Lungimea de undă a razelor infraroșii este egală. unde infraroșii

În diferite sfere ale vieții, o persoană folosește raze infraroșii. Beneficiile și daunele radiațiilor depind de lungimea de undă și timpul de expunere.

În viața de zi cu zi, o persoană este expusă în mod constant la radiații infraroșii (radiații IR). Sursa sa naturală este soarele. Artificial includ elemente de încălzire electrice și lămpi cu incandescență, orice corpuri încălzite sau încinse. Acest tip de radiație este utilizat în încălzitoare, sisteme de încălzire, dispozitive de vedere pe timp de noapte, telecomenzi. Principiul de funcționare a echipamentului medical pentru fizioterapie se bazează pe radiația infraroșie. Ce sunt razele infraroșii? Care sunt beneficiile și daunele acestui tip de radiații?

Ce este radiația IR

Radiația IR este radiație electromagnetică, o formă de energie care încălzește obiectele și este adiacentă spectrului roșu al luminii vizibile. Ochiul uman nu vede în acest spectru, dar simțim această energie ca căldură. Cu alte cuvinte, oamenii percep radiația infraroșie de la obiectele încălzite cu pielea ca pe o senzație de căldură.

Razele infraroșii sunt cu unde scurte, unde medii și unde lungi. Lungimile de undă emise de un obiect încălzit depind de temperatura de încălzire. Cu cât este mai mare, cu atât lungimea de undă este mai mică și radiația este mai intensă.

Pentru prima dată, efectul biologic al acestui tip de radiații a fost studiat pe exemplul culturilor celulare, plantelor și animalelor. S-a constatat că sub influența razelor IR, dezvoltarea microflorei este suprimată, procesele metabolice sunt îmbunătățite datorită activării fluxului sanguin. S-a dovedit că această radiație îmbunătățește circulația sângelui și are un efect analgezic și antiinflamator. Se observă că sub influența radiațiilor infraroșii, pacienții după intervenție chirurgicală sunt mai ușor de tolerat durerea postoperatorie, iar rănile lor se vindecă mai repede. S-a stabilit că radiațiile infraroșii sporesc imunitatea nespecifică, ceea ce reduce efectul pesticidelor și radiațiilor gamma și accelerează, de asemenea, procesul de recuperare de gripă. Razele IR stimulează excreția de colesterol, toxine, toxine și alte substanțe nocive din organism prin transpirație și urină.

Beneficiile razelor infraroșii

Datorită acestor proprietăți, radiația infraroșie este utilizată pe scară largă în medicină. Dar utilizarea radiațiilor infraroșii cu un spectru larg de acțiune poate duce la supraîncălzirea corpului și la înroșirea pielii. În același timp, radiația cu undă lungă nu are un efect negativ, prin urmare, dispozitivele cu undă lungă sau emițătorii cu o lungime de undă selectivă sunt mai frecvente în viața de zi cu zi și în medicină.

Expunerea la razele infraroșii cu unde lungi contribuie la următoarele procese din organism:

  • Normalizarea tensiunii arteriale prin stimularea circulației sanguine
  • Îmbunătățirea circulației cerebrale și a memoriei
  • Curățarea organismului de toxine, săruri ale metalelor grele
  • Normalizarea nivelurilor hormonale
  • Oprirea răspândirii germenilor și ciupercilor dăunătoare
  • Restabilirea echilibrului apă-sare
  • Ameliorarea durerii și efect antiinflamator
  • Întărirea sistemului imunitar.

Efectul terapeutic al razelor infraroșii poate fi utilizat pentru următoarele boli și afecțiuni:

  • astmul bronșic și exacerbarea bronșitei cronice
  • pneumonie focală în stadiu de rezoluție
  • gastroduodenita cronica
  • diskinezia hipermotorie a sistemului digestiv
  • colecistită cronică acalculoasă
  • osteocondroza coloanei vertebrale cu manifestări neurologice
  • artrita reumatoidă în remisie
  • exacerbarea osteoartritei deformante a articulațiilor șoldului și genunchiului
  • ateroscleroza obliterantă a vaselor picioarelor, neuropatie a nervilor periferici ai picioarelor
  • exacerbarea cistitei cronice
  • boala urolitiază
  • exacerbarea prostatitei cronice cu potență afectată
  • polineuropatia infecțioasă, alcoolică, diabetică a picioarelor
  • anexită cronică și disfuncție ovariană
  • sindromul de retragere

Încălzirea cu radiații infraroșii ajută la întărirea sistemului imunitar, inhibă creșterea bacteriilor în mediu și în corpul uman, îmbunătățește starea pielii prin creșterea circulației sângelui în ea. Ionizarea aerului este prevenirea exacerbărilor alergiilor.

Când radiațiile infraroșii pot dăuna

În primul rând, trebuie să țineți cont de contraindicațiile existente înainte de a utiliza razele infraroșii în scopuri medicinale. Daunele din utilizarea lor pot fi în următoarele cazuri:

  • Boli purulente acute
  • Sângerare
  • Boli inflamatorii acute care duc la decompensarea organelor și sistemelor
  • Boli sistemice ale sângelui
  • Neoplasme maligne

În plus, expunerea excesivă la razele infraroșii cu spectru larg determină înroșirea severă a pielii și poate provoca arsuri. Sunt cunoscute cazuri de apariție a unei tumori pe fața lucrătorilor metalurgici ca urmare a expunerii prelungite la acest tip de radiații. Au mai fost cazuri de dermatită și insolație.

Razele infraroșii, în special în intervalul 0,76 - 1,5 microni (regiune de unde scurte) sunt periculoase pentru ochi. Expunerea prelungită și prelungită la radiații este plină de dezvoltarea cataractei, fotofobiei și a altor deficiențe de vedere. Din acest motiv, nu este de dorit să fii expus la încălzitoare cu unde scurte pentru o perioadă lungă de timp. Cu cât o persoană este mai aproape de un astfel de încălzitor, cu atât ar trebui să fie mai puțin timp petrecut lângă acest dispozitiv. Trebuie remarcat faptul că acest tip de încălzire este conceput pentru încălzire stradală sau locală. Încălzitoarele IR cu undă lungă sunt utilizate pentru încălzirea spațiilor rezidențiale și industriale destinate șederii pe termen lung a oamenilor.

Radiația infraroșie este radiația electromagnetică care se află la granița cu spectrul roșu al luminii vizibile. Ochiul uman nu este capabil să vadă acest spectru, dar îl simțim cu pielea ca căldură. Când sunt expuse la razele infraroșii, obiectele se încălzesc. Cu cât lungimea de undă în infraroșu este mai mică, cu atât efectul termic va fi mai puternic.

Potrivit Organizației Internaționale de Standardizare (ISO), radiația infraroșie este împărțită în trei intervale: aproape, mediu și departe. În medicină, Terapia LED cu infraroșu pulsat (LEDT) folosește doar infraroșu apropiat, deoarece nu se împrăștie pe suprafața pielii și pătrunde în structurile subcutanate.



Spectrul radiației în infraroșu apropiat este limitat de la 740 la 1400 nm, dar odată cu creșterea lungimii de undă, capacitatea razelor de a pătrunde în țesuturi scade din cauza absorbției fotonilor de către apă. Dispozitivele RIKTA folosesc diode în infraroșu cu o lungime de undă în intervalul 860-960 nm și o putere medie de 60 mW (+/- 30).

Radiația razelor infraroșii nu este la fel de profundă ca laserul, dar are o gamă mai largă de efecte. S-a demonstrat că fototerapia accelerează vindecarea rănilor, reduce inflamația și ameliorează durerea, acționând asupra țesuturilor subcutanate și promovând proliferarea și aderența celulară în țesuturi.

LEDT contribuie intens la încălzirea țesutului structurilor de suprafață, îmbunătățește microcirculația, stimulează regenerarea celulară, ajută la reducerea procesului inflamator și la refacerea epiteliului.

EFICIENȚA RADIAȚIELOR INFRAROSII ÎN TRATAMENTUL UMAN

LEDT este utilizat ca o completare la terapia cu laser de intensitate scăzută a dispozitivelor RIKTA și are efecte terapeutice și preventive.

Impactul dispozitivului cu radiații infraroșii ajută la accelerarea proceselor metabolice în celule, activează mecanismele de regenerare și îmbunătățește circulația sângelui. Acțiunea radiațiilor infraroșii este complexă și are următoarele efecte asupra organismului:

    creșterea diametrului vaselor de sânge și îmbunătățirea circulației sângelui;

    activarea imunității celulare;

    îndepărtarea umflăturii și inflamației țesuturilor;

    ameliorarea sindroamelor dureroase;

    metabolism îmbunătățit;

    eliminarea stresului emoțional;

    restabilirea echilibrului apă-sare;

    normalizarea nivelului hormonal.

Influențând pielea, razele infraroșii irită receptorii, transmitând un semnal către creier. Sistemul nervos central răspunde în mod reflex, stimulând metabolismul general și crescând imunitatea generală.

Răspunsul hormonal contribuie la extinderea lumenului vaselor de creștere microcirculatorii, îmbunătățind fluxul sanguin. Acest lucru duce la normalizarea tensiunii arteriale, un transport mai bun de oxigen către organe și țesuturi.

SECURITATE

În ciuda beneficiilor oferite de terapia cu LED-uri cu infraroșu pulsat, expunerea la radiațiile infraroșii trebuie dozată. Expunerea necontrolată la radiații poate duce la arsuri, înroșirea pielii, supraîncălzirea țesuturilor.

Numărul și durata procedurilor, frecvența și aria radiațiilor infraroșii, precum și alte caracteristici ale tratamentului trebuie prescrise de un specialist.

APLICAREA RADIAȚIELOR INFRAROSII

Terapia LEDT a demonstrat o eficiență ridicată în tratamentul diferitelor boli: pneumonie, gripă, amigdalite, astm bronșic, vasculite, escare, varice, boli de inimă, degerături și arsuri, unele forme de dermatită, boli ale sistemului nervos periferic și neoplasme maligne. a pielii.

Radiațiile infraroșii, împreună cu radiațiile electromagnetice și laser, au un efect general de întărire și ajută la tratarea și prevenirea multor boli. Dispozitivul „Rikta” combină radiația de tip multicomponent și vă permite să obțineți efectul maxim într-un timp scurt. Puteți cumpăra un dispozitiv cu radiații infraroșii de la.

Radiația infraroșie este un tip de radiație electromagnetică care se învecinează cu partea roșie a spectrului luminii vizibile pe de o parte și cu microunde pe de altă parte. Lungime de undă - de la 0,74 la 1000-2000 micrometri. Undele infraroșii sunt numite și „termice”. Pe baza lungimii de undă, acestea sunt clasificate în trei grupe:

unde scurte (0,74-2,5 micrometri);

undă medie (mai lungă de 2,5, mai scurtă de 50 de micrometri);

undă lungă (mai mult de 50 de micrometri).

Surse de radiație infraroșie

Pe planeta noastră, radiația infraroșie nu este deloc neobișnuită. Aproape orice căldură este efectul expunerii la razele infraroșii. Nu contează ce este: lumina soarelui, căldura corpului nostru sau căldura provenită de la aparatele de încălzire.

Partea infraroșie a radiației electromagnetice nu încălzește spațiul, ci direct obiectul în sine. Pe acest principiu este construită activitatea lămpilor cu infraroșu. Și Soarele încălzește Pământul în același mod.

Impact asupra organismelor vii

În prezent, știința nu cunoaște faptele confirmate ale impactului negativ al razelor infraroșii asupra corpului uman. Cu excepția cazului din cauza radiațiilor prea intense, membrana mucoasă a ochilor poate fi deteriorată.

Dar despre beneficii putem vorbi foarte mult timp. În 1996, oamenii de știință din SUA, Japonia și Olanda au confirmat o serie de fapte medicale pozitive. Radiație termala:

distruge unele tipuri de virus hepatitic;

inhibă și încetinește creșterea celulelor canceroase;

are capacitatea de a neutraliza câmpurile electromagnetice dăunătoare și radiațiile. Inclusiv radioactiv;

ajută diabeticii să producă insulină;

poate ajuta la distrofie;

îmbunătățirea stării corpului cu psoriazis.

În condițiile în care starea de sănătate se îmbunătățește, organele interne încep să funcționeze mai eficient. Nutriția musculară este crescută, puterea sistemului imunitar este mult crescută. Este un fapt binecunoscut că, în absența radiațiilor infraroșii, corpul îmbătrânește considerabil mai repede.

Razele infraroșii mai sunt numite și „razele vieții”. Sub influența lor s-a născut viața.

Utilizarea razelor infraroșii în viața umană

Lumina infraroșie este utilizată nu mai puțin pe scară largă decât este comună. Poate că va fi foarte dificil să găsești cel puțin o zonă a economiei naționale în care partea infraroșie a undelor electromagnetice nu și-a găsit aplicație. Enumerăm cele mai cunoscute domenii de aplicare:

război. Orientarea focoaselor de rachetă sau a dispozitivelor de viziune nocturnă sunt toate rezultatul utilizării radiației infraroșii;

termografia este utilizată pe scară largă în știință pentru a determina părțile supraîncălzite sau suprarăcite ale obiectului studiat. Imaginile în infraroșu sunt, de asemenea, utilizate pe scară largă în astronomie, împreună cu alte tipuri de unde electromagnetice;

încălzitoare de uz casnic. Spre deosebire de convectoare, astfel de dispozitive folosesc energia radiantă pentru a încălzi toate obiectele din cameră. Și mai departe, articolele de interior degajă căldură aerului din jur;

transmisie de date și control de la distanță. Da, toate telecomenzile pentru televizoare, casetofone și aparate de aer condiționat folosesc raze infraroșii;

dezinfecție în industria alimentară

medicamentul. Tratamentul și prevenirea multor tipuri diferite de boli.

Razele infraroșii reprezintă o parte relativ mică a radiației electromagnetice. Fiind o modalitate naturală de transfer de căldură, niciun proces de viață de pe planeta noastră nu se poate descurca fără el.

RADIAȚII INFRAROSII (radiații IR, raze IR), radiații electromagnetice cu lungimi de undă λ de la aproximativ 0,74 μm până la aproximativ 1-2 mm, adică radiații care ocupă regiunea spectrală dintre capătul roșu al radiației vizibile și radiația radio cu unde scurte (submilimetrice). Radiația infraroșie se referă la radiația optică, dar, spre deosebire de radiația vizibilă, nu este percepută de ochiul uman. Interacționând cu suprafața corpurilor, le încălzește, așa că este adesea numită radiație termică. În mod convențional, regiunea radiației infraroșii este împărțită în aproape (λ = 0,74-2,5 microni), mijloc (2,5-50 microni) și departe (50-2000 microni). Radiația infraroșie a fost descoperită de W. Herschel (1800) și independent de W. Wollaston (1802).

Spectrele în infraroșu pot fi linie (spectre atomice), continue (spectre de materie condensată) sau în dungi (spectre moleculare). Proprietățile optice (transmisie, reflexie, refracție etc.) ale substanțelor în radiația infraroșie, de regulă, diferă semnificativ de proprietățile corespunzătoare în radiația vizibilă sau ultravioletă. Multe substanțe care sunt transparente la lumina vizibilă sunt opace la radiația infraroșie de anumite lungimi de undă și invers. Astfel, un strat de apă de câțiva centimetri grosime este opac la radiația infraroșie cu λ > 1 µm, astfel încât apa este adesea folosită ca filtru de protecție termică. Plăcile de Ge și Si, opace la radiația vizibilă, sunt transparente la radiația infraroșie de anumite lungimi de undă, hârtia neagră este transparentă în regiunea infraroșu îndepărtat (astfel de substanțe sunt folosite ca filtre de lumină atunci când radiația infraroșie este izolată).

Reflectivitatea majorității metalelor în radiația infraroșie este mult mai mare decât în ​​radiația vizibilă și crește odată cu creșterea lungimii de undă (vezi Optica metalelor). Astfel, reflexia suprafețelor Al, Au, Ag, Cu ale radiației infraroșii cu λ = 10 μm atinge 98%. Substanțele nemetalice lichide și solide au o reflexie selectivă (în funcție de lungimea de undă) a radiației infraroșii, a cărei poziție maximă depinde de compoziția lor chimică.

Trecând prin atmosfera terestră, radiația infraroșie este atenuată datorită împrăștierii și absorbției de către atomii și moleculele de aer. Azotul și oxigenul nu absorb radiația infraroșie și o slăbesc doar ca urmare a împrăștierii, care este mult mai mică pentru radiația infraroșie decât pentru lumina vizibilă. Moleculele H 2 O, O 2 , O 3 etc., prezente în atmosferă, absorb selectiv (selectiv) radiația infraroșie, iar radiația infraroșie a vaporilor de apă este absorbită deosebit de puternic. Benzile de absorbție de H 2 O sunt observate în întreaga regiune IR a spectrului, iar benzile de CO 2 - în partea de mijloc. În straturile de suprafață ale atmosferei există doar un număr mic de „ferestre de transparență” pentru radiația infraroșie. Prezența în atmosferă a particulelor de fum, praf, mici picături de apă duce la o atenuare suplimentară a radiației infraroșii ca urmare a împrăștierii acesteia pe aceste particule. La particule de dimensiuni mici, radiația infraroșu este împrăștiată mai puțin decât radiația vizibilă, care este folosită în fotografia în infraroșu.

Surse de radiație infraroșie. O sursă naturală puternică de radiație infraroșie este Soarele, aproximativ 50% din radiația sa se află în regiunea infraroșie. Radiația infraroșie reprezintă 70 până la 80% din energia de radiație a lămpilor incandescente; este emis de un arc electric și diverse lămpi cu descărcare în gaz, toate tipurile de încălzitoare electrice. În cercetarea științifică, sursele de radiație infraroșie sunt lămpile cu bandă de tungsten, un știft Nernst, un glob, lămpile cu mercur de înaltă presiune etc. Radiația unor tipuri de lasere se află și în regiunea IR a spectrului (de exemplu, lungimea de undă a laserelor din sticlă cu neodim este de 1,06 μm, lasere cu heliu-neon - 1,15 și 3,39 microni, lasere CO 2 - 10,6 microni).

Receptoarele de radiație infraroșie se bazează pe conversia energiei radiației în alte tipuri de energie disponibile pentru măsurare. La receptoarele termice, radiația infraroșie absorbită provoacă o creștere a temperaturii elementului sensibil la temperatură, care este înregistrată. La receptoarele fotoelectrice, absorbția radiației infraroșii duce la apariția sau modificarea puterii unui curent sau a unei tensiuni electrice. Receptoarele fotoelectrice (spre deosebire de cele termice) sunt selective, adică sunt sensibile doar la radiațiile dintr-o anumită regiune a spectrului. Înregistrarea foto a radiației infraroșii se realizează cu ajutorul unor emulsii fotografice speciale, cu toate acestea, acestea sunt sensibile la aceasta numai pentru lungimi de undă de până la 1,2 microni.

Utilizarea radiațiilor infraroșii. Radiația IR este utilizată pe scară largă în cercetarea științifică și pentru rezolvarea diferitelor probleme practice. Spectrele de emisie și absorbție ale moleculelor și solidelor se află în regiunea IR, sunt studiate în spectroscopie în infraroșu, în probleme structurale și sunt utilizate și în analiza spectrală calitativă și cantitativă. În regiunea IR îndepărtată se află radiația care apare în timpul tranzițiilor între subnivelurile Zeeman ale atomilor, spectrele IR ale atomilor fac posibilă studierea structurii învelișurilor lor de electroni. Fotografiile aceluiași obiect realizate în intervalele vizibil și infraroșu, datorită diferenței dintre coeficienții de reflexie, transmisie și împrăștiere, pot varia semnificativ; În fotografia IR, puteți vedea detalii care nu sunt vizibile în fotografia normală.

În industrie, radiația infraroșie este utilizată pentru uscarea și încălzirea materialelor și produselor, în viața de zi cu zi - pentru încălzirea spațiului. Pe baza fotocatozilor sensibili la radiația infraroșie s-au creat convertoare electron-optice, în care imaginea în infraroșu a unui obiect, invizibil pentru ochi, este transformată într-una vizibilă. Pe baza unor astfel de convertoare sunt construite diverse dispozitive de vedere pe timp de noapte (binoclu, lunete etc.), care permit detectarea obiectelor în întuneric complet, observarea și țintirea, iradiându-le cu radiații infraroșii din surse speciale. Cu ajutorul unor receptoare cu infraroșu extrem de sensibile, obiectele sunt localizate prin propriile radiații infraroșii și sunt create sisteme de orientare pentru proiectile și rachete. Localizatoarele IR și telemetrul IR vă permit să detectați în întuneric obiecte a căror temperatură este mai mare decât temperatura ambiantă și să măsurați distanța până la acestea. Radiația puternică a laserelor infraroșii este utilizată în cercetarea științifică, precum și pentru comunicațiile terestre și spațiale, pentru sondarea laser a atmosferei etc. Radiația infraroșie este utilizată pentru a reproduce standardul contorului.

Lit.: Schreiber G. Raze infraroșii în electronică. M., 2003; Tarasov VV, Yakushenkov Yu. G. Sisteme cu infraroșu de tip „aspect”. M., 2004.

În regiunea invizibilă a spectrului electromagnetic, care începe în spatele luminii roșii vizibile și se termină înaintea radiației cu microunde între frecvențele 10 12 și 5∙10 14 Hz (sau se află în intervalul de lungimi de undă 1-750 nm). Numele provine de la cuvântul latin infra și înseamnă „sub roșu”.

Utilizarea razelor infraroșii este variată. Ele sunt folosite pentru a vizualiza obiecte în întuneric sau în fum, pentru a încălzi saunele și pentru a încălzi aripile aeronavelor pentru dezghețare, în comunicații la distanță apropiată și în analiza spectroscopică a compușilor organici.

Deschidere

Razele infraroșii au fost descoperite în 1800 de muzicianul și astronomul amator britanic de origine germană William Herschel. Folosind o prismă, el a împărțit lumina soarelui în componentele sale constitutive și a înregistrat o creștere a temperaturii dincolo de partea roșie a spectrului folosind un termometru.

Radiații IR și căldură

Radiația infraroșie este adesea denumită radiație termică. Cu toate acestea, trebuie menționat că este doar consecința sa. Căldura este o măsură a energiei de translație (energia de mișcare) a atomilor și moleculelor unei substanțe. Senzorii de „temperatură” nu măsoară de fapt căldura, ci doar diferențele de radiație IR a diferitelor obiecte.

Mulți profesori de fizică atribuie în mod tradițional toată radiația termică a Soarelui razelor infraroșii. Dar nu este așa. Cu lumina vizibilă a soarelui vine 50% din toată căldura, iar undele electromagnetice de orice frecvență cu intensitate suficientă pot provoca încălzire. Cu toate acestea, este corect să spunem că la temperatura camerei, obiectele emit căldură în principal în banda de infraroșu mijlociu.

Radiația IR este absorbită și emisă de rotațiile și vibrațiile atomilor sau grupurilor de atomi legați chimic și, prin urmare, de multe tipuri de materiale. De exemplu, sticla ferestrelor care este transparentă pentru lumina vizibilă absoarbe radiația infraroșie. Razele infrarosii sunt absorbite in mare parte de apa si atmosfera. Deși invizibile pentru ochi, ele pot fi simțite pe piele.

Pământul ca sursă de radiație infraroșie

Suprafața planetei noastre și norii absorb energia solară, cea mai mare parte a acesteia fiind eliberată în atmosferă sub formă de radiație infraroșie. Anumite substanțe din el, în principal vapori de apă și picături, precum și metanul, dioxidul de carbon, oxidul de azot, clorofluorocarburile și hexafluorura de sulf, absorb în regiunea infraroșu a spectrului și reemit în toate direcțiile, inclusiv către Pământ. Prin urmare, din cauza efectului de seră, atmosfera și suprafața pământului sunt mult mai calde decât dacă nu ar exista substanțe care să absoarbă razele infraroșii din aer.

Această radiație joacă un rol important în transferul de căldură și este o parte integrantă a așa-numitului efect de seră. La scară globală, influența razelor infraroșii se extinde asupra echilibrului de radiații al Pământului și afectează aproape toată activitatea biosferică. Aproape fiecare obiect de pe suprafața planetei noastre emite radiații electromagnetice în principal în această parte a spectrului.

regiuni IR

Gama IR este adesea împărțită în secțiuni mai înguste ale spectrului. Institutul German de Standarde DIN a definit următoarele intervale de lungimi de undă în infraroșu:

  • aproape (0,75-1,4 µm), utilizat în mod obișnuit în comunicațiile prin fibră optică;
  • unde scurte (1,4-3 microni), începând de la care absorbția radiațiilor IR de către apă crește semnificativ;
  • undă medie, numită și intermediară (3-8 microni);
  • unde lungi (8-15 microni);
  • departe (15-1000 microni).

Cu toate acestea, această schemă de clasificare nu este utilizată universal. De exemplu, unele studii indică următoarele intervale: aproape (0,75-5 microni), mediu (5-30 microni) și lung (30-1000 microni). Lungimile de undă utilizate în telecomunicații sunt subdivizate în benzi separate din cauza limitărilor detectorilor, amplificatoarelor și surselor.

Notația generală este justificată de reacțiile umane la razele infraroșii. Regiunea infraroșu apropiat este cea mai apropiată de lungimea de undă vizibilă pentru ochiul uman. Radiațiile infraroșii medii și îndepărtate se îndepărtează treptat de partea vizibilă a spectrului. Alte definiții urmează mecanisme fizice diferite (cum ar fi vârfurile de emisie și absorbția de apă), iar cele mai noi se bazează pe sensibilitatea detectorilor utilizați. De exemplu, senzorii de siliciu convenționali sunt sensibili în regiunea de aproximativ 1050 nm, iar arseniura de indiu-galiu - în intervalul de la 950 nm la 1700 și 2200 nm.

Nu este definită o graniță clară între lumina infraroșie și cea vizibilă. Ochiul uman este semnificativ mai puțin sensibil la lumina roșie care depășește 700 nm, totuși lumina intensă (laser) poate fi văzută până la aproximativ 780 nm. Începutul intervalului IR este definit diferit în diferite standarde - undeva între aceste valori. De obicei este de 750 nm. Prin urmare, razele infraroșii vizibile sunt posibile în intervalul 750-780 nm.

Denumiri în sistemele de comunicații

Comunicația optică în regiunea infraroșu apropiat este împărțită din punct de vedere tehnic într-un număr de benzi de frecvență. Acest lucru se datorează diferitelor materiale absorbante și transmisoare (fibre) și detectoare. Acestea includ:

  • Banda O 1,260-1,360 nm.
  • Banda E 1.360-1.460 nm.
  • Banda S 1,460-1,530 nm.
  • Banda C 1,530-1,565 nm.
  • Banda L 1,565-1,625 nm.
  • Banda U 1,625-1,675 nm.

termografie

Termografia, sau imagistica termică, este un tip de imagistică în infraroșu a obiectelor. Deoarece toate corpurile radiază în domeniul IR, iar intensitatea radiației crește odată cu temperatura, camerele specializate cu senzori IR pot fi folosite pentru a-l detecta și a face fotografii. În cazul obiectelor foarte fierbinți în infraroșu apropiat sau regiunea vizibilă, această tehnică se numește pirometrie.

Termografia este independentă de iluminarea luminii vizibile. Prin urmare, este posibil să „vezi” mediul înconjurător chiar și în întuneric. În special, obiectele calde, inclusiv oamenii și animalele cu sânge cald, ies bine în evidență pe un fundal mai rece. Fotografia în infraroșu a unui peisaj îmbunătățește redarea obiectelor pe baza energiei termice: cerul albastru și apa par aproape negru, în timp ce frunzișul verde și pielea par strălucitoare.

Din punct de vedere istoric, termografia a fost utilizată pe scară largă de către serviciile militare și de securitate. În plus, își găsește multe alte utilizări. De exemplu, pompierii îl folosesc pentru a vedea prin fum, pentru a găsi oameni și pentru a localiza punctele fierbinți în timpul unui incendiu. Termografia poate dezvălui creșterea anormală a țesuturilor și defecte ale sistemelor și circuitelor electronice datorită generării crescute de căldură. Electricienii care întrețin liniile electrice pot detecta supraîncălzirea conexiunilor și a pieselor, care indică o defecțiune și pot elimina pericolele potențiale. Când izolarea termică eșuează, profesioniștii în construcții pot observa scurgeri de căldură și pot îmbunătăți eficiența sistemelor de răcire sau încălzire. În unele vehicule de ultimă generație, camerele termice sunt instalate pentru a ajuta șoferul. Imagistica termografică poate fi utilizată pentru a monitoriza anumite răspunsuri fiziologice la oameni și animale cu sânge cald.

Aspectul și modul de funcționare al unei camere termice moderne nu diferă de cele ale unei camere video convenționale. Capacitatea de a vedea în infraroșu este o caracteristică atât de utilă încât capacitatea de a înregistra imagini este adesea opțională și un recorder nu este întotdeauna disponibil.

Alte imagini

În fotografia IR, intervalul de infraroșu apropiat este capturat folosind filtre speciale. Camerele digitale tind să blocheze radiația IR. Cu toate acestea, camerele ieftine care nu au filtre adecvate sunt capabile să „vadă” în intervalul aproape IR. În acest caz, lumina în mod normal invizibilă apare de un alb strălucitor. Acest lucru este vizibil mai ales atunci când fotografiați în apropierea obiectelor în infraroșu iluminate (cum ar fi lămpile), unde zgomotul rezultat face ca imaginea să se estompeze.

De asemenea, merită menționată imagistica T-beam, care este imagistică în intervalul teraherți departe. Lipsa surselor luminoase face ca aceste imagini să fie mai dificile din punct de vedere tehnic decât majoritatea altor tehnici de imagistică IR.

LED-uri și lasere

Sursele artificiale de radiație infraroșie includ, pe lângă obiectele fierbinți, LED-uri și lasere. Primele sunt dispozitive optoelectronice mici, ieftine, fabricate din materiale semiconductoare, cum ar fi arseniura de galiu. Ele sunt folosite ca optoizolatoare și ca surse de lumină în unele sisteme de comunicații prin fibră optică. Laserele IR puternice cu pompare optică funcționează pe bază de dioxid de carbon și monoxid de carbon. Sunt folosite pentru a iniția și modifica reacții chimice și separarea izotopilor. În plus, ele sunt utilizate în sistemele lidar pentru determinarea distanței până la un obiect. De asemenea, sursele de radiație infraroșie sunt utilizate în telemetrul camerelor automate cu focalizare automată, alarmele antiefracție și dispozitivele optice de vedere pe timp de noapte.

Receptoare IR

Detectoarele IR includ dispozitive termosensibile, cum ar fi detectoare de termocuplu, bolometre (unele sunt răcite la aproape zero absolut pentru a reduce zgomotul de la detectorul însuși), celule fotovoltaice și fotoconductori. Acestea din urmă sunt realizate din materiale semiconductoare (de exemplu siliciu și sulfură de plumb), a căror conductivitate electrică crește atunci când sunt expuse la razele infraroșii.

Incalzi

Radiația infraroșie este utilizată pentru încălzire - de exemplu, încălzirea saunelor și dezghețarea aripilor de aeronave. În plus, este din ce în ce mai folosit pentru a topi asfaltul în timpul construcției de noi drumuri sau repararea zonelor avariate. Radiația IR poate fi utilizată la gătitul și la încălzirea alimentelor.

Conexiune

Lungimile de undă IR sunt folosite pentru a transmite date pe distanțe scurte, cum ar fi între perifericele computerului și asistenții digitali personali. Aceste dispozitive respectă de obicei standardele IrDA.

Comunicarea IR este utilizată de obicei în interior, în zone cu densitate mare a populației. Acesta este cel mai comun mod de a controla dispozitivele de la distanță. Proprietățile razelor infraroșii nu le permit să pătrundă în pereți și, prin urmare, nu interacționează cu aparatele din încăperile învecinate. În plus, laserele IR sunt folosite ca surse de lumină în sistemele de comunicații cu fibră optică.

Spectroscopie

Spectroscopia cu radiații infraroșii este o tehnologie utilizată pentru a determina structurile și compozițiile (în primul rând) compușilor organici prin examinarea transmiterii radiațiilor infraroșii prin probe. Se bazează pe proprietățile substanțelor de a absorbi anumite frecvențe, care depind de întinderea și îndoirea în interiorul moleculelor probei.

Caracteristicile de absorbție și emisie în infraroșu ale moleculelor și materialelor oferă informații importante despre dimensiunea, forma și legăturile chimice ale moleculelor, atomilor și ionilor din solide. Energiile de rotație și vibrație sunt cuantificate în toate sistemele. Radiația IR a energiei hν, emisă sau absorbită de o moleculă sau substanță dată, este o măsură a diferenței unor stări interne de energie. Ele, la rândul lor, sunt determinate de greutatea atomică și de legăturile moleculare. Din acest motiv, spectroscopia în infraroșu este un instrument puternic pentru determinarea structurii interne a moleculelor și substanțelor sau, atunci când astfel de informații sunt deja cunoscute și tabulate, cantitățile acestora. Tehnicile de spectroscopie IR sunt adesea folosite pentru a determina compoziția și, prin urmare, proveniența și vârsta specimenelor arheologice, precum și pentru a detecta falsuri de artă și alte obiecte care, atunci când sunt privite în lumină vizibilă, seamănă cu originalele.

Beneficiile și daunele razelor infraroșii

Radiația infraroșie cu undă lungă este utilizată în medicină în scopul:

  • normalizarea tensiunii arteriale prin stimularea circulației sanguine;
  • curățarea organismului de sărurile de metale grele și toxine;
  • îmbunătățirea circulației sângelui a creierului și a memoriei;
  • normalizarea nivelului hormonal;
  • menținerea echilibrului apă-sare;
  • limitarea răspândirii ciupercilor și microbilor;
  • anestezie;
  • ameliorează inflamația;
  • întărirea imunității.

În același timp, radiațiile infraroșii pot fi dăunătoare în caz de boli purulente acute, sângerări, inflamații acute, boli de sânge și tumori maligne. Expunerea prelungită necontrolată duce la înroșirea pielii, arsuri, dermatită, insolație. Razele infraroșii cu unde scurte sunt periculoase pentru ochi - se pot dezvolta fotofobie, cataractă și deficiențe de vedere. Prin urmare, pentru încălzire ar trebui folosite numai surse de radiații cu unde lungi.

ARTICOLE SIMILARE