Vrste infrardečega sevanja. Infrardeča valovna dolžina

obstajajo različnih virov infrardeče sevanje. Trenutno jih najdemo v gospodinjskih aparatih, avtomatizaciji in varnostnih sistemih, uporabljajo pa se tudi za sušenje industrijskih izdelkov. Viri infrardeče svetlobe ob pravilni uporabi ne vplivajo človeško telo Zato so izdelki zelo priljubljeni.

Zgodovina odkritja

Dolga stoletja so izjemni umi preučevali naravo in delovanje svetlobe.

Infrardečo svetlobo so odkrili v začetku 19. stoletja z raziskavami astronoma W. Herschela. Njegovo bistvo je bilo proučevanje ogrevalnih sposobnosti različnih sončnih območij. Znanstvenik jim je prinesel termometer in spremljal dvig temperature. Ta proces je bil opažen, ko se je naprava dotaknila rdeče obrobe. V. Herschel je ugotovil, da obstaja določeno sevanje, ki ga ni mogoče videti vizualno, lahko pa ga določimo s termometrom.

Infrardeči žarki: uporaba

So zelo razširjeni v človeškem življenju in so našli svojo uporabo na različnih področjih:

• Vojaške zadeve. Sodobne rakete in bojne glave, ki so sposobne samostojnega ciljanja na cilj, so opremljene z uporabo infrardečega sevanja.
• Termografija. Infrardeče sevanje se uporablja za preučevanje pregretih ali prehlajenih območij. Infrardeče slike se uporabljajo tudi v astronomiji za zaznavanje nebesnih teles.
• življenje Delovanje, ki je namenjeno ogrevanju notranjih predmetov in sten, je pridobilo veliko popularnost. Nato oddajajo toploto v prostor.
• Daljinski upravljalnik. Vsi obstoječi daljinci za TV, peči, klime itd. opremljen z infrardečimi žarki.
• V medicini se infrardeči žarki uporabljajo za zdravljenje in preventivo. različne bolezni.

Poglejmo, kje se ti elementi uporabljajo.

Infrardeči plinski gorilniki

Infrardeči gorilnik se uporablja za ogrevanje različnih prostorov.

Sprva so ga uporabljali za rastlinjake in garaže (to je nestanovanjske prostore). Vendar sodobne tehnologije dovoljena uporaba tudi v stanovanjih. Popularno se tak gorilnik imenuje sončna naprava, saj ob vklopu delovna površina opreme spominja na sončno svetlobo. Sčasoma so takšne naprave zamenjale oljne grelnike in konvektorje.

Glavne značilnosti

Infrardeči gorilnik se od drugih naprav razlikuje po načinu ogrevanja. Toplota se prenaša po sredstvih, ki jih človek ne opazi. Ta lastnost omogoča, da toplota prodre ne samo v zrak, temveč tudi na notranje predmete, kar posledično poveča tudi temperaturo v prostoru. Infrardeči oddajnik ne izsuši zraka, saj so žarki usmerjeni predvsem na notranje predmete in stene. V prihodnosti se bo toplota prenašala iz sten ali predmetov neposredno v prostor prostora, postopek pa se zgodi v nekaj minutah.

Pozitivni vidiki

Glavna prednost takšnih naprav je hitro in enostavno segrevanje prostora. Na primer, za ogrevanje hladnega prostora na temperaturo +24ºС bo trajalo 20 minut. Med postopkom ni gibanja zraka, kar prispeva k nastanku prahu in velikih onesnaževal. Zato infrardeči oddajnik v zaprtih prostorih namestijo ljudje, ki imajo alergije.

Poleg tega infrardeči žarki, ko zadenejo površino s prahom, ne povzročijo gorenja in posledično ni vonja po zažganem prahu. Od grelnega elementa je odvisna kakovost ogrevanja in trajnost naprave. Takšne naprave uporabljajo keramični tip.

Cena

Cena takšnih naprav je precej nizka in dostopna vsem segmentom prebivalstva. Na primer, plinski gorilnik stane od 800 rubljev. Celotno peč lahko kupite za 4000 rubljev.

Savna

Kaj je infrardeča kabina? To je posebna soba, ki je zgrajena iz naravnih vrst lesa (na primer cedra). V njej so nameščeni infrardeči oddajniki, ki delujejo na drevo.

Med segrevanjem se sproščajo fitoncidi – koristne sestavine, ki preprečujejo razvoj ali pojav glivic in bakterij.

Takšno infrardečo kabino popularno imenujemo savna. Temperatura zraka v prostoru doseže 45ºС, zato je v njej zelo udobno. Ta temperatura vam omogoča ogrevanje človeško telo enakomerno in globoko. Zato toplota ne vpliva na srčno-žilni sistem. Med posegom se odstranijo nakopičeni toksini in odpadki, pospeši se presnova v telesu (zaradi hitrega gibanja krvi), tkiva pa se obogatijo s kisikom. Vendar znojenje ni glavna značilnost infrardeče savne. Namenjena je izboljšanju počutja.

Vpliv na ljudi

Takšni prostori blagodejno vplivajo na človeško telo. Med posegom se ogrejejo vse mišice, tkiva in kosti. Pospeševanje krvnega obtoka vpliva na presnovo, kar pomaga nasičiti mišice in tkiva s kisikom. Poleg tega se infrardeča kabina obiskuje za preprečevanje različnih bolezni. Večina ljudi pusti samo pozitivne ocene.

Negativni učinki infrardečega sevanja

Viri infrardečega sevanja lahko povzročijo ne le pozitivne učinke na telo, ampak mu lahko tudi škodujejo.

Pri dolgotrajni izpostavljenosti žarkom se kapilare razširijo, kar povzroči rdečico ali opekline. Viri infrardečega sevanja povzročajo posebno škodo organom vida - to je nastanek sive mrene. V nekaterih primerih oseba doživi napade.

Na človeško telo vplivajo kratki žarki, kar povzroči poslabšanje stanja možganov, ko se temperatura možganov poveča za nekaj stopinj: temnenje v očeh, omotica, slabost. Nadaljnje zvišanje temperature lahko povzroči nastanek meningitisa.

Do poslabšanja ali izboljšanja stanja pride zaradi intenzivnosti elektromagnetno polje. Zanj je značilna temperatura in oddaljenost od vira sevanja toplotne energije.

Igrajo se dolgi valovi infrardečega sevanja posebno vlogo V različne proceseživljenjska aktivnost. Kratke imajo večji vpliv na človeško telo.

Kako preprečiti škodljive učinke infrardečih žarkov?

Kot je navedeno prej, negativen vpliv kratkotrajno toplotno sevanje vpliva na človeško telo. Poglejmo si primere, v katerih je IR sevanje nevarno.

Današnji infrardeči grelniki, ki oddajajo temperature nad 100ºC, so lahko zdravju škodljivi. Med njimi so naslednji:

• Industrijska oprema, ki oddaja sevalno energijo. Za preprečevanje negativen vpliv, je treba uporabiti posebna oblačila in toplotno zaščitne elemente, in preventivni ukrepi med delovnim osebjem.
• Infrardeča naprava. Najbolj znan grelnik je peč. Vendar je že zdavnaj izginil iz uporabe. Vse pogosteje v stanovanjih, podeželske hiše in dachas so začeli uporabljati električne infrardeče grelnike. Njegova zasnova vključuje grelni element (v obliki spirale), ki je zaščiten s posebnim toplotnoizolacijskim materialom. Takšna izpostavljenost žarkom ne škoduje človeškemu telesu. Zrak v ogrevanem območju ni posušen. Prostor lahko ogrejete v 30 minutah. Infrardeče sevanje najprej ogreje predmete, nato pa celotno stanovanje.

Infrardeče sevanje se pogosto uporablja v različna področja, od industrije do medicine.

Vendar je treba z njimi ravnati previdno, saj lahko žarki negativno vplivajo na človeka. Vse je odvisno od valovne dolžine in razdalje do grelne naprave.

Tako smo ugotovili, kateri viri infrardečega sevanja obstajajo.

Infrardeče sevanje je naravno naraven pogled sevanje. Vsak človek mu je izpostavljen vsak dan. Velik del sončne energije doseže naš planet v obliki infrardečih žarkov. Vendar pa v sodobni svet Obstaja veliko naprav, ki uporabljajo infrardeče sevanje. Na človeško telo lahko vpliva na različne načine. To je v veliki meri odvisno od vrste in namena uporabe teh istih naprav.

kaj je

Infrardeče sevanje ali IR žarki so vrsta elektromagnetno sevanje, ki zaseda spektralno območje od rdeče vidne svetlobe (za katero je značilna valovna dolžina 0,74 mikrona) do kratkovalovne radijske emisije (z valovno dolžino 1-2 mm). To je precej široko območje spektra, zato ga nadalje delimo na tri področja:

• blizu (0,74 - 2,5 µm);
• srednje (2,5 - 50 mikronov);
• dolgega dosega (50-2000 mikronov).

Zgodovina odkritja

Leta 1800 je znanstvenik iz Anglije, W. Herschel, ugotovil, da se v nevidnem delu sončnega spektra (onkraj rdeče svetlobe) temperatura termometra poveča. Kasneje je bila dokazana podrejenost infrardečega sevanja zakonom optike in sklep o njegovem razmerju z vidno svetlobo.

Hvala za trud sovjetski fizik A. A. Glagoleva-Arkadyeva, ki je leta 1923 prejela radijske valove z λ = 80 mikronov (IR območje), je eksperimentalno dokazala obstoj neprekinjenega prehoda iz vidno sevanje na infrardeče sevanje in radijske valove. Tako je bil narejen sklep o njihovi skupni elektromagnetni naravi.

Skoraj vse v naravi lahko oddaja valovne dolžine, ki ustrezajo infrardečemu spektru, kar pomeni, da človeško telo ni izjema. Vsi vemo, da je vse okoli nas sestavljeno iz atomov in ionov, tudi ljudje. In ti vzbujeni delci so sposobni oddajati Lahko preidejo v vzbujeno stanje pod vplivom različni dejavniki, kot so električne razelektritve ali segrevanje. Tako je v emisijskem spektru plamena plinske peči pas z λ = 2,7 μm iz molekul vode in z λ = 4,2 μm iz ogljikovega dioksida.

IR valovanje v vsakdanjem življenju, znanosti in industriji

Ob uporabi določenih naprav doma in v službi se le redko vprašamo o vplivu infrardečega sevanja na človeško telo. Medtem so IR grelci danes precej priljubljeni. Tisto, kar jih bistveno razlikuje od oljnih radiatorjev in konvektorjev, je njihova sposobnost, da ne ogrevajo zraka neposredno, temveč vse predmete v prostoru. To pomeni, da se najprej segrejejo pohištvo, tla in stene, nato pa svojo toploto oddajo v ozračje. Hkrati infrardeče sevanje vpliva tudi na organizme – ljudi in njihove hišne ljubljenčke.

IR žarki se pogosto uporabljajo tudi pri prenosu podatkov in daljinskem upravljanju. V mnogih mobilni telefoni Za izmenjavo datotek med njimi so infrardeča vrata. Vsi daljinski upravljalniki za klimatske naprave, stereo sisteme, televizorje in nekatere nadzorovane otroške igrače prav tako uporabljajo elektromagnetne žarke v infrardečem območju.

Uporaba IR žarkov v vojski in astronavtiki

večina pomembno infrardeči žarki se uporabljajo v letalski in vojaški industriji. Na osnovi fotokatode z občutljivostjo na infrardeče sevanje (do 1,3 mikrona) so ustvarjeni različni daljnogledi, znamenitosti itd. Omogočajo ob sočasnem obsevanju objektov z infrardečim sevanjem namerjanje ali opazovanje v popolni temi.

Zahvaljujoč ustvarjenim zelo občutljivim sprejemnikom infrardečih žarkov je postala mogoča proizvodnja naravnanih raket. Senzorji v njihovi glavi reagirajo na infrardeče sevanje tarče, katere temperatura je običajno višja okolju in usmerite raketo na tarčo. Zaznavanje segretih delov ladij, letal in tankov z uporabo toplotnih pelengometrov temelji na istem principu.

IR lokatorji in daljinomeri lahko zaznajo v popolni temi razne predmete in izmerite razdaljo do njih. Posebne naprave, ki oddajajo v infrardečem območju, se uporabljajo za vesoljske in zemeljske komunikacije na dolge razdalje.

Infrardeče sevanje v znanstvenih dejavnostih

Ena najpogostejših je študija emisijskih in absorpcijskih spektrov v IR območju. Uporablja se pri preučevanju značilnosti elektronske lupine atomov, za določanje struktur vseh vrst molekul, poleg tega pa tako kvalitativno kot kvantitativna analiza mešanice različnih snovi.

Zaradi razlik v koeficientih sipanja, prepustnosti in odboja teles v vidnih in infrardečih žarkih se fotografije, posnete v različnih pogojih, nekoliko razlikujejo. Fotografije, posnete v infrardeči svetlobi, pogosto prikazujejo več podrobnosti. Takšne slike se pogosto uporabljajo v astronomiji.

Preučevanje vpliva IR žarkov na telo

Prvi znanstveni podatki o vplivu infrardečega sevanja na človeško telo segajo v šestdeseta leta prejšnjega stoletja. Avtor raziskave je japonski zdravnik Tadashi Ishikawa. Med svojimi poskusi mu je uspelo ugotoviti, da infrardeči žarki prodrejo globoko v človeško telo. V tem primeru se pojavijo procesi termoregulacije, podobni reakciji na bivanje v savni. Vendar se znojenje začne pri nižji temperaturi okolja (je približno 50 ° C) in segrevanje notranji organi gre veliko globlje.

Pri takem segrevanju se poveča prekrvavitev, razširijo se žile dihalnih organov, podkožja in kože. Dolgotrajna izpostavljenost infrardečemu sevanju pri človeku pa lahko povzroči toplotni udar, močno infrardeče sevanje pa povzroči opekline različnih stopenj.

IR zaščita

Obstaja majhen seznam ukrepov, namenjenih zmanjšanju nevarnosti izpostavljenosti infrardečemu sevanju na človeško telo:

1. Zmanjšanje intenzivnosti sevanja. To dosežemo z izbiro ustrezne tehnološke opreme, pravočasno zamenjavo zastarele ter njeno racionalno razporeditvijo.
2. Odstranjevanje delavcev od vira sevanja.Če proizvodna linija to dopušča, je treba dati prednost daljinskemu upravljanju.
3. Namestitev zaščitnih zaslonov na izvoru ali delovnem mestu. Takšne ograje lahko uredite na dva načina, da zmanjšate vpliv infrardečega sevanja na človeško telo. V prvem primeru morajo odbijati elektromagnetne valove, v drugem pa jih morajo zadrževati in energijo sevanja pretvoriti v toplotno ter jo nato odstraniti. Ker zaščitni zasloni strokovnjakom ne bi smeli odvzeti možnosti spremljanja procesov, ki potekajo v proizvodnji, jih je mogoče narediti prozorne ali prosojne. V ta namen so izbrani materiali silikatno ali kremenčevo steklo ter kovinske mreže in verige.
4. Toplotna izolacija ali hlajenje vročih površin. Glavni cilj toplotna izolacija je zmanjšati tveganje, da bi delavci dobili različne opekline.
5. Osebna zaščitna oprema(razna specialna oblačila, očala z vgrajenimi filtri, ščitniki).
6. Preventivni ukrepi.Če med zgornjimi ukrepi raven izpostavljenosti infrardečemu sevanju telesa ostane dovolj visoka, je treba izbrati ustrezen režim dela in počitka.

Koristi za človeško telo

Infrardeče sevanje, ki vpliva na človeško telo, vodi do izboljšanja krvnega obtoka zaradi vazodilatacije, boljše nasičenosti organov in tkiv s kisikom. Poleg tega ima zvišanje telesne temperature analgetični učinek zaradi vpliva žarkov na živčne končiče v koži.

Ugotovljeno je bilo, da imajo kirurške operacije, ki se izvajajo pod vplivom infrardečega sevanja, številne prednosti:

• Bolečine po operaciji je nekoliko lažje prenašati;
• Regeneracija celic se pojavi hitreje;
• vpliv infrardečega sevanja na človeka omogoča, da se pri operaciji na odprtih votlinah izognemo ohlajanju notranjih organov, kar zmanjša tveganje za šok.

Pri bolnikih z opeklinami infrardeče sevanje omogoča odstranitev nekroze, pa tudi avtoplastiko za več zgodnja faza. Poleg tega se skrajša trajanje povišane telesne temperature, manj izraziti sta anemija in hipoproteinemija ter zmanjša se pogostost zapletov.

Dokazano je, da lahko IR sevanje oslabi učinek nekaterih pesticidov s povečanjem nespecifične imunosti. Mnogi od nas poznajo zdravljenje rinitisa in nekaterih drugih manifestacij prehlada z modrimi IR žarnicami.

Škodljivost za ljudi

Omeniti velja, da je lahko škoda zaradi infrardečega sevanja za človeško telo zelo pomembna. Najbolj očitni in pogosti primeri so kožne opekline in dermatitis. Pojavijo se lahko pri predolgi izpostavljenosti šibkim valovom infrardečega spektra ali pri intenzivnem obsevanju. Če govorimo o medicinskih posegih, je to redko, a kljub temu se ob nepravilnem zdravljenju pojavijo toplotni udari, astenija in poslabšanje bolečine.

Eden od sodobni problemi so opekline oči. Najnevarnejši zanje so IR žarki z valovno dolžino v območju 0,76-1,5 mikronov. Pod njihovim vplivom se leča in prekatna vodica segrejeta, kar lahko privede do razne kršitve. Ena najpogostejših posledic je fotofobija. To si morajo zapomniti otroci, ki se igrajo z laserskimi kazalci, in varilci, ki zanemarjajo osebno zaščitno opremo.

IR žarki v medicini

Zdravljenje z infrardečim sevanjem je lahko lokalno ali splošno. V prvem primeru se izvaja lokalni učinek na določen del telesa, v drugem pa je žarkom izpostavljeno celotno telo. Potek zdravljenja je odvisen od bolezni in lahko obsega od 5 do 20 sej po 15-30 minut. Pri izvajanju postopkov je obvezna uporaba zaščitne opreme. Za ohranjanje zdravja oči se uporabljajo posebni kartonski pokrovi ali očala.

Po prvem postopku se na površini kože pojavi rdečina z nejasnimi mejami, ki izgine po približno eni uri.

Delovanje IR oddajnikov

Ker je na voljo veliko medicinskih pripomočkov, jih ljudje kupujejo za individualno uporabo. Vendar je treba zapomniti, da morajo takšne naprave ustrezati posebne zahteve in se uporablja v skladu z varnostnimi predpisi. Toda glavna stvar je, da je pomembno razumeti, da tako kot kateri koli medicinski pripomoček tudi oddajnikov infrardečih valov ni mogoče uporabiti za številne bolezni.

Zato mora potek terapije izbrati usposobljen specialist, izkušen zdravnik. Glede na dolžino oddanih infrardečih valov lahko naprave uporabljamo za različne namene.

Odkritje infrardečega sevanja
Vrste izmenjave toplote
Fizikalne lastnosti
Za človeka ugodno območje IR valov

Angleški raziskovalec Herschel W. leta 1800 v procesu študija sončna svetloba ugotovili, da je v Sončni žarki ko se razgradijo v ločene spektre s pomočjo prizme onkraj rdečega vidnega spektra, se odčitki termometra povečajo. Termometer, nameščen na tem območju, je pokazal visoka temperatura kot kalibracijski termometer. Kasneje je bilo ugotovljeno, da so lastnosti teh žarkov podvržene zakonom optike, in izkazalo se je, da imajo enako naravo kot svetlobno sevanje. Tako je bilo odkrito infrardeče sevanje.

Pojasnimo, kako vroči predmeti oddajajo toploto predmetom okoli sebe:
prenos toplote(izmenjava toplote med telesi ob stiku ali preko separatorja),
konvekcija(prenos toplote s hladilno tekočino, tekočino ali plinom od vira toplote do hladnejših predmetov)
toplotno sevanje(tok elektromagnetnega sevanja v določenem območju valovnih dolžin, ki ga oddaja snov na podlagi svoje notranje presežne energije).

Vsi predmeti okoli nas materialni svet To so viri in hkrati absorberji toplotnega sevanja.
Toplotno sevanje, katerega osnova so infrardeči žarki, je tok elektromagnetnih žarkov, ki zadoščajo zakonom optike in so enake narave kot svetlobno sevanje. IR žarek se nahaja med rdečo svetlobo, ki jo človek zazna (0,7 µm) in kratkovalovno radijsko emisijo (1 - 2 mm). Poleg tega je IR območje spektra razdeljeno na kratkovalovno (0,7 - 2 µm), srednje valovno (od 2 do 5,1 µm), dolg val(5,1 - 200 µm). Infrardeče žarke oddajajo vse snovi tekoče in trdno, medtem ko Emitirana valovna dolžina je odvisna od temperature snovi. Pri višjih temperaturah je valovna dolžina, ki jo oddaja snov, krajša, vendar je intenzivnost sevanja večja.

V območju dolgovalovnega sevanja (od 9 do 11 mikronov) je za človeka najugodnejše toplotno sevanje. Dolgovalovni sevalci imajo nižjo površinsko temperaturo sevanja in so označeni kot temni - pri nizkih površinskih temperaturah ne svetijo (do 300°C). Srednjevalovni oddajniki z več visoka temperatura površine, za katere je značilna siva barva, oddajajo kratke valove z najvišjo telesno temperaturo, imenujemo jih bele ali svetle.

Potrditev sovjetskih znanstvenikov

Fizikalne lastnosti infrardečega sevanja

Pri infrardečih žarkih obstajajo številne razlike od optične lastnosti vidna svetloba. (prosojnost, odbojnost, lomni količnik) Na primer IR sevanje z valovno dolžino večjo od 1 mikrona, absorbira voda v sloju 1-2 cm, zato se voda v nekaterih primerih uporablja kot toplotno zaščitna bariera. Silikonska plošča je neprozorna v vidnem območju, vendar prozorna v infrardečem. Številne kovine imajo refleksne lastnosti ki so pri infrardečem sevanju višje kot pri svetlobi, ki jo človek zazna, poleg tega se njihove lastnosti bistveno izboljšajo z večanjem valovne dolžine sevanja. namreč Odbojni indeks Al, Au, Ag pri valovni dolžini približno 10 mikronov se približa 98 %. Glede na te lastnosti materialov se uporabljajo v proizvodnji infrardeče opreme. Materiali, ki so prosojni za infrardeče žarke - kot oddajniki infrardečega sevanja (kremen, keramika), materiali z visoko sposobnostjo odbijanja žarkov - kot reflektorji, ki omogočajo fokusiranje IR sevanja v želeno smer (predvsem aluminij).

Pomembno je tudi vedeti o lastnostih absorpcije in sipanja infrardečega sevanja. Infrardeči žarki potujejo po zraku skoraj neovirano. Namreč same molekule dušika in kisika ne absorbirajo infrardečih žarkov, ampak se le rahlo razpršijo in zmanjšajo intenziteto. Vodna para, ozon, ogljikov dioksid, kot tudi druge nečistoče v zraku, absorbirajo infrardeče sevanje: vodna para - v skoraj celotnem infrardečem območju spektra, ogljikov dioksid - v srednjem delu infrardečega območja. Prisotnost v zraku drobni delci- prah, dim, majhne kapljice tekočine povzročijo oslabitev moči infrardečega sevanja zaradi njegovega sipanja na teh delcih.

Vsa raznolikost sevanja, ki izhaja iz Sonca, ima eno samo naravo - to so elektromagnetni valovi. Raznolikost njihovih lastnosti je posledica razlik v valovnih dolžinah. Vidni del spektra sončno sevanje začne se z najkrajšimi vijoličnimi valovi (0,38 mikronov) in konča z najdaljšimi valovi (0,76 mikronov), ki jih človeško oko zazna kot rdeče.

Nemški znanstvenik Herschel je leta 1800 odkril nekatere nevidne žarke izven rdečega dela spektra, ki so povzročili znatno povišanje temperature termometra, ki ga je uporabljal za raziskave. To sevanje so poimenovali infrardeče.

Kakšen je učinek infrardečega sevanja na človeško telo? Ugotovimo.

Kaj je infrardeče sevanje

Sevanje v bližini rdečega dela vidnega spektra, ki ga naši vidni organi ne zaznavajo, vendar ima sposobnost segrevanja osvetljenih površin, je bilo imenovano infrardeče. Predpona "infra" pomeni "več". V našem primeru so to elektromagnetni žarki z valovno dolžino večjo od vidne rdeče svetlobe.

Kaj je vir infrardečega sevanja

Njegovo naravni vir je Sonce. Razpon infrardečih žarkov je precej širok. To so valovi z dolžino od 7 do 14 mikrometrov (µm). V zemeljski atmosferi pride do delne absorpcije in sipanja infrardečih žarkov.

O obsegu infrardečega sončnega sevanja priča podatek, da predstavlja 58 % celotnega spektra. elektromagnetni valovi ki izhaja iz naše zvezde.

Ta precej širok razpon IR žarkov je razdeljen na tri dele:

• dolgi valovi, ki jih oddaja grelec s temperaturami do 300 °C;
• srednje - do 600 ° C;
• kratka - več kot 800 °C.

Vse oddajajo vzbujeni atomi (tj. tisti s presežkom energije), pa tudi ioni snovi. Vsa telesa so vir IR sevanja, če imajo višjo temperaturo absolutna ničla(minus 273 °C).

Torej glede na temperaturo sevalca nastajajo IR žarki različnih valovnih dolžin, jakosti in prodornosti. In to določa, kako infrardeče sevanje vpliva na živi organizem.

Koristi in škode IR sevanja za zdravje ljudi

Na vprašanje - ali je infrardeče sevanje škodljivo za ljudi, lahko odgovorite z nekaj informacijami.

Dolgovalovni infrardeči žarki, ki zadenejo kožo, vplivajo na živčne receptorje in povzročajo občutek toplote. Zato infrardeče sevanje imenujemo tudi toplotno sevanje.

Več kot 90 % tega sevanja absorbira vlaga, ki jo vsebuje zgornje plasti kožo. Povzroča le povišanje temperature kože. Medicinske raziskave je pokazalo, da dolgovalovno sevanje ni le varno za človeka, ampak tudi izboljša imunski sistem, sproži mehanizem regeneracije in zdravljenja številnih organov in sistemov. Pri tem so še posebej učinkoviti IR žarki z valovno dolžino 9,6 mikronov. Te okoliščine določajo uporabo infrardečega sevanja v medicini.

Povsem drugačen mehanizem delovanja infrardečih žarkov na človeško telo, ki spada v kratkovalovni del spektra. Lahko prodrejo do globine nekaj centimetrov in povzročijo segrevanje notranjih organov.

Na mestu obsevanja se lahko zaradi širjenja kapilar pojavi rdečina kože, vključno z nastankom mehurčkov. Kratki IR žarki so še posebej nevarni za organe vida. Lahko povzročijo nastanek katarakte, motnje v ravnovesju vode in soli in pojav epileptičnih napadov.

Vzrok za znani učinek toplotni udar Gre za kratkovalovno infrardeče sevanje, ki služi. Povišanje temperature možganov za 1 °C že povzroči simptome:

Pregrevanje za 2 °C lahko sproži razvoj meningitisa.

Zdaj pa poglejmo koncept jakosti elektromagnetnega sevanja. Ta faktor je odvisen od razdalje do vira toplote in njegove temperature. Igra nizkointenzivno dolgovalovno toplotno sevanje pomembno vlogo za razvoj življenja na planetu. Človeško telo potrebuje stalno dopolnjevanje teh valovnih dolžin.

Tako je določen z valovno dolžino in časom osvetlitve.

Kako se izogniti škodljivim vplivom IR žarkov

Ker smo se tako odločili negativen vpliv kratkovalovno infrardeče sevanje vpliva na človeško telo, ugotovimo, kje nas ta nevarnost lahko čaka.

Najprej so to telesa s temperaturo nad 100 °C. Ti lahko vključujejo naslednje.

1. Industrijski viri sevalne energije (taljenje jekla, elektroobločne peči itd.) Zmanjšanje nevarnosti njihove izpostavljenosti dosežemo s posebnimi zaščitnimi oblačili, toplotnimi ščiti, uporabo novejših tehnologij ter s terapevtskimi in preventivnimi ukrepi za obratovalno osebje;
2. . Najbolj zanesljiv in dokazan med njimi je ruski štedilnik. Toplota, ki jo oddaja, ni le izjemno prijetna, ampak tudi zdravilna. Na žalost je ta podrobnost vsakdanjega življenja skoraj popolnoma potonila v pozabo. Zamenjali so ga vsi možni električni grelci. Tisti med njimi, katerih tuljava za sproščanje toplote je zaščitena s toplotnoizolacijskim materialom, oddajajo mehko dolgovalovno sevanje. Blagodejno vpliva na telo. Grelniki z odprtim grelnim elementom oddajajo trdo, kratkovalovno sevanje, ki lahko privede do zgoraj opisanih težav. negativne posledice. V tehničnem listu grelnika je proizvajalec dolžan navesti naravo sevanja te naprave.

Če postanete lastnik kratkovalovnega grelnika, upoštevajte pravilo – bližje kot je grelec, krajši naj bo čas njegove izpostavljenosti.

Pomoč pri vročinski kapi

Narava je človeka obdarila z zelo naprednim sistemom termoregulacije. Če pa pride do toplotnega udara, je treba sprejeti določen niz ukrepov za zmanjšanje njegovih posledic:

Človeštvo živi v svetu naravnih in umetnih virov različnih sevanj. Vpliv infrardečega sevanja na človeško telo je nesporen. Vendar ni statističnih podatkov, ki bi dokazovali njegovo škodo.

In poznavanje vzorcev njegove interakcije z biološkimi predmeti nam omogoča uporabo ugoden vpliv infrardeče sevanje na ljudi za preprečevanje bolezni in zdravljenje različnih bolezni.

Da bi razumeli načelo delovanja infrardečih oddajnikov, si je treba predstavljati bistvo takega fizikalni pojav kot infrardeče sevanje.

Infrardeče območje in valovna dolžina

Infrardeče sevanje je vrsta elektromagnetnega sevanja, ki v spektru elektromagnetnega valovanja zavzema območje od 0,77 do 340 mikronov. V tem primeru se območje od 0,77 do 15 mikronov šteje za kratkovalovno, od 15 do 100 mikronov - srednji val in od 100 do 340 - dolgovalovno.

Kratkovalovni del spektra meji na vidna svetloba, dolgovalovna pa se združi z območjem ultrakratkih radijskih valov. Zato ima infrardeče sevanje tako lastnosti vidne svetlobe (širi se premočrtno, se odbija, lomi kot vidna svetloba) kot lastnosti radijskih valov (lahko prehaja skozi nekatere materiale, ki so neprozorni za vidno sevanje).

Infrardeči oddajniki s površinsko temperaturo od 700 C do 2500 C imajo valovno dolžino 1,55-2,55 mikronov in se imenujejo "svetloba" - po valovni dolžini so bližje vidni svetlobi, oddajniki z nižjo površinsko temperaturo imajo daljšo valovno dolžino in se imenujejo " temno".

Viri infrardečega sevanja

Na splošno vsako telo, segreto na določeno temperaturo, oddaja toplotna energija v infrardečem območju spektra elektromagnetnega valovanja in lahko prenese to energijo s sevalno izmenjavo toplote na druga telesa. Prenos energije poteka od telesa z višjo temperaturo do telesa z nižjo temperaturo, medtem ko imajo različna telesa različne emisijske in absorpcijske sposobnosti, ki so odvisne od narave obeh teles, od stanja njune površine itd.

Elektromagnetno sevanje ima kvantno-fotonski značaj. Pri interakciji s snovjo foton absorbirajo atomi snovi in ​​jim prenese svojo energijo. Hkrati se poveča energija toplotnih nihanj atomov v molekulah snovi, tj. energija sevanja se spremeni v toploto.

Bistvo sevalnega ogrevanja je, da gorilnik kot vir sevanja ustvarja, oblikuje v prostoru in usmerja toplotno sevanje v ogrevalno cono. Pade na ograjene konstrukcije (tla, stene), tehnološko opremo, ljudi v območju obsevanja, jih absorbira in segreje. Tok sevanja, ki ga absorbirajo površine, oblačila in človeška koža, ustvarja toplotno udobje brez povečanja temperature okolja. Zrak v ogrevanih prostorih, ki ostaja skoraj prosojen za infrardeče sevanje, se segreva zaradi »sekundarne toplote«, tj. konvekcija iz struktur in predmetov, segretih s sevanjem.

Lastnosti in uporaba infrardečega sevanja

Ugotovljeno je bilo, da izpostavljenost ogrevanju infrardečega sevanja blagodejno vpliva na človeka. Če toplotno sevanje z valovno dolžino, večjo od 2 mikronov, zaznava predvsem koža, pri čemer se nastala toplotna energija prevaja v notranjost, potem sevanje z valovno dolžino do 1,5 mikrona prodre v površino kože, jo delno segreje, doseže mrežo krvne žile in neposredno poveča temperaturo krvi. Pri določeni intenzivnosti toplotni tok njegov vpliv povzroči prijeten toplotni občutek. Pri sevalnem ogrevanju človeško telo oddaja večina odvečna toplota s konvekcijo v okoliški zrak, ki ima več nizka temperatura. Ta oblika prenosa toplote deluje osvežilno in blagodejno vpliva na počutje.

Pri nas preučevanje tehnologije infrardečega ogrevanja poteka že od 30. let prejšnjega stoletja kmetijstvo, in za industrijo.

Izvedene medicinske in biološke študije so omogočile ugotovitev, da infrardeči ogrevalni sistemi bolj ustrezajo posebnostim živinorejskih objektov kot konvektivni sistemi centralnega ali zračnega ogrevanja. Najprej zaradi dejstva, da z infrardečim ogrevanjem temperatura notranje površine ograje, zlasti tla, presega temperaturo zraka v prostoru. Ta dejavnik blagodejno vpliva na toplotna bilancaživali, razen intenzivne izgube toplote.

Infrardeči sistemi, ki delujejo v povezavi z naravnimi prezračevalnimi sistemi, zagotavljajo znižanje relativne vlažnosti zraka na standardne vrednosti (na prašičjih farmah in v hlevih za teleta na 70-75% in manj).

Zaradi delovanja teh sistemov dosežemo ugodne temperaturne in vlažne razmere v prostorih.

Uporaba sevalnih ogrevalnih sistemov za kmetijske zgradbe omogoča ne le ustvarjanje potrebne pogoje mikroklimo, temveč tudi za intenziviranje proizvodnje. V mnogih kmetijah v Baškiriji (kolhoz po imenu Lenin, kolektiv po imenu Nurimanov) se je proizvodnja potomcev po uvedbi infrardečega ogrevanja znatno povečala (povečanje prasitve pozimi za 4-krat) in povečala se je varnost mladih živali (od 72,8 % do 97,6 %).

Trenutno je infrardeči sistem ogrevanja nameščen in deluje eno sezono v podjetju Chuvash Broiler v predmestju Cheboksary. Po ocenah upravljavcev farm je v obdobju minimalnih zimskih temperatur -34-36 C sistem deloval neprekinjeno in zagotavljal potrebno toploto za rejo perutnine za meso (talne namestitve) za obdobje 48 dni. Trenutno razmišljajo, da bi preostale perutninske objekte opremili z infrardečimi sistemi.