Radiasi inframerah ialah bentuk sinaran semula jadi. Setiap orang terdedah kepadanya setiap hari. Sebahagian besar tenaga Matahari datang ke planet kita dalam bentuk sinar inframerah. Walau bagaimanapun, dalam dunia moden terdapat banyak peranti yang menggunakan sinaran inframerah. Ia boleh menjejaskan tubuh manusia dalam pelbagai cara. Ia sebahagian besarnya bergantung pada jenis dan tujuan penggunaan peranti ini.
Apakah ini
Sinaran inframerah, atau sinar IR, ialah sejenis sinaran elektromagnet yang menduduki kawasan spektrum daripada cahaya kelihatan merah (yang dicirikan oleh panjang gelombang 0.74 mikron) kepada sinaran radio gelombang pendek (dengan panjang gelombang 1 -2 mm). Ini adalah kawasan spektrum yang agak besar, jadi ia dibahagikan lagi kepada tiga kawasan:
- dekat (0,74 - 2.5 µm);
- sederhana (2.5 - 50 mikron);
- jauh (50-2000 mikron).
Sejarah penemuan
Pada tahun 1800, seorang saintis dari England, W. Herschel, membuat pemerhatian bahawa di bahagian spektrum suria yang tidak kelihatan (di luar lampu merah), suhu termometer meningkat. Selepas itu, subordinasi sinaran inframerah kepada undang-undang optik telah dibuktikan dan kesimpulan dibuat tentang hubungannya dengan cahaya boleh dilihat.
Terima kasih kepada kerja ahli fizik Soviet A. A. Glagoleva-Arkadyeva, yang menerima gelombang radio dengan λ=80 μm (julat IR) pada tahun 1923, kewujudan peralihan berterusan daripada sinaran kelihatan kepada sinaran IR dan gelombang radio telah terbukti secara eksperimen. Oleh itu, kesimpulan dibuat tentang sifat elektromagnet biasa mereka.
Hampir semua di alam semula jadi mampu memancarkan panjang gelombang yang sepadan dengan spektrum inframerah, yang bermaksud ia adalah sumber sinaran inframerah. Tubuh manusia tidak terkecuali. Kita semua tahu bahawa segala-galanya di sekeliling terdiri daripada atom dan ion, malah manusia. Dan zarah teruja ini mampu memancarkan spektrum garis IR. Mereka boleh masuk ke dalam keadaan teruja di bawah pengaruh pelbagai faktor, contohnya, nyahcas elektrik atau apabila dipanaskan. Jadi, dalam spektrum sinaran nyalaan dapur gas terdapat jalur dengan λ=2.7 µm daripada molekul air dan dengan λ=4.2 µm daripada karbon dioksida.
Gelombang IR dalam kehidupan seharian, sains dan industri
Menggunakan peranti tertentu di rumah dan di tempat kerja, kita jarang bertanya pada diri sendiri tentang kesan sinaran inframerah pada tubuh manusia. Sementara itu, pemanas inframerah agak popular hari ini. Perbezaan asas mereka dari radiator minyak dan convectors adalah keupayaan untuk memanaskan bukan udara itu sendiri secara langsung, tetapi semua objek di dalam bilik. Iaitu, perabot, lantai dan dinding dipanaskan terlebih dahulu, dan kemudian mereka mengeluarkan haba mereka ke atmosfera. Pada masa yang sama, sinaran inframerah turut menjejaskan organisma - manusia dan haiwan peliharaan mereka.
Sinar IR juga digunakan secara meluas dalam penghantaran data dan alat kawalan jauh. Banyak telefon bimbit mempunyai port inframerah untuk bertukar-tukar fail antara mereka. Dan semua alat kawalan jauh untuk penghawa dingin, pusat muzik, TV, beberapa mainan kanak-kanak terkawal juga menggunakan sinar elektromagnet dalam julat inframerah.
Penggunaan sinar inframerah dalam tentera dan angkasawan
Sinar inframerah yang paling penting adalah untuk industri aeroangkasa dan ketenteraan. Berdasarkan fotokatod yang sensitif kepada sinaran inframerah (sehingga 1.3 mikron), peranti penglihatan malam (pelbagai teropong, pemandangan, dsb.) dicipta. Ia membenarkan, sambil menyinari objek dengan sinaran inframerah secara serentak, membidik atau memerhati dalam kegelapan mutlak.
Terima kasih kepada penerima sinar inframerah yang sangat sensitif yang dicipta, pengeluaran peluru berpandu homing menjadi mungkin. Penderia di kepala mereka bertindak balas kepada sinaran IR sasaran, yang biasanya lebih panas daripada persekitaran, dan membimbing peluru berpandu ke sasaran. Berdasarkan prinsip yang samapengesanan bahagian kapal yang dipanaskan, pesawat, tangki menggunakan pencari arah haba.
IR pencari dan pencari jarak boleh mengesan pelbagai objek dalam kegelapan sepenuhnya dan mengukur jarak ke objek tersebut. Peranti khas - penjana kuantum optik yang memancarkan di kawasan inframerah, digunakan untuk ruang dan komunikasi daratan jarak jauh.
Sinaran inframerah dalam sains
Salah satu yang paling biasa ialah kajian spektrum pelepasan dan penyerapan di rantau IR. Ia digunakan dalam kajian ciri-ciri kulit elektron atom, untuk menentukan struktur pelbagai molekul, dan sebagai tambahan, dalam analisis kualitatif dan kuantitatif campuran pelbagai bahan.
Disebabkan oleh perbezaan dalam pekali serakan, penghantaran dan pantulan jasad dalam sinaran boleh dilihat dan IR, gambar yang diambil dalam keadaan berbeza agak berbeza. Imej inframerah sering menunjukkan lebih terperinci. Imej sedemikian digunakan secara meluas dalam astronomi.
Mengkaji kesan sinar inframerah pada badan
Data saintifik pertama mengenai kesan sinaran inframerah pada tubuh manusia bermula sejak tahun 1960-an. Penulis penyelidikan adalah doktor Jepun Tadashi Ishikawa. Dalam perjalanan eksperimennya, dia dapat membuktikan bahawa sinar inframerah cenderung menembusi jauh ke dalam tubuh manusia. Pada masa yang sama, proses termoregulasi berlaku, sama seperti tindak balas semasa berada di sauna. Walau bagaimanapun, peluh bermula pada suhu ambien yang lebih rendah (iaadalah kira-kira 50 ° C), dan pemanasan organ dalaman berlaku lebih dalam.
Semasa pemanasan ini, peredaran darah meningkat, saluran sistem pernafasan, tisu subkutan dan kulit mengembang. Walau bagaimanapun, pendedahan berpanjangan kepada sinaran inframerah pada seseorang boleh menyebabkan strok haba, dan sinaran inframerah yang kuat membawa kepada luka terbakar pada tahap yang berbeza-beza.
Perlindungan IR
Terdapat senarai kecil aktiviti yang bertujuan untuk mengurangkan risiko pendedahan kepada sinaran inframerah pada tubuh manusia:
- Mengurangkan keamatan sinaran. Ia dicapai melalui pemilihan peralatan teknologi yang sesuai, penggantian peralatan usang yang tepat pada masanya, serta susun aturnya yang rasional.
- Penyingkiran pekerja daripada sumber sinaran. Jika barisan pengeluaran membenarkan, alat kawalan jauh barisan pengeluaran harus diutamakan.
- Pemasangan skrin pelindung pada sumber atau tempat kerja. Pagar sedemikian boleh disusun dalam dua cara untuk mengurangkan kesan sinaran inframerah pada tubuh manusia. Dalam kes pertama, mereka mesti mencerminkan gelombang elektromagnet, dan dalam kes kedua, mereka mesti menangguhkannya dan menukar tenaga sinaran kepada tenaga haba, diikuti dengan penyingkirannya. Disebabkan oleh fakta bahawa skrin pelindung tidak sepatutnya menghalang pakar daripada peluang untuk memantau proses yang berlaku dalam pengeluaran, mereka boleh dibuat telus atau lut sinar. Untuk ini, silikat ataukaca kuarza, serta jerat dan rantai logam.
- Penebat haba atau penyejukan permukaan panas. Tujuan utama penebat haba adalah untuk mengurangkan risiko melecur kepada pekerja.
- Peralatan perlindungan peribadi (pelbagai pakaian, gogal dengan penapis cahaya terbina dalam, perisai).
- Langkah pencegahan. Jika semasa tindakan di atas tahap pendedahan kepada sinaran inframerah pada badan kekal cukup tinggi, maka mod kerja dan rehat yang sesuai harus dipilih.
Manfaat untuk tubuh manusia
Radiasi inframerah yang menjejaskan tubuh manusia membawa kepada peredaran darah yang lebih baik akibat vasodilatasi, ketepuan organ dan tisu yang lebih baik dengan oksigen. Selain itu, peningkatan suhu badan mempunyai kesan analgesik akibat kesan sinaran pada ujung saraf pada kulit.
Telah diperhatikan bahawa pembedahan yang dilakukan di bawah pengaruh sinaran inframerah mempunyai beberapa kelebihan:
- sakit selepas pembedahan agak mudah ditanggung;
- penjanaan semula sel yang lebih pantas;
- Kesan sinaran inframerah pada seseorang mengelakkan penyejukan organ dalaman sekiranya berlaku pembedahan pada rongga terbuka, yang mengurangkan risiko renjatan.
Pada pesakit yang melecur, sinaran inframerah mewujudkan kemungkinan membuang nekrosis, serta melakukan autoplasti pada peringkat awal. Di samping itu, tempoh demam berkurangan, anemia dan hipoproteinemia kurang ketara, dan kekerapan komplikasi berkurangan.
Telah terbukti bahawa sinaran inframerah boleh melemahkan kesan sesetengah racun perosak dengan meningkatkan imuniti tidak spesifik. Ramai di antara kita tahu tentang rawatan rhinitis dan beberapa manifestasi lain selesema biasa dengan lampu IR biru.
Memudaratkan manusia
Perlu diingat bahawa bahaya sinaran inframerah untuk tubuh manusia juga boleh menjadi sangat ketara. Kes yang paling jelas dan biasa ialah kulit terbakar dan dermatitis. Ia boleh berlaku sama ada dengan pendedahan terlalu lama kepada gelombang lemah spektrum inframerah, atau semasa penyinaran sengit. Apabila bercakap mengenai prosedur perubatan, ia jarang berlaku, tetapi masih, strok haba, asthenia dan kesakitan yang lebih teruk berlaku dengan rawatan yang tidak betul.
Salah satu masalah moden ialah mata melecur. Yang paling berbahaya bagi mereka adalah sinar IR dengan panjang gelombang dalam julat 0.76-1.5 mikron. Di bawah pengaruh mereka, kanta dan humor akueus dipanaskan, yang boleh membawa kepada pelbagai gangguan. Salah satu kesan sampingan yang paling biasa ialah fotofobia. Ini harus diingati oleh kanak-kanak yang bermain dengan penunjuk laser dan pengimpal yang mengabaikan peralatan perlindungan diri.
sinar IR dalam perubatan
Rawatan dengan sinaran inframerah adalah tempatan dan umum. Dalam kes pertama, tindakan tempatan dilakukan pada bahagian tertentu badan, dan dalam kes kedua, seluruh badan terdedah kepada tindakan sinar. Kursus rawatan bergantung kepada penyakit dan boleh berkisar antara 5 hingga 20 sesi selama 15-30 minit. Apabila menjalankan prosedur, prasyarat adalahpenggunaan peralatan perlindungan. Untuk mengekalkan kesihatan mata, pad kadbod atau cermin mata khas digunakan.
Selepas prosedur pertama, kemerahan dengan sempadan yang tidak jelas kelihatan pada permukaan kulit, berlalu selepas kira-kira sejam.
Tindakan pemancar IR
Dengan ketersediaan banyak peranti perubatan, orang ramai membelinya untuk kegunaan peribadi. Walau bagaimanapun, perlu diingat bahawa peranti sedemikian mesti memenuhi keperluan khas dan digunakan dengan mematuhi peraturan keselamatan. Tetapi yang paling penting, adalah penting untuk memahami bahawa, seperti mana-mana peranti perubatan, pemancar gelombang inframerah tidak boleh digunakan untuk beberapa penyakit.
| Panjang gelombang, µm | Tindakan berguna |
| 9.5 µm | Tindakan pembetulan imun dalam keadaan kekurangan imun yang disebabkan oleh kebuluran, keracunan karbon tetraklorida, penggunaan imunosupresan. Ia membawa kepada pemulihan penunjuk normal pautan imuniti selular. |
| 16.25 mikron | Tindakan antioksidan. Ia dijalankan kerana pembentukan radikal bebas daripada superoksida dan hidroperoksida, dan penggabungan semulanya. |
| 8, 2 dan 6.4 µm | Tindakan antibakteria dan normalisasi mikroflora usus disebabkan oleh pengaruh pada sintesis hormon prostaglandin, yang membawa kepada kesan imunomodulasi. |
| 22.5 µm | Hasil dalam terjemahan banyaksebatian tidak larut, seperti bekuan darah dan plak aterosklerotik, ke dalam keadaan larut, membolehkan ia dikeluarkan daripada badan. |
Oleh itu, pakar yang berkelayakan, doktor yang berpengalaman harus memilih kursus terapi. Bergantung pada panjang gelombang inframerah yang dipancarkan, peranti boleh digunakan untuk tujuan yang berbeza.
