснат инфрачервен спектър. Това означава, че лъчението съдържа вълни с всички честоти без изключение и е напълно безсмислено да се говори за излъчване на конкретна вълна.

Основните конвенционални области на инфрачервеното лъчение

Днес няма единна класификация за разделяне на инфрачервеното лъчение на съставните му области (области). В целевата техническа литература има повече от дузина схеми за разделяне на областта на инфрачервеното излъчване на компонентни области и всички те се различават една от друга. Тъй като всички видове топлинни електромагнитни лъчения са от едно и също естество, класификацията на лъченията по дължина на вълната в зависимост от ефекта, който произвеждат, е само условна и се определя главно от разликите в технологията на детекция (тип източник на лъчение, тип измервателен уред, неговата чувствителност, и др.) и в техниката за измерване на радиация. Математически, с помощта на формули (Планк, Виена, Ламберт и др.), също е невъзможно да се определят точните граници на регионите. За определяне на дължината на вълната (максималното излъчване) има две различни формули (температура и честота), които дават различни резултати с разлика от приблизително 1,8 пъти (това е така нареченият закон на Виен за изместване) и плюс, всички изчисления се правят за АБСОЛЮТНО ЧЕРНО ТЯЛО (идеализиран обект), което не съществува в реалността. Реалните тела, открити в природата, не се подчиняват на тези закони и в една или друга степен се отклоняват от тях. Информацията е взета от компанията ESSO от техническата литература на руски и чуждестранни учени" data-lightbox="image26" href="images/26.jpg" title="Разширете областите на инфрачервено лъчение"> Излучение реальных тел зависит от ряда конкретных характеристик тела (состояния поверхности, микроструктуры, толщины слоя и т. д.). Это так же является причиной указания в разных источниках совершенно разных величин границ областей излучения. Всё это говорит о том, что использовать температуру для описания электромагнитного излучения надо с большой осторожностью и с точностью до порядка. Еще раз подчеркиваю, деление весьма условное!!!!}

Нека дадем примери за условно разделяне на инфрачервената област (λ = 0,78 – 1000 µm)към отделни области (информация, взета само от техническата литература на руски и чуждестранни учени). Горната фигура показва колко разнообразно е това разделение, така че не трябва да се привързвате към нито едно от тях. Просто трябва да знаете, че спектърът на инфрачервеното лъчение може да бъде разделен на няколко секции, от 2 до 5. Областта, която е по-близо във видимия спектър, обикновено се нарича: близка, близка, късовълнова и т.н. Областта, която е по-близо до микровълновото излъчване, е далечна, далечна, дълга вълна и т.н. Според Wikipedia обичайната схема на разделяне изглежда така: Близо до района(Близък инфрачервен диапазон, NIR), Късовълнова област(Инфрачервен спектър с дължина на вълната, SWIR), Област със средни вълни(инфрачервена инфрачервена дължина на вълната, MWIR), Област с дълга дължина на вълната(инфрачервена дължина на вълната, LWIR), Далечен район(Далечен инфрачервен, FIR).

Свойства на инфрачервените лъчи

Инфрачервени лъчи- Това е електромагнитно излъчване, което има същата природа като видимата светлина, следователно също се подчинява на законите на оптиката. Следователно, за да си представим по-добре процеса на топлинно излъчване, трябва да направим аналогия със светлинното излъчване, което всички знаем и можем да наблюдаваме. Не трябва обаче да забравяме, че оптичните свойства на веществата (абсорбция, отражение, прозрачност, пречупване и др.) В инфрачервената област на спектъра се различават значително от оптичните свойства във видимата част на спектъра. Характерна особеност на инфрачервеното лъчение е, че за разлика от другите основни видове пренос на топлина, не е необходимо междинно предаващо вещество. Въздухът и особено вакуумът се считат за прозрачни за инфрачервеното лъчение, въпреки че това не е напълно вярно за въздуха. Когато инфрачервеното лъчение преминава през атмосферата (въздуха), се наблюдава леко отслабване на топлинното лъчение. Това се дължи на факта, че сухият и чист въздух е почти прозрачен за топлинните лъчи, но ако съдържа влага под формата на пара, водни молекули (H 2 O), въглероден двуокис (CO 2), озон (O 3)и други твърди или течни суспендирани частици, които отразяват и абсорбират инфрачервените лъчи, става не напълно прозрачна среда и в резултат на това потокът от инфрачервено лъчение се разпръсква в различни посоки и отслабва. Обикновено разсейването в инфрачервената област на спектъра е по-малко, отколкото във видимата. Въпреки това, когато загубите, причинени от разсейване във видимата област на спектъра, са големи, те са значителни и в инфрачервената област. Интензитетът на разсеяното лъчение варира обратно пропорционално на четвъртата степен на дължината на вълната. То е значимо само в късовълновата инфрачервена област и бързо намалява в по-дългата част на спектъра.

Молекулите на азота и кислорода във въздуха не абсорбират инфрачервеното лъчение, а го отслабват само в резултат на разсейване. Суспендираните прахови частици също водят до разсейване на инфрачервеното лъчение, а количеството на разсейване зависи от съотношението на размерите на частиците и дължината на вълната на инфрачервеното лъчение; колкото по-големи са частиците, толкова по-голямо е разсейването.

Водните пари, въглеродният диоксид, озонът и други примеси, присъстващи в атмосферата, избирателно абсорбират инфрачервеното лъчение. Например, водната пара много силно абсорбира инфрачервеното лъчение в цялата инфрачервена област на спектъра, а въглеродният диоксид абсорбира инфрачервеното лъчение в средната инфрачервена област.

Що се отнася до течностите, те могат да бъдат прозрачни или непрозрачни за инфрачервеното лъчение. Например слой вода с дебелина няколко сантиметра е прозрачен за видимо лъчение и непрозрачен за инфрачервено лъчение с дължина на вълната над 1 микрон.

Твърди вещества(тела), от своя страна, в повечето случаи непрозрачен за топлинно излъчване, но има и изключения. Например, силициевите пластини, непрозрачни във видимата област, са прозрачни в инфрачервената област, а кварцът, напротив, е прозрачен за светлинно лъчение, но непрозрачен за топлинни лъчи с дължина на вълната над 4 микрона. Именно поради тази причина кварцовото стъкло не се използва в инфрачервените нагреватели. Обикновеното стъкло, за разлика от кварцовото стъкло, е частично прозрачно за инфрачервени лъчи, то може също да абсорбира значителна част от инфрачервеното лъчение в определени спектрални диапазони, но не пропуска ултравиолетово лъчение. Каменната сол също е прозрачна за топлинно излъчване. Металите в по-голямата си част имат отразяваща способност за инфрачервено лъчение, която е много по-голяма от тази за видимата светлина, която се увеличава с увеличаване на дължината на вълната на инфрачервеното лъчение. Например отражателната способност на алуминия, златото, среброто и медта при дължина на вълната около 10 µmдостига 98% , което е значително по-високо, отколкото за видимия спектър, това свойство се използва широко при проектирането на инфрачервени нагреватели.

Достатъчно е да дадем тук като пример остъклените рамки на оранжерии: стъклото практически пропуска по-голямата част от слънчевата радиация, а от друга страна, нагрятата земя излъчва вълни с голяма дължина (около 10 µm), по отношение на което стъклото се държи като непрозрачно тяло. Благодарение на това температурата в оранжериите се поддържа дълго време, много по-висока от температурата на външния въздух, дори след спиране на слънчевата радиация.

Лъчистият топлопренос играе важна роля в човешкия живот. Човек предава на околната среда топлината, генерирана по време на физиологичния процес, главно чрез лъчист топлообмен и конвекция. При лъчистото (инфрачервено) отопление лъчистият компонент на топлопреминаването от човешкото тяло се намалява поради по-високата температура, която се получава както на повърхността на нагревателното устройство, така и на повърхността на някои вътрешни ограждащи конструкции, следователно, като същевременно се осигурява същото усещане за топлина, конвективната загуба на топлина може да бъде по-голяма, тези. Стайната температура може да е по-ниска. По този начин лъчистият топлообмен играе решаваща роля при формирането на усещането за топлинен комфорт на човека.

Когато човек е в обхвата на инфрачервения нагревател, инфрачервените лъчи проникват в човешкото тяло през кожата, а различните слоеве на кожата отразяват и абсорбират тези лъчи по различни начини.

С инфрачервена връзка дълги вълни радиацияпроникването на лъчите е значително по-малко в сравнение с късовълнова радиация. Капацитетът на абсорбция на влагата, съдържаща се в кожната тъкан, е много висок и кожата абсорбира повече от 90% от радиацията, достигаща повърхността на тялото. Нервните рецептори, които усещат топлината, се намират в най-външния слой на кожата. Погълнатите инфрачервени лъчи възбуждат тези рецептори, което предизвиква усещане за топлина у човека.

Инфрачервените лъчи имат локален и общ ефект. Късовълнова инфрачервена радиация, за разлика от дълговълновото инфрачервено лъчение, може да предизвика зачервяване на кожата на мястото на облъчване, което рефлекторно се разпространява на 2-3 см около облъчваната зона. Причината за това е, че капилярните съдове се разширяват и кръвообращението се засилва. Скоро на мястото на радиация може да се появи мехур, който по-късно се превръща в краста. Също и при удар късовълнов инфрачервенлъчи към органите на зрението, може да се появи катаракта.

Възможните последици от експозицията, изброени по-горе късовълнов инфрачервен нагревател, не трябва да се бърка с удар дълговълнов IR нагревател. Както вече споменахме, дълговълновите инфрачервени лъчи се абсорбират в самия връх на кожния слой и предизвикват само прост топлинен ефект.

Използването на лъчисто отопление не трябва да застрашава човек или да създава неудобен микроклимат в помещението.

Лъчистото отопление може да осигури комфортни условия при по-ниски температури. При използване на лъчисто отопление въздухът в помещенията е по-чист, тъй като скоростта на въздушния поток е по-ниска, което намалява замърсяването с прах. Освен това при това нагряване не се получава разлагане на прах, тъй като температурата на излъчващата плоча на нагревател с дълги вълни никога не достига температурата, необходима за разлагането на праха.

Колкото по-студен е излъчвателят на топлина, толкова по-безвреден е за човешкото тяло, толкова по-дълго човек може да остане в зоната на въздействие на нагревателя.

Продължителният престой на човек в близост до източник на топлина с ВИСОКА ТЕМПЕРАТУРА (повече от 300°C) е вреден за човешкото здраве.

Влияние на инфрачервеното лъчение върху човешкото здраве.

Как човешкото тяло излъчва инфрачервени лъчи, и ги абсорбира. IR лъчите проникват в човешкото тяло през кожата и различните слоеве на кожата отразяват и абсорбират тези лъчи по различен начин. Дълговълновата радиация прониква значително по-малко в човешкото тяло в сравнение с късовълнова радиация. Влагата в кожната тъкан абсорбира повече от 90% от радиацията, достигаща повърхността на тялото. Нервните рецептори, които усещат топлината, се намират в най-външния слой на кожата. Погълнатите инфрачервени лъчи възбуждат тези рецептори, което предизвиква усещане за топлина у човека. Късовълновото инфрачервено лъчение прониква най-дълбоко в тялото, като предизвиква максималното му нагряване. В резултат на този ефект потенциалната енергия на клетките на тялото се увеличава и несвързаната вода ще ги напусне, активността на специфични клетъчни структури се увеличава, нивото на имуноглобулините се повишава, активността на ензимите и естрогените се увеличава и други биохимични реакции . Това се отнася за всички видове телесни клетки и кръв. въпреки това Продължителното излагане на човешкото тяло на късовълнова инфрачервена радиация е нежелателно.Именно на това свойство се основава ефект на термична обработка, широко използвани във физиотерапевтичните кабинети в наши и чужди клиники, като имайте предвид, че продължителността на процедурите е ограничена. Данните обаче ограниченията не се прилагат за дълговълнови инфрачервени нагреватели.Важна характеристика инфрачервено лъчение– дължина на вълната (честота) на излъчване. Съвременните изследвания в областта на биотехнологиите показват, че е така дълговълново инфрачервено лъчениее от изключително значение за развитието на всички форми на живот на Земята. Поради тази причина се нарича още биогенетични лъчи или лъчи на живота. Тялото ни излъчва само себе си дълги инфрачервени вълни, но самата тя също се нуждае от постоянно хранене дълга вълна топлина. Ако тази радиация започне да намалява или няма постоянно попълване на човешкото тяло с нея, тогава тялото е атакувано от различни заболявания, човек бързо остарява на фона на общо влошаване на благосъстоянието. По-нататък инфрачервено лъчениенормализира метаболитния процес и премахва причината за заболяването, а не само неговите симптоми.

При такова отопление няма да имате главоболие от задуха от прегрят въздух под тавана, както при работа конвективно отопление, - когато непрекъснато искате да отворите прозореца и да пуснете свеж въздух (като изпускате топъл въздух).

При излагане на инфрачервено лъчение с интензитет 70-100 W/m2 се повишава активността на биохимичните процеси в организма, което води до подобряване на общото състояние на човека. Все пак има стандарти и те трябва да се спазват. Има стандарти за безопасно отопление на битови и производствени помещения, за продължителност на медицински и козметични процедури, за работа в ХОТ цехове и др. Не забравяйте за това. При правилно използване на инфрачервените нагреватели НЯМА НАПЪЛНО НИКАКВО отрицателно въздействие върху тялото.

Инфрачервено лъчение, инфрачервени лъчи, свойства на инфрачервените лъчи, спектър на излъчване на инфрачервени нагреватели

ИНФРАЧЕРВЕНО ЛЪЧЕНИЕ, ИНФРАЧЕРВЕНИ ЛЪЧИ, СВОЙСТВА НА ИНФРАЧЕРВЕНИТЕ ЛЪЧИ, СПЕКТЪР НА ИЗЛЪЧВАНЕ НА ИНФРАЧЕРВЕНИ НАГРЕВАТЕЛИ Калининград

НАГРЕВАТЕЛИ СВОЙСТВА РАДИАЦИОНЕН СПЕКТЪР НА НАГРЕВАТЕЛИТЕ ДЪЛГА ВЪЛНА ДЪЛГА ВЪЛНА СРЕДНА ВЪЛНА КЪСА ВЪЛНА СВЕТЛО ТЪМНО СИВО ВРЕДИ ЗДРАВЕТО ВЪЗДЕЙСТВИЕ ВЪРХУ ЧОВЕКА Калининград

Инфрачервеното лъчение е невидимо за човешкото око, но се излъчва от всички течни и твърди вещества. Той осигурява протичането на много процеси на Земята. Използва се в различни области на нашата дейност.

Всички свойства на инфрачервеното лъчение върху тялото са изследвани от фототерапевти. Ефектът зависи от дължината на вълната и продължителността на експозицията. Те са незаменими за нормален живот.

IR обхватът варира от червения край на видимия спектър до виолетовия (ултравиолетов) спектър. Този интервал е разделен на области: дълъг, среден и къс. На къси светлини лъчите са по-опасни. Но дългите вълни имат благоприятен ефект върху тялото.

Предимства на инфрачервеното лъчение:

• използване в медицината за лечение на различни заболявания;
• научни изследвания - помощ при открития;
• има благоприятен ефект върху растежа на растенията;
• приложение в хранително-вкусовата промишленост за ускоряване на биохимичните трансформации;
• стерилизация на храни;
• осигурява работата на оборудването - радиостанции, телефони и др.;
• производство на различни устройства и устройства, базирани на инфрачервени лъчи;
• използване за военни цели за безопасността на населението.

Отрицателните страни на късовълновия IR се дължат на температурата на нагряване. Колкото по-високо е, толкова по-силен е интензитетът на излъчване.

Вредни свойства на късите IR:

• при излагане на очите - катаракта;
• при контакт с кожата - изгаряния, мехури;
• ако засяга мозъка – гадене, световъртеж, ускорен пулс;
• Когато използвате нагреватели с IR, не трябва да сте в непосредствена близост.

Източници на радиация

слънце– основният естествен генератор на ИЧ. Приблизително 50% от излъчването му е в инфрачервения спектър. Благодарение на тях животът започна. Слънчевата енергия се насочва към обекти с по-ниска температура и ги нагрява.

Земята го абсорбира и връща по-голямата част от него в атмосферата. Всички обекти имат различни излъчващи свойства, които могат да имат зависимост от няколко тела.

Изкуствените производни включват много елементи, оборудвани със светодиоди. Това са лампи с нажежаема жичка, волфрамови нишки, нагреватели и някои лазери. Почти всичко, което ни заобикаля, е както източник, така и абсорбатор на IR. Всяко нагрято тяло излъчва невидима светлина.

Приложение

Инфрачервените лъчи се използват в медицината, бита, индустрията и астрономията. Те обхващат много области в човешкия живот. Където и да отиде, където и да е, той изпитва инфрачервено въздействие.

Използване в медицината

От древни времена хората са забелязали лечебната сила на топлината за лечение на болести. Много разстройства са причинени от неблагоприятни условия на околната среда. През целия живот тялото натрупва вредни вещества.

Инфрачервеното лъчение отдавна се използва в медицината. Дълговълновият IR има най-полезни свойства. Изследванията доказват, че такава терапия стимулира тялото да елиминира токсини, алкохол, никотин, олово и живак.

Нормализира метаболитния процес, укрепва имунната система, изчезват много инфекции, изчезват не само симптомите, но и самото заболяване. Здравето очевидно става по-силно: кръвното налягане намалява, появява се добър сън, мускулите се отпускат, кръвоносните съдове се разширяват, кръвотокът се ускорява, настроението се подобрява, психическият стрес изчезва.

Методите на лечение могат да се фокусират директно върху болната област или да засегнат цялото тяло.

Характеристика на локалната физиотерапия е целенасоченият ефект на IR върху болните части на тялото. Общите процедури са предназначени за цялото тяло. Подобрението настъпва само след няколко сесии.

Пример за основните заболявания, за които е показана IR терапия:

• мускулно-скелетна система - фрактури, артрит, възпаление на ставите;
• дихателна система – астма, бронхит, пневмония;
• нервна система - невралгия, неспокоен сън, депресия;
• пикочен апарат - бъбречна недостатъчност, цистит, простатит;
• кожа – изгаряния, язви, белези, възпалителни процеси, псориазис;
• козметология – антицелулитен ефект;
• стоматология – отстраняване на нерви, поставяне на пломби;
• диабет;
• премахване на радиоактивното излагане.

Този списък не отразява всички аспекти в медицината, където се използват инфрачервени лъчи.

Физиотерапията има противопоказания:бременност, кръвни заболявания, индивидуална непоносимост, патологии по време на обостряне, туберкулоза, неоплазми, гнойни процеси, склонност към кървене.

Инфрачервен нагревател

IR нагревателите стават все по-популярни. Това се обяснява със значителни предимства от икономически и социален подход.

В промишлеността и селското стопанство отдавна е установено, че електромагнитните устройства не разсейват топлината, а нагряват желания обект, като фокусират инфрачервеното лъчение под формата на вълна директно върху обекта. И така, в голям цех работното място се отоплява, но в склад се отоплява пътят на човека, а не цялата стая.

Отоплението е централно с топла вода в радиатори. Разпределението на температурата е неравномерно, нагрятият въздух се издига към тавана, а в зоната на паркета е очевидно по-студено. В случай на инфрачервен нагревател, проблемът с загубата на топлина може да бъде избегнат.

Инсталациите в комбинация с естествена вентилация намаляват влажността на въздуха до нормална, например в свинеферми и хамбари сензорите записват 70-75% или по-малко. При използване на такъв излъчвател броят на животните се увеличава.

Инфрачервена спектроскопия

Клонът на физиката, отговорен за влиянието на инфрачервените лъчи върху телата, се нарича инфрачервена спектроскопия. С негова помощ се решават проблемите на количествения и качествен анализ на смеси от вещества, изследването на междумолекулните взаимодействия, изследването на кинетиката и характеристиките на междинните продукти на химичната реакция.

Този метод измерва вибрациите на молекулите с помощта на спектрометър. Той разполага с голяма таблична база данни, която ви позволява да идентифицирате хиляди вещества въз основа на техния атомен отпечатък.

Дистанционно

Използва се за управление на устройства от разстояние. Инфрачервените диоди се използват предимно в битовата техника. Например, дистанционно управление на телевизор, някои смартфони имат IR порт.

Тези лъчи не пречат, т.к невидими за човешките очи.

Термография

Термичното изображение в инфрачервени лъчи се използва за диагностични цели, също в печата, ветеринарната медицина и други области.

При различни заболявания телесната температура се променя. Кръвоносната система увеличава интензивността в областта на смущенията, което се отразява на монитора на инструмента.

Студените нюанси са тъмно синьо, увеличаването на топлината се забелязва по промяната на цвета първо в зелено, след това в жълто, червено и бяло.

Свойства на инфрачервените лъчи

IR лъчите имат същата природа като видимата светлина, но са в различен диапазон. В това отношение те се подчиняват на законите на оптиката и са надарени с коефициенти на излъчване, отражение и предаване.

Отличителни характеристики:

• специфична характеристика е липсата на необходимост от междинна връзка по време на пренос на топлина;
• способността да преминава през някои непрозрачни тела;
• загрява вещество, като се абсорбира от него;
• невидим;
• има химически ефект върху фотографските плаки;
• предизвиква вътрешен фотоелектричен ефект в германий;
• способен на вълнова оптика (интерференция и дифракция);
• записани чрез фотографски методи.

Инфрачервеното лъчение в живота

Човек излъчва и поглъща инфрачервени лъчи. Те имат локален и общ ефект. А какви ще са последствията – полза или вреда, зависи от честотата им.

Дългите инфрачервени вълни се излъчват от хората и е желателно да се приемат обратно. На тях се основава физиотерапевтичното лечение. В крайна сметка те задействат механизма на регенерация и заздравяване на органите.

Късите вълни имат различен принцип на действие. Те могат да причинят нагряване на вътрешните органи.

Също така продължителното излагане на ултравиолетови лъчи води до последствия като изгаряния или дори онкология. Медицинските експерти не препоръчват да прекарвате време на слънце през деня, особено ако сте с дете.

Инфрачервената светлина е визуално недостъпна за човешкото зрение. Междувременно дългите инфрачервени вълни се възприемат от човешкото тяло като топлина. Инфрачервената светлина има някои от свойствата на видимата светлина. Излъчването от тази форма може да бъде фокусирано, отразено и поляризирано. Теоретично инфрачервената светлина се тълкува повече като инфрачервено лъчение (IR). Космическият IR заема спектралния диапазон на електромагнитното излъчване 700 nm - 1 mm. IR вълните са по-дълги от вълните на видимата светлина и по-къси от радиовълните. Съответно, честотите на IR са по-високи от честотите на микровълните и по-ниски от честотите на видимата светлина. Честотата на IR е ограничена в диапазона от 300 GHz - 400 THz.

Инфрачервените вълни са открити от британския астроном Уилям Хершел. Откритието е регистрирано през 1800 г. Използвайки стъклени призми в своите експерименти, ученият по този начин изследва възможността за разделяне на слънчевата светлина на отделни компоненти.

Когато Уилям Хершел трябваше да измери температурата на отделни цветя, той откри фактор за повишаването на температурата при последователно преминаване през следните серии:

• виолетово,
• син,
• зеленина,
• жълтък,
• портокал,
• червен.

Вълнов и честотен диапазон на инфрачервеното лъчение

Въз основа на дължината на вълната учените условно разделят инфрачервеното лъчение на няколко спектрални части. Няма обаче единно определение на границите на всяка отделна част.

Скала за електромагнитно излъчване: 1 - радиовълни; 2 - микровълни; 3 - IR вълни; 4 - видима светлина; 5 - ултравиолетово; 6 — рентгенови лъчи; 7 - гама лъчи; B - диапазон на дължината на вълната; E - енергия

Теоретично са обозначени три вълнови диапазона:

1. Близо до
2. Средно аритметично
3. По-нататък

Близкият инфрачервен диапазон се маркира от дължини на вълните, приближаващи края на спектъра на видимата светлина. Приблизително изчисленият вълнов сегмент е показан тук с дължината: 750 - 1300 nm (0,75 - 1,3 µm). Честотата на излъчване е приблизително 215-400 Hz. Късите инфрачервени вълни ще излъчват минимална топлина.

Среден IR обхват (междинен), покрива дължини на вълните 1300-3000 nm (1,3 - 3 µm). Честотите тук се измерват в диапазона 20-215 THz. Нивото на излъчваната топлина е относително ниско.

Далечният инфрачервен обхват е най-близо до обхвата на микровълните. Оформление: 3-1000 микрона. Честотен диапазон 0.3-20 THz. Тази група се състои от къси дължини на вълните в максималния честотен диапазон. Това е мястото, където се излъчва максимална топлина.

Приложения на инфрачервеното лъчение

IR лъчите са намерили приложение в различни области. Сред най-известните устройства са термовизионни камери, оборудване за нощно виждане и др. Комуникационното и мрежовото оборудване използва инфрачервена светлина като част от кабелни и безжични операции.

Дистанционните управления са оборудвани с инфрачервена комуникационна система с малък обхват, при която сигналът се предава чрез инфрачервени светодиоди. Пример: обикновени домакински уреди – телевизори, климатици, плеъри. Инфрачервената светлина предава данни през оптични кабелни системи.

В допълнение, инфрачервеното лъчение се използва активно от изследователската астрономия за изследване на космоса. Именно благодарение на инфрачервеното лъчение е възможно да се откриват космически обекти, невидими за човешкото око.

Малко известни факти за инфрачервената светлина

Човешките очи наистина не могат да видят инфрачервени лъчи. Но кожата на човешкото тяло, която реагира на фотони, а не само на топлинно излъчване, е способна да ги „види“.

Повърхността на кожата всъщност действа като „очна ябълка“. Ако излезете навън в слънчев ден, затворите очи и протегнете длани към небето, лесно можете да намерите местоположението на слънцето.

През зимата в помещение с температура на въздуха 21-22ºС, топло облечени (пуловер, панталон). През лятото в същото помещение, при същата температура, хората също се чувстват комфортно, но с по-леки дрехи (къси панталони, тениска).

Това явление е лесно обяснимо: въпреки една и съща температура на въздуха, стените и таванът на помещението през лятото излъчват повече далечни инфрачервени вълни, носени от слънчевата светлина (FIR - Far Infrared). Следователно човешкото тяло, при еднакви температури, възприема повече топлина през лятото.

Двойки хора, които спят в едно легло, неволно са предаватели и приемници на FIR вълни по отношение един на друг. Ако човек е сам в леглото, той действа като предавател на FIR вълни, но вече не получава същите вълни в отговор.

Когато хората говорят помежду си, те неволно изпращат и получават FIR вълнови вибрации един от друг. Приятелските (любящи) прегръдки също активират предаването на FIR радиация между хората.

Как природата възприема инфрачервената светлина?

Хората не могат да виждат инфрачервена светлина, но змиите от семейство усойници (като гърмящите) имат сензорни кухини, които се използват за създаване на изображения в инфрачервена светлина.

Това свойство позволява на змиите да откриват топлокръвни животни в пълна тъмнина. Научно се предполага, че змиите с две сензорни кухини имат инфрачервено възприятие за дълбочина.

Рибите успешно използват близка инфрачервена светлина (NIR), за да уловят плячка и да се ориентират във водните зони. Този NIR сензор помага на рибата да се ориентира точно в условия на слаба светлина, на тъмно или в мътна вода.

Инфрачервеното лъчение играе важна роля при формирането на времето и климата на Земята, точно както слънчевата светлина. Общата маса на слънчевата светлина, погълната от Земята, и равно количество инфрачервена радиация трябва да се преместят от Земята обратно в космоса. В противен случай глобалното затопляне или глобалното охлаждане е неизбежно.

Има очевидна причина, поради която въздухът се охлажда бързо в суха нощ. Ниските нива на влажност и липсата на облаци в небето осигуряват ясен път за инфрачервеното лъчение. Инфрачервените лъчи се разпространяват по-бързо в открития космос и съответно отвеждат по-бързо топлината.

Значителна част, идваща на Земята, е инфрачервената светлина. Всеки естествен организъм или обект има температура, което означава, че излъчва инфрачервена енергия. Дори обекти, които предварително са студени (например кубчета лед), излъчват инфрачервена светлина.

Технически възможности на инфрачервената зона

Техническият потенциал на инфрачервените лъчи е неограничен. Има много примери. Инфрачервено проследяване (насочване) се използва в пасивни системи за управление на ракети. В този случай се използва електромагнитно излъчване от целта, получено в инфрачервената част на спектъра.

Метеорологичните сателити, оборудвани със сканиращи радиометри, произвеждат топлинни изображения, които след това позволяват аналитични техники за определяне на височините и видовете облаци, изчисляване на температурите на сушата и повърхностните води и определяне на повърхностните характеристики на океана.

Инфрачервеното лъчение е най-разпространеният начин за дистанционно управление на различни устройства. Много продукти са разработени и произведени на базата на FIR технология. Японците особено се отличиха тук. Ето само няколко примера, които са популярни в Япония и по света:

• специални облицовки и FIR нагреватели;
• FIR чинии за запазване на рибата и зеленчуците свежи за дълго време;
• керамична хартия и FIR керамика;
• платнени FIR ръкавици, якета, столчета за кола;
• фризьорски FIR сешоар, който намалява увреждането на косата;

Инфрачервената рефлектография (консервация на изкуството) се използва за изследване на картини и помага да се разкрият подлежащите слоеве, без да се разрушава структурата. Тази техника помага да се разкрият детайли, скрити под рисунката на художника.

По този начин се установява дали настоящата картина е оригинално произведение на изкуството или просто професионално изработено копие. Идентифицирани са и промените, свързани с реставрационните работи на произведения на изкуството.

IR лъчи: въздействие върху човешкото здраве

Благоприятното влияние на слънчевата светлина върху човешкото здраве е научно доказано. Прекомерното излагане на слънчева радиация обаче е потенциално опасно. Слънчевата светлина съдържа ултравиолетови лъчи, които изгарят кожата на човешкото тяло.

Междувременно инфрачервеното излъчване с дълги вълни осигурява всички ползи за здравето на естествената слънчева светлина. В същото време опасните ефекти от слънчевата радиация са напълно елиминирани.

Чрез използване на технология за възпроизвеждане на инфрачервени лъчи се постига пълен контрол на температурата () и неограничена слънчева светлина. Но това не са всички известни факти за ползите от инфрачервеното лъчение:

• Далечните инфрачервени лъчи укрепват сърдечно-съдовата система, стабилизират сърдечната честота, увеличават сърдечния дебит, като същевременно намаляват диастолното кръвно налягане.
• Стимулирането на сърдечно-съдовата функция с далечна инфрачервена светлина е идеален начин за поддържане на нормално сърдечно-съдово здраве. Има опит на американски астронавти по време на дълъг космически полет.
• Далечните инфрачервени IR лъчи при температури над 40°C отслабват и в крайна сметка убиват раковите клетки. Този факт е потвърден от Американската онкологична асоциация и Националния онкологичен институт.
• Инфрачервените сауни често се използват в Япония и Корея (хипертермична терапия или Waon терапия) за лечение на сърдечно-съдови заболявания, особено хронична сърдечна недостатъчност и периферни артериални заболявания.
• Изследванията, публикувани в списанието Neuropsychiatric Disease and Treatment, подчертават инфрачервените лъчи като "медицински пробив" в лечението на травматични мозъчни наранявания.
• Смята се, че инфрачервената сауна е седем пъти по-ефективна при премахването на тежки метали, холестерол, алкохол, никотин, амоняк, сярна киселина и други токсини от тялото.
• И накрая, FIR терапията в Япония и Китай е на първо място сред ефективните методи за лечение на астма, бронхит, настинки, грип и синузит. Отбелязано е, че FIR терапията премахва възпалението, отока и запушванията на лигавицата.

Инфрачервена светлина и живот от 200 години