Panjang gelombang sinar infra merah adalah sama. gelombang inframerah

Dalam berbagai bidang kehidupan, seseorang menggunakan sinar infra merah. Manfaat dan bahaya radiasi tergantung pada panjang gelombang dan waktu paparan.

Dalam kehidupan sehari-hari, seseorang terus-menerus terpapar radiasi inframerah (radiasi IR). Sumber alaminya adalah matahari. Buatan termasuk elemen pemanas listrik dan lampu pijar, semua benda yang dipanaskan atau panas. Jenis radiasi ini digunakan dalam pemanas, sistem pemanas, perangkat penglihatan malam, kendali jarak jauh. Prinsip pengoperasian peralatan medis untuk fisioterapi didasarkan pada radiasi inframerah. Apa itu sinar infra merah? Apa manfaat dan bahaya radiasi jenis ini?

Apa itu radiasi IR

Radiasi IR adalah radiasi elektromagnetik, suatu bentuk energi yang memanaskan benda dan berdekatan dengan spektrum merah dari cahaya tampak. Mata manusia tidak melihat dalam spektrum ini, tetapi kita merasakan energi ini sebagai panas. Dengan kata lain, orang merasakan radiasi infra merah dari benda yang dipanaskan dengan kulit mereka sebagai sensasi kehangatan.

Sinar infra merah adalah gelombang pendek, gelombang menengah dan gelombang panjang. Panjang gelombang yang dipancarkan oleh benda yang dipanaskan tergantung pada suhu pemanasan. Semakin tinggi, semakin pendek panjang gelombang dan semakin kuat radiasinya.

Untuk pertama kalinya, efek biologis dari jenis radiasi ini dipelajari pada contoh kultur sel, tumbuhan, dan hewan. Ditemukan bahwa di bawah pengaruh sinar IR, perkembangan mikroflora ditekan, proses metabolisme ditingkatkan karena aktivasi aliran darah. Telah terbukti bahwa radiasi ini meningkatkan sirkulasi darah dan memiliki efek analgesik dan anti-inflamasi. Perlu dicatat bahwa di bawah pengaruh radiasi infra merah, pasien setelah operasi lebih mudah untuk mentolerir rasa sakit pasca operasi, dan luka mereka sembuh lebih cepat. Telah ditetapkan bahwa radiasi inframerah meningkatkan kekebalan nonspesifik, yang mengurangi efek pestisida dan radiasi gamma, dan juga mempercepat proses pemulihan dari influenza. Sinar IR merangsang ekskresi kolesterol, racun, racun dan zat berbahaya lainnya dari tubuh melalui keringat dan urin.

Manfaat sinar infra merah

Karena sifat-sifat ini, radiasi inframerah banyak digunakan dalam pengobatan. Tetapi penggunaan radiasi infra merah dengan spektrum aksi yang luas dapat menyebabkan tubuh menjadi terlalu panas dan kemerahan pada kulit. Pada saat yang sama, radiasi gelombang panjang tidak memiliki efek negatif, oleh karena itu, perangkat gelombang panjang atau pemancar dengan panjang gelombang selektif lebih umum dalam kehidupan sehari-hari dan kedokteran.

Paparan sinar inframerah gelombang panjang berkontribusi pada proses berikut dalam tubuh:

  • Normalisasi tekanan darah dengan merangsang sirkulasi darah
  • Peningkatan sirkulasi otak dan memori
  • Membersihkan tubuh dari racun, garam dari logam berat
  • Normalisasi kadar hormon
  • Menghentikan penyebaran kuman dan jamur berbahaya
  • Pemulihan keseimbangan air-garam
  • Pereda nyeri dan efek anti-inflamasi
  • Memperkuat sistem kekebalan tubuh.

Efek terapeutik sinar inframerah dapat digunakan untuk penyakit dan kondisi berikut:

  • asma bronkial dan eksaserbasi bronkitis kronis
  • pneumonia fokal dalam tahap resolusi
  • gastroduodenitis kronis
  • diskinesia hipermotor pada sistem pencernaan
  • kolesistitis akalkulus kronis
  • osteochondrosis tulang belakang dengan manifestasi neurologis
  • rheumatoid arthritis dalam remisi
  • eksaserbasi deformasi osteoartritis sendi pinggul dan lutut
  • melenyapkan aterosklerosis pembuluh kaki, neuropati saraf perifer kaki
  • eksaserbasi sistitis kronis
  • penyakit urolitiasis
  • eksaserbasi prostatitis kronis dengan gangguan potensi
  • infeksi, alkoholik, polineuropati diabetes pada kaki
  • adnexitis kronis dan disfungsi ovarium
  • sindrom penarikan

Pemanasan dengan radiasi infra merah membantu memperkuat sistem kekebalan tubuh, menghambat pertumbuhan bakteri di lingkungan dan di dalam tubuh manusia, memperbaiki kondisi kulit dengan meningkatkan sirkulasi darah di dalamnya. Ionisasi udara adalah pencegahan eksaserbasi alergi.

Ketika radiasi infra merah dapat membahayakan

Pertama-tama, Anda perlu mempertimbangkan kontraindikasi yang ada sebelum menggunakan sinar inframerah untuk tujuan pengobatan. Bahaya dari penggunaannya dapat dalam kasus-kasus berikut:

  • Penyakit purulen akut
  • Berdarah
  • Penyakit inflamasi akut yang menyebabkan dekompensasi organ dan sistem
  • Penyakit darah sistemik
  • Neoplasma ganas

Selain itu, paparan sinar inframerah spektrum luas yang berlebihan menyebabkan kemerahan parah pada kulit dan dapat menyebabkan luka bakar. Ada kasus yang diketahui tentang munculnya tumor di wajah pekerja metalurgi sebagai akibat dari paparan radiasi jenis ini dalam waktu lama. Ada juga kasus dermatitis dan sengatan panas.

Sinar infra merah, terutama pada kisaran 0,76 - 1,5 mikron (wilayah gelombang pendek) berbahaya bagi mata. Paparan radiasi yang berkepanjangan dan berkepanjangan penuh dengan perkembangan katarak, fotofobia, dan gangguan penglihatan lainnya. Untuk alasan ini, tidak diinginkan untuk terkena pemanas gelombang pendek untuk waktu yang lama. Semakin dekat seseorang dengan pemanas seperti itu, semakin sedikit waktu yang dia habiskan di dekat perangkat ini. Perlu dicatat bahwa pemanas jenis ini dirancang untuk pemanas jalan atau lokal. Pemanas inframerah gelombang panjang digunakan untuk memanaskan tempat tinggal dan industri yang dimaksudkan untuk masa tinggal orang dalam jangka panjang.

Radiasi inframerah adalah radiasi elektromagnetik yang berada di perbatasan dengan spektrum merah dari cahaya tampak. Mata manusia tidak dapat melihat spektrum ini, tetapi kita merasakannya dengan kulit kita sebagai panas. Saat terkena sinar infra merah, benda menjadi panas. Semakin pendek panjang gelombang inframerah, semakin kuat efek termalnya.

Menurut Organisasi Internasional untuk Standardisasi (ISO), radiasi inframerah dibagi menjadi tiga rentang: dekat, menengah dan jauh. Dalam pengobatan, Pulsed Infrared LED Therapy (LEDT) hanya menggunakan inframerah dekat karena tidak menyebar ke permukaan kulit dan menembus ke dalam struktur subkutan.



Spektrum radiasi inframerah dekat dibatasi dari 740 hingga 1400 nm, tetapi dengan meningkatnya panjang gelombang, kemampuan sinar untuk menembus ke dalam jaringan berkurang karena penyerapan foton oleh air. Perangkat RIKTA menggunakan dioda inframerah dengan panjang gelombang pada kisaran 860-960 nm dan daya rata-rata 60 mW (+/- 30).

Radiasi sinar inframerah tidak sedalam laser, tetapi memiliki jangkauan efek yang lebih luas. Fototerapi telah ditunjukkan untuk mempercepat penyembuhan luka, mengurangi peradangan dan menghilangkan rasa sakit dengan bekerja pada jaringan subkutan dan mempromosikan proliferasi sel dan adhesi di jaringan.

LEDT secara intensif berkontribusi pada pemanasan jaringan struktur permukaan, meningkatkan sirkulasi mikro, merangsang regenerasi sel, membantu mengurangi proses inflamasi dan memulihkan epitel.

EFISIENSI RADIASI INFRAMERAH DALAM PENGOBATAN MANUSIA

LEDT digunakan sebagai tambahan terapi laser intensitas rendah perangkat RIKTA dan memiliki efek terapeutik dan pencegahan.

Dampak dari aparatus radiasi infra merah membantu mempercepat proses metabolisme dalam sel, mengaktifkan mekanisme regeneratif dan meningkatkan sirkulasi darah. Tindakan radiasi infra merah kompleks dan memiliki efek berikut pada tubuh:

    peningkatan diameter pembuluh darah dan meningkatkan sirkulasi darah;

    aktivasi kekebalan seluler;

    penghapusan pembengkakan dan peradangan jaringan;

    menghilangkan sindrom nyeri;

    peningkatan metabolisme;

    penghapusan stres emosional;

    pemulihan keseimbangan air-garam;

    normalisasi kadar hormon.

Mempengaruhi kulit, sinar inframerah mengiritasi reseptor, mengirimkan sinyal ke otak. Sistem saraf pusat secara refleks merespon, merangsang metabolisme secara keseluruhan dan meningkatkan kekebalan secara keseluruhan.

Respon hormonal berkontribusi pada perluasan lumen pembuluh pertumbuhan mikrosirkulasi, meningkatkan aliran darah. Ini mengarah pada normalisasi tekanan darah, transportasi oksigen yang lebih baik ke organ dan jaringan.

KEAMANAN

Terlepas dari manfaat yang diberikan oleh terapi LED inframerah berdenyut, paparan radiasi inframerah harus diberi dosis. Paparan radiasi yang tidak terkontrol dapat menyebabkan luka bakar, kemerahan pada kulit, jaringan yang terlalu panas.

Jumlah dan durasi prosedur, frekuensi dan area radiasi infra merah, serta fitur perawatan lainnya harus ditentukan oleh spesialis.

APLIKASI RADIASI INFRAMERAH

Terapi LEDT telah menunjukkan efisiensi tinggi dalam pengobatan berbagai penyakit: pneumonia, influenza, tonsilitis, asma bronkial, vaskulitis, luka baring, varises, penyakit jantung, radang dingin dan luka bakar, beberapa bentuk dermatitis, penyakit pada sistem saraf perifer dan neoplasma ganas. dari kulit.

Radiasi inframerah, bersama dengan radiasi elektromagnetik dan laser, memiliki efek penguatan umum dan membantu dalam pengobatan dan pencegahan banyak penyakit. Perangkat "Rikta" menggabungkan radiasi tipe multikomponen dan memungkinkan Anda untuk mencapai efek maksimum dalam waktu singkat. Anda dapat membeli perangkat radiasi inframerah di.

Radiasi inframerah adalah jenis radiasi elektromagnetik yang berbatasan dengan bagian merah dari spektrum cahaya tampak di satu sisi dan gelombang mikro di sisi lain. Panjang gelombang - dari 0,74 hingga 1000-2000 mikrometer. Gelombang inframerah juga disebut "termal". Berdasarkan panjang gelombang, mereka diklasifikasikan menjadi tiga kelompok:

gelombang pendek (0,74-2,5 mikrometer);

gelombang sedang (lebih panjang dari 2,5, lebih pendek dari 50 mikrometer);

gelombang panjang (lebih dari 50 mikrometer).

Sumber radiasi inframerah

Di planet kita, radiasi infra merah sama sekali tidak biasa. Hampir semua panas adalah efek dari paparan sinar infra merah. Tidak peduli apa itu: sinar matahari, panas tubuh kita, atau panas yang berasal dari peralatan pemanas.

Bagian inframerah dari radiasi elektromagnetik tidak memanaskan ruang, tetapi secara langsung objek itu sendiri. Berdasarkan prinsip inilah pekerjaan lampu inframerah dibangun. Dan Matahari memanaskan Bumi dengan cara yang sama.

Dampak pada organisme hidup

Saat ini, sains tidak mengetahui fakta yang dikonfirmasi tentang dampak negatif sinar inframerah pada tubuh manusia. Kecuali karena radiasi yang terlalu kuat, selaput lendir mata bisa rusak.

Tapi kita bisa berbicara tentang manfaat untuk waktu yang sangat lama. Kembali pada tahun 1996, para ilmuwan dari AS, Jepang dan Belanda mengkonfirmasi sejumlah fakta medis yang positif. Radiasi Termal:

menghancurkan beberapa jenis virus hepatitis;

menghambat dan memperlambat pertumbuhan sel kanker;

memiliki kemampuan untuk menetralkan medan elektromagnetik dan radiasi yang berbahaya. Termasuk radioaktif;

membantu penderita diabetes memproduksi insulin;

dapat membantu dengan distrofi;

memperbaiki kondisi tubuh dengan psoriasis.

Di bawah keadaan kesehatan membaik, organ-organ internal mulai bekerja lebih efisien. Nutrisi otot meningkat, kekuatan sistem kekebalan sangat meningkat. Ini adalah fakta yang terkenal bahwa tanpa adanya radiasi inframerah, penuaan tubuh terasa lebih cepat.

Sinar inframerah juga disebut "sinar kehidupan". Di bawah pengaruh merekalah kehidupan lahir.

Penggunaan sinar infra merah dalam kehidupan manusia

Cahaya inframerah digunakan tidak kurang luas dari yang umum. Mungkin akan sangat sulit untuk menemukan setidaknya satu wilayah ekonomi nasional di mana bagian inframerah dari gelombang elektromagnetik belum menemukan aplikasi. Kami mencantumkan area aplikasi yang paling terkenal:

perang. Penempatan hulu ledak rudal atau perangkat penglihatan malam adalah hasil dari penggunaan radiasi infra merah;

termografi banyak digunakan dalam sains untuk menentukan bagian yang terlalu panas atau sangat dingin dari objek yang diteliti. Gambar inframerah juga banyak digunakan dalam astronomi, bersama dengan jenis gelombang elektromagnetik lainnya;

pemanas rumah tangga. Tidak seperti konvektor, perangkat semacam itu menggunakan energi radiasi untuk memanaskan semua benda di dalam ruangan. Dan lebih jauh lagi, barang-barang interior mengeluarkan panas ke udara sekitarnya;

transmisi data dan kendali jarak jauh. Ya, semua remote untuk TV, tape recorder dan AC menggunakan sinar infra merah;

desinfeksi dalam industri makanan

obat. Pengobatan dan pencegahan berbagai jenis penyakit.

Sinar inframerah adalah bagian yang relatif kecil dari radiasi elektromagnetik. Menjadi cara alami perpindahan panas, tidak ada satu pun proses kehidupan di planet kita yang dapat melakukannya tanpanya.

RADIASI INFRAMERAH (radiasi IR, sinar IR), radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang dari sekitar 0,74 mikron hingga sekitar 1-2 mm, yaitu, radiasi yang menempati wilayah spektral antara ujung merah radiasi tampak dan radiasi radio gelombang pendek (submilimeter). Radiasi inframerah mengacu pada radiasi optik, tetapi tidak seperti radiasi yang terlihat, radiasi ini tidak dirasakan oleh mata manusia. Berinteraksi dengan permukaan benda, ia memanaskannya, sehingga sering disebut radiasi termal. Secara konvensional, wilayah radiasi inframerah dibagi menjadi dekat (λ = 0,74-2,5 mikron), tengah (2,5-50 mikron) dan jauh (50-2000 mikron). Radiasi inframerah ditemukan oleh W. Herschel (1800) dan secara independen oleh W. Wollaston (1802).

Spektrum inframerah dapat berupa garis (spektra atom), kontinu (spektra materi terkondensasi) atau bergaris (spektra molekul). Sifat optik (transmisi, refleksi, refraksi, dll.) zat dalam radiasi inframerah, sebagai suatu peraturan, berbeda secara signifikan dari sifat yang sesuai dalam radiasi tampak atau ultraviolet. Banyak zat yang transparan terhadap cahaya tampak tidak tembus cahaya terhadap radiasi infra merah dengan panjang gelombang tertentu, dan sebaliknya. Dengan demikian, lapisan air setebal beberapa sentimeter tidak tembus cahaya terhadap radiasi infra merah dengan > 1 m, sehingga air sering digunakan sebagai filter pelindung panas. Pelat Ge dan Si, buram terhadap radiasi tampak, transparan terhadap radiasi inframerah dari panjang gelombang tertentu, kertas hitam transparan di wilayah inframerah jauh (zat tersebut digunakan sebagai filter cahaya ketika radiasi inframerah diisolasi).

Reflektifitas sebagian besar logam dalam radiasi inframerah jauh lebih tinggi daripada radiasi tampak, dan meningkat dengan meningkatnya panjang gelombang (lihat Optik Logam). Dengan demikian, pantulan permukaan Al, Au, Ag, Cu radiasi infra merah dengan = 10 m mencapai 98%. Zat nonlogam cair dan padat memiliki refleksi selektif (tergantung pada panjang gelombang) radiasi inframerah, posisi maksimumnya tergantung pada komposisi kimianya.

Melewati atmosfer bumi, radiasi infra merah dilemahkan karena hamburan dan penyerapan oleh atom dan molekul udara. Nitrogen dan oksigen tidak menyerap radiasi infra merah dan melemahkannya hanya sebagai akibat dari hamburan, yang jauh lebih sedikit untuk radiasi infra merah daripada untuk cahaya tampak. Molekul H 2 O, O 2 , O 3 , dll., yang ada di atmosfer, secara selektif (selektif) menyerap radiasi inframerah, dan radiasi inframerah dari uap air sangat diserap. Pita serapan H 2 O diamati di seluruh wilayah spektrum IR, dan pita CO 2 - di bagian tengahnya. Di lapisan permukaan atmosfer hanya ada sejumlah kecil "jendela transparansi" untuk radiasi infra merah. Kehadiran partikel asap, debu, tetesan kecil air di atmosfer menyebabkan redaman tambahan radiasi inframerah sebagai akibat hamburannya pada partikel-partikel ini. Pada ukuran partikel kecil, radiasi infra merah tersebar kurang dari radiasi tampak, yang digunakan dalam fotografi inframerah.

Sumber radiasi infra merah. Sumber alami radiasi inframerah yang kuat adalah Matahari, sekitar 50% dari radiasinya terletak di wilayah inframerah. Radiasi inframerah menyumbang 70 hingga 80% dari energi radiasi lampu pijar; itu dipancarkan oleh busur listrik dan berbagai lampu pelepasan gas, semua jenis pemanas ruang listrik. Dalam penelitian ilmiah, sumber radiasi inframerah adalah lampu pita tungsten, pin Nernst, bola dunia, lampu merkuri bertekanan tinggi, dll. Radiasi beberapa jenis laser juga terletak di wilayah spektrum IR (misalnya, panjang gelombang laser kaca neodymium adalah 1,06 m, laser helium-neon - 1,15 dan 3,39 mikron, laser CO2 - 10,6 mikron).

Penerima radiasi infra merah didasarkan pada konversi energi radiasi menjadi jenis energi lain yang tersedia untuk pengukuran. Dalam penerima termal, radiasi inframerah yang diserap menyebabkan peningkatan suhu elemen peka suhu, yang direkam. Dalam penerima fotolistrik, penyerapan radiasi inframerah menyebabkan munculnya atau perubahan kekuatan arus atau tegangan listrik. Penerima fotolistrik (tidak seperti yang termal) selektif, yaitu, mereka hanya sensitif terhadap radiasi dari wilayah spektrum tertentu. Registrasi foto radiasi inframerah dilakukan dengan bantuan emulsi fotografi khusus, namun, mereka sensitif terhadapnya hanya untuk panjang gelombang hingga 1,2 mikron.

Penggunaan radiasi infra merah. Radiasi IR banyak digunakan dalam penelitian ilmiah dan untuk memecahkan berbagai masalah praktis. Spektrum emisi dan penyerapan molekul dan padatan terletak di wilayah IR, mereka dipelajari dalam spektroskopi inframerah, dalam masalah struktural, dan juga digunakan dalam analisis spektral kualitatif dan kuantitatif. Di wilayah IR jauh terletak radiasi yang terjadi selama transisi antara sublevel atom Zeeman, spektrum IR atom memungkinkan untuk mempelajari struktur kulit elektronnya. Foto-foto dari objek yang sama yang diambil dalam rentang cahaya tampak dan inframerah, karena perbedaan koefisien refleksi, transmisi dan hamburan, dapat sangat bervariasi; Dalam fotografi IR, Anda dapat melihat detail yang tidak terlihat dalam fotografi normal.

Dalam industri, radiasi inframerah digunakan untuk mengeringkan dan memanaskan bahan dan produk, dalam kehidupan sehari-hari - untuk pemanas ruangan. Atas dasar fotokatoda yang peka terhadap radiasi inframerah, konverter elektron-optik telah dibuat, di mana gambar inframerah suatu objek, yang tidak terlihat oleh mata, diubah menjadi gambar yang terlihat. Atas dasar konverter tersebut, berbagai perangkat penglihatan malam (teropong, pemandangan, dll.) dibangun, yang memungkinkan untuk mendeteksi objek dalam kegelapan total, untuk mengamati dan mengarahkan, menyinari mereka dengan radiasi inframerah dari sumber khusus. Dengan bantuan penerima inframerah yang sangat sensitif, objek ditempatkan oleh radiasi inframerahnya sendiri dan sistem pelacak untuk proyektil dan rudal dibuat. Pencari IR dan pengukur jarak IR memungkinkan Anda mendeteksi objek gelap yang suhunya lebih tinggi dari suhu sekitar, dan mengukur jaraknya. Radiasi kuat dari laser inframerah digunakan dalam penelitian ilmiah, serta untuk komunikasi terestrial dan luar angkasa, untuk laser terdengar di atmosfer, dll. Radiasi inframerah digunakan untuk mereproduksi standar meteran.

Lit.: Schreiber G. Sinar inframerah dalam elektronik. M., 2003; Tarasov VV, Yakushenkov Yu. G. Sistem inframerah tipe "mencari". M., 2004.

Di wilayah spektrum elektromagnetik yang tidak terlihat, yang dimulai di belakang cahaya merah yang terlihat dan berakhir sebelum radiasi gelombang mikro antara frekuensi 10 12 dan 5∙10 14 Hz (atau dalam rentang panjang gelombang 1-750 nm). Namanya berasal dari kata Latin infra dan berarti "di bawah merah".

Penggunaan sinar infra merah bervariasi. Mereka digunakan untuk memvisualisasikan objek dalam kegelapan atau asap, untuk memanaskan sauna dan untuk memanaskan sayap pesawat untuk menghilangkan lapisan es, dalam komunikasi jarak dekat dan dalam analisis spektroskopi senyawa organik.

Pembukaan

Sinar inframerah ditemukan pada tahun 1800 oleh musisi Inggris kelahiran Jerman dan astronom amatir William Herschel. Menggunakan prisma, ia membagi sinar matahari menjadi komponen penyusunnya dan mencatat peningkatan suhu di luar bagian merah spektrum menggunakan termometer.

Radiasi IR dan panas

Radiasi inframerah sering disebut sebagai radiasi termal. Namun, perlu dicatat bahwa itu hanya konsekuensinya. Kalor adalah ukuran energi translasi (energi gerak) atom dan molekul suatu zat. Sensor "Suhu" sebenarnya tidak mengukur panas, tetapi hanya perbedaan radiasi IR dari objek yang berbeda.

Banyak guru fisika secara tradisional menghubungkan semua radiasi termal Matahari dengan sinar inframerah. Tapi tidak demikian. Dengan sinar matahari yang terlihat datang 50% dari semua panas, dan gelombang elektromagnetik dari frekuensi apa pun dengan intensitas yang cukup dapat menyebabkan pemanasan. Namun, adil untuk mengatakan bahwa pada suhu kamar, benda memancarkan panas terutama di pita inframerah-tengah.

Radiasi IR diserap dan dipancarkan oleh rotasi dan getaran atom atau kelompok atom yang terikat secara kimia, dan karenanya oleh berbagai jenis bahan. Misalnya, kaca jendela yang tembus cahaya tampak menyerap radiasi infra merah. Sinar inframerah sebagian besar diserap oleh air dan atmosfer. Meski tak terlihat oleh mata, namun bisa dirasakan di kulit.

Bumi sebagai sumber radiasi infra merah

Permukaan planet dan awan kita menyerap energi matahari, yang sebagian besar dilepaskan ke atmosfer dalam bentuk radiasi inframerah. Zat-zat tertentu di dalamnya, terutama uap air dan tetes, serta metana, karbon dioksida, oksida nitrat, klorofluorokarbon dan belerang heksafluorida, menyerap di wilayah spektrum inframerah dan memancarkan kembali ke segala arah, termasuk ke Bumi. Oleh karena itu, akibat efek rumah kaca, atmosfer dan permukaan bumi jauh lebih hangat dibandingkan jika tidak ada zat yang menyerap sinar infra merah di udara.

Radiasi ini memainkan peran penting dalam perpindahan panas dan merupakan bagian integral dari apa yang disebut efek rumah kaca. Dalam skala global, pengaruh sinar infra merah meluas ke keseimbangan radiasi Bumi dan mempengaruhi hampir semua aktivitas biosfer. Hampir setiap objek di permukaan planet kita memancarkan radiasi elektromagnetik terutama di bagian spektrum ini.

wilayah IR

Rentang IR sering dibagi menjadi bagian spektrum yang lebih sempit. Institut Standar DIN Jerman telah menetapkan rentang panjang gelombang inframerah berikut:

  • dekat (0,75-1,4 m), umumnya digunakan dalam komunikasi serat optik;
  • gelombang pendek (1,4-3 mikron), mulai dari mana penyerapan radiasi IR oleh air meningkat secara signifikan;
  • gelombang menengah, juga disebut menengah (3-8 mikron);
  • gelombang panjang (8-15 mikron);
  • jauh (15-1000 mikron).

Namun, skema klasifikasi ini tidak digunakan secara universal. Misalnya, beberapa penelitian menunjukkan rentang berikut: dekat (0,75-5 mikron), sedang (5-30 mikron) dan panjang (30-1000 mikron). Panjang gelombang yang digunakan dalam telekomunikasi dibagi menjadi pita terpisah karena keterbatasan detektor, amplifier, dan sumber.

Notasi umum dibenarkan oleh reaksi manusia terhadap sinar inframerah. Daerah inframerah dekat paling dekat dengan panjang gelombang yang terlihat oleh mata manusia. Radiasi inframerah tengah dan jauh secara bertahap menjauh dari bagian spektrum yang terlihat. Definisi lain mengikuti mekanisme fisik yang berbeda (seperti puncak emisi dan penyerapan air), dan yang terbaru didasarkan pada sensitivitas detektor yang digunakan. Misalnya, sensor silikon konvensional sensitif di wilayah sekitar 1050 nm, dan indium-gallium arsenide - dalam kisaran 950 nm hingga 1700 dan 2200 nm.

Batas yang jelas antara inframerah dan cahaya tampak tidak ditentukan. Mata manusia secara signifikan kurang sensitif terhadap cahaya merah lebih dari 700 nm, namun cahaya intens (laser) dapat dilihat hingga sekitar 780 nm. Awal rentang IR didefinisikan secara berbeda dalam standar yang berbeda - di suatu tempat di antara nilai-nilai ini. Biasanya 750 nm. Oleh karena itu, sinar infra merah tampak dimungkinkan dalam kisaran 750-780 nm.

Sebutan dalam sistem komunikasi

Komunikasi optik di wilayah inframerah dekat secara teknis dibagi menjadi beberapa pita frekuensi. Hal ini disebabkan berbagai bahan penyerap dan transmisi (serat) dan detektor. Ini termasuk:

  • O-band 1.260-1.360 nm.
  • E-band 1,360-1,460 nm.
  • S-band 1,460-1,530 nm.
  • C-band 1,530-1,565 nm.
  • L-band 1,565-1,625 nm.
  • U-band 1,625-1,675 nm.

termografi

Termografi, atau pencitraan termal, adalah jenis pencitraan inframerah objek. Karena semua benda memancar dalam kisaran IR, dan intensitas radiasi meningkat seiring suhu, kamera khusus dengan sensor IR dapat digunakan untuk mendeteksi dan mengambil gambar. Dalam kasus benda yang sangat panas di daerah inframerah dekat atau daerah tampak, teknik ini disebut pirometri.

Termografi tidak tergantung pada penerangan cahaya tampak. Oleh karena itu, adalah mungkin untuk "melihat" lingkungan bahkan dalam kegelapan. Secara khusus, objek hangat, termasuk manusia dan hewan berdarah panas, menonjol dengan baik dengan latar belakang yang lebih dingin. Fotografi lanskap inframerah meningkatkan rendering objek berdasarkan keluaran panasnya: langit biru dan air tampak hampir hitam, sedangkan dedaunan hijau dan kulit tampak cerah.

Secara historis, termografi telah banyak digunakan oleh militer dan dinas keamanan. Selain itu, ia menemukan banyak kegunaan lain. Misalnya, petugas pemadam kebakaran menggunakannya untuk melihat menembus asap, menemukan orang, dan menemukan titik panas selama kebakaran. Termografi dapat mengungkapkan pertumbuhan jaringan abnormal dan cacat pada sistem dan sirkuit elektronik karena peningkatan panas yang dihasilkan. Teknisi listrik yang memelihara saluran listrik dapat mendeteksi sambungan dan komponen yang terlalu panas, yang menunjukkan kegagalan fungsi, dan menghilangkan potensi bahaya. Ketika isolasi termal gagal, profesional konstruksi dapat melihat kebocoran panas dan meningkatkan efisiensi sistem pendingin atau pemanas. Di beberapa kendaraan kelas atas, pencitra termal dipasang untuk membantu pengemudi. Pencitraan termografi dapat digunakan untuk memantau respons fisiologis tertentu pada manusia dan hewan berdarah panas.

Tampilan dan cara pengoperasian kamera termal modern tidak berbeda dengan kamera video konvensional. Kemampuan untuk melihat dalam inframerah adalah fitur yang sangat berguna sehingga kemampuan untuk merekam gambar seringkali bersifat opsional dan perekam tidak selalu tersedia.

gambar lainnya

Dalam fotografi IR, kisaran inframerah-dekat ditangkap menggunakan filter khusus. Kamera digital cenderung memblokir radiasi IR. Namun, kamera murah yang tidak memiliki filter yang tepat dapat "melihat" dalam jarak dekat-IR. Dalam hal ini, biasanya cahaya yang tidak terlihat tampak putih terang. Ini terutama terlihat saat memotret di dekat objek inframerah yang diterangi (seperti lampu), di mana noise yang dihasilkan membuat gambar memudar.

Juga layak disebutkan adalah pencitraan T-beam, yang merupakan pencitraan dalam kisaran terahertz jauh. Kurangnya sumber terang membuat gambar ini secara teknis lebih sulit daripada kebanyakan teknik pencitraan IR lainnya.

LED dan laser

Sumber radiasi infra merah buatan manusia termasuk, selain benda panas, LED dan laser. Yang pertama adalah perangkat optoelektronik kecil dan murah yang terbuat dari bahan semikonduktor seperti galium arsenida. Mereka digunakan sebagai opto-isolator dan sebagai sumber cahaya di beberapa sistem komunikasi serat optik. Laser IR bertenaga optik yang dipompa beroperasi berdasarkan karbon dioksida dan karbon monoksida. Mereka digunakan untuk memulai dan memodifikasi reaksi kimia dan pemisahan isotop. Selain itu, mereka digunakan dalam sistem lidar untuk menentukan jarak ke suatu objek. Juga sumber radiasi inframerah digunakan dalam pengintai kamera pemfokusan otomatis otomatis, alarm pencuri, dan perangkat penglihatan malam optik.

penerima inframerah

Detektor IR termasuk perangkat termosensitif seperti detektor termokopel, bolometer (beberapa didinginkan hingga mendekati nol mutlak untuk mengurangi kebisingan dari detektor itu sendiri), sel fotovoltaik, dan fotokonduktor. Yang terakhir terbuat dari bahan semikonduktor (misalnya silikon dan timbal sulfida), yang konduktivitas listriknya meningkat bila terkena sinar inframerah.

Pemanasan

Radiasi inframerah digunakan untuk pemanasan - misalnya, memanaskan sauna dan menghilangkan lapisan es pada sayap pesawat. Selain itu, semakin banyak digunakan untuk mencairkan aspal selama pembangunan jalan baru atau perbaikan area yang rusak. Radiasi IR dapat digunakan dalam memasak dan memanaskan makanan.

Koneksi

Panjang gelombang IR digunakan untuk mengirimkan data melalui jarak pendek, seperti antara periferal komputer dan asisten digital pribadi. Perangkat ini biasanya memenuhi standar IrDA.

Komunikasi IR biasanya digunakan di dalam ruangan di daerah dengan kepadatan penduduk yang tinggi. Ini adalah cara paling umum untuk mengontrol perangkat dari jarak jauh. Sifat sinar inframerah tidak memungkinkan mereka menembus dinding, dan karena itu mereka tidak berinteraksi dengan peralatan di kamar tetangga. Selain itu, laser IR digunakan sebagai sumber cahaya dalam sistem komunikasi serat optik.

Spektroskopi

Spektroskopi radiasi inframerah adalah teknologi yang digunakan untuk menentukan struktur dan komposisi (terutama) senyawa organik dengan memeriksa transmisi radiasi inframerah melalui sampel. Ini didasarkan pada sifat-sifat zat untuk menyerap frekuensi tertentu, yang bergantung pada peregangan dan pembengkokan di dalam molekul sampel.

Penyerapan inframerah dan karakteristik emisi molekul dan bahan memberikan informasi penting tentang ukuran, bentuk, dan ikatan kimia molekul, atom, dan ion dalam padatan. Energi rotasi dan getaran dikuantisasi di semua sistem. Radiasi IR energi hν, dipancarkan atau diserap oleh molekul atau zat tertentu, adalah ukuran perbedaan beberapa keadaan energi internal. Mereka, pada gilirannya, ditentukan oleh berat atom dan ikatan molekul. Untuk alasan ini, spektroskopi inframerah adalah alat yang ampuh untuk menentukan struktur internal molekul dan zat, atau, ketika informasi tersebut sudah diketahui dan ditabulasi, jumlahnya. Teknik spektroskopi IR sering digunakan untuk menentukan komposisi, dan karenanya asal dan usia, spesimen arkeologi, serta untuk mendeteksi pemalsuan seni dan barang-barang lain yang, jika dilihat di bawah cahaya tampak, menyerupai aslinya.

Manfaat dan bahaya sinar infra merah

Radiasi inframerah gelombang panjang digunakan dalam pengobatan untuk tujuan:

  • normalisasi tekanan darah dengan merangsang sirkulasi darah;
  • membersihkan tubuh dari garam logam berat dan racun;
  • meningkatkan sirkulasi darah otak dan memori;
  • normalisasi kadar hormon;
  • menjaga keseimbangan air-garam;
  • membatasi penyebaran jamur dan mikroba;
  • anestesi;
  • meredakan peradangan;
  • memperkuat kekebalan.

Pada saat yang sama, radiasi inframerah dapat berbahaya jika terjadi penyakit purulen akut, perdarahan, peradangan akut, penyakit darah, dan tumor ganas. Paparan berkepanjangan yang tidak terkontrol menyebabkan kemerahan pada kulit, luka bakar, dermatitis, sengatan panas. Sinar inframerah gelombang pendek berbahaya bagi mata - fotofobia, katarak, dan gangguan penglihatan dapat berkembang. Oleh karena itu, hanya sumber radiasi gelombang panjang yang boleh digunakan untuk pemanasan.

ARTIKEL TERKAIT